光纤技术基础复习提纲.docx
光纤通信复习提纲-11页文档资料
《光纤通信技术》复习提纲第一章概论小结一、名词概念1、光纤：光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。
2、光纤通信：光纤通信是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式。
3、光纤通信系统：光纤通信系统是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信系统。
4、光纤通信：就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
5、色散：在光纤中，不同信号的各频率或各模式成份的传播速度不同，经过光纤传输一定距离后，不同成份之间出现时延差，从而引信号畸变。
二、光在电磁波谱中的位置三、光纤通信所用光波的波长范围光纤通信的波谱在1.67×1014Hz～3.75×1014Hz之间，即波长在0.8μm～1.8μm之间，属于红外波段，将0.8μm～0.9μm称为短波长，1.0μm～1.8μm称为长波长，2.0μm以上称为超长波长。
四、光纤通信中常用的低损耗窗口:810nm,1310nm,1550nm五、光纤通信的特点与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下：(1)传输频带极宽，通信容量很大；(2)由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；(3)串扰小，信号传输质量高；(4)光纤抗电磁干扰，保密性好；(5)光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；(6)耐化学腐蚀；(7)光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大量有色金属六：光纤结构: 光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成七、光纤分类:若按传输模的数量分类可分为多模光纤和单模光纤若按传输波长分类可分为短波长光纤和长波长光纤若按套塑结构分类可分为紧套光纤和松套光纤全反射是光信号在光纤中传播的必要条件。
第二章小结一、名词概念1、阶跃型光纤:阶跃型光纤在纤芯和包层交界处的折射率呈阶梯形突变，纤芯的折射率n1和包层的折射率n2是均匀常数。
2、渐变型光纤：渐变型光纤纤芯的折射率nl随着半径的增加而按一定规律逐渐减少，到纤芯与包层交界处为包层折射率n2，纤芯的折射率不是均匀常数。
光纤通信期末复习提纲——光纤资料文档
光纤通信期末总复习一、总述题型：判断（15% ）（1.5×10）+选择（30%）（2.5×12）+简答计算（55%）（5~6题）考试范围（第一章～第十章），重点第五章、第六章、第七章，第四章自学（不考）要求：考试可以用中文答题，但是要熟悉英文专业术语（已经将常用专业术语做了整理，可在网络教学平台下载），平时每次作业一定要会做，期末总成绩=考试成绩×60%+实验成绩×20%+平时成绩（讨论+作业）×20% 二、第一章 光纤通信系统1、光通信所用波长（红外、可见、紫外），2、dB ，dBm 计算，光通信系统功率预算3、分清波长，频率，介质中波长，介质中的频率v fλ=4、基本光通信系统构成（框图），各个模块的功能 4、光子能量（以J 为单位，eV 为单位），会计算光线中的光子数5、光纤（光纤通信）优点与缺点 三、光学概要1、Snell 定律：计算纤芯包层上临界角，空气和纤芯入射面入射光锥大小2、数值孔径（NA ）定义，意义3、什么是光斑尺寸 四、 波动学基础 1、α与γ的换算Proof::dB km 10lgexp(2)1dB 110lgexp(2)km-220=108.685ln10 2.3026dB L L L km dB kmγααγγααααγα用表示的衰减值；：衰减系数：传输距离当时值就是；单位为=-==--=≈-2、带宽和谱宽的换算（频率范围和波长范围换算）12212112122ccf f f c f c thenf f f c f f λλλλλλλλλλλλλλλλ⎛⎫-∆=-=-= ⎪⎝⎭⎛⎫∆∆== ⎪⎝⎭∆∆∆∆⎛⎫∆=⇒∆=⇒=⎪⎝⎭3、色散，材料色散，波导色散定义，展宽计算，单位长度展宽计算Dispersion （色散）: Wavelength dependent propagation velocity. 