光纤通信小点总结复习课程

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”。

光纤通信复习（各章复习要点）光纤通信复习（各章复习要点）第⼀章光纤的基本理论1、光纤的结构以及各部分所⽤材料成分2、光纤的种类3、光纤的数值孔径与相对折射率差4、光纤的⾊散5、渐变光纤6、单模光纤的带宽计算7、光纤的损耗谱8、多模光纤归⼀化频率，模的数量第⼆章光源和光发射机1、光纤通信中的光源2、LD的P-I曲线，测量Ith做法3、半导体激光器的有源区4、激光器的输出功率与温度关系5、激光器的发射中⼼波长与温度的关系6、发光⼆极管⼀般采⽤的结构7、光源的调制8、从阶跃响应的瞬态分析⼊⼿，对LD数字调制过程出现的电光延迟和张弛振荡的瞬态性质分析（p76）9、曼彻斯特码10、DFB激光器第三章光接收机1、光接收机的主要性能指标2、光接收机主要包括光电变换、放⼤、均衡和再⽣等部分3、光电检测器的两种类型4、光电⼆极管利⽤PN结的什么效应第四章光纤通信系统1、光纤通信系统及其⽹管OAM2、SDH系统3、再⽣段距离的设计分两种情况4、EDFA第五章⽆源光器件和WDM1、⼏个常⽤性能参数2、波分复⽤器的复⽤信道的参考频率和最⼩间隔3、啁啾光纤光栅4、光环形器的各组成部分的功能及⼯作原理其他1、光孤⼦2、中英⽂全称：DWDM 、EDFA 、OADM 、SDH 、SOA第⼀章习题⼀、单选题1、阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界⾯上（B）⽽是能量集中在芯⼦之中传输。

A、半反射B、全反射C、全折射D、半折射2、多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是（A）的。

A、连续变化B、恒定不变C、间断变换D、基本不变3、⽬前，光纤在（B）nm处的损耗可以做到0.2dB/nm左右，接近光纤损耗的理论极限值。

A、1050B、1550C、2050D、25504、普通⽯英光纤在波长（A）nm附近波导⾊散与材料⾊散可以相互抵消，使⼆者总的⾊散为零。

A、1310B、2310C、3310D、43105、⾮零⾊散位移单模光纤也称为（D）光纤，是为适应波分复⽤传输系统设计和制造的新型光纤。

填空与选择光接收机的最重要的特性参数是灵敏度。

固体激光器的发明大大提高了发射光功率, 延长了传输距离。

光接收机中,PIN光电二极管引入的主要噪声有暗电流噪声和量子噪声。

光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件。

光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是:自发辐射、受激吸收、受激辐射；产生激光的最主要过程是:受激辐射。

光源的作用是将电信号变换为光信号。

光检测器的作用是将光信号转换为电信号。

光中继器实现方式主要有光-电-光中继器和对光信号直接放大的中继器两种。

光纤传输衰减分为材料的吸收衰减、光纤的散射衰减和辐射衰减。

光纤数字通信系统中,误码性能和抖动性能是系统传输性能的两个主要指标。

光纤中的传输信号由于受到光纤的色散和损耗的影响,使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。

光与物质作用时有输出功率与效率、输出光谱特性和响应速率与带宽三个物理过程。

光纤的主要材料是二氧化硅,光纤的结构从里到外依次为纤芯、包层,其中纤芯部分是用来传导光信号的。

光纤的传输特性是光纤的损耗特性、色散特性。

光纤的色散分为材料色散、波导色散和模式色散。

光纤的分类中按传输的模式来分可分为单模和多模光纤,按纤芯的折射率分布的不同来分可分为阶跃型和渐变型光纤。

光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长:0.85um ,1.31um,1.55um,最低损耗窗口的中心波长是在1.55um。

