光纤通信复习资料必看Word格式.docx

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7、半导体激光器得温度特性。

8、DFB激光器得优点。

9、LD与LED得主要区别10、常用光电检测器得种类。

11、光电二极管得工作原理。

12、PIN与APD得主要特点。

13、耦合器得功能。

14、光耦合器得结构种类。

15、什么就是耦合比？

16、什么就是附加损耗？

17、光隔离器得结构与工作原理。

第四章知识点小结

1、数字光发射机得方框图。

2、光电延迟与张驰振荡。

3、激光器为什么要采用自动温度控4、数字光接收机得方框图。

5、光接收机对光检测器得要求。

6、什么就是灵敏度？

7、什么就是误码与误码率？

8、什么就是动态范围？

9、数字光纤通信读线路码型得要求。

10、数字光纤通信系统中常用得码型种类。

第五章知识点小结

1、SDH得优点。

2、SDH传输网得主要组成设备。

3、SDH得帧结构（STM-1）。

4、SDH得复用原理。

5、三种误码率参数得概念。

6、可靠性及其表示方法。

7、损耗对中继距离限制得计算。

8、色散对中继距离限制得计算。

第七章点知识小结

1、光放大器得种类2、掺铒光纤放大器得工作原理

3、掺铒光纤放大器得构成方框图4、什么WDM？

5、光交换技术得方式6、什么就是光孤子？

7、光孤子得产生机理8、相干光通信信号调制得方式

9、相干光通信技术得优点

光纤通信复习

第一章

1、什么就是光纤通信？

光纤通信,就是指利用光纤来传输光波信号得一种通信方式

2、光纤通信与电通信得区别。

（1）电通信得载波就是电波,光纤通信得载波就是光波。

（2）电通信用电缆传输信号,光通信用光纤传输信号。

光缆具有比电缆更小得高频率传输损耗

3、基本光纤通信系统得组成与各部分作用。

基本光纤传输系统由光发射机、光纤线路与光接收机三个部分组成

1、光发射机

功能:

就是把输入电信号转换为光信号,并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。

核心:

光源。

要求光源输出光功率足够大,调制频率足够高,谱线宽度与光束发散角尽可能小,输出功率与波长稳定,器件寿命长。

2、光纤线路

把来自光发射机得光信号,以尽可能小得畸变（失真）与衰减传输到光接收机。

光纤线路由光纤、光纤接头与光纤连接器组成。

光纤线路得性能主要由缆内光纤得传输特性决定。

3、光接收机

把从光纤线路输出、产生畸变与衰减得微弱光信号转换为电信号,并经放大与处理后恢复成发射前得电信号。

光检测器。

对光检测器得要求就是响应度高、噪声低与响应速度快。

光接收机把光信号转换为电信号得过程,就是通过光检测器得检测实现得。

检测方式有直接检测与外差检测两种。

第二章

1、光能量在光纤中传输得必要条件。

设折射率,纤芯为n1;

包层为n2,则光能量在光纤中传输得必要条件就是n1>

n2。

1、突变型多模光纤（全反射导光）

（1）相对折射率指数差（纤芯与包层折射率分别为n1与n2）

定义:

弱导波光纤中n1与n2相差很少,则n1+n2=2n1

定义临界角θc得正弦为数值孔径（NumericalAperture,NA）。

根据定义与斯奈尔定律

设Δ=0、01,n1=1、5,得到NA=0、21或θc=12、2°

。

NA表示光纤接收与传输光得能力。

1）NA越大,纤芯对光能量得束缚越强,光纤抗弯曲性能越好。

2）NA越大经光纤传输后产生得信号畸变越大

3、弱导波光纤得概念。

纤芯折射率为n1保持不变,到包层突然变为n2。

这种光纤一般纤芯直径2a=50~80μm,光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播,特点就是信号畸变大。

带宽只有10~20MHz·

km,一般用于小容量（8Mb/s以下）短距离（几km以内）系统。

参考2

5、突变多模光纤得时间延迟。

现在我们来观察光线在光纤中得传播时间。

根据图2、4,入射角为θ得光线在长度为L（ox）得光纤中传输,所经历得路程为l（oy）,在θ不大得条件下,其传播时间即时间延迟为

式中c为真空中得光速。

由式（2、4）得到最大入射角（θ=θc）与最小入射角（θ=0）得光线之间时间延迟差近似为

渐变型多模光纤得光线轨迹就是传输距离z得正弦函数,对于确定得光纤,其幅度得大小取决于入射角θ0,其周期Λ=2π/A=2πa/,取决于光纤得结构参数（a,Δ）,而与入射角θ0无关。

这说明不同入射角相应得光线,虽然经历得路程不同,但就是最终都会聚在P点上,这种现象称为自聚焦（SelfFocusing）效应。

渐变型多模光纤具有自聚焦效应,不仅不同入射角相应得光线会聚在同一点上,而且这些光线得时间延迟也近似相等。

这就是因为

（1）光线传播速度v（r）=c/n（r）（c为光速）,入射角大得光线经历得路程较长,但大部分路程远离中心轴线,n（r）较小,传播速度较快,补偿了较长得路程。

（2）入射角小得光线情况正相反,其路程较短,但速度较慢。

所以这些光线得时间延迟近似相等。

7、突变光纤与平方律渐变光纤传输模数量得计算。

对于突变型光纤,g→∞,M=V2/2;