传输速度随波长变化的特性称为色散Material Dispersion （材料色散）: Dispersion caused by the material.Waveguide Dispersion （波导色散）: Dispersion caused by the structure of thewaveguide.L L ττ∆∆⎡⎤⎛⎫= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦''n M L c τλλλ⎛⎫∆=-∆=-∆ ⎪⎝⎭4、光纤通信系统电带宽与光带宽关系5、谐振腔（F-P 腔），纵模概念1(1)222c m mc f f f m c mc c f Ln Ln Ln∆∆+=-+=-=2cc oo co c c of ff f ccλλλλλλ∆∆∆∆∆===7、平面边界上的反射，全反射临界角计算1212n n n n ρ-=+221212power reflected R power incidentR n n R n n ρ≡=⎛⎫-= ⎪+⎝⎭分界面上损耗计算什么是消逝场？发生全反射时低折射率材料中仍然有光能量 五、 光纤波导1、相对折射率与数值孔径：fractional refractive ；NUMERICAL APERTURE121n n n -∆=00sin NA n α== 单模光纤的NA 和多模光纤NA 通常哪个更大？光纤包层和纤芯折射率关系是怎样的？2、光纤损耗Losses may be classified as: AbsorptionScattering ： Rayleigh Scattering Geometric effects目前光纤损耗水平大致是多少？在什么波长？ 光纤三个透光窗口是什么，中心波长分别是多少3、归一化频率计算；V is called the normalized frequency or V parameter2a V NA πλ==归一化频率和光斑尺寸关系是什么？4、多模光纤模式数目计算对于阶跃折射率光纤，若V>1022V N =对于抛物线分布折射率光纤，若V>1024V N =5、单模传播条件2.405V =<aλ<2.4052aNAλπ<6、多模光纤中的畸变阶跃折射率：11211122()()n n n nn n L cn cn c τ-∆⎛⎫∆==∆≈ ⎪⎝⎭对于 GRIN 模式展宽近似表达式为:212n L c τ∆⎛⎫∆= ⎪⎝⎭可知多模阶跃折射率光纤中模式畸变一般情形下远大于GRIN 光纤这里大家需要记住的是模式失真不依赖于光源波长或者光源线宽. 因此总的脉冲展宽:τ∆=modal modal pulse spread τ∆=dispersion material and waveguide dispersive pulse spread τ∆=那么总的色散可计算如下()g M M L τλ⎛⎫∆=-+∆ ⎪⎝⎭由于色散导致的展宽和那几个因素有关？L 、D 、λ∆7、单模截止波长2.4052aNAλπ<=那么截止波长 (小于截止波长光纤将以多模形式传输) 为:c (2)2.612.405a NA a NA πλ==8、普通光纤中传输的光信号一般是非偏振的.六、光源和光放大器1、LED P-I 特性的斜率计算. 禁带宽度(能带间隙 bandgap)与辐射波长关系g i P W e η⎛⎫= ⎪⎝⎭P g W i η=2、量子效率定义，计算。
光纤通信原理复习大纲.docx
光纤通信原理复习大纲第一章1.什么叫光纤通信？光纤通信的发展大致分为哪几个阶段？以光为载波，光纤为传输媒介的通信叫光纤通信。
发展分为5个阶段：第一代：从基础研究到商业应用的开发时期（1966~1979）；第二代:提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期（上世纪80年代早期）；第三代:进一步提高传输速率和增加传输距离的时期（上世纪80年代后期初90年代初）；第四代：以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期（上世纪90年代之后）；第五代：以光孤子脉冲为通信载体，以光时分复用技术（OTDM）和波分复用技术（WDM）联合复用为通信手段，以超大容量、超高速率为特征。
