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光纤通信复习资料必看
光纤通信复习资料必看(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--复习提纲第一章知识点小结：1.什么是光纤通信 3、光纤通信和电通信的区别。
2.基本光纤通信系统的组成和各部分作用。
第二章知识点小结1、光能量在光纤中传输的必要条件（对光纤结构的要求）。
2、突变多模光纤数值孔径的概念及计算。
3、弱导波光纤的概念。
4、相对折射率指数差的定义及计算。
5、突变多模光纤的时间延迟。
6、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理。
7、归一化频率的表达式。
8、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算。
第三章知识点小结1、纤通信中常用的半导体激光器的种类。
2、半导体激光器的主要由哪三个部分组成3、电子吸收或辐射光子所要满足的波尔条件。
4、什么是粒子数反转分布5、理解半导体激光产生激光的机理和过程。
6、静态单纵模激光器。
7、半导体激光器的温度特性。
8、DFB激光器的优点。
9、LD与LED的主要区别 10、常用光电检测器的种类。
11、光电二极管的工作原理。
12、PIN和APD的主要特点。
13、耦合器的功能。
14、光耦合器的结构种类。
15、什么是耦合比 16、什么是附加损耗17、光隔离器的结构和工作原理。
第四章知识点小结1、数字光发射机的方框图。
2、光电延迟和张驰振荡。
3、激光器为什么要采用自动温度控4、数字光接收机的方框图。
5、光接收机对光检测器的要求。
6、什么是灵敏度7、什么是误码和误码率 8、什么是动态范围9、数字光纤通信读线路码型的要求。
10、数字光纤通信系统中常用的码型种类。
第五章知识点小结1、SDH的优点。
2、SDH传输网的主要组成设备。
3、SDH的帧结构（STM-1）。
4、SDH的复用原理。
5、三种误码率参数的概念。
6、可靠性及其表示方法。
7、损耗对中继距离限制的计算。
8、色散对中继距离限制的计算。
第七章点知识小结1、光放大器的种类2、掺铒光纤放大器的工作原理3、掺铒光纤放大器的构成方框图4、什么WDM5、光交换技术的方式6、什么是光孤子7、光孤子的产生机理 8、相干光通信信号调制的方式9、相干光通信技术的优点光纤通信复习第一章1.什么是光纤通信光纤通信，是指利用光纤来传输光波信号的一种通信方式2.光纤通信和电通信的区别。
通信光缆资料
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光缆的组成部分及其作用
光缆的作用
• 传输光信号：光缆通过光纤传输光信号，实现远距离、高速率的通信 • 承受拉力：光缆的加强材料可以承受一定的拉力，保证光缆在铺设过程中的稳定性 • 抵抗环境因素：光缆的缆皮和保护层可以抵抗紫外线、温度变化、湿度等环境因素的影响，保 护光纤的正常工作
光缆的组成部分
• 光纤：光缆的核心部件，用于传输光信号 • 缆芯：包裹光纤的圆柱形结构，保护光纤免受外界环境的影响 • 缆皮：包裹缆芯的护套，保护光缆免受物理损伤和化学腐蚀 • 加强材料：位于缆芯和缆皮之间，提高光缆的抗拉强度和抗压强度
特殊环境下的应用场景
• 高温环境：如钢铁厂、化工厂等高温工作环境 • 高湿环境：如沼泽地、水利工程等高湿工作环境 • 强磁场环境：如核电站、大型电机等强磁场工作环境
通05信光缆的发展趋势与市场前 景
光纤传感技术的融合发展
光纤传感技术的融合发展
• 光纤传感网络：通过光纤传感技术构建光纤传感网络，实现多参数的实时监测和控制 • 光纤传感系统：通过光纤传感技术与其他传感技术相结合，实现多功能、高性能的传感系统 • 光纤传感技术的智能化：通过光纤传感技术与人工智能、大数据等技术相结合，实现光纤传感 技术的智能化和自动化
光纤通信技术的创新应用
• 光纤通信网络的智能化：通过光纤通信技术与人工智能、大数据等技术相结合，实现光纤 通信网络的智能化和自动化 • 光纤通信网络的融合：通过光纤通信技术与物联网、云计算等技术相结合，实现光纤通信 网络的融合和扩展 • 光纤通信技术的安全性：通过光纤通信技术与加密技术、网络安全技术相结合，提高光纤 通信网络的安全性和可靠性
通信光缆市场的需求与竞争格局
光纤通信复习资料必看3
光纤通信延长中继距离入纤功率灵敏度五、计算题1．弱导波阶跃型光纤芯子和包层的折射指数分别为n1=1.5, n2=1.48, 试计算：光纤的数值孔径。
