2.3　光纤放大器的间距
　　光纤放大器的作用是给传输的光孤子补充能量，对于孤子脉冲，脉宽越窄，补偿能量的光放大器的间距就要越小，对于高数据传输速率，保证孤子波形周期性再现，光放大器的间距受到限制，一定是孤子周期Z₀的整数倍，同时间距太近在工程上难以接受，若采用光孤子-呼吸子通信系统，不改变数据转输速度，则可使放大器间距增大4倍^［5］．
2.4　高阶效应
　　NLS方程成功之处是描述输入功率不太高的ps短脉冲在光纤传输的主要特性，不能解释脉冲输出不对称性和在高功率和fs超短脉冲的传输实验中所观察到的孤子自频移现象．现在采用修正高阶NLS方程解释这些问题，其归一化无量纲的形式为

(4)

式中：h表示高阶项；β₁，β₂和β₃是系数．易证,对于理想光纤(Γ=0)有

(5)

此式说明高阶项对光孤子传输过程中的能量无影响．
　　高阶项使光孤子脉冲顶端的群速比两侧更慢，影响信号质量，这种导致信号变形现象称为自陡峭(self steeping)效应．对于高阶孤子，传输一段距离后可能分裂成几个孤子，这种现象称为光孤子衰变．防止的方法是在光孤子发生高阶效应之前给光脉冲补偿能量，xx高阶效应，以便增大光孤子的传输距离．
3　EDFA补偿光孤子能量技术^［6］
　　综合比较各种光放大器的增益、耦合损耗、噪声及稳定性指标，EDFA性能最为优良．EDFA是利用在光纤中掺铒引起的增益机制来实现光放大．
　　EDFA结构如图1所示，它是用掺铒光纤，泵浦源和波分复用器(WDM)组成．其中掺铒光纤用于提供放大；泵浦源是一个提供足够强功率的光源，其作用是激励铒离子形成粒子数反转分布，促进增益机制形成；WDM的作用是将信号和泵浦光混合在一起传输．

图1　光纤放大器的基本结构

　　铒离子的外层电子具有三能级结构，其能级如图2所示，其中：E₁是基态能级；E₂是亚稳态能级；E₃是高能级．

图2　EDFA的光放大机理

　　当用功率很强的泵浦激光器激励掺铒光纤时，可使铒离子的大量束缚电子从E₁受激跃迁到E₃上．因高能级上的电子是不稳定的，受激电子很快会无辐射跃迁至E₂上，当泵浦光足够强时，能级E₂与E₁间就会形成粒子数反转分布，E₂也是不稳定的，E₂上的受激电子将自发跃迁到基态能级E₁上，同时辐射出光子，这种受激电子的自发跃迁形成所谓的荧光带，当此时入射信号的波长正好落在荧光带内，就将产生受激辐射，由此产生的光子和信号光子同频同向，从而使信号光得到放大．这样，当泵浦光和信号同时通过掺铒光纤时，信号光就可以从铒离子系统的受激辐射过程获得能量，实现光放大．
4　结　语
　　光孤子通信是利用光孤子脉冲在传输过程中保持形状不变，再结合光纤放大器技术补偿光纤的损耗从而实现全光传输．光孤子通信系统将使超长距离的光纤通信成为现实，文中说明了光孤子是光纤通信系统中最理想的信息载体，阐述了非理想光纤中传输理论，研究了光纤损耗，光孤子间相互作用，高阶效应和光放大器的间距对光纤孤子通信的距离和容量及质量的影响，提出解决4种影响的具体实施方案与DEFA技术，这些结果对光孤子通信系统的设计和实用具有一定的指导价值．随着光电子技术的迅猛发展，信息科学步入“光子时代”为期不远，光纤孤子通信的市场化指日可待．