光纤通信经典复习资料

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1、1.光限制在光纤中的作用原理答：一束激光打入光纤（纤芯和包层组成）后，光在纤芯中传播，由于纤芯的折射率大于包层（光线折射和散射很少出去，都被反射了回来），所以光线可以在纤芯中不断前进2.光纤色散和总色散答：模间色散，同一波长光信号的不同模式之间的色散且只在多模光纤中存在。产生原因：多模光纤中各个模式的光传播的路径和速度不同，使得在光纤出射端各模式的到达时间不一致，产生时延差，引起光脉冲展宽，称为模间色散。模内色散，又细分为材料色散（只考虑光源光谱不纯以及光纤石英材料的折射率随波长而变化而产生的色散）和导波色散（考虑光源光谱不纯以及导波结构的影响而产生的色散）。单模总色散时延差为

2、多模光纤的色散时延差=；影响带宽的原因（1）模间色散（2）模内色散3.光纤的相对折射率差答：4.导模的传输条件答：；02.4048条件的光纤，则含有基模和其他模式，称为多模光纤理论算得光纤导模的总数N为，阶跃多模光纤N≈V2/2，渐变多模光纤N≈V2/45.WDM的优点答：（1）能够充分利用光纤的低损耗带宽资源，使单根光纤的传输容量增大几倍至几十倍；（2）各个载波信道彼此独立，可以互不相干扰地同时传输不同特性的信号；（3）初步解决了中继全光化问题，为全光通信网的实现奠定了基础；（4）节省了光纤和光电型中继器，大

3、大降低了建设成本，方便了已建成系统的扩容。6.光纤通信中的调试方式答：直接强度调制光纤通信系统，外调制光纤通信系统，外差光纤通信系统7.衰减答：光纤的衰减是指在光纤中传播时光功率的衰减。光纤衰减也称为光纤损耗，常用衰减常数α来表示光纤的衰减特性；衰减产生的主要原因（1）本征损耗（光纤材料所固有）（2）工艺损耗（在提纯、熔炼、拉丝等过程中产生）（3）布线施工损耗①强弯曲损耗；②微弯曲损耗；③接头损耗。8.光源作用，PIN作用答：PIN作用：经过光电效应将光信号转换成电信号。光电效应是指光照射到半导体的P-N结上，若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过

4、禁带到达导带，在导带中出现光电子，在价带中出现光空穴，即光电子-空穴对，这过程则为光电效应。9.光放大器作用，前放，幅度判决，APC，均衡器的功能答：主放大器：它的作用是提供足够的增益，并通过它实现自动增益控制(AGC)，以使输入光信号在一定范围内变化时，输出电信号保持恒定。前置放大器作用：将光检测器输出的微弱电流型号进行放大，以适应后续电路需要。均衡滤波器：是对经光纤传输、光/电转换和放大后已产生畸变(失真)的电信号进行补偿，使输出信号的波形适合于判决(一般用具有升余弦谱的码元脉冲波形)，以消除码间干扰，减小误码率。AGC控制主放大器的增益或APD管的雪崩增益,使输出信号在一

5、定范围内不受输入信号的影响。幅度判决的作用：将均衡器输出并经过基线恢复处理的升余弦信号整形成非归零的矩形脉冲信号，以利于时钟提取。再生电路：包括判决电路和时钟提取电路，它的功能是从放大器输出的信号与噪声混合的波形中提取码元时钟，并逐个地对码元波形进行取样判决，以得到原发送的码流。6.光端机，光接收电路图光端机基本组成框图光接收电路7.斜射光线，子午光纤定义及轨迹与哪些因素有关答：子午光线：若入射光线与光纤轴心线相交，则称为子午光线。斜射光线：若入射光线与光纤轴心线无论在光纤的入射端面上还是在光纤内部都不相交，则称为斜射光线。轨迹与入射角，纤芯直径有关12.数值孔径答：数值孔径定

6、义：数值孔径等于光纤端面临界入射角的正弦值；数值孔径的物理意义：数值孔径表示光纤采光能力的大小。数值孔径越大，则光纤与光源或和其他光纤的耦合就越容易。但数值孔径过大，则Δ大，这会增加光纤传输损耗，故数值孔径应适当取值。13.受激辐射，受激吸收、激光振荡如何产生，必须具备的条件答：①自发辐射.发出的光子彼此不相干（即传播方向、相位和偏振不同），称为非相干光。②受激辐射.发出的光子彼此相干（即其传播方向、频率、相位、偏振都与外来光子相同），称为相干光。激光二极管输出的就是这种相干光。③受激吸收.在外来入射光的作用下，处在低能级上的电子可以吸收入射光子的能量而跃迁到高能级上。产生的条

7、件：1.粒子数分布的物质；2.光学谐振腔；3.外来的激励。13.半导体发光二极管的主要特性v答：LED发射的是自发辐射光（非相干光）。大多采用双异质结结构，把有源层夹在P型和N型限制层间，但没有光学谐振腔，故无阈值。LED分为正面发光型、边发光型和超辐射发光二极管，边发光型LED的驱动电流较大，输出光功率小，但光束发射角小，与光纤的耦合效率高，故入纤光功率比面发光型LED高。vLD发射的是受激辐射光（相干光）。采用双异质结结构，把有源层夹在P型和N型限制层间，有光学谐振腔，是一个阈值器件。L