光纤通信 期末复习
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光纤通信技术期末复习资料试题光纤通信技术复习1、⽬前,通信⽤光纤的纤芯和包层绝⼤多数是由材料构成的。
2、STM-4⼀帧的字节数是。
3、EDFA泵浦光源的典型⼯作波长是。
4、为了得到较好的信噪⽐,对光接收机中前置放⼤器的要求是。
5、随着激光器温度的上升,其输出光功率会6、在光纤通信系统中,EDFA以何种应⽤形式可以显著提⾼光接收机的灵敏度。
7、⼯作波长位于附近的单模光纤,可以获得最低损耗。
8、关于半导体光源和半导体光电检测器的偏置电压应分别设置为9、在光纤通信系统中,当需要从光纤的主传输信道中取出⼀部分光作为测试⽤时,需要器来完成。
10、EDFA和激光器的基本构成中都有11、光纤通信指的是以作载波、以为传输媒介的通信⽅式。
12、光纤单模传输条件,归⼀化频率V应满⾜。
13、掺铒光纤放⼤器的⼯作波长范围是14、⽬前光纤通信系统中⼴泛使⽤的调制─检测⽅式是15、为了使雪崩光电⼆极管能正常⼯作,需在其两端加上电压。
16、1970年出现的第⼀根光纤损耗是。
17、现在通信⽤光纤包层直径⼀般为。
18、在外来光⼦的激发下,低能级E1上的电⼦吸收了光⼦的能中hf(=E2⼀E1)⽽跃迁到⾼能级E2的过程称为。
19、以下⼏种光纤分别是什么光纤。
20、⽬前世界上敷设的90%光缆线路采⽤以下G.光纤。
21、在多模光纤中占主导地位、最终限制了多模光纤带宽的是⾊散。
22、掺铒光纤放⼤器的⼯作波长范围是。
23、阶跃型光纤中,导模的传输条件为24、下列器件的作⽤分别是什么?A. 光衰减器B. 光隔离器C. 光耦合器D. 光纤连接器25、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是A. 光接收机灵敏度描述了光接收机的最⾼误码率B. 光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率C. 光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光⼦能量D. 光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光⼦数26、⽬前光纤通信的长波波长低损耗⼯作窗⼝是1.31µm和。
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.二1 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>n22 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.3 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。
光纤通信期末总复习一、总述题型:判断(15% )(1.5×10)+选择(30%)(2.5×12)+简答计算(55%)(5~6题)考试范围(第一章~第十章),重点第五章、第六章、第七章,第四章自学(不考)要求:考试可以用中文答题,但是要熟悉英文专业术语(已经将常用专业术语做了整理,可在网络教学平台下载),平时每次作业一定要会做,期末总成绩=考试成绩×60%+实验成绩×20%+平时成绩(讨论+作业)×20% 二、第一章 光纤通信系统1、光通信所用波长(红外、可见、紫外),2、dB ,dBm 计算,光通信系统功率预算3、分清波长,频率,介质中波长,介质中的频率v fλ=4、基本光通信系统构成(框图),各个模块的功能 4、光子能量(以J 为单位,eV 为单位),会计算光线中的光子数5、光纤(光纤通信)优点与缺点 三、光学概要1、Snell 定律:计算纤芯包层上临界角,空气和纤芯入射面入射光锥大小2、数值孔径(NA )定义,意义3、什么是光斑尺寸 四、 波动学基础 1、α与γ的换算Proof::dB km 10lgexp(2)1dB 110lgexp(2)km-220=108.685ln10 2.3026dB L L L km dB kmγααγγααααγα用表示的衰减值;:衰减系数:传输距离当时值就是;单位为=-==--=≈-2、带宽和谱宽的换算(频率范围和波长范围换算)12212112122ccf f f c f c thenf f f c f f λλλλλλλλλλλλλλλλ⎛⎫-∆=-=-= ⎪⎝⎭⎛⎫∆∆== ⎪⎝⎭∆∆∆∆⎛⎫∆=⇒∆=⇒=⎪⎝⎭3、色散,材料色散,波导色散定义,展宽计算,单位长度展宽计算Dispersion (色散): Wavelength dependent propagation velocity. 