光纤通信复习资料很有用

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1、第一章1•什么是光纤通信？光纤通信，是指利用光纤来传输光波信号的一种通信方式2•光纤通信和电通信的区别。（1）电通信的载波是电波，光纤通信的载波是光波。（2）电通信用电缆传输信号，光通信用光纤传输信号。光缆具有比电缆更小的高频率传输损耗3•基本光纤通信系统的组成和各部分作用。基木光纤传输系统由光发射机、光纤线路和光接收机三个部分组成1•光发射机功能：是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。核心：光源。要求光源输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光朿发散角尽可能小，输出功率和波长稳定，器件寿命长。2.光纤线路功能：把来自光发射机的光信号，以尽可能

2、小的畸变（失真）和衰减传输到光接收机。光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤线路的性能主要由缆内光纤的传输特性决定。3・光接收机功能：把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。核心：光检测器。对光检测器的要求是响应度高、噪声低和响应速度快。光接收机把光信号转换为电信号的过程，是通过光检测器的检测实现的。检测方式有直接检测和外差检测两种。第二章1、光能量在光纤中传输的必要条件。设折射率，纤芯为nl；包层为n2,则光能量在光纤中传输的必耍条件是nl>n2o2、突变多模光纤数值孔径的概念及计算。1.突变型多模光纤（全反射导光）（

3、1）相对折射率指数差（纤芯和包层折射率分别为刃和门2）定义：△=岸-於=（①-心）（坷+心）2打2n}2弱导波光纤中加和泌相差很少，则nl^n2=2nlAu（M1-A22）/H]NA-sinOc-设A=0.01,nl=1.5,得到NA=0.21或Be二12.2°。NA表示光纤接收和传输光的能力。1)NA越大，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。2)NA越大经光纤传输后产生的信号畸变越大3、弱导波光纤的概念。纤芯折射率为nl保持不变，到包层突然变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a二50~80um,光线以折线形状沿纤芯屮心轴线方向传播，特点是信号畸变大。带宽只有10^20MHz・k

4、m,—般用于小容量(8Mb/s以下)短距离(儿kni以内)系统。4、相对折射率指数差的定义及计算。参考25、突变多模光纤的时间延迟。现在我们来观察光线在光纤中的传播时间。根据图2.4,入射角为6的光线在长度为L(ox)的光纤屮传输，所经历的路程为l(oy),在。不大的条件下，其传播时间即时间延迟为"九=严丛(1+卑)ccc2式中c为真空中的光速。由式(2・4)得到最大入射角(0=0C)和最小入射角(心0)的光线之间时间延迟差近似为Ar=—=—^(NA)22qc2n}cc6、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理。渐变型多模光纤的光线轨迹是传输距离z的正眩函数，对于确定的光纤，其幅度的大小

5、取决于入射角80,其周期A二2兀/A二2Jia/J玄，収决于光纤的结构参数(a,A),而与入射角()0无关。这说明不同入射角相应的光线，虽然经历的路程不同，但是最终都会聚在P点渐变型多模光纤具有自聚焦效应，不仅不同入射角相应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。这是因为(1)光线传播速度v(r)=c/n(r)(c为光速)，入射角大的光线经历的路程较长，但大部分路程远离中心轴线，较小，传播速度较快，补偿了较长的路程。(2)入射角小的光线情况正相反，其路程较短，但速度较慢。所以这些光线的时间延迟近似相等。7.突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算。对于突变型光纤,g-

6、oo,M=V2/2；对于平方律渐变型光纤，g二2,M二V74。8、归一化频率的表达式。V二2（1兀I2_—FV7Q7n'一心--、见书22应该没有小于等于2.405的9、单模条件和截止邂长。单模传输条件为V二弩尿-居<2.405乎尿-居=2.405可以看到，对于给定贏纤（nkn2和a确定），存在佥个临界波长入c,当入〈入c时，是多模传输，当X>Xc时，是单模传输，这个临界波长Ac称为截止波氏。由此得到卩二2.405牟或&.二卫-2c2.40510、三种色散的定义。模式色散是由于不同模式的时间延迟不同而产生的，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。材料色散是由于光

7、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（实际光源不是纯单色光），其时间延迟不同而产生的。这种色散取决于光纤材料折射率的波长特性和光源的谱线宽度。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。11、3dB带宽的表达式及相关计算。（1）用脉冲展宽表示时，光纤色散可以写成AT=（AT2n+AT2m+At2w）1/2式中△Tfl、△t叭△tw分别为模式色散、材料色散和波导色散所引起的脉冲展宽的均方根值。将归