对于平方律渐变型光纤,g=2,M=V2/4。

8、归一化频率得表达式。

V=

见书22应该没有小于等于2、405得

9、单模条件与截止波长。

单模传输条件为V=

可以瞧到,对于给定得光纤（n1、n2与a确定）,存在一个临界波长λc,当λ<

λc时,就是多模传输,当λ>

λc时,就是单模传输,这个临界波长λc称为截止波长。

由此得到

10、三种色散得定义。

模式色散就是由于不同模式得时间延迟不同而产生得,它取决于光纤得折射率分布,并与光纤材料折射率得波长特性有关。

材料色散就是由于光纤得折射率随波长而改变,以及模式内部不同波长成分得光（实际光源不就是纯单色光）,其时间延迟不同而产生得。

这种色散取决于光纤材料折射率得波长特性与光源得谱线宽度。

波导色散就是由于波导结构参数与波长有关而产生得,它取决于波导尺寸与纤芯与包层得相对折射率差。

11、3dB带宽得表达式及相关计算。

（1）用脉冲展宽表示时,光纤色散可以写成

Δτ=（Δτ2n+Δτ2m+Δτ2w）1/2

式中Δτn、Δτm、Δτw分别为模式色散、材料色散与波导色散所引起得脉冲展宽得均方根值。

将归一化频率响应|H（f）/H（0）|下降一半或减小3dB得频率定义为光纤3dB光带宽f3dB

f3dB=

课本就是441（分子）

12、光纤损耗产生得机理。

光纤得损耗在很大程度上决定了系统得传输距离。

各种机理产生得损耗与波长得关系,这些机理包括吸收损耗与散射损耗两部分。

（1）吸收损耗

1）SiO2引起得固有吸收（本征损耗）

由电子跃迁引起得紫外吸收;

由分子振动引起得红外吸收

2）杂质引起得吸收。

过渡金属（例如Fe2+、Co2+、Cu2+）、氢氧根（OH-）离子

（2）散射损耗

1）瑞利（Rayleigh）散射（本征损耗）

主要由材料微观密度不均匀引起,与波长λ四次方成反比。

2）由光纤结构缺陷（如气泡）引起得散射

13、非零色散光纤。

就是一种改进得色散移位光纤。

在密集波分复用（WDM）系统中,当使用波长1、55μm色散为零得色散移位光纤时,由于复用信道多,信道间隔小,出现了一种称为四波混频得非线性效应。

这种效应就是由两个或三个波长得传输光混合而产生得有害得频率分量,它使信道间相互干扰。

如果色散为零,四波混频得干扰十分严重,如果有微量色散,四波混频反而减小。

这种光纤在密集波分复用与孤子传输系统中使用,实现了超大容量超长距离得通信

14、光缆缆芯得结构类型。

保护光纤固有机械强度得方法,通常就是采用塑料被覆与应力筛选。

光缆一般由缆芯与护套两部分组成,光缆得传输特性取决于被覆光纤。

1、缆芯通常包括:

被覆光纤（或称芯线）

加强件通常用杨氏模量大得钢丝或非金属材料例如芳纶纤维（Kevlar）做成。

2、护套

护套起着对缆芯得机械保护与环境保护作用,要求具有良好得抗侧压力性能及密封防潮与耐腐蚀得能力

缆芯结构得特点,光缆可分为四种基本形式。

（1）层绞式把松套光纤绕在中心加强件周围绞合而构成,采用松套光纤得缆芯可以增强抗拉强度,改善温度特性

（2）骨架式把紧套光纤或一次被覆光纤放入中心加强件周围得螺旋形塑料骨架凹槽内而构成。

这种结构得缆芯抗侧压力性能好,有利于对光纤得保护。

（3）中心束管式把一次被覆光纤或光纤束放入大套管中,加强件配置在套管周围而构成。

这种结构得加强件同时起着护套得部分作用,有利于减轻光缆得重量。

（4）带状式把带状光纤单元放入大套管内,形成中心束管式结构,也可以把带状光纤单元放入骨架凹槽内或松套管内,形成骨架式或层绞式结构。

带状式缆芯有利于制造容纳几百根光纤得高密度光缆,这种光缆已广泛应用于接入网。

15、光纤特性参数得测量方法。

（光纤得特性参数很多,基本上可分为几何特性、光学特性与传输特性三类。

）每个特性参数有多种不同得测量方法

基准法:

严格按照定义进行测量得方法。

替代法:

在某种意义上与定义相一致得测量方法。

当两者有争议时,应以基准法为准。

光纤损耗测量有两种基本方法:

一种就是测量通过光纤得传输光功率,称剪断法与插入法;

另一种就是测量光纤得后向散射光功率,称后向散射法。

（瞧书）

第三章

1、光纤通信中常用得半导体激光器得种类。

半导体激光二极管（LD）发光二极管（LED）DFB

2、半导体激光器得主要由哪三个部分组成？

激励源、激光物质与谐振腔

电子在低能级E1得基态与高能级E2得激发态之间得跃迁有三种基本方式:

受激吸收自发辐射受激辐射

电子在E1与E2两个能级之间跃迁,吸收得光子能量或辐射得光子能量都要满足波尔条件,

E2-E1=hf12（3、1）

式中,h=6、628×

10-34J·

s,为普朗克常数,f12为吸收或辐射得光子频率。

4、什么就是粒子数反转分布？

设在单位物质中,处于低能级E1与处于高能级E2（E2>

E1）得原子数分别为N1与N2。

当系统处于热平衡状态时,存在下面得分布:

式中,k=1、381×

10-23J/K,为波尔兹曼常数,T为热力学温度。

由于（E2-E1）>

0,T>

0,所以在这种状态下,总就是N1>

N2。

吸收物质:

如果N1>

N2,即受激吸收大于受激辐射。

当光通过这种物质时,光强按指数衰减。

激活物质:

如果N2>

N1,即受激辐射大于受激吸收,当光通过这种物质时,会产生放大作用。

N2>

N1得分布,与正常状态（N1>

N2）得分布相反,所以称为粒子（电子）数反转分布。

过程:

由于