什么是光纤通信

《什么是光纤通信》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第一章概述1、**什么是光纤通信？主要优点？答：所谓光纤通信，是指利用光导纤维（简称光纤）传输光波信号的一种通信方式。主要优点有：（1）传输频带宽、通信容量大。（2）传输损耗小。（3）抗电磁干扰能力强。（4）线径细、重量轻。（5）资源丰富。2、**光纤通信与电通信的比较？答：光纤通信与电通信的主要差异有两点：一是用光作为传输信号；二是用光缆作为传输线路。3、**光纤通信的调制、检测方式？答：目前采用比较多的一种基本方式，即是强度调制——直接检波（IM/DD）方式。4、**光纤通信的组成？答：光纤

2、数字通信系统主要由光发射端机、光纤、光中继器、光接收端机、监控及电源系统组成。第二章光纤与光缆2．1光纤的结构与分类一、结构光纤由纤芯、包层、一次涂覆层和二次涂覆层组成。纤芯包层一次涂覆层（预涂层）二次涂覆层二、分类1、按折射率分布（1）突变型（均匀型、阶跃型）（2）渐变型（非均匀型、梯度型）2、按套塑结构（P70）（1）紧套光纤（2）松套光纤3、**按传输模式（1）单模光纤（给定工作波长上，允许传输单一导模的光纤）。（2）多模光纤（给定工作波长上，允许传输多个导模的光纤）。2．2阶跃型光纤一、

3、预备知识（1）1、介质折射率n真空中的光速介质中的光速2、反射定律：221、折射定律：即2、全反射：条件：①（光密→光疏）②为全反射的临界角，现象为只有反射光，没有折射光。预备知识（2）：纤芯的最大折射率：纤芯的半径：离开纤芯中心的径向距离：相对折射率差：折射率分布指数；=2为梯度光纤，=为突变型光纤。**弱导光纤二、阶跃光纤光射线的理论分析几何光学对应射线理论；波动光学对应麦克斯韦方程。1、相对折射率差：2、射线的种类：P29**子午面：通过光纤轴线的平面。**子午线：始终在同一子午面上通过的

4、光射线。斜射线：不在一个平面里，不经过光轴线的射线。3、子午线的分析φ：端面入射角（1）在分界面，满足全反射条件——传输（导模，传导光）在分界面，不满足全反射条件——辐射光（辐射模）（2）最大激励角（最大接收角）**为导模；为辐射模。22（1）数值孔径NA**定义：**物理意义：表示光纤捕捉光射线的能力。NA大能力强。**何谓弱导（波）光纤？它对光纤的NA和模式色散有什么影响？弱导波光纤即光纤纤芯的折射率略大于包层的折射率，即；因此小，则NA小，模式色散也小。一、阶跃光纤的标量近似分析法1、分析

5、方法：（矢量）严格解波动光学（标量）近似解标量近似解条件：弱导（波）光纤，即几个近似：**①光射线与轴线近似平行**②近似横电磁波（电场分布在平面上）③横向电磁场为线性极化波2、场方程中参量符号归一化频率V——光纤的综合结构参数**：纤芯折射率：包层折射率：纤芯半径（m）：相对折射指数差：光在真空中的光波长（m）：归一化频率（无量纲）3、阶跃型光纤中标量模的特性（1）模式传导模（2）分类辐射模（3）不同模式：线性偏振模（极化模）**①偏振方向：指场的电场分量的空间取向，即随着时间变化，电场矢量顶

6、点的轨迹。**②22线性偏振模：指电场强度矢量空间取向不变，即随着时间变化，电场强度矢量顶点的轨迹为一直线。③下标：基模；…高次模。（1）导模截止每个导模存在一个截止频率；导模不可传导，模式（2）基模和第一高次模**基模：截止波长最长的模（截止频率最低）**第一高次模：截止波长次长的模式。4、光纤中导模数量的估算**阶跃光纤中，——归一化频率5、**举例，P78，第2题已知：求：和？解：2．3渐变型光纤一、光射线理论分析1、渐变型光纤的子午线**（1）传光原理：折射+内全反射（阶跃光纤为内全反射

7、）传导；辐射（2）曲线轨迹形状取决于：（折射率分布），入射条件。221、最佳折射率指数分布（1）模式色散：要求小（2）**自聚焦：不同射线虽然轨迹不同，但具有相同的轴向速度，这种现象称为自聚焦。具有自聚焦现象的光纤称为自聚焦光纤（可消除模式色散）。（3）最佳折射率分布**①定义：可以消除模式色散（或可以产生自聚焦现象）的光纤的折射率分布。**②最佳分布——双曲正割分布（2-32）（公式不作要求）**实际采用近似——平方律折射指数分布（2-40）（公式不作要求）二、本地数值孔径（2-41）——离光

8、纤轴芯处的折射率；——光纤包层折射率三、平方律型光纤中的导模数量**——归一化频率2．4单模光纤**定义：在给定的工作波长上，只传输单一基模的光纤。一、折射率分布1、阶跃型——匹配包层型2、下凹型——下凹包层型二、单模光纤传输条件1、归一化截止频率模式归一化截止频率：，传导；，截止。**阶跃型光纤，；……2、单模传输条件：**3、截止波长（工作波长）单模传输；则不能保证单模传输。22**例：已知阶跃型光纤求（1）当，为保证单模传输，应取多大？（2）当，为保证单模传输，应取多大？解：单模传输条件，