郁涵+許家銘+趙偉男

【摘 要】光孤子通信因其具有安全性高、失真度小的優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛應(yīng)用，本文基于光孤子的概念，從其形成與通信的原理入手對(duì)其展開(kāi)探討，對(duì)其通信中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，為其進(jìn)一步解決提供了創(chuàng)新的思路。

【關(guān)鍵詞】光孤子通信；解決方案；探討

一、引言

近年來(lái)，經(jīng)過(guò)科技人員長(zhǎng)期以來(lái)的不懈努力，光孤子通信技術(shù)取得了令人矚目的成就。其在國(guó)內(nèi)外的研究不斷取得新的進(jìn)展，研發(fā)人數(shù)不斷增多，光孤子通信及其應(yīng)用已發(fā)展成為當(dāng)前信息技術(shù)領(lǐng)域最為活躍的課題之一。但是，在其發(fā)展過(guò)程中也遇到了多個(gè)方面的問(wèn)題與不足之處，這需要相關(guān)研究者的繼續(xù)努力使其逐漸發(fā)展完善。首先，雖然光孤子通信技術(shù)已獲得了一定的應(yīng)用，但在很多方面仍然存在問(wèn)題與不足，因?yàn)楣夤伦油ㄐ挪捎玫氖菍拵нM(jìn)行信號(hào)傳送，因此極易遭受環(huán)境因素的干擾，造成不可避免的損耗。需要采取嚴(yán)格的防范策略，并與安全技術(shù)廠商緊密的聯(lián)系起來(lái)，對(duì)各類(lèi)可能發(fā)生的安全隱患加以排除。同時(shí)，相關(guān)廠商還需構(gòu)建相應(yīng)的安全機(jī)制，從而保證光孤子通信的可靠、安全傳輸。其次，想要實(shí)現(xiàn)光孤子通信的廣泛應(yīng)用，還有許多的技術(shù)上的難題需要攻克。光孤子通信盡管有著多方面的優(yōu)勢(shì)，但也存在著某些缺陷，這在其推廣過(guò)程中，需要被加以重視。我們要廣泛合理應(yīng)用光孤子通信的技術(shù)特點(diǎn)，致力于將其用途發(fā)揮極致，同時(shí)努力克服光孤子通信存在的缺陷與不足之處，找出應(yīng)對(duì)措施或解決的措施，盡可能的應(yīng)用好這一通信技術(shù)。

二、光孤子通信概述

光孤子可以依靠色散效應(yīng)使得光脈沖加寬，但是非線性效應(yīng)使其脈沖變短，在兩者作用平衡時(shí)，光脈沖傳播就不會(huì)受到光路的影響，而可以不失真進(jìn)行傳播，光孤子通信的誤碼率也非常低，因此成為重要的通信研究方向。目前投入使用的基于線性光學(xué)原理的常規(guī)光纖通信系統(tǒng)中，由于色散跟光纖損耗的存在，脈沖信號(hào)幅度會(huì)減小，同時(shí)波形也會(huì)展寬，從而限制了系統(tǒng)的傳輸距離和傳輸容量。但是光孤子不僅可以克服光纖色散的制約，提高傳輸容量，而且可以從根本上改變現(xiàn)有通信方式中使用中繼站所帶來(lái)的損耗和不便。該技術(shù)是一類(lèi)較為新型的通信技術(shù)，其可以將上升及下降的沖擊脈沖來(lái)加以調(diào)制設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)Ghz量級(jí)的帶寬。而這一技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，可以說(shuō)能夠在一定程度上解決以往的通信技術(shù)在某些傳播層面上的困難。因此，同別的通信技術(shù)比較，該技術(shù)具有自己特有的優(yōu)勢(shì)。比如：對(duì)于可能的信道衰落不太敏感、信號(hào)的功率譜密度較低、系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確度較強(qiáng)，還有就是，它有著非常強(qiáng)的抗干擾能力，可以運(yùn)用更多的信道，及高速率、低損耗等等特點(diǎn)。因?yàn)楦哳l信號(hào)會(huì)伴隨傳輸距離的延伸而不斷衰減，所以光孤子通信技術(shù)更加適合用在短距離通信之中。

三、光孤子通信的一些問(wèn)題

就目前來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)信息通訊新技術(shù)及其應(yīng)用的互補(bǔ)性變得越來(lái)越明顯。各類(lèi)接入技術(shù)有著各自的覆蓋面，各自的適用領(lǐng)域，各自的應(yīng)用特性，各自的接入速率，且能夠進(jìn)行相應(yīng)方面的互補(bǔ)。比如：3G能夠滿(mǎn)足無(wú)縫覆蓋及其他方面的移動(dòng)需要，WLAN能夠滿(mǎn)足中距離的較高速率接入需要，而UWB能夠滿(mǎn)足近距離的超高速率接入需要等等。所以，在政策制訂上有關(guān)部門(mén)要考慮到各類(lèi)無(wú)線技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的整體化進(jìn)程，利用網(wǎng)絡(luò)的多元化，滿(mǎn)足不同群體的技術(shù)需要，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的細(xì)分，盡可能的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息通訊的均衡性發(fā)展。政府部門(mén)需要為企業(yè)配置充足的無(wú)線資源，實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)有關(guān)譜段的劃分工作。如此才能有助于綜合規(guī)劃計(jì)算機(jī)信息通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源的高效分配及應(yīng)用。不過(guò)，相關(guān)部門(mén)也需加強(qiáng)監(jiān)管，確保計(jì)算機(jī)信息通訊的安全性。相對(duì)于其他通訊技術(shù)，由于光孤子采用了全光系統(tǒng)，光孤子通信還具有減少誤碼率，減少成本，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，接收系統(tǒng)更簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于光孤子本身的性質(zhì)，光孤子通信還有若干問(wèn)題需要解決。

