光纤通信课程考试复习资料

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1、光纤通信的优点：1.光纤的容量大2.损耗低、中继距离长3.抗电磁干扰能力强4.保密性能好5.体积小，重量轻6.化学性能稳定7.节省有色金属和原材料，光纤通信的缺点：1.不可过分弯曲2.光纤连接困难3.分路、耦合困难4.抗拉强度低、光纤怕水光纤通信系统的组成：光纤通信系统是以光纤为传输媒介，光波为载波的通信系统。主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。1、光纤光缆趋势：向长波长转移含纤数量增加2、光纤通信系统：单通道——〉多通道强度检测——〉相干检测3、光纤通信网络：容量、中继距离、传输与交换技术融合、全光（中继、交换）、接入按光纤中传输的模式数量，可以将光

2、纤分为多模光纤(MMF)和单模光纤(SMF)。在一定的工作波上，当有多个模式在光纤中传输时，则这种光纤称为多模光纤(芯径、包层、传输特性)………………,只有一种传输模式，….单模光纤按照ITU-T（国际电信联盟）关于光纤类型的建议，可以将光纤分为：G.651光纤(渐变型多模光纤)、G.652光纤(常规单模光纤)、G.653光纤(色散位移光纤DSF)G.654光纤(低损耗光纤)G.655光纤(非零色散位移光纤NZ-DSF)G.656光纤（全波光纤）S+C+LDFF：色散平坦光纤DCF：色散补偿光纤（背面）光缆的基本结构按缆芯组件的不同一般可以分为层绞式、骨架式、束管式和带

3、状式四种，如下图所示光纤的传输原理:1.几何光学方法：光纤的芯径远远大于工作波长2.波动光学方法光纤的相对折射率差：数值孔径：归一化频率：dBm值是相对于毫瓦的dB数。故dBm=10*lg(P*10^3)=30+10lgP1mW=0dBm,10mW=10dBm,1W=30dBm例：发射机的功率为1mW,接受机所需的最小功率为0.01mW，采用的为G.652光纤，损耗为0.2dB/km,则从损耗的角度来说，最多允许的光纤长度为多少？允许的dB数:10*lgP(0)/P(L)=20dB允许传输的距离：20dB/（0.2dB/km）=100km方法2:(0dBm--(-20d

4、Bm))/（0.2dB/km）=100km11光纤的传输损耗①吸收损耗：⑴本征吸收：1、红外吸收:分子振动2、紫外吸收：电子跃迁⑵杂质吸收：1、过渡金属离子吸收：电子跃迁2、OH基吸收：电子跃迁②散射损耗：瑞利散射、受激布里渊散射、受激拉曼散射、缺陷散射、弯曲泄漏瑞利散射：与波长4次方成反比，比波长小得多的粒子引起的散射③附加损耗：宏弯、微弯损耗大的纤芯、包层折射率差——〉小的临界弯曲半径，所以要使用弱导光纤弱导光纤：纤芯中最大的折射率和均匀包层最小折射率之差很小的光纤。注：通常其折射率差小于1%。模式色散：材料色散：波导色散：偏振色散：在多模光纤中：模式色散>材料>波

5、导，单模光纤中无模式色散。多模光纤色散：单模光纤色散：模式色散是单模光纤中的主要色散因素L公里的光纤的带宽：D为光纤色散系数，为光源谱宽，多纵模单纵模线双折射的参数：归一化双折射率：为真空中相位常数拍长定义为偏振态完成一个周期变化的光纤长度。光纤双折射的偏振态在一个拍长上的演化图2-22考在一个拍长上，两正交偏正光的相位差变化2，可见双折射越严重，拍长越短消光比：发全0码的输出光功率和发全1码时的输出光功率之比光纤的非线性效应：1、非线性受激散射：受激拉曼散射（SRS）:分子振动对入射光相互作用,从而产生散射入射光频率，分子振动频率产生：斯托克斯波：反斯托克斯波受激布里

6、渊散射（SBS）:光纤中的光信号和声波之间的相互作用产生散射入射光频率的泵浦光将部分能量转移给频率为的斯托克斯波，发出频率为Q的声波,2、折射率扰动：强度引起光纤的折射率变化分为三类：1）自相位调制（SPM）：传输过程中光脉冲自身相位变化2）交叉相位调制（CPM）：一个脉冲对其他信道脉冲相位的作用，不同波长的脉冲间相互作用，会造成光谱的展宽3）四波混频（FWM）：两个或三个波长的光波混合后产生新的波长常见抑制方法是降低入纤光功率、采用不等信道间隔、利用光纤自身的色散例：在某WDM系统当中，有两个通信通道，工作波长分别为1550.26nm，1551.06nm，传输一段距离

7、后，由FWM效应产生的新波长有哪些？答：产生的波长有2*1550.26-1551.06=1549.46nm2*1551.06-1550.26=1551.86nm11某光纤，纤芯直径为8um，n1=1.46,n2=1.45,试计算⊿，NA，单模截止波长,1550nm波长的光能在其中进行单模传输么？由于1550<1786nm,所以不能进行单模传输。正色散越大的系统，带宽越小，负色散越大的系统，带宽越大。半导体内部自由运动的电子(简称自由电子)所填充的能带称为导带；价电子所填充的能带称为价带；导带和价带之间不允许电子填充，所以称为禁带，其宽度称