光纤通信复习(第一章至第五章)

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1、光纤通信复习（第一章至第五章）第一章光纤由纤芯、包层和涂覆层构成。按照截面上折射率分布的不同分:阶跃折射率分布光纤(简称阶跃光纤)和渐变折射率分布光纤(简称渐变光纤)。在渐变折射率光纤中，由于纤芯的折射率不均匀，光射线的轨迹不再是直线而是曲线。根据传导模式数量的不同，光纤可以分为单模光纤和多模光纤两类。按光纤构成的原材料分类:石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层光纤、全塑光纤目前光纤通信中主要使用石英系光纤纤芯和包层主要成分：SiO2纤芯的掺杂剂：GeO2，P2O5包层主要掺杂剂：B2O3，F涂覆层材料：丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙或它们的复合；作用增加光纤的机械

2、强度与可弯曲性按光纤的套塑层分类：紧套光纤、松套光纤光纤通信中所用的光纤的D一般小于1%，所以相对折射率差D可近似表示为可以定义光纤的数值孔径为数值孔径表征了光纤的集光能力。由此看出，n1，n2差别越大，即D越大，光纤收集射线的能力越强。但NA越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量。通信用光纤的数值孔径是较小的。光纤的损耗谱：三类损耗相加就可以得到总的损耗，它是一条随波长而变化的曲线，称做光纤的损耗特性曲线——损耗谱（或衰减谱）1、光纤损耗谱形象地描绘了衰减系数与波长的关系。2、从光纤损耗谱可以看出，衰减系数随波长增大呈降低趋势，损耗的

3、峰值主要与OH–离子有关。3、波长大于1600nm时，损耗增大，原因是由于石英玻璃的吸收损耗和微（或宏）观弯曲损耗引起。4、图中可以看到光纤通信所使用的三个低损耗“窗口”，分别是850um波段、1310nm波段、1550nm波段。色散类型：模式色散、材料色散、波导色散光纤的带宽B为光脉冲为高斯形时，单位长度光纤的基带3dB带宽；tD是光脉冲传输1km的时延差，单位是ns/km归一化频率与模式数目：（归一化频率V、模数量M= V2/2、）光缆的基本结构：1—加强件；2—缆芯；3—外护层单模光纤的分类：n非色散位移单模光纤(G.652光纤)n色散位移单模光纤(G

4、.653光纤)n截止波长位移单模光纤(G.654光纤)n非零色散位移单模光纤(G.655光纤)第二章：当前主要通信光源：半导体激光器（LD）、发光二极管（LED）。发光二极管是非相干光源，它基本工作原理是（自发）辐射。半导体激光器是一种（PN结）构成的二极管结构,工作原理是（受激）辐射对于光子能量满足的光子有光放大作用，这个区域被称为有源区，半导体激光器的光激射就发生在这个区域有源区是实现（粒子数反转分布）、（光增益）的区域半导体激光器的复合发光区域是有源区。有源区通常由一个或多个垂直方向的PN结构成。激射的一般条件：1.有源区里产生足够的粒子数反转分布2.

5、存在光学谐振机制，并在有源区里建立起稳定的激光振荡典型的激光器P-I曲线利用P-I曲线求解Ith的三种做法（双斜率法）、（反向延长法）、（二阶求导法）LD的温度特性首先，外微分量子效率随温度的升高而下降其次，阈值电流随温度的升高而加大阈值电流与温度的关系可以表示为式中，Ith代表结温为T时的阈值电流；T是结区的绝对温度；I0是常数；T0是激光器的特征温度，它在一定温度区间为常数对于线性度良好的激光器，输出光功率可以表示为发光二极管常采用双异质结构，按输光位置不同可分为边发射型和面发射型光源的调制原理光调制光纤信道光解调光源的两种调制方式:直接调制和间接调制。

6、光电瞬态响应波形电光延迟•原因：激光输出与注入电脉冲之间存在一个时间延迟，一般为纳秒量级。•降低方法：预偏置在Ith附近。如图，从阶跃响应的瞬态分析入手，对LD数字调制过程出现的电光延迟和张弛振荡的瞬态性质分析。第三章数字光接收机分为光电检测器、前置放大器、主放大器、AGC电路、均衡器、判决再生和时钟提取七个部分。光接收机也可以分为三部分：①光检测器和前置放大器合起来称为接收机前端，是光接收机的核心；②主放大器、均衡滤波器和自动增益控制组成光接收机的线性通道；③判决器、译码器和时钟恢复组成光接收机的判决、再生部分。光接收机主要的性能指标是误码率（BER）、灵

7、敏度以及动态范围。对数字光接收机而言，灵敏度是指（在保证一定误码率/满足给定信噪比指标的条件下）的条件下，光接收机所需接收的（最小功率）。光接收机的主要质量指标是灵敏度，影响灵敏度的主要因素是：光接收机的噪声动态范围是光接收机的一个重要性能指标，其表达式为（），其数值越（大）越好。1、在保证系统的误码率指标要求下，测得接收机的最低输入光功率为1W，则该接收机的灵敏度为（a）。a)－30dBmb)－40dBmc)－20dBmd)－43dBm。光电检测器的两种类型为：半导体光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）PIN光电二极管作为光检测器件时，使用简单，

8、但灵敏度较低。APD雪崩二极管作为光检测器件时，使用