2．上题中，若纤芯半径a=6μm, λ0=1μm, 试计算光纤中传输的模数量。
3．阶跃型光纤，若n1=1.5, λ0=1μm, 若Δ=0.018，当保证单模传输时，光纤芯径取多大？4.已知阶跃光纤的n1=1.62，n2=1.52, 试计算：（1）相对折射率Δ（2）数值孔径5.已知阶跃型光纤的n1=1.5，Δ=0.01，芯子半径a=10μm，波长λ0=1.5μm, 试计算：（1）数值孔径NA （2）归一化频率（3）入射光线的激励角范围6. 已知均匀光纤的n1=1.51，Δ=0.01，工作波长λ0=0.85μm, 当纤芯半径a=25μm，此光纤中传输的导模数是多少？若要实现单模传输，纤芯半径应为多少？7. 已知阶跃型光纤的n1=1.5，Δ=0.5%，λ0=1.3μm, 若光纤中的导模数量N=2，试问至少纤芯半径为多大？8．已知光功率为2.4mw，光波频率为1015Hz,求单位时间传播的光子数。
9．某光纤通信系统，其发送光功率为-4dBm，光接收机灵敏度为-40dBm，设备富余度为6 dB，光缆富余度为0.1dB/km，光纤接头损耗为0.2dB/km，且不考虑色散的影响，求当无光缆配线架时，如果希望最长中继距离为60 km，此时的光缆的衰减系数为多大？10．有622Mbit/s速率的单模光缆传输系统，应用InGaAs-LD，其It<50mA，标称波长为1310nm，光谱宽度为2nm，发送光功率为-2.3dBm, 接收灵敏度为-38dBm, 动态范围≥20dB。
采用的光缆其固有损耗为0.3dB/km, 接头损耗为0.1dB/km，光连接器衰减为1dB，光纤色散系数≤2.0ps/nm·km, 光纤富余度为0.1dB/km。
若考虑1dB色散代价（ε取0.115），5dB 设备富余度，试计算在系统设计时，最大中继距离为多少？11、若一个2.5Gbit/s单模光缆通信系统，其系统总体要求如下：系统中采用的激光器为单纵摸激光器，其阈值电流小于50mA，激光器工作于1550nm.光脉冲谱线宽度Δλmax≤1.8nm。
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1 •光纤通信概论L1光纤通信概论光纤通信：以光作为信息载体，利用光纤传输携带信息的光波，以达到通信 之目的。
数字光纤通信系统的基本组成：光发送机、光接收机、光纤。
典型的数字光纤通信系统方框图：数字光纤通信系统发送端的电端机把信息（如话音）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,输出发出携带信息的光波。
光波经光纤传输后到达 接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数 /模转换，恢复成原来的信息。
携带信息的光波：数字信号为T”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”（不发光）。
1.2光纤通信优点 1） 、通信容量大一根光纤同时传输24万个话路，比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出 几十乃至上千倍。
波分复用技术的采用，把一根光纤当作几根、几十根光纤使用, 通信容量近乎无限。
2） 、中继距离长光纤具有极低的衰耗系数，目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下，配 以适当的光发送与光接收设备，中继距离达数百公里以上，特别适用于长途一、 二级干线通信。
光纤通信基础电端机（A/D ）匚n 中继器 电端机（D/A ）模拟信号模拟倍号光发送机 匚^光接收机3）、保密性能好。
4）、抗干扰能力强光波在光纤中传输时只在其芯区进行，不存在传统的电磁波辐射，因此其保密性能极好，同时也不怕外界强电磁场的干扰，抗干扰能力强。
5）、便于施工和维护体积小、重量轻。
光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。
2光纤与光缆2」光纤的构造光纤呈圆柱形是由单根玻璃纤维、紧靠纤心的包层、一次涂履层以及套塑保护层组成。
2.2光纤的导光原理光是一种频率很高的电磁波，而光纤本身是一种介质波导。
我们从几何光学的角度来简单讨论光纤的导光原理全反射原理：光线在均匀介质中是以肓线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示:光的反射与折射光的全反射现象当n的比值增大到一定程度，则会使折射角290度，此时的折射光线不再进入包层，而会在纤芯与包层的分界面上掠过，或者重返冋到纤芯中进行传播, 这种现象叫做光的全反射现象。
