光纤的非线性效应对通信系统传输特性的影响
摘要：
随着光纤通信系统向超高速、超大容量、超长距离的持续发展，以及光孤子通信系统的实用化，光纤非线性光学的重要性日益突出。光通信技术的发展史很大程度上就是光纤非线性理论与技术的发展史，自2000年起非线性光纤光学领域更是得到了新的发展。
本文详细讨论了光纤的几种重要的非线性效应，如自相位调制、交叉相位调制、受激喇曼散射、受激布里渊散射、四波混频等，同时分析了这些非线性效应对光纤通信系统传输特性的影响并提出了如何减少其对光纤通信系统传输的影响。
关键字：
光纤非线性效应散射通信系统传输相位调制群速度色散
正文：
在20世纪80年代，系统在设计时通常不考虑非线性效应，因为比特率和链路长度主要受限于光纤损耗和群速度色散（GVD）。但自20世纪90年代以来，随着光放大器、色散管理和波分复用（WDM）的出现，情况发生了明显的改变，显然，光纤中的非线性效应很大程度的限制了光纤通信系统的性能。技术的进步使光纤链路长度超过1000km，单信道比特率超过10Gbps。结果，光纤中的非线性效应成为光波系统优化时最重要的考虑因素。首先，我们先简要介绍一些光纤通信系统的基本知识。一、系统基础知识
依据对光源调制的信号是模拟信号还是数字信号，光纤通信系统分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统两类。其中数字光纤通信系统应用更广泛，模拟光纤通信技术目前主要应用于光纤有线电视网。
f所有数字光波系统都是以一连串的‘“1”和“0”组成的比特流方式传输信息的。比特
率B决定每比特的宽度或比特槽，记为TB1B。每个比特“1”通过在比特槽中出现一
个光脉冲来表示。当使用归零码（RZ）格式时，光脉冲占据整个比特槽。本文旨在分析一个光比特流在光纤链路传输过程中如何受各种非线性效应的影响。下面我们通过分别介绍各种非线性效应来分析他们对通信系统传输特性的影响。二、非线性效应及其对通信系统传输特性的影响
在高强度磁场中任何电介质对光的效应都会变成非线性，光纤也是一样。尽管用于光纤的玻璃材料的非线性很弱，但由于纤芯小，纤芯内场强非常高，且作用距离长，使得光纤中的非线性效应会积累到足够的强度，导致对信号的严重干扰和对系统传输性能的限制。
光纤的非线性可以分为两类：受激散射效应和折射率扰动。下面我们就来详细了解这两种非线性效应。（一）受激散射效应
受激散射效应是光通过光纤介质时，有一部分能量偏离预定的传播方向，且光波的r