光纤通信 复习资料

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1、第一章概论1.光纤通信的优点：1）容许频带很宽，传输容量很大。2）损耗很小，中继距离很长且误码率很小。3）重量轻，体积小。4）抗电磁干扰性好。5）泄露小，保密性好。6）节约金属材料，有利于资源合理利用。2.光纤通信的应用：1）通信网。2）计算机局域网和广域网。3）有线电视网的干线和分配网。4）综合业务光纤接入网。3.光纤通信系统的基本组成：信息源电发射机光发射机光接收机电接收机信息宿光纤线路4.数字通信系统的优点：1）抗干扰能力强，传输质量好。2）可以用再生中继，延长传输距离。3）适用各种业务的传输，灵活性大。4）容易实现高强度的保密通信。5）大量采用数字电路，易

2、于集成，从而实现了小型化、微型化，增强了设备可靠性，有利于降低成本。第二章光纤和光缆1.光纤由中心的纤芯和外层的包层同轴组成的圆柱形细丝。2.光纤的类型：1）突变型多模光纤。2）渐变性多模光纤。3）单模光纤。4）双包层光纤。5）三角芯光纤。6)椭圆芯光纤。3.NA=≈n1，式中=（n1-n2)/n1为纤芯与包层相对折射率差。NA表示光纤接收和传输光的能力。NA越大，光纤接收光的能力越强。4.由于渐变性多模光纤折射率分布是径向坐标r的函数，纤芯各点数值孔径不同，因此要定义局部数值孔径NA（r）和最大数值孔径NAmax为NA（r）=NAmax=5.渐变性多模光纤具有自

3、聚焦效应，不仅不同入射角相应的光线会聚在同一点上，而且这些光线的时间延迟也近似相等。6.光信号经光纤传输后会产生损耗和畸变8，因而输出信号和输入信号不同，对于脉冲信号，幅度减小，波形展宽。产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散。7.色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的传播时间不同而产生的一种物理效应。一般包括模式色散、材料色散和波导色散。1）模式色散是由于不同模式的传播时间不同而产生的。它取决于光纤的折射率分布，并和光纤材料折射率的波长特性有关。2）材料色散是由于光纤的折射率随波长而改变，以及模式内部不同波长成分的光，其传播时间不同而产生的。它取决于光纤

4、材料折射率的波长特性和光源的谱线宽度。3）波导色散是由于波导结构参数与波长有关而产生的，它取决于波导尺寸和纤芯与包层的相对折射率差。8.单模光纤的损耗谱，包括吸收损耗和散射损耗。见图P.329.光纤特性的标准。见表P.3410.光缆一般由缆芯和护套组成。缆芯通常包括被覆光纤（芯线）和加强件两部分。11.根据缆芯的结构特点，光缆可分为四种基本形式：层绞式、骨架式、中心束管式、带状式。12.光缆特性：1）拉力特性。光缆承受的最大拉力取决于加强件的材料和横截面，多数光缆在100～400kg范围。2）压力特性。光缆承受的最大压力取决于护套的材料和结构，多数光缆承受的最大侧

5、压力在100～400kg/10cm。3）弯曲特性。实用光纤最小弯曲半径一般为20～50mm，光缆最小弯曲半径一般为200～500mm。4）温度特性。对光缆使用温度要求一般在低温地区为-40～+40℃，高温地区为-5～+60℃。13.光纤损耗测量两种基本方法：剪断法、向后散射法。=lg（dB/km）,为光纤损耗系数，L为被测光纤长度（km），P1和P2分别为输入光功率和输出光功率（剪断法）。14.光纤带宽检测的基本方法：81）时域法。测量通过光纤的光脉冲产生的脉冲展宽，又称脉冲法。2）扫频法。测量通过光纤的频率响应。15.光纤色散测量有相移法、脉冲时延法和干涉法。第

6、三章通信用光器件1.目前光纤通信广泛使用光源有激光器（LD）和发光二极管（LED）。2.半导体激光器的工作原理：半导体激光器是向半导体PN结注入电流，实现粒子束反转分布，产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光震荡的。3.粒子数反转分布是产生受激辐射的必要条件。4.法布里-珀罗谐振腔由两个反射率分别为R1和R2的平行反射镜构成。P.515.激光震荡的相位条件：L=q或，为激光在真空中传播的波长，n为激活物质的折射率，/n为激光在介质中传播的波长，q=1,2,3...为纵模模数。6.典型激光器的光功率特性曲线。当I

7、当I>Ith时，发出的是受激辐射光，光功率随驱动电流的增加而增加。P.557.DFB激光器与F-P激光器相比，具有以下优点：1）单纵模激光器。2）光谱宽度窄，波长稳定性好。3）动态谱特性好。4）线性好。8.LED发射的是自发辐射光，不需要光学谐振腔，没有阀值。9.发光二极管与激光器相比，发光二极管输出光功率娇小，光谱宽度较宽，调制频率较低。但发光二极管性能稳定，寿命长，输出光功率线性范围宽，而且制造工艺简单，价格低廉。10.LED通常和多模光纤耦合，用于1.3m（或0.85m）波长的小容量短距离系统；LD通常和G.652或G.653范围的单模光纤耦合，用于1.3m

8、或1.55