光纤通信原理及基础知识
光纤通信原理及基础知识光纤通信是一种利用光信号传输信息的通信技术。
它基于光波在光纤中的传输，具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点，因此在现代通信领域得到广泛应用。
下面将介绍光纤通信的原理和一些基础知识。
1.光纤通信原理光纤通信的原理基于光的全内反射。
光纤是由一个或多个折射率不同的材料构成，光信号通过光纤中的光核进行传输。
当光信号从一个折射率较高的材料传到折射率较低的材料时，会发生全内反射，光信号会在光纤中沿着光核一直传输。
光纤通信系统主要包括光源、光纤和光接收器三个部分。
光源产生光信号并将其注入光纤中，光纤将光信号传输到目标位置，光接收器将光信号转化为电信号进行处理。
这样就完成了光纤通信的整个过程。
2.光纤类型根据应用场景和使用材料的不同，光纤可以分为多种类型。
常见的光纤类型有单模光纤和多模光纤。
单模光纤（Single-Mode Fiber，SMF）是一种具有较小光纤芯径的光纤，适用于远距离传输。
它可以在光纤中传输一个光模式，具有较低的传输损耗和较小的色散效应。
单模光纤主要用于长距离通信和数据传输。
多模光纤（Multi-Mode Fiber，MMF）是一种具有较大光纤芯径的光纤，适用于短距离传输。
多模光纤可以在光纤中传输多个光模式，但由于折射率不同，不同光模式的传输速度会有差异。
多模光纤主要用于局域网、数据中心等短距离通信场景。
3.光纤连接方式光纤连接主要有两种方式：直连和连接器。
直连是将两根光纤通过激光焊接技术直接连接起来。
直连具有较低的插损和回波损耗，但连接时需要专业操作，一旦连接失败将无法更换。
连接器是将光纤端面抛光并用连接器将两根光纤连接在一起。
连接器具有灵活性，连接和更换方便，但具有一定的插损和回波损耗。
4.光纤通信的关键参数光纤通信中，有几个重要的参数需要关注。
带宽是指光纤传输信号的频率范围。
带宽越大，传输速率越高。
损耗是光信号在光纤中传输时丢失的能量。
损耗越小，信号传输的距离越远。
色散是指光信号在光纤中传输时信号传播速度与光波长之间的关系。
光纤通信期末考试资料-书本整理
★★第一章★★★光纤通信：是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
★光纤通信工作在什么区，其波长和频率：目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤。
它是工作在近红外区，波长为0.8～1.8μm，对应的频率为167～375THz。
★光纤通信的主要优点：1 通信容量大；2 中继距离远；3 抗电磁干扰能力强，无串话；4 光纤细，光缆轻；5 资源丰富，节约有色金属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。
因而经济效益非常显著。
★光纤通信系统：光发送设备、光接收设备、光传输设备。
1 光发送设备：主要有驱动器和光源，其作用试吧店端机输入的信号对光源进行调制，使光源产生出与电信号相对应的光信号进入光纤。
2 光接收设备：主要有光检测器和光放大器，3 光传输设备：短距离的是电缆，长距离时要加中继器。
4 中继器：由光检测器、电信号放大器、判决再生电路、驱动器和光源等组成。
作用是将光信号变成电信号。
★★第二章★★★光与物质的作用实质上就是光与原子的相互作用，这种相互作用有三种主要过程：自发辐射、受激辐射、受激吸收。
自发辐射：该过程与外界作用无关，各个原子的辐射是自发地、独立地进行，彼此毫无关联。
（LED）受激辐射：在受激辐射中，通过一个光子的作用，可以得到两个特征完全相同的光子，如果这两个光子再引起其他原子产生受激辐射，就可以得到四个特征完全相同的光子，…，如此进行下去，将形成“雪崩”反应。
（LD）受激吸收：该过程对外来光有严格的频率选择性。
★形成粒子反转的条件：首先要有能实现粒子数反转分布的物质，也就是激光器的工作物质，它具有对光信号放大的能力；其次，要实现粒子数反转，还必须从外界输入能量，使工作物质中有尽可能多的粒子吸收能量后从低能级跃迁到高能级上去。
这一过程也称为激励。
当激励强度足够大时，便可在一堆激光能级之间实现粒子数反转。
★★第三章★★★通信光纤的纤芯通常是折射率为n1的高纯度SiO2，并有少量掺杂剂，以提高折射率。
光纤通信资料课件
在光纤中，光通过全内反射的方式传 播，即光在光纤的芯层中传播，而不 是在外部的涂层中。
光的调制方式
直接调制
通过改变光源的电流直接调制光 的强度。
间接调制
