光纤通信

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1、什么是通信:信息的传送,由发送、传输、接受组成。

2、什么是光纤通信:利用激光作为信息的载波信号,并通过光纤来传送信息的通信系统。

3、光通信的三要素:光源;传输介质;光检测;
4、光纤通信技术的主要优缺点:
1.传输频带宽;
2.损耗低;
3.不受电磁干扰,抗干扰性好;
4.保密性好;
5.质量轻;
6.资源丰富。

1.接口昂贵
2.抗拉强度低
3.光纤连接困难
4.分路、藕合比较麻烦。

5、光纤可以传输数字信号,也可以传输模拟信号。

6、最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收端组成。

7、光发射端机由:光源、驱动器和调制器组成。

8、光接收端机由:光探测器(核心)、放大器和相关电路组成。

9、光探测器通过直接检测或相干检测的方式实现光电转换。

10、光接收机灵敏度: 其中Pmin 指在给定误比特率的条件下,接收机能接收的最小平均光功率。

11、光纤的基本特性参数:损耗(dB/km )和色散(ps/nm.km )【这两个家伙越小越好】。

12、中继器:修复传输信号产生的失真,和补充传输过程中的损耗。

13、“全光网络”是指信号以光的形式通过整个网络,直接在光域内进行信号的传输、再生和交换/选路,中间不经过任何光电转换,以达到全光透明性,实现任意时间、任意地点、传送任何格式信号的一种理想目标网络。

14、光纤通信系统中所用的光纤都存在损耗和色散,当信号强度较高时还存在非线性效应。

15、光纤数值孔径NA (最大入射角)=22
21n n -(n1为芯;n2为包。

) 16、对于阶跃型光纤,数值孔径为常数。

17、光纤刀光的原理:光纤利用纤芯的折射率高于包层的折射率的特点,使落于数值孔径的光能收集到光纤中,并在光纤的纤芯与包层之间发生全反射, 从而将光约束在光纤中传播。

18、光线通过长为L 的直线光线的最大时延为: 19、光线在光纤中传播时的时延现象称为色散。

20、保证光线中只存在一个模式:
归一化频率 V 截止 波长 λ 纤芯 半径 α
V<=2.405。

当λ<λc 时,是多模传输,当λ>λc 时,是单模传输,这个临界波长λc 称为截止波长。

21、在多模阶跃光纤中,模式数目M 与V 的关系:M=V*V/2
在多模渐变光纤中,模式数目M 与V 的关系:M=V*V/4
22、光连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸连接的器件。

24、23、光衰减器:对光功率进行预定量衰减的器件。

25、对光衰减器主要要求是:插入损耗低、回波损耗高、分辨率线性度和重复性好、衰减量可调范围大、衰减精度高、器件体积小,环境性能好。

26、光耦合器件:把一个输入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。

min max max t t -=∆τ)(2121n n cn Ln -=NA
a V λπ2=2221405.22n n a C -=πλ
27、光器件的参数:
插入损耗:输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。

L=-10Lg(P1/P0)
回波损耗:从输入端返回的光功率与输入光功率的比率的分贝数。

L=-10Lg(P4/P0)
重复性:指指光纤(缆)活动连接器多次插拔后插入损耗的变化。

互换性:指连接器各部件互换时插入损耗的变化。

耦合比CR:指定输出端的光功率和全部输出端光功率总和的比值.L=-10Lg(P1/(P1+P2))
插入损耗IL:一个指定输出端的光功率与全倍输入端的光功率的比值。

IL=-10Lg(P2/P0)附加损耗:全部输入端光功率总和和全部输出端光功率总和的比值。

L=-10Lg((P1+P2)/P0) 串扰:输入光功率与非输出端口输出光功率的比值L=-10Lg(P3/P0)
隔离度:两个相隔离的输出端口光功率的比值。

L=-10Lg(P2/P1)
消光比:光开关处于通状态与断状态时输出光功率的比值。

28、光开关参数:开关时间,插入损耗,回波损耗,隔离度,串扰,消光比,偏振依赖损耗.
29、光隔离器作用: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。

30、偏振相关损耗:输入光偏振态发生变化而其他参数不变时,器件插入损耗的最大变化量。

31、偏振模色散:是指通过器件的信号光不同偏振态之间的相位延迟。

32、将不同光源波长的信号结合在一起经一根传输光纤输出的器件称为合波器。

33、同一传输光纤送来的多波长信号分解为个别波长分别输出的器件称分波器。

40、光发射机:将电信号转为光信号. 核心为:光源和驱动电路! 光源:发光二极管和激光器.
41、半导体激光器:注入电流小于阈值电流则是自发辐射;注入电流大于阈值电流受激辐射.
42、发光二极管:原理:外加电场实现粒子数反转,大量电子-空穴对的自发复合导致发光.
43、发光二极管与半导体激光器差别是:发光二极管没有光学谐振腔,不能形成激光。

仅限于自发辐射,所发出的是荧光,是非相干光。

半导体激光器是受激辐射,发出的是相干光。

44、半导体激光器的调制特性:光电瞬态响应:电光延迟、张弛振荡、自脉动。

45、随着直流预偏置电流的增大,电光延迟时间逐渐减小。

增加直流预偏置电流也有利于抑制张驰振荡。

适当增加偏置电流可以抑制自脉动。

46、光源与光纤的耦合一般采用两种方法,即直接耦合与透镜耦合。

影响耦合效率的主要因素是光源的发散角(大低)和光纤的数值孔径(大高)。

47、光源的调制:把信息加载到载波光波上的过程就是调制。

模拟调制、数字调制。

58、模拟调制有可分为:强度调制和副载波调制。

59、按调制方式与光源的关系来分:直接调制和外调制。

50、外调制器以电光调制和电致吸收为主。

51、外调制技术分类:电光效应、电至吸收效应、磁光效应、声光效应
52、数字光发射机对光源的要求:1.波长稳定性;2.功率稳定性。

53、驱动电路作用:将电功率转换成光功率,并将要传输的电信号调制到光源的输出上。

54、数字信号有各种调制方法:脉冲编码调制简称脉码调制(抽样,量化,编码)、增量调制。

线路编码:用规定的规则处理原始的数字信号序列,从而得到称作线路信号的、新的数字信号序列的过程或技术。

又称信道编码,其作用是消除或减少数字电信号中的直流和低频分量,以便于在光纤中传输、接收及监测。

大体可归纳为三类:扰码二进制、字变换码、插入型码。

55、光接收机的作用是将光信号转换回电信号,恢复光载波所携带的原信号。

56、光检测器:截止波长l由其带隙能量E决定:l = hc / E c为光速
57、第五章有大题。