光纤通信复习题要点

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第一章

光纤通信:侠义上说:利用光载波在光纤中传播信息的过程广义上说:是以光纤或由光纤组成的光传输网、光处理器件、光处理设备为基础,并采用相关技术来对光波信息进行传输和处理的过程,是光通信的一个组成部分

光通信发展受阻的原因:1.光向四面八方散射时,光强减弱 2.不能通过障碍物

高锟指出,如果把材料中金属离子含量的比重降低到10-6以下,光纤损耗就可以减小到 10 。再通过改进制造工艺,提高材料的均匀性,可进一步把光纤的损耗减少到几。

光纤通信得以快速发展重要条件:1. 低损耗光纤 2. 光源(半导体激光器)

全波光纤:能够在1260 ~ 1675整个范围内都可用来进行光纤通信的光纤就是全波光纤

光纤通信发展的重要里程碑 1. 低损耗光纤的研制成功 2. 连续振荡半导体激光器的研制成功

光纤是一种玻璃丝,其材料是石英(2),是通信网络中信息的优良传输介质

光纤通信的发展趋势1. 光纤技术逐渐从骨干网向广域网和城域络发展

2. 从低速系统向高速系统发展

3.从陆地向海地发展

4.从光传输电交换向网络的全光化发展

5.向光纤技术和以太技术结合的方向发展

光纤通信的优点:

1. 频带宽、传输容量大

2. 损耗小、中继距离长

3. 重量轻、体积小

4. 抗电磁干扰性能好

5. 泄漏小、保密性好

6. 节约金属材料,有利于资源合理使用

传统上,以服务范围把网络分为三类:

(1) 局域网,服务范围 2 ,如以太网,信令环和信令总线;

(2) 城域网,服务范围 100 ,如电话本地交换网或者有线电视)分配系统;

(3) 广域网络,服务范围可达数千公里,如开放系统互连国际网络等。

三代网络技术比较

1. 全电网络,第一代网络,节点用电缆互连在一起,电缆是一种窄带线路,它的容量有限;

2. 电光网络,第二代网络,用一段段光纤取代电缆后构成的网络,现在正被广泛使用,因节点内仍是对电信号进行交换,所以称为电光网络

3. 全光网络,第三代网络,所有节点被不间断的光缆连接起来,

节点内只对光信号进行交换,这就是未来的第三代网络。网络接入技术: 1 2 3 4

光具有两种特性:1.波动性 2.粒子性

第二章

全反射条件:当入射角i θ超过临界角c θ(c i θθ>)时,没有透射光,只有反射光,这种现象叫全反射,这就是光纤波导传输原理。 光缆:光缆由缆芯和护套两部分组成;

实用光纤有多模光纤和单模光纤。

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。

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。

引起光纤衰减的原因:是光纤对光能量的吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。吸收损耗是可以改善的。最小损耗在1.55m 波段内。 色散:是由于不同成分的光信号在光纤中传输时,因群速度不同产生不同的时间延迟引起的一种物理效应。光信号分量包括发送信号调制和光源谱宽中的频率分量,以及光纤中的不同模式分量。

如果信号是模拟调制,色散限制了带宽;如果信号是数字脉冲,色散使脉冲展宽,从而影响系统传输的比特速率和光纤带宽。多模光纤的色散主要由模式色散决定,单模光纤色散由色度色散决定。

光纤色散种类:1.模式色散2. 色度色散3. 偏振模色散 用数值孔径表示光线的最大入射角max α 0max NA

sin n =α NA sin max =α(10=n 时)

表示光纤接收和传输光的能力。(或max α)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,纤芯对光能量的束缚越强,光纤抗弯曲性能越好。但越大,经光纤传输后产生的输出信号展宽越大,因而限制了信息传输容量。

单模光纤的传输特性用衰减、色散和带宽表示。

多模光纤有阶跃多模光纤和渐变多模光纤。单模光纤有G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤、G.655光纤、全波光纤和色散补偿光纤。

G.652光纤是普通单模光纤,G.653光纤是色散移位光纤,G.654光纤是损耗最小光纤,G.655光纤是非零色散移位光纤,全波光纤是无水峰光纤,色散补偿光纤是具有负的大色散光纤。

光时域反射计()不仅可以测量光纤损耗系数和光纤长度,而且还可以测量连接器和熔接头的损耗,观测光纤沿线的均匀性和确定光纤故障点的位置,在工程上获得了广泛地使用。

第三章

连接器:是把两个光纤端面结合在一起,以实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件

连接损耗包括:1.固有损耗 2.外部损耗

对连接器的要求:连接损耗(插入损耗)小;回波损耗大;多次插拨重复性好;互换性好;环境温度变化时,性能保持稳定;并有足够的机械强度;

连接器的基本结构包括接口零件、光纤插针和对中三部分。

两插头与转接器的连接有:型、型和型

接头是把两个光纤端面结合在一起,以实现光纤与光纤之间的永久性(固定)连接。

接头连接方法: 1.热熔连接2.机械连接3.毛细管粘结连接

耦合器的功能是把一个或多个光输入分配给多个或一个光输出。波分复用器()的功能是把多个不同波长的发射机输出的光信号复合在一起,并注入到一根光纤。解复用器的功能与波分复用器正好相反。

调制的方式:1. 直接调制用电信号(调制信号)控制注入调制电流,实现直接调制光源的输出光强 2. 外调制用电信号(调制信号)通过外腔调制器对光的强度(包络)、相位或频率进行调制

根据调制原理的不同将其分为:强度调制器、相位调制器、马赫-曾德尔幅度调制器、光调制器、电吸收波导调制器

光开关分类: