2008第5章(光纤色散16-17)

第一章：光纤通讯1、什么是光纤通讯光纤通讯及系统的构成光纤通讯使用光导纤维作为传输光波信号的通讯方式。

光纤通讯系统往常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等构成。

2、什么事光通讯光通讯就是以光波为载波的通讯。

3、光纤通讯的长处①传输频带宽，通讯容量大。

② 传输衰减小，传输距离长。

③ 抗电磁扰乱，传输质量好。

④ 体积小、重量轻、便于施工。

⑤ 原资料丰富，节俭有色金属，有益于环保4、光纤通讯的工作波长光源：近红外区波长：—μm频次：167—375THz5 、 WDM是指什么DWDM指什么WDM：波分复用DWDM：密集波分复用6、光纤从资料上能够分为哪几种从资料上分为石英光纤、多组份玻璃光纤、氟化物光纤、塑料光纤等7、光纤活动连结器从连结方式来看分为哪几种常有的插针端面有哪几种PC、 APC、 SPC（球面、斜面、超级抛光端面呈球面的物理接触）8、按缆芯构造分，光缆分为哪几种层绞式、单位式、骨架式、带状式9、光芒的制造分哪几个步骤I资料准备与提纯II制棒III拉丝、涂覆IV塑套此中制棒分为：（ 1） MCVD改良的化学气相积淀法（2）PCVD等离子化学气相积淀法10 、按资料光纤分几种同611、无源器件的种类连结器、分路器与耦合器、衰减器、隔绝器、滤波器、波分复用器、光开关和调制器等第二章：光纤通讯的物理学基础1、经过哪些现象能够证明光拥有颠簸性光的颠簸性能够从光的干涉、光的衍射和光的偏振等现象证明2、什么叫光电效应光电效应拥有哪些试验规律因为光的照耀使电子从金属中溢出的现象称为光电效应⑴每种金属都有一个确立的截止频次γ0，当入射光的频次低于γ 0时，无论入射光多强，照耀时间多长，都不可以从金属中开释出电子。

⑵关于频次高于γ 0的入射光，从金属中开释出的电子的最大动能与入射光的强度没关，只与光的频次相关。

频次越高开释出的电子的动能就越大。

⑶关于频次高于γ 0的入射光，即便入射光特别轻微，照耀后也能立刻开释出电子。

光纤的色散波长范围
光纤的色散波长范围取决于它的材料、制造工艺和设计。

光纤的色散分为色散波长和色散量两种。

1. 色散波长（Dispersion wavelength）：光纤在这个波长附近的色散效应最为显著。

不同材料的光纤具有不同的色散波长范围。

- 单模光纤：单模光纤的色散波长范围通常在1.26μm至1.64μm之间。

这个范围内的光纤称为C波段光纤。

- 多模光纤：多模光纤的色散波长范围通常在0.8μm至1.4μm之间。

这个范围内的光纤称为通用光纤。

2. 色散量（Dispersion）：光纤在特定波长下的色散量用来描述光信号在光纤中传播时的色散现象。

色散量通常以补偿模的传输距离（Dispersion Compensated Fiber Length）来表示。

不同材料、制造工艺和设计的光纤具有不同的色散量。

总结来说，光纤的色散波长范围可以根据材料和设计进行调整，但常见的单模光纤的色散波长范围是在1.26μm至1.64μm之间，多模光纤的色散波长范围通常在0.8μm至1.4μm之间。

第五章 光纤的色散特性影响光信号在光纤中传输的主要因素是光纤的色散和损耗。

光纤的色散效应将导致光脉冲展宽,引起信号的畸变。

光纤的损耗导致光信号幅度的衰减,是早期限制无中继传输距离的主要因素。

由于掺饵光纤放大器的实用化可以有效地补偿光功率的损耗，使得损耗不再是一个主要的限制因素。

所以光纤的色散特性成为光纤最重要的特性指标。

5.1色散概述色散是指不同频率的电磁波以不同的相速度和群速度在介质中传播的物理现象。

色散导致光脉冲在传播过程中展宽,致使前后脉冲相互重叠,引起数字信号的码间串扰。

在多模光纤中,不同的传播模式具有不同的相位常数,因而有不同的相速度和群速度。

在光纤的输入端,一个光脉冲的能量分配到不同的模式上,以不同的速度传播到输出端,同样导致光脉冲的展宽。

这种效应与波的不同频率(也就是不同的颜色)成分以不同的速度传播所产生的作用是一样的,这种现象广义地也可以称为色散。

为了区分这两种不同的物理机理引起的色散效应,在光纤传输理论中分别将其称为波长色散和模式色散。

5.1.1 波长色散光纤中传输的光信号是用需要传输的信号去调制光源所发出的连续光波产生的,因而这种光信号是由多种频率成分的光波构成的。

光信号的频谱宽度决定于光源的线宽和调制信号的频谱。

在大多数情形下,光信号的谱宽主要取决于光源的线宽。

目前光纤通信中所用的光源主要是半导体发光二极管（LED ）和半导体激光器(LD),前者的线宽达数百埃,后者的线宽在1O 埃数量级。

如果对光源进行调制的脉冲重复频率不超过2.5GHz ,则调制带宽仅在0.5埃左右,显然光源本身的谱宽起决定性作用。

如果进一步提高光纤传输速率,而且采用线宽极窄的动态单纵模激光器作为光源,则调制信号的带宽将成为影响光信号谱宽的决定性因素。

光信号在光纤中以群速度传播,群速度的定义为βωd d =g v （5.1－１） 式中ω为光载波的角频率,β 是相位常数。

光信号在光纤中传播单位距离的时间称为群时延,用 τ 表示,则ωβτd d 1==gv （5.1－2）在自由空间中，光的速度为001εμ=c 是个物理常数，相位常数0000c k ωεμω==（5.1－2）式又可以写成01dk d c d dk d d βωωβτ==（5.1－3a ） 注意到λπ20=k ,则上式又可以写成λβπλτd d c 22-= （5.1－3b ）从（5.1－3b ）式可以看到,一般情形下,传输群时延 τ 是波长 λ 的函数,除非相位常数 β和 k o 之间有简单的线性关系。