光纤知识（四）2008年11月03日星期一下午 02:031、综合布线的对象：光纤、铜线。
2、光纤直径：
l 多模光纤：62.5um/125um，50um/125um
l 单模光纤：9um/125
3、光纤、铜线的布线差异在于：拉伸强度、弯曲半径、重量、端接。
4、 5类双绞线：最大传输距离90米，最大带宽100M。
5、数据铜线与电源间的间隔距离：
l 与大电机和变压器的间隔：1.2m
l 与电源线管道和电缆的间隔：30cm
l 与荧光灯等电发光器件的间隔：12cm
6、光缆的固定方法：
l 架空：U形铁挂钩，带塑料包皮的金属丝如双绞线
l 沿墙壁：U形铁卡子
l 楼内：U形铁卡子，U形塑料卡子，扎带
7、线槽的容线量：
l 30cm宽的线槽：6根非屏蔽双绞线
l 60cm宽的线槽：15根非屏蔽双绞线
8、布线工程中对双绞线的预算方法：
信息点数×最长的信息点所需双绞线长度× 2/3 ＋信息点数×跳线的平均长度
9、中等难度的室内布线的工作效率：每人每天3－4个信息点。
10、信息点底盒的固定方法：
l 实心墙：涨塞固定
l 空心墙：自攻螺丝固定
11、光缆终端盒的类型：8口、16口、24口、48口。
12、屏蔽配线架的类型：16口、32口。
13、非屏蔽配线架的类型：24口、48口。
14、水平布线可借助的建筑设施：
l 地下管道
l 顶棚
l 开放空间
l 管道
l 活动地板
l 周边铺缆管
l PVC线槽
l 缆架
15、铜线、光纤的最小弯曲半径：2.5cm
16、避免铜线串音的现象：管道的最大填充量为40％，并有利于阻热。光缆可为60％。
17、布线长度和工作区跳线长度对照表：
链路长度
工作区接插软线长
接插软线全长
信道总长度
90
3 10 100 85 7 1
4 99 80 11 18 98 7
5 15 22 97 70 20 27 97
18、光纤尾纤的接口：ST口
19、光纤跳线的接口：ST－SC口
20、多模光缆的波长、衰减、带宽对照表：光纤型号
62.5/125μm光纤
50/125μm光纤
波长
850nm
1300nm
850nm
1300nm
衰减
3.5dB/km
1.5dB/km
3.5dB/km
1.5dB/km
带宽
160MHz·km
500MHz·km
500MHz·km
500MHz·km
21、在施工中，严禁对铜缆进行过度的弯曲和缠绕。
22、铜缆布线基本原则
l 缆的走线要平直光滑。
l 在每30.5 m（100 ft）长度内不要多于2个90度弯。l 尽可能地减少拉缆点。
l 在缆的两端要进行标记。
23、大对数铜缆色谱：
对
Tip(A）
Ring（B）
线束
1
白
蓝
白蓝
001-025 2
白
橙
白橙
026-050 3
白
绿
白绿
051-075 4
棕
白棕
076-100 5
白
灰
白灰
101-125 6
红
蓝
红蓝
126-150 7
红
橙
红橙
151-175 8
红
绿
红绿
176-200 9
红
棕
红棕
201-225 10
红
灰
红灰
226-250
11
黑
蓝
黑蓝
251-275 12
黑
橙
黑橙
276-300 13
黑
绿
黑绿
301-325 14
黑
黑棕
326-350 15
黑
灰
黑灰
351-375 16
黄
蓝
黄蓝
376-400 17
黄
橙
黄橙
401-525 18
黄
绿
黄绿
426-550 19
黄
棕
黄棕
451-575 20
黄
灰
黄灰
476-500 21
紫
蓝
紫蓝
501-525 22
紫
橙
紫橙
526-550 23
紫
绿
紫绿
551-575 24
紫
棕
紫棕
576-600
25
紫
灰
24、光缆色谱：光纤数
颜色
光纤数
颜色
1
蓝
7
红
2
橙8 黑3 绿
9 黄
4 棕10 紫
5 灰11 玫瑰
6 白12 浅绿
25、常用管理用颜色：
功能
颜色
辅助的和综合的功能
黄
公用设备，PBX，LANs,Muxes（例：交换机和数据设备）紫
公共网连接（例：公共网络和辅助设备）
绿
一级主干网
白
二级主干网
灰
水平布线
蓝
建筑群主干网
棕
重要电话设备或为将来预留
红
分界点（例：公共网终接点）
橙
26、线路的测试报告内容应包括：测试位置、测试日期、测试者姓名、链路损耗。
27、光缆的损耗和带宽：
光纤类型
62.5/125μm光纤
50/125μm光纤
波长
850nm
1300nm
850nm
1300nm
衰减（最大值）
3.5dB/km
1.5dB/km
3.5dB/km
1.5dB/km
带宽（最小值）
160 MHz·km
500 MHz·km
500 MHz·km
500 MHz·km
28、光纤布线施工费用：
l 架空：2元／米
l 埋地（需要挖掘地面）：8－10元／米
l 穿管：4元／米
29、光纤、铜线的最大传输距离：布线标准
波长
线型
最大传输距离
10/100BASE-TX
/
5类双绞线
100米
1000BASE-TX
/
5类双绞线
100米
100BASE-FX
所有波长
62.5/125μm多模光纤
2千米
光纤通信重要知识点总结 第一章 1.任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高,频带宽度越宽。 2.光纤：由绝缘的石英（SiO２）材料制成的,通过提高材料纯度和改进制造工艺,可以在宽波长范围内获得很小的损耗。 ３.光纤通信系统的基本组成：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。光纤通信系统既可传输数字信号也可传输模拟信号。输入到光发射机的带有信息的电信号,通过调制转换为光信号。光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号。系统中光发送机的作用是将电信号转换为光信号,并将生成的光信号注入光纤。光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成，如果是直接强度调制，可以省去调制器。 光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。它一般由光电检测器和解调器组成。光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介，将光信号由一处送到另一处。中继器分为电中继器和光中继器（光放大器）两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。为提高传输质量,通常把模拟基带信号转换为频率调制、脉冲频率调制或脉冲宽度调制信号,最后把这种已调信号输入光发射机。还可以采用频分复用技术，用来自不同信息源的视频模拟基带信号（或数字基带信号）分别调制指定的不同频率的射频电波，然后把多个这种带有信息的RＦ信号组合成多路宽带信号，最后输入光发射机,由光载波进行传输。在这个过程中，受调制的RF 电波称为副载波，这种采用频分复用的多路电视传输技术，称为副载波复用技术。目前大都采用强度调制与直接检波方式。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重,所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息进行模数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，则LD就会发出携带信息的光波，即当数字信号为“１”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”。光波经低衰耗光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数模转换，恢复成原来的信息。这样就完成了一次通信的全过程。 4.