目前光纤通信所用光波的光波波长范围为0.8~1.8um ,属于电磁波谱中的近红外区。

EDFA称为掺铒光纤放大器,其实现放大的光波长范围是1.53~1.56um。

光纤通信是以光纤为传输媒质。

以光波为载波的通信方式。

光纤通信系统的长期平均误码率定义为传送错误的码元数占传送的总码元数的百分比,反映突发性误码,用严重误码秒(SES)、误码秒(ES)两个性能指标来评价。

单模光纤是指在给定的工作波长上,mBnBPIN光电二极管,是在P型材料和N型材料之间加上一层轻掺杂质的N型材料, I层。

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”。

光纤通信知识点总结引言光纤通信是一种通过光纤传输光信号的通信技术，它使用光纤作为传输媒质，通过光的反射、折射和传播来实现信息的传输。

光纤通信具有带宽大、传输速度快、抗干扰性强、安全可靠等优点，因此在现代通信中得到了广泛的应用。

本文将对光纤通信的相关知识点进行总结，包括光纤通信的基本原理、组成结构、传输特点、光纤通信系统的组成和工作原理、光纤通信的发展趋势等内容。

一、光纤通信的基本原理1. 光的特性光波是一种电磁波，具有波粒二象性，既可以表现为波动又可以表现为微粒。

光波的主要特性包括波长、频率、相速度、群速度等。

2. 光纤的基本原理光纤是一种通过光的全反射来传输光信号的一种传输媒质。

它的基本结构是由一根纤维芯和包覆在外的包层组成，通过这样的结构使得光信号可以沿着光纤的传输方向不断进行反射和传播。

二、光纤通信的组成结构1. 光纤的结构光纤由芯和包层构成，芯是由单质或复合材料制成，包层是由低折射率的材料构成，使得光可以在芯和包层的界面上发生全反射。

2. 光纤的连接器连接器是光纤通信中的重要部分，它用于将光纤连接在一起，保证光信号的传输质量。

3. 光纤的光源和接收器光源是产生光波的设备，用于向光纤中输入光信号；接收器是用于接收光纤传输过来的光信号，并将其转换为电信号。

三、光纤通信的传输特点1. 带宽大光纤通信的带宽远远大于传统的铜线通信，可以传输更多的信息。

2. 传输距离远光纤通信的传输距离远远大于铜线通信，可以满足更长距离的通信需求。

3. 传输速度快光纤通信的传输速度远远快于铜线通信，可以实现更快的数据传输。

4. 抗干扰性强光纤通信的信号传输过程中不受电磁干扰，抗干扰性能强。

5. 安全可靠光纤信号传输过程中不会泄露电磁波，安全可靠。

四、光纤通信系统的组成和工作原理1. 光纤通信系统的组成光纤通信系统由光源、光纤、接收器、调制解调器、复用器、解复用器等组成。

2. 光纤通信系统的工作原理光源产生光信号，光信号经过调制解调器进行调制，然后通过光纤进行传输，接收器接收光信号并将其转换为电信号，经过复用器和解复用器将多个信号合并或分解，最终传输到目标设备。

光纤同学复习总结光纤同学复习总结1.光纤非线性效应对光纤通信系统有正反两方面影响：一方面课引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道间的串话，信号载波的移动等；另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件2.激光器纵模的性质:1.纵模数随注入电流变化：当FP腔激光器仅注入直流电流时，随注入电流的增加，纵模数减少；2.峰值波长随温度变化：当结温升高时，半导体材料的禁带宽度变窄，使激光器发射光谱的峰值波长移向长波长；3.动态谱线展宽：对激光器进行直接长度调制，会使发射谱线增宽，振荡模数增加，谐振频率发生漂移，动态谱线展宽。

3.半导体激光器是一种PN结构成的二极管结构，通过注入正向电流进行泵浦，当注入的电流达到一定阈值后，在结区形成一个粒子数反转分布的区域，价带主要由空穴占据，导带主要由电子占据。

对于光子能量满足Eg全光通信网是指信号以光的形式穿过整个网络，直接在光域内进行信号的传输、再生、光交叉连接（OXC）、光分叉复用（OADM）和交换/选路，中间不需经过光电、电光转换，可以大大提高整个网络的传输容量和交换节点的吞吐量SAON网络由控制平面、管理平面、传送平面和数据通信网组成。

控制平面：控制平面是ASON的核心部分，控制平面通过使用接口、协议以及信令系统，可以动态的交换光网络的拓扑信息，路由信息及其他控制指令，实现光通道动态的建立和拆除。

管理平面：管理平面与控制平面技术互为补充，可以实现对网络资源的动态配置，性能检测，故障配置以及路由规划等功能。

传送平面：由一系列的传送实体组成，它是业务传送的通道，可提供用户信息端到端的单向或者双向传输。

数据通信网分布于三大平面中，负责承载控制信令消息和管理信息的信令网络。

三、ASON的交换连接方式？1．交换连接(sc):是由控制平面发起的一种全新的动态连接方式，是由源端客户发起呼叫请求，通过控制平面的信令实体间交互建立起来的连接类型2．永久连接（PC）:是由网管系统指配的连接类型连接路径由管理平面根据连接要求以及网络资源利用情况预先计算，沿着连接路径通过网络管理接口向网元发送交叉连接命令，进行统一指配，最终实现通路的建立过程。

《光纤通信》的复习要点《光纤通信》课程复习要点和重点浙江传媒学院陈柏年（2014年6⽉）第⼀章概述1、光纤通信：以光波作为信号载体，以光纤作为传输媒介的通信⽅式。