传输速度随波长变化的特性称为色散Material Dispersion (材料色散): Dispersion caused by the material.Waveguide Dispersion (波导色散): Dispersion caused by the structure of thewaveguide.L L ττ∆∆⎡⎤⎛⎫= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦''n M L c τλλλ⎛⎫∆=-∆=-∆ ⎪⎝⎭4、光纤通信系统电带宽与光带宽关系5、谐振腔(F-P 腔),纵模概念1(1)222c m mc f f f m c mc c f Ln Ln Ln∆∆+=-+=-=2cc oo co c c of ff f ccλλλλλλ∆∆∆∆∆===7、平面边界上的反射,全反射临界角计算1212n n n n ρ-=+221212power reflected R power incidentR n n R n n ρ≡=⎛⎫-= ⎪+⎝⎭分界面上损耗计算什么是消逝场?发生全反射时低折射率材料中仍然有光能量 五、 光纤波导1、相对折射率与数值孔径:fractional refractive ;NUMERICAL APERTURE121n n n -∆=00sin NA n α== 单模光纤的NA 和多模光纤NA 通常哪个更大?光纤包层和纤芯折射率关系是怎样的?2、光纤损耗Losses may be classified as: AbsorptionScattering : Rayleigh Scattering Geometric effects目前光纤损耗水平大致是多少?在什么波长? 光纤三个透光窗口是什么,中心波长分别是多少3、归一化频率计算;V is called the normalized frequency or V parameter2a V NA πλ==归一化频率和光斑尺寸关系是什么?4、多模光纤模式数目计算对于阶跃折射率光纤,若V>1022V N =对于抛物线分布折射率光纤,若V>1024V N =5、单模传播条件2.405V =<aλ<2.4052aNAλπ<6、多模光纤中的畸变阶跃折射率:11211122()()n n n nn n L cn cn c τ-∆⎛⎫∆==∆≈ ⎪⎝⎭对于 GRIN 模式展宽近似表达式为:212n L c τ∆⎛⎫∆= ⎪⎝⎭可知多模阶跃折射率光纤中模式畸变一般情形下远大于GRIN 光纤这里大家需要记住的是模式失真不依赖于光源波长或者光源线宽. 因此总的脉冲展宽:τ∆=modal modal pulse spread τ∆=dispersion material and waveguide dispersive pulse spread τ∆=那么总的色散可计算如下()g M M L τλ⎛⎫∆=-+∆ ⎪⎝⎭由于色散导致的展宽和那几个因素有关?L 、D 、λ∆7、单模截止波长2.4052aNAλπ<=那么截止波长 (小于截止波长光纤将以多模形式传输) 为:c (2)2.612.405a NA a NA πλ==8、普通光纤中传输的光信号一般是非偏振的.六、光源和光放大器1、LED P-I 特性的斜率计算. 禁带宽度(能带间隙 bandgap)与辐射波长关系g i P W e η⎛⎫= ⎪⎝⎭P g W i η=2、量子效率定义,计算。
1·在激光器中,光放大是通过(A)粒子数反转分布….谐振腔来实现的。
2·下列哪些不是要求光接收机有动态接收范围原因(C)系统可能传输多种业务在不同的系统中3·光在通信中要从光纤的…试用中,需要(C)光隔离器4·使用连接器进行光纤链接时,若接头不连续会造成(D)光功率一部分散射损耗以反射形式返回发送端。
5·在系统发射机的调制器前加一个扰码器的作用是(A)保证传输的透明度出现。
6·将光限制在有包层的光纤中的作用原理是(B)在包层折射边界上的全内反射。