使用外部信号来调制光的强度。这 种方法通常需要一个外部调制器。
调相和调相偏振
通过改变光的相位或偏振状态来调 制光信号。
信号的传输过程
第一季度
第二季度
通过采用先进的调制解调技术、信号 处理技术和光电器件，高速光纤通信 系统的传输速率已经达到Tbps级别。
长距离光纤通信
总结词
长距离光纤通信是实现全球信息互连的重要基信号衰减和色 散。
详细描述
通过采用中继器和拉曼放大器等技术，光纤通信 能够实现数百甚至数千公里的信号传输，为跨洋 光缆、国家骨干网等提供可靠的信息传输通道。
详细描述
通过采用新型光纤和信号处理技术，可以有效降 低信号衰减和色散的影响，提高传输距离和稳定 性。
光子计算机技术
总结词
光子计算机技术是下一代信息技术的重要方向。
总结词
光子计算机技术面临的主要挑战是光子集成和光子控制技 术。
详细描述
光子计算机利用光子作为信息传输和处理的基本单元，具 有高速并行处理、低功耗等优点，有望在人工智能、云计 算等领域发挥重要作用。
04
光纤通信应用
光纤到户（FTTH）
光纤到户是指将光纤光缆直接引入用户家中，为家庭提供高速的宽带接入服务。
光纤到户具有高带宽、低时延、稳定性好等特点，能够满足用户对高清视频、在线 游戏、在线教育等高带宽业务的需求。
光纤到户的建设需要铺设光缆、安装光缆终端设备等，成本较高，但随着技术的进 步和用户需求的增加，光纤到户已成为未来宽带接入的主要趋势。
光纤通信复习资料
第一章1光纤通信是以光波为载波，以光纤作为传输媒质的通信方式。
主要包括收发信电缆机、光发送接收机端机、传输光纤等几个部分。
2光纤通信工作在近红外区，工作频段167-375THz，工作波长0.8-1.8um。
3光纤通信有3个低损耗窗口，850nm的短波长窗口和1310nm、1550nm的长波长窗口。
850nm 是多模窗口，1310nm是单模零色散窗口，1550nm是单模最低损耗窗口。
4光纤通信的特点：1传输频带宽，通信容量大2中继距离远，误码率小3抗电磁干扰能力强，无串话4质量轻，体积小，经济效益好5资源丰富，节约有色金属和能源6保密性好 7抗腐蚀，不怕潮湿缺点：质地脆、机械强度低、连接比较困难、分路耦合不方便5光纤通信技术的基本内容：1光纤传输理论与技术、光纤器件2信号传输原理、调制解调方式、信号编码及信道复用等3光源与光发送机4光检测机与光接收机5光纤通信系统的设计、结构及应用6光纤通信技术如光放大器技术、WDM技术、全光网络技术6目前光纤通信采用的系统：采用光放大器的WDM第四代系统7光纤多址通信系统即为波分复用系统WDM：几个-几百个波长在单根光纤中一起传输，用光放大器作中继放大，使传输容量提高成千上百倍。
第二章1光纤的典型结构式多层同轴圆柱体，自内向外为纤芯、包涂覆层。
光纤的纤芯通常是折射率为n1的高纯SiO2，并有少量掺杂剂，以提高折射率。
包层的折射率为n2(<n1)，通常也由SiO2制造，掺杂B2O3及F等以降低折射率。
2光纤根据传输的模式可分为单模和多模，单模光纤纤芯的芯径是4-10um，多模光纤纤芯的芯径为50um，两者的包层一般为125um，涂覆层为5-40um，根据横截面上的折射率可分为阶跃光纤SI和梯度光纤GI。
按材料分为石英光纤、塑料光纤和纳米光纤。
3数值孔径NA定义：入射临界角&0的正弦即NA=SIN&0=N1根号下芯包折射率差值的两倍。
物理意义：表示入射到光纤端面上的光线，只有与纤芯轴夹角为&0，圆锥角内的入射光线才能在纤芯内传输。
1光纤通信基础知识
三、光纤通信的优点
1、频带宽，通信容量大。 2、损耗低，中继距离长。 3、抗电磁干扰。 4、无串音干扰，保密性好。 5、光纤线径细、重量轻、柔软。 6、光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金
属材料。
1、频带宽，通信容量大
光纤可利用的带宽约为50000GHz，1987年 投入使用的1.7Gb/s光纤通信系统，一对光纤 能同时传输24192路电话，2.4Gb/s系统，能 同时传输30000多路电话。频带宽，对于传输 各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则， 无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN) 发展的需要。
光端机的正面图片
1. 光发射机（光端机） 光端机的背面图片
2. 光纤线路
