光孤子通信的問題及解決方案探討

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其展開探討，對其通信中出現(xiàn)的問題進(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，經(jīng)過科技人員長期以來的不懈努力，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)展過程中也遇到了多個方面的問題與不足之處，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題與不足，因為光孤子通信采用的是寬帶進(jìn)行信號傳送，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，對各類可能發(fā)生的安全隱患加以排除。同時，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，但也存在著某些缺陷，這在其推廣過程中，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，致力于將其用途發(fā)揮極致，同時努力克服光孤子通信存在的缺陷與不足之處，找出應(yīng)對措施或解決的措施，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，光脈沖傳播就不會受到光路的影響，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，脈沖信號幅度會減小，同時波形也會展寬，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的損耗和不便。該技術(shù)是一類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加以調(diào)制設(shè)計，進(jìn)而實現(xiàn)Ghz量級的帶寬。而這一技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，可以說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。比如：對于可能的信道衰落不太敏感、信號的功率譜密度較低、系統(tǒng)較為簡單、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。因為高頻信號會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題

就目前來說，計算機(jī)信息通訊新技術(shù)及其應(yīng)用的互補(bǔ)性變得越來越明顯。各類接入技術(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能夠滿足無縫覆蓋及其他方面的移動需要，WLAN能夠滿足中距離的較高速率接入需要，而UWB能夠滿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)部門要考慮到各類無線技術(shù)的發(fā)展，推動網(wǎng)絡(luò)的整體化進(jìn)程，利用網(wǎng)絡(luò)的多元化，滿足不同群體的技術(shù)需要，以實現(xiàn)業(yè)務(wù)的細(xì)分，盡可能的實現(xiàn)計算機(jī)信息通訊的均衡性發(fā)展。政府部門需要為企業(yè)配置充足的無線資源，實現(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)劃計算機(jī)信息通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)資源的高效分配及應(yīng)用。不過，相關(guān)部門也需加強(qiáng)監(jiān)管，確保計算機(jī)信息通訊的安全性。相對于其他通訊技術(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)更簡單等優(yōu)點。但是在實際應(yīng)用中，由于光孤子本身的性質(zhì)，光孤子通信還有若干問題需要解決。

1）要實現(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)到一定的峰值時才行，同時用于通信的光孤子源要求它要具有體積小、成本低、壽命長等特點。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)共同影響下會失真，因此也不是很理想。

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

3）在目前設(shè)計的光孤子通信系統(tǒng)中，為了克服光纖損耗通常要用大量的放大器來進(jìn)行能量補(bǔ)償，而放大器的自發(fā)輻射噪聲會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

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、換代，其次是受到用戶多元化需求的驅(qū)動。綜合以上兩個方面來考慮，光孤子通信技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是表現(xiàn)在以下幾個層面。

（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)，就能夠任意的通過智能終端實現(xiàn)無線網(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)還會逐漸的深入我們的工作生活，利用信息上的交互來為人們提供更為積極的服務(wù)。

（二）融合性越來越強(qiáng)

以后的通信系統(tǒng)必然會是趨于多元化，而要想重新搭建一個新的系統(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)，必將是未來的重要發(fā)展趨勢。

（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，這樣一來就會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的重點研究課題及方向。

（四）終端的信息個人化

今天，對通信技術(shù)這一領(lǐng)域來說，各大運(yùn)營商所推出的各種各樣的智能手機(jī)、終端等智能產(chǎn)品獲得了越來越多人們的青睞，由此可見，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個人對該技術(shù)的需求，使得最近幾年來一直保持著極為旺盛的市場發(fā)展，簡單來說，通信技術(shù)的發(fā)展正在向著信息個人化這一趨勢邁進(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)計的未來，光通訊技術(shù)將會朝著智能化、個人化的方向大踏步邁進(jìn)，并將會逐步實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的綜合化以及接入網(wǎng)絡(luò)的多元化，以幫助用戶實現(xiàn)各類數(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。

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