7·下列现象时光色散造成的(B)随距离的…扩展8·光纤相对折射指数差的定义为(C)Δ=(n1^2-n2^2)/(2*n1^2)9 ·不宜在光中传输的的波形为(B)HDB3码10·单模光纤在信号波长处…20ps/(nm·km)-5ps(nm·km)则光线的总色散为(5ps(nm·km))11·激光是通过什么产生的(C)受激辐射12·在光纤通信系统的光中继器中,均衡器的作用是()均衡成有利于判决的波形。
13·随着输入光功率的逐步增加,EDFA输出光功率的变化趋势为(A)先逐步增大,后保持不变。
14·通常根据传播方向上有无电场分量…..分成三类即(D)IE波,TM波,EH波15·在弱导波阶跃光纤中,导波传输的条件为(B)V>Vc16·表征光纤色散程度的物理量是(B)时延差17·利用光放大器是(B)为了补偿光纤损耗18·EDFA在做光中继器使用时,其主要作用(A)光信号放大再生名词解释1. 多模光纤:纤芯内传输多个模式的光波,纤芯直径较大(50 m左右),适用于中容量、中距离通信。
光纤的单模工作条件为0<V≤2.4048多模工作条件为V>2.40482. 单模光纤:纤芯内只传输一个最低模式的光波,纤芯直径很小(几个微米),适用于大容量、长距离通信。
2005年中招考试政治模拟试题(三)
无
【期刊名称】《中学政史地:高中政治版》
【年(卷),期】2005(000)B06
【总页数】6页(P78-81,92,93)
【作者】无
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】G43
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《光纤通信工程技术》复习资料应该掌握的知识点1、1966年7月,英籍华人高锟博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。
并因此获得2009年诺贝尔物理学奖。
2、光在光纤中传输是利用光的折射原理。
3、OTDR的中文名称是光时域反射计,被广泛用于光缆线路的维护、施工中,可进行光纤长度、光纤的传输衰耗、接头衰耗和故障定位等的测量。
4、目前光纤通信常用光波的波长有三个,它们是:0.85μm、1.31μm、1.55μm。
5、光纤通信系统中最常用的光检测器有:PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管。
6、在光纤通信工程中,通常用dBm作为光信号功率的单位。
1mW的光功率换算成这个单位表示为0dBm。
7、在多模光纤中,纤芯的半径越大,可传输的导波模数量就越多,从而带来的模式色散越大。
8、光缆由缆芯、加强构件和外护层组成。
9、波导色散是指由光纤的纤芯尺寸和光纤的几何结构所引起的色散。
10、按光纤传导模数量光纤可分为多模光纤和单模光纤。
11、PDH的缺陷之一:在复用信号的帧结构中,由于开销的数量很少,不能提供足够的运行、管理和维护功能,因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。
12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和灵敏度。
13、CCITT于1988年接受了SONET概念,并重新命名为SDH。
14、光纤的色散是引起光纤带宽变窄的主要原因,而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。
15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一,产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和噪声。
16、SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1,其信号速率为155.520kbit/s。
17、光纤通信是以光波为载体,光纤为传输媒体的通信方式。
18、要使光纤导光必须使纤芯折射率大于包层折射率19、光检测器是把光信号变为电信号的器件20、SDH网的特点包括:具有全世界统一的接口标准、大量运用软件进行系统配置的管理、复用映射结构灵活,但指针调整技术增加了设备复杂性21、光缆的规格代号中用字母来表示附加导线的材料,如L表示铝导线,无字母则表示铜导线22、熟悉STM-1的帧结构,比如掌握AU指针区域的位置是在1~9列,第4行23、掌握光通信中光功率单位的换算,如:数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦,则为-10dBm。