光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变(失 真)和衰减传输到光接收机。光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接 器组成。光纤是光纤线路的主体，接头和连接器是不可缺少的器件 。实际工程中使用的是容纳许多根光纤的光缆。 对光纤的基本要求: 损耗和色散小， 机械特性和环境特性好. 例如，在不可避免的应力作用下和环境温度改变时，保持传输特性 稳定。
3、抗电磁干扰
光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷 电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动 的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高 压设备等工业电器的干扰，还可用它与 高压输电线平行架设或与电力导体复合 构成复合光缆。
4、无串音干扰，保密性好
光波在光缆中传输，很难从光纤中泄漏出来， 即使在转弯处，弯曲半径很小时，漏出的光波 也十分微弱，若在光纤或光缆的表面涂上一层 消光剂效果更好，这样，即使光缆内光纤总数 很多，也可实现无串音干扰，在光缆外面，也 无法窃听到光纤中传输的信息。
二、光通信发展简史
1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器， 给光通信带来了新的希望，和普通光相比，激光具有波谱宽 度窄，方向性极好， 亮度极高，以及频率和相位较一致的良 好特性。
光纤通信--相关知识点
光纤通信的关键组件、工作原理、优点光纤通信是一种基于光纤传输光信号的高速通信技术。
它利用光的传输速度快、带宽大的特点，通过光纤传输信号，实现远距离、高速、大容量的通信传输。
光纤通信系统主要包括三个关键组件：1.光发射器（光源）：光发射器产生光脉冲信号，并将其转化为光信号。
常用的光源包括激光二极管（LD）和LED （发光二极管）。
2.光纤传输介质：光纤是一种由高纯度玻璃或塑料制成的细长线材，具有非常高的折射率。
光信号通过光纤的全内反射传输，几乎不会受到衰减和信号干扰。
3.光接收器（光检测器）：光接收器将传输的光信号转化为电信号，并进行数据恢复与处理。
光接收器常用的检测器包括光电二极管（PD）和光电倍增管（PMT）。
光纤通信的工作原理如下：1.数据转换：发送方将需要传输的数据转化为电信号。
2.光发射：光发射器将电信号转化为光信号，并发送到光纤中。
3.光传输：光信号通过光纤快速传输，通过光的全内反射在光纤中进行反射。
4.光接收：光信号到达接收端后，光接收器将光信号转化为电信号。
5.数据处理：接收端的电信号经过电子设备的放大、滤波和解调等处理，最终恢复出原始的数据信息。
光纤通信的优点包括：1.高带宽：光纤通信具有非常高的传输带宽，能够实现大容量的数据传输。
2.高速度：光信号的传输速度非常快，远远超过了传统的铜线传输。
3.长距离传输：光信号在光纤中几乎不衰减，能够实现远距离的信号传输。
4.抗干扰性：光纤通信对电磁干扰和信号衰减的影响较小，信号质量稳定可靠。
5.安全性：光信号在传输过程中不会产生外部电磁辐射，难以被窃听，具有较高的安全性。
光纤通信广泛应用于长途通信、局域网、数据中心互联、无线通信、有线电视和医疗诊断等领域，推动了信息传输速度和容量的大幅提升。
随着技术的进步，光纤通信的应用前景更加广阔。
光纤通信基础知识
时间片
A2 D2
1
2
3
4
时隙
MUX
A3 D3
D1 D2 D3
复用后数据 原始信号 数字化信号
TDM适用于数字信号
传输
异步时分复用-ATM
(2)异步时分复用：将一条共享传输路线上的时隙动态，按 需分配给设备的一种时分复用技术。 t1 t2 t3 A
带宽浪费
同步 TDM A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
周期1 周期2
B
C D
待发数据
可用带宽
异步Tห้องสมุดไป่ตู้M A1 B1
周期1
B2
周期2
C2
