【正文】 將會是一個很好的選擇，然而傳輸基態(tài)光孤子是不現(xiàn)實的，為此通過色散管理孤子來實現(xiàn)通信的升級就是一個可行的方法[13]。在日本的東京，就有一個項目是在色散管理的基礎上通過已鋪設的光纜實現(xiàn)了孤子通信升級，這對全世界來說是一種巨大的鼓舞。在色散管理情況下，光脈沖在一個空間周期中經歷展寬與壓縮最后恢復原狀，其周期性比傳統(tǒng)意義上的色散管理明顯的多，這為接受終端提供了方便。下面就色散管理孤子的數(shù)學理論做一個簡要的描述。在(31)式的基礎上，可以直接得出色散管理孤子所滿足的傳輸方程 (410)，分別是歸一化光損耗系數(shù)，歸一化放大距離，歸一化色散函數(shù)。觀察410式，我們可以這樣子對其解析，放大器的作用就是使光脈沖每次經過放大器時是光脈沖的能量恢復到原來的值。函數(shù)決定了色散管理的方式，一般來說是周期函數(shù)，經過每一個周期，光脈沖形狀恢復到原來模樣。由于光損耗與光放大項的存在，對于如何比較好地分析變的不容易，想辦法把光損耗項目消去是一種較好的分析方法，一般引入如下的變換。 (411)其中為實函數(shù)，其對應光損耗項與光放大項對光脈沖包絡的影響。把上式代入410得 (412)令 (413)上式的解為 其中， (414)即有下面關于包絡的包絡方程。 (415)對于一個色散管理周期（與放大周期一致），平均的非線性系數(shù) (416)對應于光纖的色散管理。其可以為現(xiàn)有的標準光纖。一般來說色散管理孤子傳輸方程只有在確定了光脈沖形狀和光纖的色散管理圖后，然后通過不斷地通過調整脈寬，初始啁啾和光脈沖峰值功率的情況下尋找其有意義的解[14]。傳統(tǒng)意義上的色散管理僅僅針對色散效應的，雖然其光脈沖也經歷先擴寬后壓縮的過程，但相對于色散管理孤子來說，前者的空間周期性與傳輸速率就明顯地遜色了從理論上來說光孤子具有十分誘人的傳輸特性（穩(wěn)定傳輸，高速率，大容量），甚至可以作為理想的通信傳輸手段，但是由于現(xiàn)實條件的種種限制，致使其盡管在理論上出現(xiàn)了近半個世紀并且十分完善了，應用卻遲遲沒有來到。為了對現(xiàn)有的光纖通信系統(tǒng)進行升級，除了在對色散管理孤子進行大量研究外，最近十幾年出現(xiàn)的準光孤子通信理論被認為是下一代光纖通信領域中一個非常具有前途的發(fā)展方向。準光孤子的概念是Kumar和Hasegawa與1997年首先提出的。關于準光孤子的概念應該這樣子來理解：在光孤子滿足的傳輸方程的基礎上（考慮了光損耗），用一個合適的，持續(xù)的色散管理方法，可以從一個修正的非線性薛定諤方程通過數(shù)值方法得到一個精確解，用這個精確解可以構造一個能在光纖中穩(wěn)定傳輸?shù)墓饷}沖[15]。下面就其數(shù)學理論做一個簡要分析?？紤]光纖損耗，對于無中繼傳輸，傳輸方程為： (417)其中U為歸一化振幅，左邊第二項為隨光纖位置而變化的色散變量，左邊第二項為非線性項，右邊的一項為光損耗項。為了去除光損耗項目。做以下的變換 (418)其中=exp (419)把上式代入417式并整理的 (420)引入以下的變量 (421)并引入一個帶有啁啾的初始注入脈沖 (422)其中，p，v都是關于距離的實函數(shù)，選擇合適的色散分布 (423)把式422，423代回式420，從而得到 (424)為簡化424式，做以下的假設 (425)則424式可以話為標準的非線性薛定諤方程。設 (426)把式425，426代回式424得到 (427)通過解427式就可以確定準光孤子的波形。理論研究表明，相對于傳統(tǒng)意義上的光孤子，準光孤子克服了光孤子的許多缺點，比如準光孤子的脈沖寬度比光孤子窄，從而可以更好地利用帶寬，同時準光孤子對輸入脈沖的要求也沒有光孤子嚴格，這樣子就可以在發(fā)送端降低成本。第五章 總結光孤子及其衍生的通信方式因具有低成本、高速路、大容量等潛在的諸多優(yōu)點，正被越來越多的通信領域科研工作著所重視。本課程設計主要做了以下幾方面的工作。