2、光纤通信发展历程：（1）光纤模式：从多模发展到单模；（2）⼯作波长：从短波长到长波长；（3）传输速率：从低速到⾼速；（4）光纤价格：不断下降；（5）应⽤范围：不断扩⼤。

3、光纤通信系统基本组成：（1）光纤，（2）光发送器，（3）光接收器，（4）光中继器，（5）适当的接⼝设备。

第⼆章光纤光缆⼀、光纤（Fibel）1、光纤三层结构：（1）纤芯（core），（2）包层（coating），（3）涂覆层（jacket）。

2、各类光纤的缩写和概念：SIF（突变型折射率光纤），GIF（渐变折射率光纤）；DFF（⾊散平坦光纤）、DSF（⾊散移位光纤）；MMF（多模光纤），SMF（单模光纤）；松套光纤，紧套光纤。

⼆、光的两种传输理论（⼀）光的射线传输理论1、光纤的⼏何导光原理：光纤是利⽤光的全反射特性导光；纤芯折射率必须⼤于包层折射率，但相差不⼤。

2、突变型折射率多模光纤主要参数：★（1）光纤的临界⾓θc：只有在半锥⾓为θ≤θc的圆锥内的光束才能在光纤中传播。

★（2）数值孔径NA：⼊射媒质折射率与最⼤⼊射⾓（临界⾓）的正弦值之积。

与纤芯与包层直径⽆关，只与两者的相对折射率差有关。

它表⽰光纤接收和传输光的能⼒。

（3）光纤的时延差Δτ：时延差⼤，则造成脉冲展宽和信号畸变，影响光纤的容量，模间⾊散增⼤。

3、渐变型折射率多模光纤主要参数：（1）⾃聚焦效应：如果折射率分布恰当，有可能使不同⾓度⼊射的全部光线以同样的轴向速度在光纤中传输，同时达到光纤轴上的某点，即所有光线都有相同的空间周期。

（2）光纤的时延差Δτ：⽐突变型光纤要⼩，减⼩脉冲展宽，增加传输带宽。

（⼆）光纤波动传输理论★1、光纤模式：⼀个满⾜电磁场⽅程和边界条件的电磁场结构。

表⽰光纤中电磁场（传导模）沿光纤横截⾯的场形分布和沿光纤纵向的传播速度。

第一章：概论1、光纤通信用的三个低损耗窗口： 850nm, 1310nm, 1550nm。

三个窗口的衰减分贝为，2dB/km, 0. 5 dB/km, 0. 2 dB/km P42、自发辐射，受激吸收，受激辐射3、光纤通信的优势：4、光发射机的辅助电路：驱动电路，APC, ATC5、光接收机的灵敏度：满足给定误码率或信噪比条件下，接收机能够接收的最小平均光功率。

6、光纤的衰减的计算7、光纤衰减的主要原因：3种8、瑞利散射损耗与波长的四次方呈反比，随波长的增加而急剧下降。

9、弯曲半径的经验值：150倍，和100倍10、色散：色散造成脉冲展宽，引起码间干扰，增大误码率11、什么是色散：是由…产生不同延时的物理效应12、色散的种类，及各个种类的原因13、非线性效应的种类14、通信容量的表示：比特率距离积15、光纤衰减系数的是以dB/km为单位的16、对于带宽为100MHz • km的光纤，说明50km容许传送2M带宽的信号。

17、光纤通信的优势18、激光器的调制方式：外调制，直接调制19、1550nm是光纤最低损耗波长，1310nm是零色散波长20、光纤数字传输系统的误码性能用误码率来描述。

21、光发射机主要包括输入电路和驱动电路电路。

22、在数字光纤通信系统中，波形失真将引起码间干扰，使误码增多。

23、光发射机中的自动功率控制电路用来克服激光器老化和环境温度变化的影响，。

第二章光纤1、光纤的结构：纤芯，包层，涂覆层：2、阶跃折射率光纤，渐变折射率光纤中光的传播方式；3、单模光纤，多模光纤的主要色散4、单模光纤，多模光纤的带宽5、普通单模光纤的零色散点6、渐变型光纤中不同射线，具有相同轴向速度的现象，称为自聚焦现象。

光纤的数值孔径7、根据光纤折射率分布不同可把光纤分为阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤第三章：光源和激光器1.阈值电流随LD管温度的升高而增大。