ATM是一项数据传输技术。ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种 为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。 ATM的传送单元是固定长度53byte的CELL（信元） ATM适配层（AAL）是把一特定的数据源转换成ATM通讯量的特定类型的服务，也就是说 它 处理建立用户所要求的服务质量的机制。有四个被定义的类： A 级 - 固定比特率(CBR)业务:ATM适配层1(AAL1),支持面向连接的业务,其比特率固 定,常见业务为64Kbit/s话音业务,固定码率非压缩的视频通信及专用数据网的租用电 路。 B 级 - 可变比特率(VBR)业务:ATM适配层2(AAL2)。支持面向连接的 业务, 其 比特率是可变的。常见业务为压缩的分组语音通信 和压缩的视频传输。该业务具有传递介面延迟物性, 其原因是 接收器需要重新组装原来的非压缩语音和视频信息。 C 级 - 面向连接的数据服务:AAL3/4。该业务为面向连接的业务,适 用于文件传递和数据网业务,其连接是在数据被传送以前建立 的。它是可变比特率的,但是没是介面传递延迟。 D 级 - 无连接数据业务:常见业务为数据报业务和数据网业务。 在 传递数据前, 其连接不会建立。AAL3/4或AAL5均支持此业务。
电信工程中的光纤通信资料
电信工程中的光纤通信资料在现代社会中，随着科技的飞速发展，通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
特别是在电信工程中，光纤通信作为一种高速、稳定、可靠的通信方式得到了广泛应用。
本文将从光纤通信资料的类型、构成和应用方面进行探讨。
一、光纤通信资料的类型1. 光缆光缆是光纤通信中最基本的元件之一，用于传输光信号。
它由光纤、保护层和外层护套组成。
光纤是其中最重要的部分，它是一根直径非常细的玻璃纤维或塑料管，能够传输光信号。
保护层是为了保护光纤不受外界影响，常见的有聚合物材料保护层和金属套管保护层。
外层护套则是为了防止光缆被机械和物理损坏，通常采用聚乙烯或聚氯乙烯材料。
2. 进线盘进线盘是安装光缆的设备，通常由一组固定在盘子上的轴承组成。
当光缆需要进入建筑物或设备内部时，进线盘可以提供支撑和保护。
3. 纤维跳线纤维跳线是将光纤连接到其他设备或网络的关键组件。
它通常由纤维连接器和光缆组成，用于传输和接收光信号。
二、光纤通信资料的构成1. 发光器发光器是光纤通信中的一个重要组件，它能够将电信号转换成光信号。
常见的发光器有激光二极管发光器（LD）、电特性发光型二极管发光器（LED）等。
发光器发出的光信号经过光纤传输到接收端。
2. 光纤光纤是光信号的传输介质，它由高纯度的玻璃或塑料制成。
光纤的作用是将发光器发出的光信号从发送端传输到接收端，保持信号的准确性和稳定性。
3. 光纤放大器光纤放大器是一种用于加大光信号强度的设备，常见的有掺铒光纤放大器和半导体光纤放大器等。
光纤放大器能够在信号传输过程中提供光信号的补偿和增强，保持信号的质量和可靠性。
三、光纤通信资料的应用1. 电信网络光纤通信在电信网络中有广泛的应用。
它可以用于传输电话信号、互联网数据、电视信号等。
与传统的铜线通信相比，光纤通信具有更高的传输速度、更低的信号衰减和更长的传输距离，因此在电信网络中被广泛采用。
2. 数据中心随着大数据和云计算的兴起，数据中心成为现代社会不可或缺的一部分。
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光纤通信系统第一章所谓光纤通信，就是用光作为信息的载体、以光纤作为传输介质的一种通信方式。
通信系统的容量通常用比特率—距离积BL 表示，B 为比特率,L 为中继间距。
三种低损耗窗850nm、3dB/km；1310nm、0.4dB/km；1550nm、0.2dB/km4、PDH和SDH各表示什么？其速率等级标准是什么？答：PDH表示准同步数字序列，即在低端基群采用同步，高次群复用采用异步；SDH表示同步数字序列。
PDH速率等级标准：SDH速率等级标准：STM-1：155.520Mbit/sSTM-4：622.080 Mbit/sSTM-16：2.5 Gbit/STM-64：10 Gbit/s3、光纤通信有哪些优点？答：1、频带宽，通信容量大2、损耗低，中继距离长3、抗电磁干扰4、无串音干扰，保密性好5、光纤线径细、重量轻、柔软6、光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金属材料7、光纤具有耐腐蚀力强、抗核幅射、能源消耗小等优点。
5 、图示光纤通信系统，解释系统基本结构。
答：光纤通信系统由光发送机、光纤光缆与光接收机等基本单元组成。
系统中包含一些互连与光信号处理部件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器等。
在长距离系统中还设置有中继器(混合或全光)。
1.光纤由哪几部分构成？从横截面上看由三部分构成：纤芯、包层、涂敷层；2、光纤中的纤芯折射率与包层折射率的关系？单模光纤和多模光纤中中两者的芯经一般分别为多少？答：纤芯折射率大于包层折射率；单模光纤纤芯直径：2a=8μm ～１２μm ，包层直径：2b=125μm ；多模光纤纤芯直径：2a=50μm ，包层直径：2b=125μm 。
