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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。
光纤导波原理光纤导波原理是指光信号在光纤中传输时，依靠光纤的全内反射和光的波导效应进行的。
光纤是一种具有特殊结构的介质，能够将光信号以高速高质量的方式传输。
光纤导波原理的实现主要依赖于光的全内反射和光的波导效应。
全内反射是光纤导波原理的基础。
当光线从一种光密介质射向另一种光疏介质时，入射角超过临界角时，光线将会发生全内反射。
光纤中的主要材料是高折射率的芯层和低折射率的包层，通过控制两者的折射率差，可以使光线在光纤中发生多次全内反射，从而实现光信号的传输。
光的波导效应也是光纤导波原理的关键。
波导是一种能够将光能量传输到特定方向的结构。
在光纤中，光线会沿着光纤的轴向传播，而不是在整个光纤的横截面上传播。
这是因为光纤的芯层相对于包层来说具有更高的折射率，导致光线在芯层中传播时总是被芯层所束缚。
波导效应使得光纤能够将光信号沿着特定方向传输，而不会出现能量的散失。
光纤导波原理的应用非常广泛。
首先，光纤通信是光纤导波原理的主要应用之一。
光纤通信利用光纤的高速传输特性，实现了远距离、大容量、低损耗的通信方式。
其次，光纤传感技术也是光纤导波原理的重要应用之一。
光纤传感技术利用光纤的高灵敏度和远距离传输的特点，可以实现对温度、压力、湿度等物理量的高精度监测。
此外，光纤激光器、光纤放大器、光纤传输系统等也都是光纤导波原理的应用领域。
总结起来，光纤导波原理是利用光的全内反射和波导效应实现光信号传输的原理。
光纤导波原理的实现依赖于光纤的特殊结构和光的物理特性。
光纤导波原理的应用非常广泛，包括光纤通信、光纤传感技术等领域。
光纤导波原理的发展将会进一步推动光通信和光传感技术的发展，为人类的信息交流和物理监测提供更加便捷和高效的方式。
8.5.2 光纤波导的基本原理
4
m ax
6
光纤端面集光能力的量度，数值孔径描述了光纤收集从光源发出的光的能力。
7
2
2i 2
m ax 12
sin ()N A n n θ==−数值孔径仅决定于光纤纤芯和包层的折射率，与光纤几何尺寸无关
子午光线1 阶跃光纤中子午光线的传播
的传播轨迹为平面曲线 不同入射角度的光线经过的路径不同
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1 阶跃光纤中子午光线的传播
11不同入射角度的光线经过的路径不同
1 阶跃光纤中子午光线的传播
光线的几何程长
是入射角的函数
不同角度的入射
光线在纤芯中传
播时，将产生时
延（色散）
14
8.5.3 光在光纤中的传播纤芯折射率是变化的，2 渐变折射率光纤中子午光线的传播 纤芯轴线处折射率最大
光线的传播轨迹是曲 线
15。
《光纤通信》第二章光纤光缆讲课提纲浙江传媒学院 陈柏年一、光纤（Fibel ）：圆柱形介质光波导，作用是引导光能沿着轴线平行方向传输。
1、导光波（guided wave ）：光纤中携带信息、由纤芯和包层的界面引导前进的光波。
2、光纤的传导模：在光纤中既满足全反射条件又满足相位一致条件的光线束。
3、光纤的三层结构：（1）纤芯（core ），（2）包层（coating ），（3）涂覆层（jacket ）：包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。
纤芯折射率为n 1，包层折射率为n 2，纤芯包层相对折射率差121n n n -D =4、光纤的分类：有多种分类的方法。
（1）按照光纤截面折射率分布：SIF （小容量、短距离，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传输），GIF （中等容量、中等距离，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传输）、双包层光纤（色散平坦光纤DFF 、色散移位光纤DSF ）、三角芯光纤（非零色散长距离光纤）；（2）按照光纤中传输模式数量：MMF ，SMF （光线以直线形状沿纤芯轴线方向传输）；（3）按照按光纤的工作波长：短波长（850 nm ）光纤，长波长（1310 nm 、1550 nm ）光纤；（4）按套塑（二次涂覆层）：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、几何光学方法：基于射线方程，依据光线的斯奈耳反射定律和折射定律，研究光线的运动轨迹。
2、光纤的几何导光原理：光纤是利用光的全反射特性导光；3、突变型折射率多模光纤主要参数：（1）光线轨迹: 限制在子午平面内传播的锯齿形折线。
光纤端面投影线是过园心交于纤壁的直线。
（2）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。
（3）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， NA 通常为0.18～0.23。