光纤通信技术期末复习题光纤通信技术期末复习题⼀.选择题。
1.光纤包层需要满⾜的基本要求是(A)A.为了产⽣全反射,包层折射率必须必纤芯低B.包层不能透光,防⽌光的泄露C.必须是塑料,使得光纤柔软D.包层折射率必须必空⽓地2.在激光器中,光的放⼤是通过(A)A.粒⼦数反转分布的激活物质来实现的B.光学谐振腔来实现的D.泵浦光源来实现的 D.外加直流来实现的3.STM-64信号的码速率为(D)A.155.520Mb/sB.622.080Mb/sC.2488.320Mb/sD.9953.280Mb/s4.以下哪个是掺铒光纤放⼤器的功率源(C)A.通过光纤的电流B.EDFA不需要功率源C.在980nm或1480nm发光的泵浦激光器D.从光信号中提取的功率5.数字光接收机的灵敏度Pr=100微⽡,则为( A)dbmA.-10B.10C.-20D.-306.为了使雪崩光电⼆极管能正常⼯作,需在其两端加上(B)A.⾼正向电压B.⾼反向电压C.低反向电压D.低正向电压7.光纤的数值孔径与(C)有关。
A.纤芯的直径B.包层的直径C.相对折射率指数差D.光的⼯作波长8.光缆的规格代号中⽤两位数字来表⽰光纤的损耗常数,⽐如02表⽰光纤的损耗系数不⼤于(B)A.2dB/KmB.0.2dB/KmC.20dB/KmD.⽆具体含义9.光缆的规格代号中⽤⼀位数字来表⽰光纤的适⽤波长,⽐如3表⽰的波长是(C)A.0.85umB.1.31umC.1.55umD.1.51um10.PIN光电⼆极管,因雪崩倍加作⽤,因此其雪崩倍加因⼦为(C)A.G>1B.G<1C.G=1D.=011.光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为(B)A.均衡器B.判决器和时钟恢复电路C.放⼤器D.光电检测器12.EDFA中将光信号和泵浦光混合起来送⼊掺铒光纤中的器件是(B)A.光滤波器B.光耦合器C.光环形器D.光隔离器13.STM-1的帧结构中,AU指针区域的位置是在(D)A.第4列, 1~3⾏B.第4列,1~9⾏C.1~3列,第4⾏ C.1~9列,第4⾏14掺铒光纤放⼤器的⼯作波长所处范围是(D)A.0.85um~0.87umB.1.31um~1.35umC.1.45um~1.55umD.1.53um~1.56um15.光缆的规格代号中⽤字母来表⽰附加导线的材料,如铜导线则附加字母是(D)A.CuB.LC.TD.没有字母16.光时域反射仪(OTDR)是利⽤光在光纤中传输时的瑞利散射所产⽣的背向散射⽽制成的精密仪表,它不可以⽤作(D)的测量。
第 1 章 概述1.光纤通信主要优点:传输容量大;传输损耗小,中继距离长;泄漏小,保密性好;节省有色金属;抗电磁干扰性能好;重量轻,可挠性好,敷设方便。
2.光纤通信系统的组成结构:光发送机;光纤线路;光接收机;数字复用设备;光中继器。
第 2 章 光纤传输理论及传输特性1.光纤基本结构:折射率较高的纤芯、折射率较低的包层及表面涂覆层。
2.光纤折射率分布及分类方法:()()212210⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=a r n r n ;按光纤纤芯折射率分布可分为阶跃折射率光纤(SI )和渐变折射率光纤(GI );按光纤的二次涂覆层可分为紧套光纤和松套光纤;按光纤主要材料可分为石英光纤、塑料光纤、氟化物光纤;按光纤中传导模式可分为多模光纤和单模光纤。
3.模式截止条件:对每一个传播模来说,在包层中它应该是衰减很大,不能传输。
如果一个传播模,在包层中不衰减,也就是表明该模是穿过包层而变成了辐射模,则就认为该传播模被截止了。
所以一个传播模在包层中的横向衰减常数W=0时,表示导模截止。
单模传输的条件:405.222221<-=n n aV λπ ①。
光纤中传播的唯一的模式为LP 01模(即HE 11模),光纤为单模传输。
①式为单模传输的条件。
4.归一化频率和截止波长的意义和计算:只有归一化频率V 小于LP 11模的截止频率(4048.2=c V )时,才能保证光纤中只传输基模(LP 01模或HE 11模),所以单模光纤理论截止波长λC 为4048.222221n n a c -=πλ 如果λ>λC ,则为单模光纤。
目前工程上有四种截止波长:①理论截止波长λC1 ②2m 长光纤截止波长λC2 ③光缆制造长度的截止波长λC3 ④一个中继段的截止波长λC4。
四种截止波长满足λC1>λC2>λC3>λC4的关系。