光纤通信的优点:1通信容量大,一根仅头发丝粗细的光纤可同时传输1000亿个话路2中继距离长，光纤具有极低的衰耗系数，配以适当的光发送与光接收设备,可使其中继距离达数百千米以上,因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。３.保密性能好4．适应能力强５.体积小、重量轻、便于施工维护６.原材料资源丰富，节约有色金属和能源,潜在价格低廉，制造石英光纤的原材料是二氧化硅（砂子），而砂子在自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的 5.光发射机：功能是把输入的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。光发射机由光源、驱动器和调制器组成。光源是光发射机的核心。光发射机的性能基本上取决于光源的特性,对光源的要求是输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率和波长稳定，器件寿命长。 6.实现光源调制的方法:直接调制和外调制。直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流,使输出光随电信号变化而实现的。这种方案技术简单，成本较低，容易实现,但调制速率受激光器的频率特性所限制。外调制是把激光的产生和调制分开,用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。 6.光纤线路:光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变(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。光纤是光纤线路的主体，接头和连接器是不可缺少
光纤简介 一、光纤概述 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤一端的发射装置使用发光二极管（light emitting diode,LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。 二、光纤工作波长 光是一种电磁波。可见光部分波长围是：390nm—760nm(纳米)，大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85μm的损耗为2.5dB/km，1.31μm的损耗为0.35dB/km，1.55μm的损耗为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。 三、光纤分类 光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的，各种分类如下。 （1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。 （2）折射率分布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光纤、渐变（GI）型光纤、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。 （3）传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模
光纤。 （4）原材料：石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料等。 （5）制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）等，拉丝法有管律法（Rod intube）和双坩锅法等。 四、单模光纤与多模光纤 光纤是一种光波导，因而光波在其中传播也存在模式问题。所谓“模”是指以一定角速度进入光纤的一束光。模式是指传输线横截面和纵截面的电磁场结构图形，即电磁波的分布情况。一般来说，不同的模式有不同的的场结构，且每一种传输线都有一个与其对应的基模或主模。基模是截止波长最长的模式。除基模外，截止波长较短的其它模式称为高次模。 根据光纤能传输的模式数目，可将其分为单模光纤和多模光纤。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散（因为每一个模光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同，这种特征称为模分散）。模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离。单模光纤只能允许一束光传播，所以单模光纤没有模分散特性。 （1）单模光纤 单模光纤(Single Mode Fiber)的中心高折射率玻璃芯直径有三种型号：8μm、9μm和10μm，只能传一种模式的光。相同条件下，纤径越小衰减越小，可传输距离越远。中心波长为1310nm或1550nm。单模光纤用激光器作为光源。单模光纤用于主干、大容量、长距离的系统。
光纤、光缆的基本知识(非常实用) 1.简述光纤的组成。 答：光纤由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。2.描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些？ 答：包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。 3. 产生光纤衰减的原因有什么？ 答：光纤的衰减是指在一根光纤的两个横截面间的光功率的减少，与波长有关。造成衰减的主要原因是散射、吸收以及由于连接器、接头造成的光损耗。 4.光纤衰减系数是如何定义的？ 答：用稳态中一根均匀光纤单位长度上的衰减（dB/km）来定义。 5.插入损耗是什么？ 答：是指光传输线路中插入光学部件（如插入连接器或耦合器）所引起的衰减。 6.光纤的带宽与什么有关？ 答：光纤的带宽指的是：在光纤的传递函数中，光功率的幅值比零频率的幅值降低50%或3dB时的调制频率。光纤的带宽近似与其长度成反比，带宽长度的乘积是一常量。 7.光纤的色散有几种？与什么有关？ 答：光纤的色散是指一根光纤内群时延的展宽，包括模色散、材料色散及结构色散。取决于光源、光纤两者的特性。 8.信号在光纤中传播的色散特性怎样描述？ 答：可以用脉冲展宽、光纤的带宽、光纤的色散系数三个物理量来描述。 9.什么是截止波长？ 答：是指光纤中只能传导基模的最短波长。对于单模光纤，其截止波长必须短于传导光的波长。 10.光纤的色散对光纤通信系统的性能会产生什么影响？ 答：光纤的色散将使光脉冲在光纤中传输过程中发生展宽。影响误码率的大小，和传输距离的长短，以及系统速率的大小。 11.什么是背向散射法？ 答：背向散射法是一种沿光纤长度上测量衰减的方法。光纤中的光功率绝大部分为前向传播，但有很少部分朝发光器背向散射。在发光器处利用分光器观察背向散射的时间曲线，从一端不仅能测量接入的均匀光纤的长度和衰减，而且能测出局部的不规则性、断点及在接头和连接器引起的光功率损耗。
光纤通信基础知识 基本光纤通信系统 最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。下面是光通信系统图。 光通信系统图 数字光纤通信系统 光纤传输系统是数字通信的理想通道。与模拟通信相比较，数字通信有很多的优点，灵敏度高、传输质量好。因此，大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。 电发射端机 主要任务是PCM编码和信号的多路复用。 多路复用是指将多路信号组合在一条物理信道上进行传输，到接收端再用专门的设备将各路信号分离出来，多路复用可以极大地提高通信线路的利用率。 在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲"0"码和"1"码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulsecodemodulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。
