光纤通信 知识要点 考试重点

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1、1.LPmn：表示线极化波在弱波导光纤中的模式，LPmn是标量模。m：该模式的场分量沿光纤圆周方向的最大值有几对。n：该模式的场分量沿光纤直径方向的最大值有几对。2.色散定义：光纤中传送的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分构成的，它们有不同的传播速度，将会引起脉冲波形的形状发生变化。也可以从波形在时间上展宽的角度理解，就是光脉冲在光纤中传输，随着传输距离的加大，脉冲波形在时间上发生了展宽。分类①模式色散②色度色散⑴材料⑵波导③偏振膜色散3.单模光纤：G.652—G.657①非色散位移单模光纤（G.652）准单模光纤SMF性能特点：在1

2、310nm波长零色散；1550nm衰减系数最小，为0.17~0.25，典型值0.20dB/km，但色系数最大，一般为17~20ps/nm×km。②色散位移单模光纤（G.653）DSF⑴性能特点：通过改变结构参数、折射率分布形状加大波导色散，将1310nm附近零色散点移到1550nm，使低损耗和零色散窗口重合。⑵应用：长距离高速率的单信道通信系统。WDM一般不适用。③截止波长位移单模光纤（G.654）⑴性能特点：1310nm附近零色散，截止波长移至较长波长。光纤在1550nm损耗极小，最佳工作范围在1500~1600nm。抗弯曲性好。⑵应用

3、：无中继海底光纤通信系统。④非零色散位移单模光纤（G.655）⑴性能特点：通过改变折射率，使光纤在1550nm色散不为零。且在1530~1565nm波段具有小色散，为1~6ps/nm×km。⑵应用适应波分复用（WDM）传输系统设计和制造新型光纤。4.双折射①理论上单模光纤中只传输一个基模，但实际上，在单模光纤中有两个模式，即横向电场沿x方向极化和沿y方向极化的两个模式。它们的极化方向互相垂直，这两种模式分别表示为LPx01和LPy01。在理想的轴对称的光纤中，这两个模式有相同的传输相位常数β，它们是相互简并的。但在实际光纤中，由于光纤的形

4、状、折射率及应力等分布的不均匀，将使两种模式的β值不同，形成相位差Δβ，简并受到破坏。这种现象叫做双折射现象。双折射的存在将引起偏振状态沿光纤长度变化。②定义：单模光纤中，电场沿x方向和沿y方向偏振的偏振膜LPx和LPy，当它们的相位常数不相等时(即βx≠βy)，这种现象即为双折射现象。③归一化双折射B的定义:B=nx–nynx，ny：基膜有效折射率B=∆βk0=∆βλ2π=βx-βy2πλ其中，βx=2πλnx，βy=2πλny因此B=nx-ny5.色散限制最大传输距离：Ld=71400αDmλ2B2α：啁啾系数Dm：光纤的最大色散系数

5、（ps/nm×km）λ：单纵模激光器的中心波长（nm）B:系统码速率（Tbit/s）6.当Pin=1mW时，L=10logPoutPin(dB)→L=10logPout1mW(dBm)分贝（dB）表示相对功率。7.数字基带信号的流程：当输入基带脉冲时，信道信号形成器会把传输码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。基带信号波形在信道传输过程中，信道会引起传输波形失真，而且会引入噪声。滤波器接受到信号时会滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。波形输出时，抽样判决器对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或

6、再生基带信号。同时，同步提取电路从接收信号中提取定时脉冲。8.眼图①定义：指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。②应用：用来判定码间串扰的大小。眼图的“眼睛”张开的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之，表示码间串扰越大。9.光衰减器①概念：是用来对输入的光信号功率进行一定程度的衰减的光器件。②应用：主要用于调整中继段的线路衰减，测量光系统的灵敏度，校正光功率计等。③根据工作原理分类：⑴耦合型把输入光纤的光信号经过一耦合器，按一定比例分配给两根输出光纤，从而达到衰减光信号的目的。⑵位移型有意让光纤在

7、对接时发生一定错位，使光能量发生损失，从而达到控制衰减量的目的。⑶衰减片型直接将具有衰减特性的衰减片固定在光纤的端面上或光传输通路中，达到衰减信号的目的，可制成固定式光衰减器，也可制成可变式光衰减器。10.光耦合器的功能：把输入的光信号分配给多个输出，或把多个输入的光信号组合成一个输出。11.光隔离器①概念：光单向传输器，可以防止光反射的发生。②作用：一种非互易器件，只允许光波往一个方向上传输，阻止光波往其他方向特别是反方向传输。允许正向输入光以最小损耗通过，并能最大的阻止反向光通过。③应用：激光器或光放大器后面以避免反射光返回到该器件使

8、器件性能变坏。12.光环行器工作原理与隔离器类似，但有多个端口。主要用于光分插复用器中。工作特点：当光从任意端口输入时，只能在环形器中沿单一方向传输，并在下一端口输出。13.光纤光栅①概念：光