《光纤复习课已修改》PPT课件

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1、光纤通信1、NumericalAperture；2、FiberLoss；3、Dispersion；4、ModeDispersion；5、PolarizationModeDispersion；6、NormalizedFrequency；7、ExtinctionRatio；8、SpontaneousEmission；9、ReceiverSensitivity；10、BitErrorRate；11、Signal-to-NoiseRatio；12、NoiseFigure一、名词解释数值孔径（NumericalAperture）入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在

2、某个角度范围内的入射光才可以。这个角度a的正弦值就称为光纤的数值孔径（NA＝sina），多模光纤NA的范围一般在0.18－0.23之间，所以一般有sina=a，即光纤数值孔径NA＝a。在光学中，数值孔径是表示光学透镜性能的参数之一。用放大镜把太阳光汇聚起来，能点燃纸张就是一个典型例子。若平行光纤照射在透镜上，并经过透镜聚焦于焦点处时，假设从焦点到透镜边缘的仰角为θ，则取其正弦值，称之为该透镜的数值孔径。光纤损耗（FiberLoss）光纤损耗（也可以称为信号衰减或信号损耗）是指光纤每单位长度上的衰减，单位为dB／km。它是光纤最重要的特性之一，因为它在很大程度上决定了

3、在无需信号放大和再生的条件下，光发送机和光接收机之间所允许的最大距离。光纤中光功率的吸收损耗，散射损耗以及辐射损耗是导致光信号衰减的几个主要的因素。吸收损耗与制造光纤的材料有关；散射损耗除了与材料有关以外，还与光纤的结构缺陷相关；辐射效应导致的损耗则是源于光纤几何形状的微扰（包括微观和宏观的）。Dispersion色散色散是光纤的传输特性之一。由于不同波长光脉冲在光纤中具有不同的传播速度，因此，色散反应了光脉冲沿光纤传播时的展宽。光纤的色散现象对光纤通信极为不利。光纤数字通信传输的是一系列脉冲码，光纤在传输中的脉冲展宽，导致了脉冲与脉冲相重叠现象，即产生了码间干扰，

4、从而形成传输码的失误，造成差错。为避免误码出现，就要拉长脉冲间距，导致传输速率降低，从而减少了通信容量。另一方面，光纤脉冲的展宽程度随着传输距离的增长而越来越严重。因此，为了避免误码，光纤的传输距离也要缩短。模内色散：1、材料色散，纤芯中材料的折射率随波长变化导致了这种色散（有时也称为色度色散，因为它与三棱镜分解光谱是同一种效应）。2、波导色散（结构色散），这种色散的原因是单模光纤只有约80%的光功率在纤芯中传播，20%在包层中传播的光功率其速度要更大一些，这样就出现了色散。模间色散（ModeDispersion）：光纤的模式色散只存在于多模光纤中。它产生是因为即使

5、在同一频率点上，不同模式的群速率（群实验）也不相同。每一种模式到达光纤终端的时间先后不同，造成了脉冲的展宽，从而出现色散现象。偏振模色散（PMD）又称光的双折射：单模光纤只能传输一种基模的光。基模实际上是由两个偏振方向相互正交的模场HE11x和HE11y所组成。若单模光纤存在着不圆度、微弯力、应力等，HE11x和HE11y存在相位差，则合成光场是一个方向和瞬时幅度随时间变化的非线性偏振，就会产生双折射现象，即x和y方向的折射率不同。因传播速度不等，模场的偏振方向将沿光纤的传播方向随机变化，从而会在光纤的输出端产生偏振色散。PCVD工艺生产出的单模光纤具有极低的偏振

6、模色散（PMD）。归一化频率（NormalizedFrequency）：归一化频率是光纤的最重要的结构参数，它能表征光纤中传播模式的数量。就是把的采样频率设为1，其它的频率按它的百分比表示。有时频率的范围会非常的大，使用时会很不方便，将之归一化后就转换到[0,1]之间了。这样做实现了一个统一的标准，有利于比较各个频率的分布情况。归一化的另一个目的是防止数据的溢出。消光比（ExtinctionRatio）对于数字脉冲光发射机，消光比这个指标很重要，它定义为“0”脉冲时所发送的光功率p0和“1”脉冲时所发送光功率p1之比，可用EXT表示，定义式如EXT=10lg(p1/

7、p0)(dB)，消光比的不足容易引起对码元的误判等一系列问题。自发辐射（SpontaneousEmission）：处于激发态的原子中，电子在激发态能级上只能停留一段很短的时间，就自发地跃迁到较低能级中去，同时辐射出一个光子，这种辐射叫做自发辐射。自发辐射是不受外界辐射场影响的自发过程，各个原子在自发跃迁过程中是彼此无关的，不同原子产生的自发辐射光在频率、相位、偏振方向及传播方向都有一定的任意性。因此自发辐射光是非相关的荧光，自发辐射光场的能量分布在一个很宽的频率范围内。普通光源的发光过程就是处于高能级的大量原子的自发辐射过程。接收机灵敏度（ReceiverSen