抽样是指从原始的时间和幅度连续的模拟信号中离散地抽取一部分样值，变换成时间和幅度都是离散的数字信号的过程。 抽样所得的信号幅度是无限多的，让这些幅度无限多的连续样值信号通过一个量化器，四舍五入，使这些幅度变为有限的M种（M为整数），这就是量化。由于在量化的过程中幅度取了整数，所以量化后的信号与抽样信号之间有一个差值（称为量化误差），使接收端的信号与原信号间有一定的误差，这种误差表现为接收噪声，称为量化噪声。码位数M越多，分级就越细，误差越小，量化噪声也越小。 编码是指按照一定的规则将抽样所得的M种信号用一组二进制或者其它进制的数来表示，每种信号都可以由N个2二进制数来表示，M和N满足M=2N。例如如果量化后的幅值有8种，则编码时每个幅值都需要用3个二进制的序列来表示。需要注意的是，此处的编码仅指信源编码，这和后面提到的信道编码是有所区别的。 现以话音为例来说明这个过程。我们知道话音的频率范围是300～3,400Hz，在抽样的时候，要遵循所谓的奈奎斯特抽样率，实际中按8,000Hz的速率进行抽样。为了保证通话的质量，在长途干线话路中采用的是8位码（28=256个码组）。这样量化值有256种，每一种量化值都需要用8位二进制码编码，那么每一个话路的话音信号速率为8×8＝64kbps。 奈奎斯特抽样定理：要从抽样信号中无失真地恢复原信号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。 多路复用技术包括：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。 时分多路复用：当信道达到的数据传输率大于各路信号的数据传输率总和时，可以将使用信道的时间分成一个个的时间片（时隙），按一定规则将这些时间片分配给各路信号，每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输，所以信号之间不会互相干扰。 频分多路复用：当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可以将信道分割成若干个子信道，每个子信道用来传输一路信号。或者说是将频率划分成不同的频率段，不同路的信号在不同的频段
一、光纤通信的基本知识 （一）光纤通信的概念 1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，放光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。 这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的研究，发现这是由于全反射的作用，由于水等介质密度由于比周围的物质（如空气）大，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。表面上看，光好像在水流中弯曲前进。 后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝──玻璃纤维，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线，所以称它为光导纤维。（视频） 光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。（视频） （二）光纤通信的发展
光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信。中国光纤通信已进入实用阶段。 （三）光纤通信的优缺点 1、光纤通信的优点 现代通信网的三大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信，而其中光纤通信是主体，这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点： ①频带宽，通信容量大。光纤可利用的带宽约为50000GHz，1987年投入使用的1.7Gb/s光纤通信系统，一对光纤能同时传输24192路电话，2.4Gb/s系统，能同时传输30000多路电话。频带宽，对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。 ②损耗低，中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km，比其它任何传输介质的损耗都低，若将来采用非石英系极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的损耗低，所以能实现中继距离长，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多
光缆Q&A 1.1 什么是光缆 用适当的材料和缆结构，对通信光纤进行收容保护，使光纤免受机械和环境的影响和损害，适应不同场合使用。 1.2 影响光纤性能和寿命的因素 A）应力：导致光纤断裂或衰减增加 B）水和潮气：使光纤易于断裂（变脆），影响寿命 C）氢气（压）：光纤在一定具有压力的氢气作用下，光纤衰减曲线会在1240nm处产生突变的吸收峰，使1310nm及1550nm波长处的衰减明显增加。 1.3 光缆设计的基本原则 针对光纤的弱点，光缆设计应遵循以下原则： A）为光纤提供机械保护，使光纤在各种环境下免受应力； B）必须防止水分和潮气侵入； C）必须避免光缆中产生氢气，尤其避免形成氢压。 1.4 光缆的基本性能 包括：光缆中的光纤传输特性、光缆的机械特性、光缆的环境特性和光缆的电气特性 1.5 光缆机械性能的实现
A）加强芯——主要抗拉元件 B）套管——将光纤外界隔绝，提供最基本的保护 C）余长控制——二套及成缆 D）金属带纵包——防潮、防水、抗侧压、抗冲击 E）护套——抗侧压、抗冲击、抗弯曲 1.6 光缆的防潮措施 A）径向防水——纤膏及缆膏填充、金属带纵包、PE护套 B）轴向防水——纤膏及缆膏填充、阻水环、阻水带、阻水纱、单根加强芯 1.7 光缆避免形成氢压的措施 A）氢气源于光缆材料 B）严格挑选材料，控制材料析氢量，控制不同材料间的反应析氢 C）特别是金属件的析氢控制（镀锌钢丝加强芯的禁用） 1.8 光缆的分类 A）按光纤在光缆中的状态分：紧结构、松结构、半松半紧结构 B）按缆芯结构分：中心管式、层绞式、骨架式 C）按光缆敷设条件分：架空、管道、直埋和水底光缆 D）按光缆使用环境场合分：室外光缆、室内光缆 1.9 光缆的相关标准 A）国际标准 IEC60794（IEC-International Electrotechnical Commission） ITU-T K.25（ITU-International Telecommunications Union） IEEE P1222（IEEE- Institute of Electrical and Electronics Engineers） B）国内标准 国家标准GB/T 7424.1-1998 行业标准YD/T 1.10 光缆的寿命 光缆的寿命主要由两方面决定：一是光缆所使用的材料寿命，另一是光缆中光纤的寿命。光缆材料寿命包括，光缆所使用各种材料本身寿命和它们之间之间相互作用对寿命的影响。光缆中光纤寿命，则主要由光纤在其服务期间所受到的应力（应变）确定。