5.基模的表示方法:精确矢量模 HE 11 和线性极化模01LP 。
6.全反射原理,临界角和最大可接收角的计算:最大可接收角:∆≈-≈-=---2sin sin sin 1122211022211n n n n n n a θ(121/n n n -=∆)。
数值孔径:∆≈-==2sin 122210n n n n NA a θ物理意义:NA 表示光纤接收和传输光的能力,NA (或a θ)越大,表示光纤接收光的能力越强,光源与光纤之间的耦合效率越高。
7.损耗特性定义、物理意义及计算,引起损耗的原因:L 公里长光纤的损耗公式:()0lg 10P P A i =λ dB (i P :光纤的输入功率(W );0P :光纤的输出功率(W )),光纤每公里损耗系数:()0lg 10P P L i =λα dB/km ;引起损耗的原因是吸收、散射8.瑞利散射及其与传输波长关系:瑞利散射是由于光纤内部的密度不均匀引起的,瑞利散射损耗大小与1/λ4成正比。
9.色散定义、物理意义及引起色散的原因(分类):光纤的色散是由于光纤中所传输的光信号的不同的频率成分和不同模式成分的群速不同而引起的传输信号的畸变的一种物理现象。
它将传输脉冲展宽,产生码间干扰,增加误码率。
传输距离越长,脉冲展宽现象越严重,所以色散会限制光纤传输系统的通信容量,也限制了无中继传输距离。
光纤中的色散可分为材料色散、模式间色散、波导色散、和偏振模色散等。
材料色散系数定义为:Dm=-(λd2n1)/(Cdλ2),光谱线宽度为Δλ(nm),长度为L(㎞)的总的材料色散时延差τm(单位ps)可表示为τm=ΔλDmL。
10.G.652、G.653 和 G.655 等常用传输光纤的传输特性(损耗及色散)及其应用场合:G.652光纤又称为常规单模光纤或标准单模光纤(STD SMF),被广泛应用于数据通信和图像传输;G.653光纤又称为色散位移光纤(DSF)将在λ=1310nm附近的零色散点,移至1550nm波长处的损耗系数和色散系数均很小。
主要用于单信道长距离海底或陆地通信干线,其缺点是不适合波分复用系统;G.655光纤称为非零色散位移光纤(NZ DSF)。
G.655光纤在1550nm波长处有一低的色散(但不是最小),能有效抑制“四波混频”等非线性现象。
适用于速率高于10Gb/s的使用光纤放大器的波分复用系统。
11.光纤中非线性效应的产生机理:光纤的制造材料本身并不是一种非线性材料,但光纤的结构使得光波以较高的能量沿光纤长度聚集在很小的光纤截面上,会引起明显的非线性光学效应,对光纤传输系统的性能和传输特性产生影响。
第 3 章光源和光发送机1.激光产生的物理基础:自发辐射、受激辐射、受激吸收2.粒子数反转分布:条件是多能级物质;给予额外的能量,把处于低能级的电子激发到高能级上去,这种分布叫做“粒子数反转分布”。
3.激光器结构:工作物质、光学共振腔和激励系统。
4.激光器的工作特性:①阈值:当外加激励的能源功率超过某一临界值时,激光物质中的粒子数反转达到了一定程度,激光器才能克服光谐振腔内的损耗而产生激光,此临界值就称为激光器的阀值。
②效率;③温度;④光谱特性。
阀值电流随温度的升高而加大;随着激光器工作时间增长,器件老化,阀值电流也会不断增加。
5.发光二极管的结构及与半导体激光器主要异同:LED的工作原理与LD基本相同,只是结构上有所区别,LED也采用双异质结的结构,但没有谐振腔,它发出的是自发辐射光,而不是激光,其光谱线宽度比LD的谱线宽度要宽,因而色散较大,传输带宽小,发出的功率小。
但是LED的结构比较简单,价格低,发射功率与温度的关系小,性能较稳定,因此在小容量、短距离的光纤通信系统中得到广泛的应用。
与半导体激光器的P-I特性相比,LED没有阈值,其线性范围较大。
在注入电流较小时,曲线基本上是线性的,当注入电流较大时,由于PN 结的发热而出现饱和现象。
6.光源调制的目的和方法,直接调制和间接调制的主要异同:要实现光纤通讯,首先要解决如何将光信号加载到光源的发射光束上,即需要进行光调制,经调制后的光波经过光纤送至接收端,进行光解调,还原出原来的信号。
方法:光源调制可以分为直接调制和间接调制。
直接调制方法仅适用于半导体光源(LD 和LED),这种方法是把要传送的信息转变为电流信号LD和LED,从而获得相应的光信号。
间接调制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制。
