光纤通信简明教程原荣课后思考题.docx

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1、光纤优点：1、频带宽、传输容量大2、损耗小，中继距离长3、重量轻、体积小4、抗电磁干扰性能好5泄露小、保密性好6、节约金属材料光纤系统结构分为：点对点、一点对多点、网络拓扑结构光通网分：LANMANWAN光的本质？为什么相位差是（2πΔZ）/λ？光的本质是一种电磁波。光波沿Z方向传播的数字表达Ex=E0COS(wt-kz+φ0)，对于每一个wt是相同的，故被ΔZ分开的两点间的相位差Δφ可用kΔz简单表示，因为对于没一点wt是相同的。假如相位差是0或2π的整数倍，则两个点是同相位，于是相位差Δφ=k

2、Δz。光纤结构：光纤是由Si02制成的纤芯和包层组成，为了保护光纤外面还增加尼龙外层。包层的作用：把光纤限制在纤芯内。尼龙外层：增强光纤的肉人心、机械强度和耐老话特性。折射率的径向分布，光纤分为：阶跃光纤（SI）渐变光纤（GI）实用光纤分为：多模光纤(MM)、单模光纤（SM）常用单模光纤：标准单模光纤、色散单模光纤、非零色散移位光纤光纤传光原理：基于光的折射反射、描述光纤特性参数有：衰减、色散、带宽模式色散的产生:在多模光纤中，不同模式的光信号在光纤中传输的群速度不同，引起到达光纤末端的时间延迟不

3、同经光探测后各模式混合使输出光生电流脉冲相对于输入脉冲展宽光连接器把两个光纤端面结合在一起，以实现光纤与光纤之间可拆卸连接的器件，对这种器件的基本要求是使发射光纤输出的光能量最大限度地耦合进接收光纤。跳线用于终端设备和光缆线路及各种光无源器件之间的互连，以构成光纤传输系统光耦合器的功能把一个或多个光输入分配给多个或一个光输出。T形、星形、方向、波分。光滤波器是从包含多个波长的输入光信号中提取出所需要波长的信号。波分复用器把多个不同波长的发射机输出的光信号复合在一起，并注入一根光纤。解复用器把一根光

4、纤输出的多个波长的复合光信号，用解复用器还原成单个不同波长信号，并分配给不同的接收机。光开关接通或断开光信号，转换光路，实现光信号的交换。一:利用电磁铁或步进电动机驱动光纤或透镜来实现光路转换的机械式光开关二:利用固体物理效应的固体光开关光放大中继器作用:在光路上对光信号进行直接放大，然后再传输，即用一个全光传输中继器代替目前这种光-电-光再生中继器半导体光放大器SOA通过受激发射放大入射光信号，其机理与激光器相同光放大器只是一个没有反馈的激光器，其核心是当放大器被光或电汞浦时，使粒子数反转获得光

5、增益。减小LD解理面反射反馈，可以制出SOA。使条状有源区与正常的解理面倾斜或在有源层端面和解理面之间插入透明窗口区，就可以减小LD解理面的反射反馈。在输出透明窗口区光束在到达半导体和空气界面前，在该窗口区已发散，经界面反射的光束进一步发散，只有极小部分光耦合进薄的有源层。当与抗反射膜一起使用时，反射系数可以小到10-4。法布里-珀罗由两块平行镜面组成的谐振腔构成的，一块镜面固定，另一块可移动以改变谐振腔的长度。镜面是经过精细加工并渡有金属反射膜或多层介质膜的玻璃板。工作原理:平行板的多束光干涉。

6、马赫-曾德尔干涉滤波器由两个3dB耦合器串联组成一个马赫-曾德尔干涉仪，干涉仪的两臂长度不等。原理:基于两个相干单色光经过不同的光程传输后的干涩理论。阵列二波光栅解复用器原理:基于马赫-曾德尔干涉仪的原理，多个相干单射光经过不同的光程传输后的干涉理论所以输出端口与波长有一一对应关系。光纤拉曼放大器基于非线性光学效应的原理，利用强汞浦光束通过光纤传输时产生受激拉曼散射，使组成光纤的石英晶格振动和汞浦光之间发生相互作用，产生比汞浦光波长还长的散射光发光机理:在构成半导体晶体的原子内部，存在着不同的能带

7、。如果占据高能带Ec的电子跃迁到低能带Ev上，就将其间的能量差Eg=Ec-Ev以光的形式放出LD激光发射的条件:1.使有源区产生足够多的粒子数反转2半导体激光器中必须存在光学谐振腔，并在谐振腔里建立起稳定的振荡雪崩光敏二极管APD原理:光生的电子-空穴对经过APD的高电场区时被加速，从而获得足够的能量，它们在高速运动中与P区晶格上的原子碰撞，使晶格中的原子电离，从而产生新的电子-空穴对数字光接收机:1光探测器和前置放大器部分2主放大部分3数据恢复部分..光探测器是实现光电转换的关键器件，直接影响光

8、接收机的灵敏度。前置放大器的作用是放大光敏二极管产生的微弱性号，以供放大器进一步放大和处理。光接收机的数据恢复部分包括判决电路和时钟恢复电路，它的任务是把均衡器输出的升余弦波恢复成数字信号 为什么用相干检测:1使接收机灵敏度提高2有效的利用光纤带宽，因为可以使波分复用各载波的波长间距减小。 脉冲编码调制是光纤传输模拟信号的基础。将模拟信号变为数字信号，光纤通信系统光源的发射功率和线性有限，因此通常选择二进制脉冲传输，因为传输二进制脉冲信号对接收机SNR要求非常低，对光源的非线性要求