2.光纤通信的优缺点是什么？优点：（1）通信容量大：（2）损耗低、中继距离长；（3）抗干扰能力强；（4）传输误码率极低；（5）保密性强；（6）体积小、重量轻；缺点：（1）有些器件比较昂贵；（2）光纤的机械强度差；（3）不能传输电力；（4）光纤断裂后修复比较困难，需要专用工具；3.光纤通信系统有哪些部分组成？简述各部分的作用。
山发射机、接收机、光纤线路组成；发射机又分为光发射机和电发射机；光发射机的作用是：将输入电信号转化为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度的注入到光纤线路。
电发射机的作用是：将信息源输出的基带电信号变换为适合在信道中传输的电信号。
接收机也分为光接收机和电接收机。
光接收机的作用：把光纤线路输出的产生畸变和衰减的微弱光信号还原为电信号；电接收机的作用：放大和完成与电发射机相反的的变换，包括码型反变换和多路分接；光纤线路：把来自于光发射机的光信号，已经可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
第一早1.光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？由于单模光纤不存在模间色散，带宽大，可用于长途传输；又因为光纤的几何尺寸大小与传输光波长在同一数量级，故光纤通信要向长波长和单模光纤发展。
2.子午光线是才旨始终在包含中心轴线的平面上传播的光线。
《光纤通信技术》复习提纲汇总
光纤通信技术》复习提纲参考书籍：（任选其一即可）《光纤通信系统》，杨祥林，国防工业出版社《光纤通信系统》，顾畹仪，北京邮电大学出版社《Fiber－optic Communication Systems》，G.P.Agrawal, Wiley Interscience.要掌握知识点：（复试和面试）1．DWDM 光通信系统基本构成和各部分功能2．光纤通信系统优缺点，各代光纤通信系统特点3．模拟信号和数字信号的转换，NRZ 和RZ 格式，复用方式，调制方式4．光纤的基本概念，光纤损耗, 损耗系数单位的转换，损耗的机理，光纤通信的三个工作窗口5．光纤色散，色散单位，群速度色散，偏振模色散，高阶色散，色散补偿的原理6．光纤中非线性：SRS、SBS、SPM、XPM 的产生机理，FWM 的危害和克服方法7. 各种光纤的特点：G651、G.652、G.653、G655、大有效面积光纤、DCF、全波光纤8. 半导体发光的物理基础：三种跃迁过程，费米能级，粒子数反转，正向偏置PN 结，双异质结结构对半导体发光器件的性能改善，非辐射复合，如何决定半导体材料的组分？9. LED 的特性，为什么LED 适合用在短距离、低速、模拟通信中？10 . LD 的工作条件，阈值条件，纵模条件11. LD 的典型结构，增益导引和折射率导引条形激光器，同质结、异质结、条形激光器、多量子阱结构如何实现阈值电流的降低？12. 如何实现单纵模？DBR、DFB、外腔、VCSEL13. 光发射机驱动电路，LED 和LD 驱动电路的不同，PI 曲线表示调制过程，LED 的数字驱动电路，带光反馈的LD 数字驱动电路14. 光探测器的设计思想，PN、PIN、双异质结PIN、APD、SAM-APD、SAGM-APD 、SAGCM-APD 每一种的特点15. 光接收机三部分的设计思想：前端、线性通道、判决16. 光接收机噪声分析，散粒噪声、热噪声、放大器噪声指数、APD 过剩噪声17. 数字光接收机误码率分析，灵敏度求解18. 数字光接收机的极限灵敏度分析19 . 功率代价的意义20. 光纤通信系统典型拓扑结构21. 光放大器的种类及简单工作原理。
光纤通信复习提纲解析
《光纤通信技术》复习提纲第一章概论小结一、名词概念1、光纤：光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。
2、光纤通信：光纤通信是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式。
3、光纤通信系统：光纤通信系统是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信系统。