3、根据芯、包折射率分布及模式传播情况，指出有哪些典型形式光纤？ 答：按照折射率：折射率在纤芯与包层介面突变的光纤称为阶跃光纤；折射率在纤芯内按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤。
按照传输模式： 单模光纤和多模光纤。
5、数值孔径NA 的物理意义？表达式是什么？答：光纤的数值孔径NA,它的含义是反映光纤对光信号的集光能力（接收能力），NA 值越大，对光信号集光（接收）能力越强。
NA ＝sin θC(0001001sin sin(90)1sin cos c cn n n n n n n nNA n θθθθ=-=======∴=或或6、什么是光纤的自聚焦？产生在何种类型光纤里？产生自聚焦的条件？ 答：若折射率分布合适，可以使以不同角度入射的全部光射线以相同的轴向速度，同时到达光纤轴上的某点，即所有光射线都具有相同的空间周期L ，这种现象称为自聚焦，具有自聚焦特性的光纤称为自聚焦光纤；梯 自聚焦---以不同角度入射的光射线以相同的轴向速度，具有相同的空间周期 L ，这种光纤称为自聚焦光纤。
产生在渐变（梯度）型光纤中；当折射率分布按平方率分布（即双曲正割变化），可形成自聚焦特性。
第二章7、阶跃光纤的纤芯和包层折射率分别为n 1＝1.46和n 2＝1.45，试计算： (a)相对芯包折射率差△；(b)若该光纤的端面外为空气(n 0=1)，计算允许的最大入射角θ0及数值孔径NA ；(c)若该光纤浸于水中(n 0=1.33)，计算θ0及NA 的大小。
解：00221221000000000000()0.006832()9.8(1)sin 1sin 9.80.17()7.4( 1.33)sin 1.33sin 7.40.17n n a n b n NA n c n NA n θθθθ-∆=======⨯======⨯=8、有一SI 型多模光纤的芯径为50 μm ，芯包折射率分别为n l =1.465和n 2=1.46。
计算与光纤轴线夹角最大的那条子午射线，在1m 的传输距离上共要反射多少次?解：2.2 1、导模的传播常数应满足什么条件？答：2、归一化频率V 与什么参量有关？其值与导模数的关系？ 答由式（2.2.21），与自由空间波数、芯经、波长、折射率和相对折射率差有关。
3、什么是单模光纤？实现单模传输的条件是什么？答：单模光纤是在给定的工作波长上，只传输单一基模的光纤。
当阶跃光纤的归一化频率V < 2.405时，实现单模传输。
2.4 什么是光纤色散？光纤色散包括哪些？零色散点所处的波长在那儿？决定什么因素？a ）光纤的色散是在光纤中传输的光信号，随传输距离增加，由于不同成分的光传输时延不同引起的脉冲展宽的物理效应。
（b ）材料色散（模内）、波导色散（模内）、模式（模间）色散、偏振色散。
（d ）在1310nm 处，决定因素是材料色散和波导色散。
0201k n k n β≤≤24vM =2222012()()V k a n n =-22v M =全色散为两种色散的近似相加，即D ＝D mat + D W [ps/(nm.km)]全色散为零的波长约在1.31μm 。
2.5 1、什么叫光纤损耗？写出损耗的表达式。
光纤损耗有哪几种？造成光纤损耗的原因是什么？答：当光在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的损耗。
损耗一般用损耗系数α表示。
10(/)lg outinP dB km L P α=-光纤损耗有：吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。
损耗产生的主要原因是光纤材料的吸收、散射作用和光纤在使用过程中由于连接、弯曲而导致附加光功率损失。
光纤的衰减机理主要有3种，即光能量的吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。
吸收损耗与光纤材料有关；散射损耗则与光纤材料及光纤中的结构缺陷有关； 辐射损耗是由光纤几何形状的微观和宏观扰动引起的。
2.7 2、光纤有那些类型？G.652、G.653、G.654、G.655光纤各表示什么？答： G.652光纤（SSF ）：常规单模光纤，色散为零的波长约在1310 nm ，1550 nm具有更低的损耗；G.653光纤(DSF)：色散位移光纤，将零色散波长从1.3μm 移到1.55m m ，这种低损耗、低色散的光纤，无疑对长距离大容量光纤通信来说是十分有利的。