这种调制方式既适用于半导体激光器,也适用于其它类型的激光器。
直接调制会引入频率啁啾,即光脉冲的载频随时间变化。
由于带啁啾的光脉冲在光纤中传输时会加剧色散展宽,因此对于传输速率达到10Gbit/s及以上系统需要考虑采用间接调制,此外相干光通信系统也需要采用间接调制。
7.光发送机的构成:输入电路和光发送电路。
8.线路码型变换的目的和主要方法:主要方法:扰码,字变换码,插入码;目的:如码流中连“0”,连“1”数太大,将减少信号中的离散定时分量,使接收机的时钟提取比较困难。
如码流中“0”,“1”分布不均匀,会导致直流分量波动起伏,即基线漂移,影响判决电路对信号的再生。
因数字序列没有预定规律,不可能在运行时进行不中断通信误码检测。
为了解决上述问题,光纤线路码型要特别设计。
9.LD 发送电路构成,光源驱动电路的要求:发送电路构成:LD 发送电路由电平移动、LD 光源、驱动电路、预偏置电路、自动功率控制(APC )电路和自动温度控制(ATC )电路组成。
要求:输出的光脉冲峰值必须保持恒定,不管温度如何变化或激光器如何老化,都要保持脉冲恒定。
光脉冲的通断比(即消光比)应≥10,以免接受灵敏度受到损害。
电流脉冲加上后,激光发射的时间必须远短于每位码元的时间段。
如加上的电流脉冲有较高的码速,则输出的光脉冲有可能引起驰张振荡,这就必须予以阻尼,防止它对系统性能发生不良影响。
选择偏置电流依据:偏置电流值接近于激光器的阈值电流(I th ),这可以大大减小光延迟时间,同时使光脉冲的驰张振荡得到一定程度的抑制。
当激光器偏置在阈值附近时,较小的调制脉冲电流就能得到足够的输出光脉冲。
太大或太小的偏置电流会使通断比(消光比)恶化。
第 4 章 光检测器和光接收机2.PIN 光电二极管的工作特性:截止波长和吸收系数;响应度和量子效率;响应速度;线性饱和;暗电流(处于反向偏压下的半导体光电二极管,在无光照时仍有电流流过,这部分电流称为暗电流);噪声。
PIN 光电二极管和APD 雪崩光电二极管的工作原理:光电二极管:最基本的半导体光检测器是由反向偏置的PN 结构成。
自建场的作用使电子和空穴产生了与扩散方向相反的飘逸移动。
在PN 结界面附近形成了高电场的耗尽区。
在耗尽区两边,电场基本为0,称为扩散区。
耗尽区和扩散区均为光子的吸收区,在入射光照射下,要吸收光能量产生光生载流子。
APD :处于反向偏置的耗尽层光电二极管,当外加的反向偏压不断增强时,耗尽区内产生的光生载流子在强电场作用下得到加速,获得很大的动能。
高能的载流子与半导体晶体内的原子相碰撞,将束缚在价带中的电子激发到导带,从而在耗尽层内产生新的电子-空穴对,这种现象称为碰撞电离。
碰撞电离的第二代载流子在耗尽层的强电场的加速下再次引起碰撞电离而产生第三代载流子。
3.光接收机的主要性能指标和主要噪声:光接收机性能的优劣的主要技术指标是接受灵敏度、误码率或信噪比、带宽和动态范围。
根据噪声产生的不同机理,噪声可分为两类:散粒噪声和热噪声。
光接收机的误码率和 Q 值:光接收机的误码主要由散粒噪声、倍增噪声、热噪声等综合的总噪声引起。
误码的多少及分布不仅和总噪声的大小有关,还与总噪声的分布有关。
Q=D/√N 0=(Vm -D )/√N 1,Q 值表示判决点门限值与噪声电压(电流)有效值的比值,称为超扰比,含有信噪比的概念。
只要知道Q 值,就可以求出误码率。
4.灵敏度(三种表示方法及其换算):输入的最小平均光功率P R ,每个光脉冲的最低平均光子数n 0,每个光脉冲的最低平均能量d E 。
三者之间关系:Thf n T E P d R 220==(T :脉冲码元时隙,T=1/b f ;hf :一个光子能量),P R 的单位为w ,常用mW 。
若用dBm 来表示灵敏度Sr : mW P S R r 1lg 10= (dBm) 动态范围的定义和计算:动态范围表征的是光接收机适应输入信号变化的能力,也即光接收机灵敏度和过载功率之间的差值,()()()()minmax min max lg 101lg 101lg 10P P mW mW P mW mW P D =-= (dB)。
5.影响灵敏度的因素:码间干扰 、消光比、暗电流、量子效率、光波波长、信号速率、各种噪声等。
6.光中继机构成:光中继机包括光接收、再生判决和光发送部分。
第 6 章 同步数字体系(SDH )1.SDH 的基本概念和特点:概念:光同步数字传送网是由一些SDH 网元(NE )组成,在光纤上进行同步信息传送、复用和交叉连接的网络。