4、光纤通信：就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
5、色散：在光纤中，不同信号的各频率或各模式成份的传播速度不同，经过光纤传输一定距离后，不同成份之间出现时延差，从而引信号畸变。
二、光在电磁波谱中的位置三、光纤通信所用光波的波长范围光纤通信的波谱在1.67×1014Hz～3.75×1014Hz之间，即波长在0.8μm～1.8μm之间，属于红外波段，将0.8μm～0.9μm称为短波长，1.0μm～1.8μm称为长波长，2.0μm以上称为超长波长。
四、光纤通信中常用的低损耗窗口:810nm,1310nm,1550nm五、光纤通信的特点与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下：(1)传输频带极宽，通信容量很大；(2)由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；(3)串扰小，信号传输质量高；(4)光纤抗电磁干扰，保密性好；(5)光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；(6)耐化学腐蚀；(7)光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大量有色金属六：光纤结构: 光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成七、光纤分类:若按传输模的数量分类可分为多模光纤和单模光纤若按传输波长分类可分为短波长光纤和长波长光纤若按套塑结构分类可分为紧套光纤和松套光纤全反射是光信号在光纤中传播的必要条件。
第二章小结一、名词概念1、阶跃型光纤:阶跃型光纤在纤芯和包层交界处的折射率呈阶梯形突变，纤芯的折射率n1和包层的折射率n2是均匀常数。
2、渐变型光纤：渐变型光纤纤芯的折射率nl随着半径的增加而按一定规律逐渐减少，到纤芯与包层交界处为包层折射率n2，纤芯的折射率不是均匀常数。
光纤光缆技术培训复习资料
光纤光缆技术培训复习资料一、填空题：1.光纤通信的基本特点，损耗小中继距离长，不受电磁干扰，无串2.3.多模光纤纤芯直径单模光纤纤芯直径4.光缆结构形式：层绞式，单位式，骨架式，带状。
5.6.二、选择题：1.加强钢丝在中间，光纤在侧边的是（ A ）A、层绞式光缆B、中心束管式光缆C、骨架式光缆D、带状光缆2.多模光缆应用的最大有效距离（ B ）A、1KmB、2KmC、3KmD、4Km3.多模光缆的工作波长（C ）A、1.31umB、1.55umC、0.85umD、2um4.单模光纤的纤芯直径为（D ）A、50umB、62.5umC、125umD、6~10um5.用于长途光缆干线城市接入网的铺设方法（B ）A、直埋B、管道C、架空D、水底三、判断题：1. 光纤通信不受电磁干扰，无串话。
（）2. G、652是常规单模纤。
（）3. G、652单模光纤的工作波长为1.31um、1.55um。
（）4. 中心束管式光缆缆径小、盘长大，可节省接头。
（）5. 熔接接续法,是最好的接续方法。
（）四、简答题：1.什么是光纤通信？答:光纤通信是以光波作为载频,以光导纤维作为传输媒介,实现光信号的传输,就是将光信号限制在光导纤维中进行传输。
光缆铺设方式？答: 传统方式:1.直埋(用于长途光缆干线)2.管道(用于长途光缆干线城市接入网)3.架空(用于山区,河流等特殊地段光缆工程)4.水底(用于水下光缆传输)新兴方式:吹缆(用于管道光缆的安装,长途光缆干线)影响光缆接续损耗的因素？答: 接续操作不良: A、光纤芯轴错位、B、间隙、C、光纤轴相互倾斜、D、光纤端面倾斜光纤参数不同：A、芯径不同B、Δ（NA）不同4.光纤的结构和种类有哪些？答：多模光纤和单模光纤的结构光纤的分类方法多模和常规单模光纤的折射率分布结构I T U-T标准光纤紧套/松套光纤和其他各种涂覆光纤光缆结构形成5．光纤芯线接续的要求和种类有哪些？答：接续损耗要求小（平均损耗小）；接续损耗的偏差要求小（变动值小）；接续点处无反射；接续点处的性能容易检测；接续后可靠性要求高：包括：接续损耗不随时间的推移而变化，接续点的强度不随时间而降低。
光纤通信知识点提纲.
