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,易于集成,从而实

2、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聚焦效应,不仅不同入射角相应

3、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。它取决于光纤材料折射率的波长特性和光源的谱线宽度。3)

4、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压力在100~400kg/10cm。3)弯曲特性。实用光

5、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

6、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IIth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

7、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或1.55

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