1）要實(shí)現(xiàn)光孤子通信首先是要產(chǎn)生的光孤子。而要產(chǎn)生能在光纖中穩(wěn)定地傳輸光孤子，必需使光孤子源輸出的光脈沖為雙曲正割形，且振幅達(dá)到一定的峰值時(shí)才行，同時(shí)用于通信的光孤子源要求它要具有體積小、成本低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。激光器輸出的脈沖雖經(jīng)光纖放大器放大后可獲得較理想峰值功率。但其在傳輸過(guò)程中，光脈沖中心部分在非線性自相位調(diào)制與色散效應(yīng)共同影響下會(huì)失真，因此也不是很理想。

2）光孤子在傳輸過(guò)程中，相鄰的光孤子間會(huì)產(chǎn)生相互影響。一般來(lái)說(shuō)，相鄰的同相光孤子就會(huì)相互吸引，由此光孤子會(huì)在光纖中產(chǎn)生周期性的碰撞，相鄰的反向光孤子就會(huì)相互排斥，由此相鄰的光孤子的間距會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)。

3）在目前設(shè)計(jì)的光孤子通信系統(tǒng)中，為了克服光纖損耗通常要用大量的放大器來(lái)進(jìn)行能量補(bǔ)償，而放大器的自發(fā)輻射噪聲會(huì)使得光孤子的幅度和相位發(fā)生隨機(jī)的變化，造成誤碼。

四、光孤子通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

光孤子通信技術(shù)的發(fā)展演化。首先是通信技術(shù)自身的升級(jí)、換代，其次是受到用戶(hù)多元化需求的驅(qū)動(dòng)。綜合以上兩個(gè)方面來(lái)考慮，光孤子通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是表現(xiàn)在以下幾個(gè)層面。

（一）通信網(wǎng)絡(luò)的廣泛存在

這能夠使得我們所有人只要想使用網(wǎng)絡(luò)，就能夠任意的通過(guò)智能終端實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接入，從而獲得自己想要的信息服務(wù)，而且網(wǎng)絡(luò)還會(huì)逐漸的深入我們的工作生活，利用信息上的交互來(lái)為人們提供更為積極的服務(wù)。

（二）融合性越來(lái)越強(qiáng)

以后的通信系統(tǒng)必然會(huì)是趨于多元化，而要想重新搭建一個(gè)新的系統(tǒng)，成本是人們難以承受的，且還有很大的技術(shù)隱患。所以，將現(xiàn)有的系統(tǒng)利用融合的方法進(jìn)行互聯(lián)，必將是未來(lái)的重要發(fā)展趨勢(shì)。

（三）安全性逐漸增強(qiáng)

光孤子通訊利用的是在空間傳播帶有信息的載波，這樣一來(lái)就會(huì)使得互相間的通信易于泄露，所以，怎樣有效的增強(qiáng)信息的安全性以及通信的傳送效率也將是未來(lái)的重點(diǎn)研究課題及方向。

（四）終端的信息個(gè)人化

今天，對(duì)通信技術(shù)這一領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，各大運(yùn)營(yíng)商所推出的各種各樣的智能手機(jī)、終端等智能產(chǎn)品獲得了越來(lái)越多人們的青睞，由此可見(jiàn)，這樣一方面促進(jìn)了通信行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，另一方面也在增加著用戶(hù)個(gè)人對(duì)該技術(shù)的需求，使得最近幾年來(lái)一直保持著極為旺盛的市場(chǎng)發(fā)展，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，通信技術(shù)的發(fā)展正在向著信息個(gè)人化這一趨勢(shì)邁進(jìn)。

五、結(jié)論

總而言之，隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光孤子信息通訊新技術(shù)及應(yīng)用得以涌現(xiàn)，光通信網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用，正在不斷地改變著我們的工作、生活。在可預(yù)計(jì)的未來(lái)，光通訊技術(shù)將會(huì)朝著智能化、個(gè)人化的方向大踏步邁進(jìn)，并將會(huì)逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的綜合化以及接入網(wǎng)絡(luò)的多元化，以幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息的迅速傳輸。當(dāng)然，這也需要相關(guān)從業(yè)者的繼續(xù)努力使其趨于完善。

【參考文獻(xiàn)】

[1]許偉云.光孤子傳輸技術(shù)研究[J].天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào).2007.9.

[2]張妍.光孤子通信系統(tǒng)傳輸特性及其偏振模色散的研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)通信與系統(tǒng)專(zhuān)業(yè).2004.

[3]王志斌.光孤子在光纖中傳輸?shù)奶匦匝芯縖D].秦皇島：燕山大學(xué)測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器專(zhuān)業(yè).2007.endprint