光纤通信课件 Chapter3_Light_Fundamentals
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1 第一章 概述
1 用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出? 1966年由英籍华人高锟提出。
2 光纤通信有哪些优点?频带宽、传输容量大;损耗小、中继距离长;重量轻、体积小;
抗电磁干扰性能好;泄漏小、保密性好;节约金属材料,有利于资源合理使用。
3 光纤通信系统由哪几部分组成?简述各部分作用。
点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成,如下图所示:
光探测器光中继器或光放大器解调器光接收机光纤光纤调制器光发射机光源信息复用器信息解复用器
光发射机的作用是把电信号转变为光信号注入光纤传输,它通常由复用器、调制器和光源组成。
复用器的作用是把多路信息信号复用为时分复用(TDM)信号或频分复用(FDM)信号。
调制器的作用是用复用信号直接调制(IM)激光器(LD)的光强,或通过外调制器调制
LD 的相位。
光源是把电信号转换为光信号,以便在光纤中传输。
光接收机的作用是把经光纤传输后的微弱光信号转变为电信号,对其放大并解调出原基带信号。
光中继器的作用是对经光纤传输衰减后的信号进行放大。光中继器有光-电-光中继器和全光中继器。如需对业务进行分出和插入,可使用光-电-光中继器;如只要求对光信号进行放大,则可以使用光放大器。
光纤是光信号传输的介质。
4 简述通信网络的分层结构。P12
5 简述通信网络的发展过程。P8
第二章 光纤和光缆
1 用光线光学方法简述多模光纤导光原理。
当入射角超过临界角时,没有透射光,只有反射光,这就是多模光纤波导传输光的原理。
2 作为信息传输波导,实用光纤有哪两种基本类型?多模光纤和单模光纤
3 什么叫多模光纤?什么叫单模光纤?如果光纤只支持一个传导模式,则称该光纤为单模光纤。相反,支持多个传导模式的光纤称为多模光纤。
4 光纤传输电磁波的条件有哪2个?光纤传输电磁波的条件除满足光线在纤芯和包层界面上的全反射条件外,还需满足传输过程中的相干加强条件。
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)=2221nn(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。
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光纤通信
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★第一章 概 述
问:1. 什么叫光纤通信?它与光通信有何区别?
答:光纤通信是指利用光导纤维传输光波信号的通信方式。光通信只是指以光波的形式携带信号传输的通信方式,并不要求光波信号一定要在光纤中传输。
问:2.光纤通信的低损耗窗口指什么?为什么叫窗口?
答:光纤通信的低损耗窗口指0.85μm,1.31μm ,1.55μm。由于用这三个波长传输信号时损耗很小,因此信号能够从发送端传送到接收端,就好像窗户能够透光一样,因此低损耗的波长可以称为窗口。
问:3. 光折射率的含义是什么?代表什么?
答:光折射率可以用n表示,等于自由空间中的光速与光波在某一介质中的传播速度的比值。 n越大,表示光波所在的介质传播速度慢,可以理解成该介质粒子分布密集,n越小,表示光波所在的介质传播速度快,因此可以理解成该介质粒子分布稀疏。
★第二章 光导纤维
问:4. 色散如何理解?色散对信号有什么影响?
答:光纤中传输的光信号是由不同的频率成份和不同的模式成份构成,它们有不同的传播速度,从而使波形在时间上发生展宽,这种现象称为色散。色散会使光脉冲展宽,因此会造成波形展宽,从而产生码间干扰。
问:5.如何解释光纤中的模式色散、材料色散及波导色散?
答:材料色散是由于材料本身的折射率随频率而变化,使得信号各频率成份的群速不同引起的色散。波导色散是对于光纤某一模式而言,在不同的频率下,相位常数β不同,使得群速不同而引起的色散。模式色散是指光纤不同模式在同一频率下的相位常数β不同,因此群速不同而引起的色散
问:6.
请问多模光纤的多模指的是什么?
答:多模指的是多个模式,模式是指能够独立存在、独立传输的电磁场的结构形式。
问:7. 请问多模光纤中有哪几种模式,各种模式有什么区别? 答:多模光纤中可以有无穷多模式,主要看光纤尺寸、纤芯折射率、入射光波长等因素。各模式的区别主要是电磁场的结构形式不同。
问:8. 一根多模光纤中可以存在多少模式?