光纤通信考试内容

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1、优点：通信容量大——单模OF，B=10GHz·km传输距离远;抗电磁干扰能力强;保密性好;重量轻，体积小;资源丰富，节约有色金属和能源缺点：光纤切断和接续需要一定的工具，设备和技术;质地脆，机械强度低;分路，耦合不灵活;光纤，光缆弯曲半径不能过小(>20mm);需要O/E、E/O转换;光放大需要特殊设备数值孔径：NA=sinθc=根n1²-n2²≈n1根2Δ(n0=1);数值孔径(sinθc)：从空气入射到光纤纤芯端面的光线被光纤捕获为束缚光线的最大入射角θc的正弦值。数值孔径NA：描述光纤接收光和传输光的能力。时间延迟：光线传输的时间分布

2、；子午光线：传播路径与光纤轴线相交的光线.光波模式：是指能够独立存在的电磁场的分布结构形式单模条件：V<=VC(LP11)VC=2πa/λc根（n1^2-n2^2）=2.405截止波长：λc=2πa/2.405根（n1^2-n2^2）->V/VC=λc/λλ>λc时高阶模式截止，光纤单模传输。色散(Dispersion)：不同频率的电磁波以不同的群速度和相速度在介质中传播，而形成波形展宽的物理现象。色散对传输的影响:时域，脉冲展宽，前后脉冲重叠，形成数字信号码间串扰；频域，限制带宽。种类：模式色散；材料色散；结构色散；偏振色散。损耗系数：降

3、低信号幅度；限制传输距离光源：功能：将电信号转换为光信号。种类：半导体激光二极管(LD:LaserDiode)，发光二极管(LED:LightEmissionDiode)，固体激光器受激辐射：辐射光频率、相位、偏振态和传播方向与入射激励光同——相干光自发辐射：辐射光频率和方向有一定范围，相位偏振态混乱——非相干光激光振荡的阈值条件：增益=损耗；激光振荡的相位条件：腔长L为半波长的整数倍基本结构：双抑制结(DH)平面条形结构(三种半导体材料).有源层：窄禁带P型半导体，厚度：0.1~0.3μm；限制层：宽禁带P型和N型半导体；晶体前后解理面，

4、作为FP腔。电光延迟：输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始时间延迟，称为电光延迟时间td，ns量级。弛张振荡：电流注入激光器后，输出光脉冲出现幅度逐渐衰减振荡现象。自脉动现象：某些LD在脉冲调制甚至直流驱动下，注入电流达到某范围时，输出脉冲出现持续等幅高频振荡的现象。振荡频率0.2～2GHz。影响：限制LD的调制特性。产生原因：LD内部的非线性增益和导致双稳态现象。光电检测器：功能：将光信号转换为电信号。通信用光源种类：PD光电二极管；PIN光电二极管；雪崩光电二极管(APD)倍增因子g：输出光电流Io和一次光生电流Ip的比值。光探测器

5、的作用是利用光电效应把光信号转变为电信号。光纤通信中最常用的光电检测器是PIN和APD。PIN和APD探测器的主要区别是APD利用雪崩倍增效应使光电流得到倍增，所以APD能够提供内部增益，而PIN却不能。EFDA：基本应用:延长中继距离;与WDM技术结合，实现扩容;与CATV等结合;与光孤子技术结合，实现超大容量、超长距离光纤通信光发射机：功能：数字基带电信号→光信号——E/O实现：数字电信号调制光源；用耦合技术注入光纤线路调制方式：直接(内)调制，间接(外)调制组成：光源——实现电/光转换，决定着光发射机的性能电路——调制电路、控制电路、

6、编码电路线路编码：适应光纤线路传输的编码码型调制电路：与光源一起将电信号转换为光信号控制电路：ATC,APCATC:半导体光源输出特性受温度影响大。为了保证特性的稳定性，必须进行温度控制(ATC)温度控制装置的组成：制冷器、热敏电阻。APC:问题：温度变化——LD输出光功率不稳；解决：改进电路进行自动功率控制。数字光发射机方框图:对通信用光源的要求：·光学特性：波长：对应光纤低损窗口，谱宽：窄，即要求单色性要好，降低色散对带宽限制方向性：好，远场辐射角要小，与光纤的耦合效率高·电/光转换效率：高。低驱动电压→大功率，稳定的光输出驱动电压∝输

7、出光功率，线性良好。·调制速率(响应速度)：快。以满足传输容量的要求。·温度特性：稳定、可靠、寿命长，常温下连续波工作。·实体特性：体积小，重量轻，价格低廉，使用方便性能指标：1.平均发送光功率及其稳定性：又称平均输出光功率，指光源尾纤的平均输出光功率。表示以绝对功率值表示，W或mW；1mw为参考电平绝对电平值表示，以dB为单位；输出光功率的稳定性：要求在环境温度变化或器件老化过程中，输出光功率要保持恒定，一般稳定度为5%~10%。2.消光比EXT：发“0”光功时率P0与发“1”时输出光功率P1之比，即：作用：反映光发射机的调制状态，消光比

8、值太大，表明光发射机调制不完善，电光转换效率低；影响接收机的接收灵敏度，满足指标的光发射机，要求EXT≤10%。光接收机：功能：光信号转换电信号：检测接收光信号；放大、整形、再生