2.在半导体激光器中P-I曲线中，当驱动电流I小于阈值电流Ith时，激光器发出的是荧光。

光纤通信复习（第一章至第五章）第一章光纤由纤芯、包层和涂覆层构成。

按照截面上折射率分布的不同分:阶跃折射率分布光纤(简称阶跃光纤 )和渐变折射率分布光纤 (简称渐变光纤 )。

在渐变折射率光纤中，由于纤芯的折射率不均匀，光射线的轨迹不再是直线而是曲线。

根据传导模式数量的不同，光纤可以分为单模光纤和多模光纤两类。

按光纤构成的原材料分类:石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层光纤 、全塑光纤 目前光纤通信中主要使用石英系光纤纤芯和包层主要成分：SiO2纤芯的掺杂剂：GeO2，P2O5包层主要掺杂剂：B2O3，F涂覆层材料：丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙 或它们的复合；作用增加光纤的机械强度与可弯曲性按光纤的套塑层分类：紧套光纤、松套光纤光纤通信中所用的光纤的∆一般小于1%，所以相对折射率差∆可近似表示为可以定义光纤的数值孔径为数值孔径表征了光纤的集光能力。

由此看出，n 1，n 2差别越大，即∆越大，光纤收集射线的能力越强。

但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。

通信用光纤的数值孔径是较小的。

光纤的损耗谱：三类损耗相加就可以得到总的损耗，它是一条随波长而变化的曲线，称做光纤的损耗特性曲线——损耗谱（或衰减谱） max 22121sin 2NA n n n θ==-≈∆121122n n n n n n -∆≈-≈（）（）2122212n n n -=∆)()(241λλλαA c c ++=1、光纤损耗谱形象地描绘了衰减系数与波长的关系。

2、从光纤损耗谱可以看出，衰减系数随波长增大呈降低趋势，损耗的峰值主要与OH – 离子有关。

3、波长大于1600nm 时，损耗增大，原因是由于石英玻璃的吸收损耗和微（或宏）观弯曲损耗引起。

4、图中可以看到光纤通信所使用的三个低损耗―窗口‖，分别是850um 波段、1310nm 波段、1550nm 波段。

色散类型：模式色散、材料色散、波导色散光纤的带宽B 为光脉冲为高斯形时，单位长度光纤的基带3dB 带宽；τ∆是光脉冲传输1km 的时延差，单位是ns/km归一化频率与模式数目：（归一化频率V 、模数量M= V2/2 、 ）光缆的基本结构：1—加强件；2—缆芯；3—外护层单模光纤的分类：⏹ 非色散位移单模光纤(G .652光纤)⏹ 色散位移单模光纤(G .653光纤)⏹ 截止波长位移单模光纤(G .654光纤)⏹ 非零色散位移单模光纤 (G .655光纤)441(MHz km)B τ=⋅∆22212n n a V -=λπ()22222120V n n k a=-第二章：当前主要通信光源：半导体激光器（LD ）、发光二极管（LED ）。

光纤通信复习（总结）复习提纲(第一版)第一章知识点小结： (3)1.什么是光纤通信？ (3)2.基本光纤通信系统的组成和各部分作用。

(3)3.光纤通信和电通信的区别。

(3)第二章知识点小结 (3)1、光能量在光纤中传输的必要条件（对光纤结构的要求）。

(3)2、突变多模光纤数值孔径的概念及计算。

(4)3、弱导波光纤的概念。

(4)4、相对折射率指数差的定义及计算。

(4)5、突变多模光纤的时间延迟。

(4)6、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理。

(5)7、归一化频率的表达式。

(5)8、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算。

(5)第三章知识点小结 (5)1、光纤通信中常用的半导体激光器的种类。

(5)2、半导体激光器的主要由哪三个部分组成？ (5)3、电子吸收或辐射光子所要满足的波尔条件。

(5)4、什么是粒子数反转分布？ (5)5、理解半导体激光产生激光的机理和过程。

(6)6、静态单纵模激光器。

(6)7、半导体激光器的温度特性。

(6)8、DFB激光器的优点。

（分布反馈激光器） (7)9、LD与LED的主要区别 (7)10、常用光电检测器的种类。

(7)11、光电二极管的工作原理。

(7)12、PIN和APD的主要特点。

(8)13、耦合器的功能。

(8)14、光耦合器的结构种类。

(8)15、什么是耦合比？ (8)16、什么是附加损耗？ (8)17、光隔离器的结构和工作原理。

P70 (8)第四章知识点小结 (9)1、数字光发射机的方框图。

(9)2、光电延迟和张驰振荡。

(9)3、激光器为什么要采用自动温度控 (9)4、数字光接收机的方框图。

(10)5、光接收机对光检测器的要求。

(10)6、什么是灵敏度？ (10)7、什么是误码和误码率？ (10)8、什么是动态范围？ (11)9、数字光纤通信读线路码型的要求。

(11)10、数字光纤通信系统中常用的码型种类。

(11) 第五章知识点小结 (11)1、SDH的优点。