光纤跳线是指光纤两端都装上连接器插头，用来实现光路活动连接（一端装有插头的称为尾纤）。光纤跳线用于长途及本地光传输网络、数据传输及专用网络，以及各种测试和自控系统。光纤跳线是通过精密设备经过多道工序精磨而成的，具有插入损耗低、回波损耗高、重复性好等优点，可广泛应用于各种光纤器件和各种光纤通信系统中。 光纤跳线的种类有很多，根据连接器形状可分为：FC、SC、ST、LC、MT-RJ、MU等；根据连接器插头从插针体的类型可分为：PC、UPC、APC等；根据光纤种类可分为单模、50/125多模、62.5/125多模、保偏等；根据光纤直径可分为：900μm、2mm、3mm等。在根据连接器形状划分中，单模光纤可使用的连接器类型有FC，SC，ST，FDDI，SNA，LC，MT-RJ等，多模光纤可使用的连接器类型有FC，SC，ST，FDDI，SMA，LC，MT-RJ，MU 及VF45等。单模跳线包括SC/PC，SC/APC，FC/PC，FC/APC，ST/PC，LC/PC， LC/APC，MU/PC、MU/APC、MT-RJ；多模跳线包括：SC/PC，FC/PC，ST/PC，LC/PC，MU/PC，MT- RJ。光纤跳线所用光纤一般为G.652光纤，直径一般为Φ3mm，长度一般为 5~100m，插入损耗一般小于0.1dB；反射损耗一般要大于45dB。 下面我们简单介绍根据光纤连接器形状常使用的FC，SC，ST，LC，MT-RJ和MU 6种光纤跳线。注意，光纤跳线的两端连接器插头根据使用情况可以是不相同，如我们常使用的FC/APC-LC/APC，就是一项连接ODF，另一端连接设备的光纤跳线。 1、FC-FC光纤跳线：FC (Ferrule Connector，意为金属连接件)光纤连接器通常是圆形的金属套，紧固方式为螺纹式，主要应用于配线架上。最早，FC类型的连接器，采用的陶瓷插针的对接端面是平面接触方式。此类连接器结构简单，操作方便，制作容易，但光纤端面对微尘较为敏感，且容易产生菲涅尔反射，提高回波损耗性能较为困难。后来，对该类型连接器作了改进，采用对接端面呈球面的插针，连接器一般是圆形带螺纹的，而外部结构没有改变，使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。如图1所示的就是一条两端都带FC连接器接头的FC-FC光纤跳线。 图1：FC-FC光纤跳线示例
光缆基本知识介绍 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
光缆基本知识介绍 一、光纤的组成与分类 1、光纤按其制造材料的不同可分为石英光纤和塑料光纤，石英光纤即通常使用的光纤，石英光纤按其传输模式的不同分为单模光纤和多模光纤。塑料光纤全部由塑料组成，通常为多模短距离应用，还处于起步阶段，未有大规模应用。 2、石英光纤的结构：石英光纤由纤芯、包层及涂覆层组成，其结构如图： 光纤中光的传输在纤芯中进行，因包层与纤芯石英的折射率不同，使光在纤芯与包层表面产生全反射，使光始终在纤芯中传输，而塑料涂覆层起保护石英光纤及增加光纤强度的作用，因石英很脆，若没有塑料的保护则无法在实际中得到应用，正因为光纤的结构如此，所以光纤易折断，但有一定的抗拉力。 3、 石英光纤的分类 单模光纤 G.652A（简称B1） （简称B1） G.652C（） （） G.655A光纤（B4）（长途干线使用） 光纤（B4）（长途干线使用） 多模光纤 50/125（A1a简称A1）
125(A1b) 二、光缆的结构 1、室外光缆主要有中心管式光缆、层绞式光缆及骨架式光缆三种结构，按使用光纤束与光纤带又可分为普通光缆与光纤带光缆等6种型式。每种光缆的结构特点： ①中心管式光缆（执行标准：YD/T769-2003）：光缆中心为松套管，加强构件位于松套管周围的光缆结构型式，如常见的GYXTW型光缆及GYXTW53型光缆，光缆芯数较小，通常为12芯以下。 ②层绞式光缆（执行标准：YD/T901-2001）：加强构件位于光缆的中心，5~12根松套管以绞合的方式绞合在中芯加强件上，绞合通常为SZ绞合。此类光缆如GYTS等，通过对松套管的组合可以得到较大芯数的光缆。绞合层松套管的分色通常采用红、绿领示色谱来分色，用以区分不同的松套管及不同的光纤。层绞式光缆芯数可较大，目前本公司层绞式光缆芯数可达216芯或更高。 ③骨架式光缆：加强构件位于光缆中心，在加强构件上由塑料组成的骨架槽，光纤或光纤带位于骨架槽中，光纤或光纤带不易受压，光缆具有良好的抗压扁性能。该种结构光缆在国内较少见，所占的比例较小。 ④ 8字型自承式结构，该种结构光缆可以并入中心管式与层绞式光缆中，把它单独列出主要是因为该光缆结构与其它光缆有较大的不同。通常有中心管式与层绞式8字型自承式光缆。 5 煤矿用阻燃光缆（执行标准：Q/M01-2004 企业标准）：与普通光缆相比，提高了光缆阻燃性能的要求，并经过特殊的设计使光缆适用于矿井环境下使用，通常外护套颜色采用兰色，以利于矿井中对光缆的识别。按结构可分入中心管式光缆与层绞式光缆两类结构中。
光纤通信基本知识 光纤通信发展简史 光是电磁波 载波频率=〉带宽=〉传输信息 1960年新光源-激光器——〉光通信开端 70年贝尔lab-连续震荡半导体激光器——〉发展 美国康宁-20dB/km衰减-光纤——〉突破 79年-衰耗〈0.5dB/km 89年-今-掺铒光纤放大器（EDFA） 镓铝砷，铟镓砷磷半导体激光器——〉主流 展望-全光时代-光放大，光集成，光分插复用，光交叉连接和光交换。 光纤通信特点 1．巨大的传输容量 1014~1015Hz数量级〉微波104~105倍 梯度多模----------数吉Hz/公里 单模----------数百太Hz/公里 2．极底的传输衰耗 传输中继距离长得多 单模----1310μm-------0.35dB/km 1550μm-------0.2dB/km 回轴电缆----60MHz ------19 dB/km 市话-----4MHz ------20 dB/km 3．抗电磁干扰 介电材料=〉电力输配，电气化铁路，雷击多发区，核试验等特殊环境。 4．信道串扰小，保密性好 少汇漏-〉无串扰-〉保密性高 5．光缆尺寸小，重量轻，可挠性好 外径-125μm 套塑〈1mm 24芯≈（18mm） 质量=1/3~1/10电缆 弯曲直径数毫米 =〉易敷设 =〉公用，军用-导弹，舰船，飞机，潜艇通信控制系统… 资源丰富，成本低廉 不锈蚀，耐高温，光纤接头不会产生电火花放电 =〉适用于易燃易爆，有锈蚀环境。适宜化工厂，矿井及水下通信控制系统。 光器件寿命-百万小时
光纤通信应用类型 通信系统的基本组成 信源-〉发送机-〉传输通道-〉接收机-〉信宿 光纤传输方式图 光纤传输方式 1．传输信号类型 光线模拟通信系统 =〉广播，TV(color)，工业监视，交通监控 光纤数字通信系统 PCM数字信号 =〉广泛 2．光调制的方式 强度调制直接检测系统 用电信号强度调制光源，接收端用光检器直接检测—IM-DD系统 光纤模拟/数字通信系统均为此类型 通信容量受限 外差光纤通信系统=无线通信的外差接受技术 在发送端用电信号调制广源发出的单频光载波 单模光纤传输 在接收端与接收机内部产生的本振光源混频 光检测器检出光载波和本振光之差频的中频电信号 解调出信号 3．光纤的传输特性 多模光纤通信系统 传输媒质-石英多模梯度光纤 带宽受限〈140Mbit/s =〉数据网络，专用网络 单模光纤通信系统 传输媒质-石英单模光纤 传输容量大，无中继传输距离长 =〉长途干线网及本地网光纤通信系统 4．光波长 短波长光纤通信系统 800~900nm 中继距离短 =〉计算机局域网，用户接入网 长波长光纤通信系统 1000~1600nm 1310nm------石英多模/单模光纤 1550nm------石英单模光纤----中继距离较长（衰耗最低）超长波长光纤通信系统 非石英系光纤，卤化物 〉2000nm------衰耗10-2~10-5dB/km
光纤和光缆基础知识