（1） 從基本原理出發(fā)對光孤子傳輸方程做了詳細的推導，對光孤子傳輸方程中的每一項解釋了其物理意義。（2） 用matlab軟件利用差分遞推方法對理想一階、二階、三階光孤子的性質經行了仿真實驗，驗證了光孤子作為下一下通信方式的應用潛力。（3） 用matlab軟件仿真實驗了影響光孤子通信的因素，其中包括光損耗對光孤子的影響，初始啁啾對光孤子的影響，孤子相互作用對光孤子傳輸?shù)挠绊?，得出了在單信道通信中如果啁啾強度較大，將嚴重影響通信質量，甚至是破壞性的；在多信道中，相鄰孤子如果靠的太近，將大大增加通信的誤碼率。（4） 針對現(xiàn)實情況，分別對色散管理孤子傳輸和準光孤子傳輸做出了概括性的描述。本畢業(yè)設計存在著許多不足之處。（1） 對于色散管理孤子，并沒有提出自己的一套色散管理方案,僅僅對其數(shù)學理論做了簡要的分析。（2） 對于準光孤子傳輸部分，分析的并不透徹。在將來的學習與工作中，將更加關注光孤子通信的發(fā)展，也希望能夠深入到這個領域中去。在整個畢業(yè)設計過程中，對本人也有一些影響。由于本人學藝不精加之時間上的限制，本畢業(yè)設計得出的所有結論都是前人早就有了的結論，可以說本畢業(yè)設計基本上都在驗證前人的結論，創(chuàng)新之處可以說基本沒有，但文中很多地方都加上了自己的理解，雖不敢說理解的非常精確，但這些過程都能使我對光纖通信的理解與認識有了一定的提高。參考文獻[1] ：光孤子理論及其應用 [M].西安：西安電子科技大學出版社, 1997 [2] [M].北京：北京大學出版社，2003[3] [D].廣州:華南理工大學物理系，2010:612[4] 蔡炬，[J].半導體光電，2003,24(1):6670[5] 代紅英，[J].重慶郵電學院學報，2004,16(6):7780[6] (第三版)[M].北京：高等教育出版社，2008[7] [美]Gerd Keiser光纖通信（第三版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002[8] 楊祥林，王發(fā)強. 光孤子傳輸模型及其應用[J].光學學報，1997,17(5):560564[9] 呂理想，[J].計算物理，2007,24(3):373376[10] 馮啟元，[J].物理通報，2012(3)[11] 李冬萍，陳維真，[J].青島大學學報，2004,17(1):4043[12] [D].安徽：安徽大學，2010:521[13] 潘基翔，[J].系統(tǒng)管理：6670[14] 齊躍峰1，周瑋1，[J].燕山大學學報，2007,31(3):240244[15] [D].武漢：武漢理工大學，2005:621致謝在這個伴著蟬鳴與芒果香味的夏日午后，我完成了本科學士論文。想起在花園度過的整整四載，各種回憶歷歷在目。感謝華園美景以及在這里我所認識的人一路陪伴著我，風雨兼程，在我人生最重要的一段路程中刻下了重重卻十分溫柔的一筆。感謝那些指導我為我引路令人尊敬的師長們，感謝那些和我一起年輕過，合作過，笑過，哭過的同窗好友們，并同時獻上我無比纏綿與真摯的祝福。本文是在導師陳武喝副教授的悉心指導下完成的。陳老師教學認真，當年陳老師給學生上信息論與光纖通信的情景依然歷歷在目。陳老師為人樸實，謙虛，這些高尚的品質都深深打動著我，是我人生路上的引路人。陳老師在學術上面做出了卓越的貢獻并且踏實不浮夸。在此我向陳老師獻上我最真摯的感謝，謝謝您。感謝理學院物理系以退休的張小康老師，是張老師第一次帶我走進實驗室，第一次帶我領略到學術的魅力，第一次帶給我不畏艱難勇于解決所遇問題的勇氣。張老師的為人，工作作風，科研上的成果都值得學生用一輩子去學習與跟隨。在這里向張老師衷心地道一聲：感謝在生命中的最重要階段遇見您。衷心感謝那些和我一起生活，工作，學習的朋友們，是你們在生活中給予我歡笑，在工作中給予我支持，在學習中給予我靈感。感謝生活讓我的記憶中留下你們的足跡。感謝我的父母，家人和所有我相識的人，我的生活因你們而發(fā)光發(fā)亮。最后，感謝華工精神：博學，慎思，明辨，篤行，這校訓將陪伴我一輩子。 黃國輝二零一三五月二十八日