G.654光纤(CSF)：截止波长位移光纤，设计的出发点进一步降低1550nm处的衰减，而零色散波长仍为1310nm。
G.655光纤(NZ-DSF)：非零色散位移光纤，将零色散波长移至1550 nm附近，目地是应用DWDM，克服非线性产物四波混频（FWM）。
1、按照成缆结构方式不同可分为哪几种光缆？答：层绞式、骨架式、带状式、束管式2、光纤光缆制造的主要流程是什么？答：制棒---拉丝---涂敷---成缆光纤预制棒制作方式：用气相沉积法（MCVD)制造一根具有所需折射率分布的预制棒。
典型的预制棒长1m，直径2cm，包含具有合适相对尺寸的纤芯和包层。
3.1 2、比较发光二极管与半导体激光器，指出各自特点？答：发光二极管特点：以自发辐射为基础，发普通荧光，发散角大，是无阈值的器件，发射功率一般为微瓦级。
半导体激光器特点：以受激辐射为基础，发相干（激）光，是有阈值的器件（电流大于阈值点，发射线性激光；小于阈值点为自发辐射光），发射功率一般为毫瓦级。
1、光和物质的相互作用是什么？答：受激辐射、自发辐射、受激吸收1、半导体激光器产生激光输出的基本条件是哪些？答：半导体激光器产生激光输出的基本条件是：形成粒子数反转；提供光反馈；满足激光振荡的阈值条件。
3.2 1、用于光纤通信的发光二极管有哪几类？特点是什么？答：LED的基本结构可分为两类：面发光LED和边发光LED。
面发光LED：称为布鲁斯(Burrus)型LED，这种LED发射面积限制在一个小区域，小区域的横向尺寸与光纤纤芯直径接近。
面发光管输出功率较大，一般注入电流100mA时可达几毫瓦，但光发散角大，其水平发散角θ‖≈120°，垂直发散角θ⊥≈120°，光束呈朗伯分布，与光纤耦合效率很低。
边发光LED：采用条形半导体激光器的设计方案，其发散光束不同于面发光LED，它在垂直于结平面方向的发散角仅为30°，所以边发光LED的输出耦合效率比面发光LED高，调制带宽亦较大，可达约200MHz。
2、制张弛振荡、减小电光延迟时间的简单方法是什么？答：把LD预偏置在I th附近时，是减小t d，缩短载流子寿命 sp，有利于提高调制速率的简单方法。
所以，无论是从减弱张弛振荡，还是从缩短电光延迟时间来提高调制性能，LD都需要预偏置在阈值附近。
3.4 LD的 Ith 随着工作温度的提高，P-I特性曲线向右移动，这时阈值电流增大，斜率减小。
外量子效率(总效率)调制特性3.5 光发送机作用：将输入的电信号加载到光源的发射光束上变成光信号，送入光纤。
信息由LED或LD发出的光波所携带，光波就是载波。
把信息加载到光波上的过程就是调制。
调制方式：将电信号转变为光信号的方式通常有两种：直接调制和间接调制。
直接调制技术具有简单、经济和容易实现等优点，由于光源的输出光功率基本上与注入电流成正比，因此调制电流变化转换为光频调制是一种线性调制。
1、光驱动电路的基本结构是什么？特点是什么？答：光驱动电路由调制电路和控制电路组成，即提供恒定的偏置电流和调制信号，采用伺服回路保持平均光功率恒定不变。
分为LED、LD光驱动电路两类。
数字电路通常由差分对管组成差分电流开关电路，特点是速度快，电路易于调整，若用LD管还需提供预偏电路。
模拟电路由单管或多管构成，由于对线性要求较高，需要复杂的补偿电路。
2、APC与ATC电路起何作用？答：为了克服温度及老化造成的输出功率的下降，在驱动电路中要采取稳定补偿措施，这就是自动功率控制(APC)和自动温度控制(ATC)。
ATC控制利用LD组件内的半导体致冷器及热敏电阻进行反馈控制即可恒定LD芯片的温度。
APC可通过两条途径来实现，一是自动跟踪Ith的变化，使LD 偏置在最佳状态；二是控制调制脉冲电流幅度Im，自动跟踪ηd（外量子效率）的变化。
由于一般ηd随温度的变化不是非常大，因此简单的办法是通过检测直流光功率控制偏置电流，也能收到较好的效果。
光源与光纤耦合效率的主要因素：●光源的发散角发散角大，耦合效率低。
●光纤的数值孔径(NA)NA大，耦合效率高。
●光源发光面、光纤端面尺寸、形状及二者间间距也都直接影响耦合效率。
针对不同的因素，通常采用两类方法来实现光源与光纤的耦合，即直接耦合法：直接耦合法：是将光纤端面直接对准光源发光面，当发光面大于纤芯面积时，这是一种有效的方法。
透镜耦合法：透镜耦合法：当光源发光面积小于纤芯面积时，可在光源与光纤之间放置聚焦透镜，使更多的发散光线会聚进入光纤来提高耦合效率。
4.1 光接收机作用是：将光信号转换回电信号，恢复光载波所携带的原信号。
光接收机主要由3部分电路组成，分别为由光电二极管和前置放大器构成的接收机前端，由主放大器和均衡滤波器构成的线性通道及由判决器和时钟恢复电路构成的再生电路。