光纤光缆基本知识 一、光纤通信及发展史 1、1966年英籍华人高锟提出“光纤通信”. 2、以激光为光源，经光纤为传输媒质的通信方式，叫做光纤通信. 3、1983年武汉三镇使用光纤通信投入电话网中使用，标志着我国光纤通信进入使 用阶段. 二、光通信原理介绍及光纤通信的特点 1、全反射原理：1）光从光密介质射入光疏介质。 2）入射角大于临界角。 2、光通信特点： 优点：1）传输频带宽、通信容量大 2) 中继距离远、损耗低 3）抗电磁能力强、无串话 4）重量轻 5）资源丰富 6）抗化学腐蚀、柔软可绕 缺点：1）强度不如金属 2）连接比较困难 3）分路耦合不变 4）弯曲半径不宜太小 5）传输能量比较困难 三、光纤通信系统的组成 光发送光传输光接收光端机 四、光纤简介 1、光纤的结构：由纤芯、包层、涂覆层组成 2、光纤分类：1）按材料组成分：玻璃光纤、塑料光纤 2）按传输模式分：单模光纤、多模光纤
单模光纤 G652 折射率：1310nm 1.4677 1550nm 1.4682 G655 折射率：1550nm 1.4690 多模光纤 芯径62.5um A1b 折射率：850nm 1.496 1300nm 1.487 芯径50um A1a 折射率：850nm 1.482 1300nm 1.477 3、常用光纤的主要技术特性及部分指标介绍 指标的介绍： 1)衰减：光在光纤中传输时能量的损耗 2)色散：光脉冲在光纤中传输时脉冲的展宽 3)偏振模色散：基模可分解成两个垂直相交的偏振模，光脉冲在光纤中传输时现两个 垂直的偏振模间的时延差 4)光纤几何参数：包层直径、涂层直径、光纤不圆度 同心度误差：芯/包层<1um 涂覆层/包层<12um 不圆度=长轴直径-短轴直径/标准值 4、模场直径：基模光斑的大小标准：9.2+0.4um 模：光在光纤中的传输方式（单模、多模） 纤芯直径：8.3um 5、截止波长：保证光纤以基模传输的最小波长（G652 1100-1330nm） 常用光纤的主要技术特性 G652 衰减 1310nm≤0.36dB/km 1550nm≤0.22dB/km 模场直径 1310nm 9.3+0.5um 1550nm 10.5+0.8um 包层直径 125+1.0um 包层不圆度≤02% 模场/包层同心度误差≤1um 涂层直径 245+5um 涂层不圆度 / 涂层与包层同心度误差 <12um 截止波长 1100nm≤λc≤1330nm 零色散波长 1300nm-1324nm 零色散斜率≤0.093Ps/nm2.km 1288-1339nm波长范围内色散系数≤3.5 Ps/nm.km 1271-1360nm波长范围内色散系数≤5.3 Ps/nm.km 1550nm波长范围内色散系数≤17 Ps/nm.km 衰减不连续性—--在1310nm或1550nm处均没有大于0.01dB的不连续点，实际 一般控制≤0.03dB. 衰减不均匀性----在光纤后向散射曲线上，任意500米长度上的实测衰减值与 全长平均每500米的衰减值之差的最坏值应≤0.05dB. 外观检查----排丝整齐，颜色鲜明涂覆层牢固光洁，不脱皮. G655 (康宁LEAF、朗讯真波、长飞大保实) 康宁 LEAF ：衰减： 1550nm ≤ 0.22dB/km 模场直径（MFD）：9.5±0.6um 截止波长(λcc) 1470nm
第1章概述 1、光纤通信的基本概念：利用光导纤维传输光波信号的通信方式。 光纤通信工作波长在于近红外区：0.8～1.8μm的波长区，对应频率: 167～375THz。 对于SiO2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85μm、1.31μm及1.55μm。 2、光纤通信系统的基本组成：（P2图1-3） 目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。 1）在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：由电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机，光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤，光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机，最后由信息宿恢复用户信息。 2）光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管（LD)。 3）光接收机中的重要部件是能够完成光-电转换的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。特性参数：灵敏度 4）一般地，大容量、长距离光纤传输: 单模光纤+半导体激光器LD 小容量、短距离光纤传输: 多模光纤+半导体发光二极管LED 5）光纤线路系统： 功能：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。组成：光纤、光纤接头和光纤连接器 要求：较小的损耗和色散参数 3、光纤通信的特点： 优点：（1），传输频带宽，通信容量大。（2）传输损耗小，中继距离长：石英光纤损耗低达0.19 dB/km，用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输，基本无泄露。 （4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成，不受电磁场干扰。（5）体积小、重量轻。（6）原材料来源丰富、价格低廉。 缺点：1）不能远距离传输；2）传输过程易发生色散。 4、（1）光纤通信在通信网中的未来发展趋势：GFP、ASON、全光网 （?波分复用技术（WDM）?相干光通信?超长波长光纤通信?光集成技术息 源 电 发 射 机 光 发 射 机 光 接 收 机 电 接 收 机 信 息 宿 光纤线路 接 收发 射 电信号 输入 光信号 输出 光信号 输入 电信号 输出
1 ?光纤通信概论 L1光纤通信概论 光纤通信：以光作为信息载体，利用光纤传输携带信息的光波，以达到通信 之目 的。 数字光纤通信系统的基本组成：光发送机、光接收机、光纤。 典型的数字光纤通信系统方框图： 数字光纤通信系统 发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调 制发送机中的光源器件LD,输出发出携带信息的光波。光波经光纤传输后到达 接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数 /模转换，恢复成原来的信息。 携带信息的光波：数字信号为T”时，光源器件发送一个”传号”光脉冲；当数 字信号为”0”时，光源器件发送一个”空号”（不发光）。 1.2光纤通信优点 1） 、通信容量大 一根光纤同时传输24万个话路，比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出 几十乃至上千倍。波分复用技术的采用，把一根光纤当作几根、几十根光纤使用, 通信容量近乎无限。 2） 、中继距离长 光纤具有极低的衰耗系数，目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下，配 以适当的光发送与光接收设备，中继距离达数百公里以上，特别适用于长途一、 二级干线通信。 光纤通信基础 电端机 （A/D ） 匚n 中继器 电端机 （D/A ） 模拟信号 模拟倍号 光发送机 匚^光接收机
3）、保密性能好。 4）、抗干扰能力强 光波在光纤中传输时只在其芯区进行，不存在传统的电磁波辐射，因此其保密性能极好，同时也不怕外界强电磁场的干扰，抗干扰能力强。 5）、便于施工和维护 体积小、重量轻。光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。 2光纤与光缆 2」光纤的构造 光纤呈圆柱形是由单根玻璃纤维、紧靠纤心的包层、一次涂履层以及套塑保护层组成。 2.2光纤的导光原理 光是一种频率很高的电磁波，而光纤本身是一种介质波导。 我们从几何光学的角度来简单讨论光纤的导光原理 全反射原理： 光线在均匀介质中是以肓线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示:
光缆基本知识介绍 光缆基本知识介绍 一、光纤的组成与分类 1、光纤按其制造材料的不同可分为石英光纤和塑料光纤，石英光纤即通常使用的光纤，石英光纤按其传输模式的不同分为单模光纤和多模光纤。塑料光纤全部由塑料组成，通常为多模短距离应用，还处于起步阶段，未有大规模应用。 2、石英光纤的结构：石英光纤由纤芯、包层及涂覆层组成，其结构如图： 光纤中光的传输在纤芯中进行，因包层与纤芯石英的折射率不同，使光在纤芯与包层表面产生全反射，使光始终在纤芯中传输，而塑料涂覆层起保护石英光纤及增加光纤强度的作用，因石英很脆，若没有塑料的保护则无法在实际中得到应用，正因为光纤的结构如此，所以光纤易折断，但有一定的抗拉力。 3、 石英光纤的分类 单模光纤 G.652A（B1.1简称B1） G.652B（B1.1简称B1） G.652C（B1.3） G.652D（B1.3）
G.655A光纤（B4）（长途干线使用） G.655B光纤（B4）（长途干线使用） 多模光纤 50/125（A1a简称A1） 62.5/125(A1b) 二、光缆的结构 1、室外光缆主要有中心管式光缆、层绞式光缆及骨架式光缆三种结构，按使用光纤束与光纤带又可分为普通光缆与光纤带光缆等6种型式。每种光缆的结构特点： ①中心管式光缆（执行标准：YD/T769-2003）：光缆中心为松套管，加强构件位于松套管周围的光缆结构型式，如常见的GYXTW型光缆及GYXTW53型光缆，光缆芯数较小，通常为12芯以下。 ②层绞式光缆（执行标准：YD/T901-2001）：加强构件位于光缆的中心，5~12根松套管以绞合的方式绞合在中芯加强件上，绞合通常为SZ绞合。此类光缆如GYTS等，通过对松套管的组合可以得到较大芯数的光缆。绞合层松套管的分色通常采用红、绿领示色谱来分色，用以区分不同的松套管及不同的光纤。层绞式光缆芯数可较大，目前本公司层绞式光缆芯数可达216芯或更高。 ③骨架式光缆：加强构件位于光缆中心，在加强构件上由塑料组成的骨架槽，光纤或光纤带位于骨架槽中，光纤或光纤带不易受压，光缆具有良好的抗压扁性能。该种结构光缆在国内较少见，所占的比例较小。 ④ 8字型自承式结构，该种结构光缆可以并入中心管式与层绞式光缆中，把它单独列出主要是因为该光缆结构与其它光缆有较大的不同。通常有中心管式与层绞式8字型自承式光缆。 5 煤矿用阻燃光缆（执行标准：Q/M01-2004 企业标准）：与普通光缆相比，提高了光缆阻燃性能的要求，并经过特殊的设计使光缆适用于矿井环境下使用，通常外护套颜色采用兰色，以利于矿井中对光缆的识别。按结构可分入中心管式光缆与层绞式光缆两类结构中。 2、室内光缆 室内光缆按光纤芯数分类，主要有单芯、双芯及多芯光缆等。室内光缆主要由紧套光纤，纺纶及PVC外护套组成。根据光纤类型可分为单模及多模两大类，单模室内缆通常外护套颜色为黄色，多模室内缆通常外护套颜色为橙色，还有部分室内缆的外护套颜色为灰色。
光连接器基础知识 一、基本概念（术语） 1、光纤（活动）连接器：是实现将光纤光缆和光纤光缆之间、光纤光缆和有源器件、 光纤光缆和其它无源器件、光纤光缆和系统与仪表进行活动连接的光无源器件（连 接器的作用）。整套光连接器的组成：插头—适配器—插头。 2、光跳线：两端都装有插头的一段光纤或光缆。 3、光纤：是一种利用光全反射原理传导光信号的玻璃纤维。主要成分：SiO2.光纤由纤 芯、包层和涂敷层构成，纤芯的折射率nl大于包层的折射n2.纤芯的作用是传导光 信号，包层的作用是反射光信号，涂敷层的作用是保护光纤，增加光纤的机械强度 和柔韧性。光纤可分为单模光纤（9/125μ）和多模光纤（50/125或62.5/125）。 4、光缆：光缆由护套、加强构件、紧套（或松套）层和涂敷光纤组成。生产跳线采用 的光缆一般有：φ3.0单芯光缆、φ2.0单芯光缆、φ0.9紧套光缆，双芯平行光缆、防水尾缆、束状光缆和带状光缆等。 5、插入损耗：是指光信号通过光连接器之后，光信号的衰减量。一般用分贝数（dB） 表示。表达式为： IL=-10LOG(P1/P0)(d B) 其中P0——输入端的光功率 P1——输出端的光功率 6、回波损耗：也称后向反射损耗，是由于光连接处的非涅尔效应而产生的反射信号， 该信号沿光纤原路返回，会对光源和系统产生不良影响。回波损耗的表达式为： RL=-10LOG(P2/P0) 其中P0—输入端的光功率 P1—后向反射光功率 二、光连接器基本结构原理 图1 光纤连接器精密对中原理 一般均采用精密小孔插芯（Ferrule）和套筒（sleeve）来实现光纤的精确连接。 影响连接器插入损耗的主要因素有： 1、纤芯错位 2、角度偏差 3、连接间隙 4、不同种光纤（数值孔径不同）
电线、光缆的认识 电线、光缆 1. 简述光纤的组成。 答：电线由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。 2.描述电线路传输特性的基本参数有哪些？唯雅诺https://www.doczj.com/doc/0a4921596.html,/ 答：包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。 3.产生电线衰减的原因有什么？ 答：电线的衰减是指在一根电线的两个横截面间的光功率的减少，与波长有关。造成衰减的主要原因是散射、吸收以及由于连接器、接头造成的光损耗。 4.电线衰减系数是如何定义的？ 答：用稳态中一根均匀电线单位长度上的衰减（dB/km）来定义。 5.插入损耗是什么？ 答：是指光传输线路中插入光学部件（如插入连接器或耦合器）所引起的衰减。 6.电线的带宽与什么有关？ 答：电线的带宽指的是：在电线的传递函数中，光功率的幅值比零频率的幅值降低50%或3dB 时的调制频率。电线的带宽近似与其长度成反比，带宽长度的乘积是一常量。 7.电线的色散有几种？与什么有关？ 答：电线的色散是指一根电线内群时延的展宽，包括模色散、材料色散及结构色散。取决于光源、电线两者的特性。 8.信号在电线中传播的色散特性怎样描述？ 答：可以用脉冲展宽、电线的带宽、电线的色散系数三个物理量来描述。 9.什么是截止波长？ 答：是指电线中只能传导基模的最短波长。对于单模电线，其截止波长必须短于传导光的波长。 10.电线的色散对电线通信系统的性能会产生什么影响？ 答：电线的色散将使光脉冲在电线中传输过程中发生展宽。影响误码率的大小，和传输距离的长短，以及系统速率的大小。 11.什么是背向散射法？ 答：背向散射法是一种沿电线长度上测量衰减的方法。电线中的光功率绝大部分为前向传播，但有很少部分朝发光器背向散射。三菱变频器在发光器处利用分光器观察背向散射的时间曲线，从一端不仅能测量接入的均匀电线的长度和衰减，而且能测出局部的不规则性、断点及在接头和连接器引起的光功率损耗。 12.光时域反射计（OTDR）的测试原理是什么？有何功能？ 答：OTDR基于电的背向散射与菲涅耳反射原理制作，利用于电线中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量电线衰减、接头损耗、电线故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分
