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光纤通信期末复习重点5篇

第一篇：光纤通信期末复习重点一.1光纤通信的基础：利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信。光纤通信的载波是光波。光纤通信用的近红外光（波长为0.7-1.7um）频率约为300THZ频带宽度约为200THZ,在常用的1.31um和1.55um两个波长窗口频带宽度也在20THZ以上.2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）抗电磁干扰性能好（5）泄漏小，保密性能好（6）节约金属材料，有利于资源合理使用.二光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝.纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输.纤芯和包层的折射率若分别为n1和n2，光能量在光纤中的传输的必要条件：n1>n2按折射率分类：突变型，浙变型按传输模式分：多模光纤，单模光纤光纤的三种基本类型：（1）突变型多模光纤：纤芯直径2a=50-80um，光线以拆线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大.适用于小容量，短距离传输.（2）渐变型多模光纤：纤芯直径2a为50um，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小，适用中等距离传输，中等容量（3）单模光纤：纤芯直径只有8-10um，光线以直线型状沿纤芯中心轴线方向传播.信号畸变小，适合长距离传输方式.光纤传输原理：全反射数值孔径NA=√（n1*n1-n2*n2)=n1√2△纤芯和包支的相对折射率差△=（n1-n2)/n1NA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，从光源到光纤的耦合效率越高。NA越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量.时间延迟：θ不大时：τ=n1L/c=(n1L/c)*(1+θ1的平方/2)c为光速最大入射角θc和最小入射角0：△τ=θc的平方L/2n1c=(NA*NA)L/2n1c=△n1L/c4自聚焦效应：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点上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集在同一点上，而且这此光线的时间延迟也近似相等。归一化频率：V=√（n1*n1-n2*n2)*2πa/λ对于光纤传输模式有模式截止，模式远离截止6M是模式总数M=（g/g+2)(akn1)的平方△=（g/g+2)V*V/2单模传输条件：V=√（n1*n1-n2*n2)*2πa/λλ>单模传输光纤传输特性：（1）损耗（2）色散色散是在光纤中传输的光信号，包括：(1)模式色散：多模光纤所特有的色散方式（2）材料色散：（3）波导色散：值永远为负的色散单模光纤的色散：色度色散理想模光纤没有模式色散，只有材料色散和波导色散，总称色度色散，是传播时间随波长变化产生的结果色度系数单位：ps/(nm*km)光纤损耗：a=10/Llg(Pi/Po)单位dB/km损耗包括（1）吸收损耗：是由sio2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。（2）散射损耗：主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和由光纤结构缺陷引起的散射产生的总损耗a和波长λ的关系a=A/λ的4次+B+CW(λ)+IR(λ)+UV(λ)应用G.651多模渐变型（GIF)光纤，发展初期广泛应该用于中小容量，中短距离的通信系统。G.652第一代单模光纤，系统的传输暗淡只受损耗限制G.653色散移们光纤，第二代单模光纤适用于大容量长距离通信系统，掺铒光纤放大器（EDFA)投入应用G.6541.55um损耗最小的单模光纤，一种用于1.55um改进的常规单模光纤，目的是增加传输距离应用海底光缆。G.655非零色散光纤应用于密集波分复用系统，适用于超大距离传复波光纤光缆：一般由缆芯和护套两部分组成，有时在护套外面加有铠装。特点：（1）拉力特性（2）压力特性（3）弯曲特性（4）温度特性三通信用光器件可分为有源器件和无源器件有源器件：光源，光检测器和光放大器无源器件：连接器，耦合器，波分复用器，调制器，光开关和隔离器等目前光纤通信广泛使用的光源主要有半导体激光二极管或称激光器（LD）和发光二极管（LED)光与物质的三咱相互作用：受激吸收，自发辐射，受激辐射。受激吸收：电子从低级级E1，在入射光作用下，吸级光子的能量后到高级E2。自发辐射：高能级E2上的电子不稳定，自动跃迁到低级E1上的空穴复合。受激辐射：高能级E2上的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到低级级E1上与空穴复合，释放能量产生光辐射。形成激光的三个必要条件：（1）激活物质（2）外加激励（3）光学谐振粒子数反专分布是产生受激辐射的必要条件，但还不能产生激光。只有把激活物质置于光学谐振腔中，对光的频率和方向进行选择，才能获得连续的光放大和激光振荡输出。其阀值条件为：γth=a+1/2LLN(1/R1R