※二知识点小结 1、光纤由那几层构成,各层的主要作用是什么？ 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.包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机械保护作用. 2、光纤是怎样分类的？ 按折射率—突变型多模光纤、渐变性多模光纤、单模光纤；按材料—石英系光纤、石英芯塑料包层光纤、多成分玻璃纤维、塑料光纤 3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？硅光纤的光谱衰减曲线表明存在三个低损耗窗口，这三个窗口分别是多少。 传输过程中光信号幅度的减小。原因：吸收、散射、弯曲损耗，吸收损耗是由于SiO2材料引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的，散射损耗主要是由材料微观度不均匀引起的锐利散射和光线结构缺陷引起散射产生的。0.85um 、1.31um 、1.55um 附近时光纤传输损耗较小或最小的波长“窗口”相应损耗为2—3dB/km,0.5dB/km,0,2dB/km 。 4、什么是色散？色散对光信号有什么影响？单模光纤中有哪几种色散？多模光纤中有哪几种色散？单模光纤的零色散波长在什么位置？色散位移光纤是采用什么原理制成的？ 色散：（模式、材料、波导色散）在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。影响：模拟调制中限制带宽，若是数字脉冲信号将使脉冲展宽，限制系统传输速率。单模:色度色散、偏振模色散。多模：模内、模间色散。1.31um 。 5、目前光纤通信为什么采用以下三个作波长：λ0=0.85μm,λ2=1.31μm,λ3=1.55μm ？ 这是光纤的三个低损耗窗口 6、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？ 长波长、单模光纤比短波、多模光纤具有更好的传输特性。一：单模光纤没有色散模式，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著限于经过多模光纤的传输时间；二：由光纤损耗和波长的关系曲线可知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在1.55um 处有最低值，而且1.31um 和1.55um 处的色散很小，故目前长距离光纤通信一般都工作在1.55um 处。 7、光能量在光纤中传输的必要条件. 纤芯折射率大于包层折射率。 8、突变多模光纤数值孔径的概念及计算. 突变型多模光纤相对折射率差（纤芯和包层折射率分别为n1和n2）定义：n=(n1-n2)/n1 数值孔径221 2 1 sin 2C NA n n n θ==-≈?, 时间延迟11111 sec (1)2 n l n L n L c c c θτθ==≈+,最大入射角(θ=θc)和最小入射角(θ=0)的光线之间时间延迟差近似为22111()22c n L L L NA n c n c c τθ?==≈? 9、弱导波光纤的概念. 纤芯折射率为n1保持不变，到包层突然变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a=50~80 μm ，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。带宽只有10~20 MHz ·km ，一般用于小容量（8 Mb/s 以下）短距离（几km 以内）系统。 12、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理. 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,这种现象称为自聚焦效应. 14、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算.传输模数2222 1()() 222g g V M a k n g g =?=++ 对于突变型光纤,g →∞,M=V 2/2；对于平方律渐变型光纤,g=2,M=V 2/4 15、单模传输条件为22122 2.405 a V n n πλ =-≤ 截止波长 221222.405 c a n n πλ≥-, 归一化频率 2212 2a V n n πλ =- 16、归一化双折射B:()x y ββββββ -?== , 拍长：两正交偏振模的相位差达到2π的光纤 长度2/b L πβ=?. 17、三种色散的定义. 色散是在光纤中传输的光信号由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应.色散的种类：1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.2材料色散：是由于光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.3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 18、光纤色散的表示,时域和频域的表达式的关系. 频域：色散限制了传输信号的带宽；色散通常用3dB 光带宽 =>f3db 时域：色散引起脉冲展宽.脉冲展宽Δτ表示 二者的关系通过推导可得： =441/Δτ （MHZ ） 式中：Δτ为信号通过光纤产生的脉冲展宽,单位为ns ；用脉冲展宽表示时,光纤色散可以写成Δτ=(Δτ2n+Δτ2m+Δτ2w)1/2.Δτn 模式色散；Δτm 材料色散；Δτw 波导色散,所引起的脉冲展宽的均方根值. 19、光纤损耗产生的机理. 1)吸收损耗(a)本征吸收（固有吸收）： 电子跃迁吸收（紫外吸收）分子共振吸收（红外吸收）(b)杂质吸收 (2)散射损耗：由于光纤中介质的不均匀性而使光向各个方向散射开而引起的损耗.（a ）线性散射：瑞利散射,波导散射(b)非线性散射：受激拉曼散射和受激布里渊散射 (3)弯曲损耗：由光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射 20、非零色散光纤. 光纤在1.55μm 有微量色散 21、光缆缆芯的结构类型. 缆芯通常包括被覆光纤(或称芯线)和加强件两部分.被覆光纤是光缆的核心,决定着光缆的传输特性.加强件起着承受光缆拉力的作用,通常处在缆芯中心,有时配置在护套中.四种基本类型：层绞式、骨架式、中心束管式、带状式 22、光纤特性参数的测量方法. 损耗测量：一种是测量通过光纤的传输光功率,称剪断法和插入法；另一种是测量光纤的后向散射光功率,称后向散射法. 带宽测量：时域法又称脉冲法；频域法又称扫频法. 光纤色散测量有相移法、脉冲时延法和干涉法等.相移法是测量单模光纤色散的基准方法. ※第三章知识点小结 1、光与物质作用时有受激吸收,自发辐射,受激辐射 三个物理过程. 2、受激辐射光的频率、相位、偏振态和传播方向与入射光相同，这种光称为相干光。自发 辐射光是由大量不同激发态的电子自发跃迁产生的，其频率和方向分布在一定范围内，相 位和偏振态是混乱的，这种光称为非相干光。 2、半导体激光器的主要由哪三个部分组成？ 有源层；限制层；基片 3、电子吸收或辐射光子所要满足的波尔条件.E2-E1=h f 12 式中，h=6.628×10-34J ·s ，为普朗克常数，f 12为吸收或辐射的光子频率。 4、什么是粒子数反转分布？ 设在单位物质中，处于低能级E1和处于高能级E2(E2>E1)的原子数分别为N1和N2。受激吸收和受激辐射的速率分别比例于N1和N2，且比例系数(吸收和辐射的概率)相等。N2>N1的分布，和正常状态(N1>N2)的分布相反，所以称为粒子(电子)数反转分布。 5、理解半导体激光产生激光的机理和过程. 半导体激光器工作原理:半导体激光器是向半导体PN 结注入电流， 实现粒子数反转分布， 产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡的。 激光振荡的产生：粒子数反转分布（必要条件)激活物质置于光学谐振腔中，对光的频率和方向进行选择=连续的光放大和激光振荡输出 过程：由于限制层的带隙比有源层宽，施加正向偏压后，P 层的空穴和N 层的电子注入有源 层。P 层带隙宽，导带的能态比有源层高，对注入电子形成了势垒， 注入到有源层的电子 不可能扩散到P 层。同理，注入到有源层的空穴也不可能扩散到N 层。另一方面，有源层的折射率比限制层高，产生的激光被限制在有源 区内 6、静态单纵模激光器. 驱动电流变大，纵模模数变小 ，谱线宽度变窄，当驱动电流足够大时，多纵模变为单纵模，这种激光器称为静态单纵模激光器 8、半导体激光器的温度特性. 激光器输出光功率随温度而变化有两方面（1） 激光器的阈值电流Ith 随温度升高而增大（2） 外微分量子效率ηd 随温度升高而减小。 9、DFB 激光器（分布反馈激光器）的优点. 1、单纵模激光器2、光谱宽度窄，波长稳定性好3.动态谱特性好，高速调制时也能保持单模特性4、线性好 10、LD 与LED 的主要区别。 半导体激光二极管 (LD)发光二极管(LED) LD 发射的是受激辐射光，LED 发射的是自发辐射光，LED 的结构和LD 相似，大多是采用双异质结(DH)芯片，把有源层夹在P 型和N 型限制层中间，不同的是LED 不需要光学谐振腔，没有阈值。LED 通常和多模光纤耦合，用于1.3 μm(或0.85 μm)波长的小容量短距离系统。LD 通常和G.652或G.653规范的单模光纤耦合，用于1.3 μm 或1.55 μm 大容量长距离系统。 11、常用光电检测器的种类. PIN 光电二极管和雪崩光电二极管（APD ） 12、光电二极管的工作原理. 光电二极管(PD)把光信号转换为电信号的功能， 是由半导体PN 结的光电效应实现的。 13、PIN 和APD 的主要特点. 由于PN 结耗尽层只有几微米，大部分入射光被中性区吸收，因而光电转换效率低，响应速度慢。为改善器件的特性，在PN 结中间设置一层掺杂浓度很低的本征半导体(称为I)，这种结构便是常用的PIN 光电二极管。随着反向偏压的增加，开始光电流基本保持不变。当反向偏压增加到一定数值时，光电流急剧增加，最后器件被击穿，这个电压称为击穿电压UB 。APD 就是根据这种特性设计的器件 14、为什么APD 管具有光生电流的内部放大作用？ 15、耦合器的功能. 把一个输入的光信号分配给多个输出，或把多个输入的光信号组合成一个输出。 16、光耦合器的结构种类. 类型：耦合器类型、T 形耦合器、星形耦合器、定向耦合器、波分复用器/解复用器 基本结构的分类：光纤型、微器件型、波导型 17、什么是附加损耗？ 附加损耗Le 由散射、吸收和器件缺陷产生的损耗，是全部输入端的光功率总和Pit 和全部输出端的光功率总和Pot 的比值，用分贝表示1110lg 10lg N in it n e N ot on n P P L p P ==???? ??==?? ?????? ∑∑ 18、光隔离器的结构和工作原理. 隔离器就是一种非互易器件，其主要作用是只允许光波往一个方向上传输，阻止光波往其他方向特别是反方向传输。 偏振器--法拉弟旋转器--偏振器 19、什么是耦合比？ 耦合比CR 是一个指定输出端的光功率Poc 和全部输出端的光功率总和Pot 的比值 1 oc oc N ot on n P P CR P P == =∑ 光检测过程中都有哪些噪声？ 答：光检测器的噪声主要包括有光生信号电流和暗电流产生的散粒噪声以及负载电阻产生的热噪声。热噪声来源于电阻内部载流子的不规则运动。散粒噪声源于光子的吸收或者光生载流子的产生，具有随机起伏的特性。光生信号电流产生的散粒噪声，称为量子噪声，这种噪声的功率与信号电流成正比，因此不可能通过增加信号光功率提高信噪比。在没有外界入射光的作用下，光检测器中仍然存在少量载流子的随机运动，从而形成很弱的散粒噪声，成为暗电流噪声。所以在有信号光作用的时间内，主要考虑量子噪声和热噪声；而没有信号光的期间，主要考虑暗电流噪声和热噪声。 ※第四章知识点小结 1、数字光发射机的方框图. 2、光电延迟和张驰振荡. 输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间， 称为电光延迟时间 td ， 其数量级一 般为 ns 。 当电流脉冲注入激光器后，输出光脉冲会出现幅度逐渐衰减的振荡，称为张弛振荡，其振荡 频率 fr(=ωr/2π)一般为 0.5~2 GHz 。 3、激光器为什么要采用自动温度控制？ 半导体光源的输出特性受温度影响很大，特别是长波长半导体激光器对温度更加敏感。为保证输出特性的稳定，对激光器进行温度控制是十分必要的。 4、数字光接收机的方框图. 5、光接收机对光检测器的要求. 对光检测器的基本要求如下:(1) 高的光电转换效率,即对某一波长入射光信号,能够得到尽可能大的光电流;(2) 附加噪声尽可能 小;(3) 响应速度要快,线性好及频带宽;(4) 可靠性好,寿命长.在光纤通信中,满足上述要求的光检测器有两种半导体光电二极管:PIN 光电二极管和雪崩光电二极管(ADP). 6、什么是灵敏度？ 灵敏度是衡量光接收机性能的综合指标。灵敏度Pr 的定义是，在保证通信质量(限定误码率或信噪比)的条件下，光接收机所需的最小平均接收光功率〈P 〉min ，并以dBm 为单位。 3 min()Pr 10lg[ ]() 10P w dBm -<>=灵敏度表示光接收机调整到最佳状态时，能够接收微弱光信号 的能力。 7、什么是误码和误码率？ 由于噪声的存在，放大器输出的是一个随机过程，其取样值是随机变量，因此在判决时可能发生误判，把发射的“0”码误判为“1”码，或把“1”码误判为“0”码。光接收机对码元误判的概率称为误码率 8、什么是动态范围？ 动态范围(DR)的定义是：在限定的误码率条件下，光接收机所能承受的最大平均接收光功率〈P 〉max 和所需最小平均接收光功率〈P 〉min 的比值，用dB 表示。max min 10lg () p DR dB p <>=<> 态范围是光接收机性能的另一个重要指标，它表示光接收机接收强光的能力 9、数字光纤通信对线路码型的要求. 数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性，具体要求有： (1) 能限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分量。这样就可以减小基线漂移、提高输出功率的稳定性和减小码间干扰， 有利于提高光接收机的灵敏度。2) 能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“１”码和连“0”码的数目，使“1”码和“0”码的分布均匀保证定时信息丰富。 (3) 能提供一定的冗余码，用于平衡码流、误码监测和公务通信。但对高速光纤通信系统，应适当减少冗余码，以免占用过大的带宽。 10、数字光纤通信系统中常用的码型种类. mBnB 码：mBnB 码是把输入的二进制原始码流进行分组，每组有m 个二进制码，记为mB ，称为一个码字，然后把一个码字变换为n 个二进制码，记为nB ，并在同一个时隙内输出我国3次群和4次群光纤通信系统最常用的线路码型是5B6B 码 ※第五章知识点小结 1、SDH 的优点. (1) SDH 采用世界上统一的标准传输速率等级。 最低的等级也就是最基本的模块称为STM-1，传输速率为155.520 Mb/s ； 4个STM-1 同步复接组成STM-4，传输速率为622.080 Mb/s ； 16个STM-1 组成STM-16, 传输速率为2488.320 Mb/s ，以此类推。 (2) SDH 各网络单元的光接口有严格的标准规范。因此，光接口成为开放型接口，这有利于建立世界统一的通信网络。 标准的光接口综合进各种不同的网络单元， 简化了硬件，降低了网络成本。 3) 在SDH 帧结构中，丰富的开销比特用于网络的运行、 维护和管理，便于实现性能监测、故障检测和定位、故障报告等管理功能。(4) 采用数字同步复用技术，其最小的复用单位为字节， 不必进行码速调整，简化了复接分接的实现设备，由低速信号复接成高速信号，或