光纤通信知识点提纲第一章知识点小结：1.什么是光纤通信？2、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WDM？5、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。
光纤传输复习提纲
第一章：概述1.1：光纤通信的定义：光纤通信是以光纤为传输介质，以光波为信息载体的通信方式。
光纤通信的三个低损耗窗口为850nm、1310nm、1550nm。
1.2：光纤通信的分类1、按传输信号的类型分，光纤通信可分为模拟光纤通信和数字光纤通信。
2、按调制方式分，光纤通信可分为直接强度调制（最常用）通信和外差调制通信。
目前光纤通信中最常采用的调制方式是直接强度调制。
3、按光纤的传输特性分（在给定的工作波长上能传导的模式），光纤通信可分为多模光纤通信系统和单模光纤通信系统。
第二章：光纤和光缆2.1 光纤的结构和分类光纤的结构多为同轴圆柱体，自内向外依次为纤芯、包层和涂覆层。
光纤的导光原理是基于光在纤芯和包层界面上的全反射。
按照光纤折射率在其横截面上的分布状态，光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按照光纤传输模式的多少可分为多模光纤和单模光纤。
按照ITU-T的标准可分为G.652、 G.653等类型。
世界上目前铺设最多的单模光纤是G.651，G.652常规单模光纤。
掌握数值孔径NA、相对折射率差△的计算。
NA= n0sinθ0=sinθ0 = n1(2△)1/2 △≈(n1 - n2) / n12.2 光纤的损耗和色散损耗和色散是光纤最重要的传输特性。
1、损耗：光信号在光纤中传输时，其强度或功率会受到衰减的现象，称为光纤的损耗。
损耗对数字光纤通信系统的影响是：限制光纤传输系统的传输距离。
损耗用分贝（dB）表示；损耗产生的原因：吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。
2、色散：光信号在光纤中传输时，由于光信号中不同频率成分和不同模式成分传输速度的不同而使光脉冲展宽的现象，称为光纤的色散。
色散会限制系统的传输距离和传输容量（或传输速率）。
光纤色散包括模式色散、材料色散和波导色散。
多模光纤中存在模式色散，单模光纤中存在模内色散。
常规单模光纤在1550nm处损耗最小,但色散最大；常规单模光纤在1310nm处损耗最大,但色散最小，色散基本为零。
广东海洋大学光纤通信复习提纲
《光纤通信技术》复习提纲第1章：1.光纤通信的三个波长窗口2.光纤通信的概念，数字光纤通信系统的组成及各部分的主要作用。
第2章：1.光纤的结构2.光纤按传输波长、折射率分布、传输模式的分类。
3.光纤的折射和折射率、全反射现象。
4.阶跃型光纤中子午线在光纤里全反射地进行传输的条件。
5.光纤中传播模式的截止频率及截止条件，阶跃型光纤单模传输的条件及截止波长。
6.什么是光纤的损耗，光纤损耗特性产生的原因是什么？单模光纤的两个低损耗区域是什么？7.什么是光纤的色散？色散分为哪几种？为什么色散会导致码间干扰？8.光缆的结构第3章：1.有源光器件与无源光器件的区别。
2.光源的作用，光源器件的分类及应用。
3.激光器的工作原理（课本P53～P56第二段）4.半导体激光器的工作原理5.发光二极管的工作原理6.光电检测器的作用，光电检测器的分类及应用。
7.光电检测器的工作原理8.九种无源光器件的作用或功能9.光放大器的概念与分类10.EDFA的基本结构与应用第4章：1.光发送机和光接收机的功能及组成框图2.直接调制和间接调制的基本概念3.两种类型的光中继器的区别和优缺点第5章：1.SDH和SDH网络的基本概念2.SDH的速率与帧结构3.SDH的通用复用映射结构和我国的SDH复用映射结构中各单元的名称及作用，根据复用映射结构能分析某种速率信号的映射复用过程。
4.基本复用映射步骤5.SDH目前主要采用哪种映射方式？如何将139.264Mbit/s信号异步映射进VC-4？6.如何将N个AU-4复用成STM-N帧？7.PDH四次群信号（139.264Mbit/s信号）至STM-1的形成过程8.我国SDH网络结构与我国数字同步网的网络结构。
第6章：1.波分复用（WDM）技术的概念及基本原理，WDM系统的基本组成2.WDM的两种工作方式和两种系统类型3.WDM系统的基本结构及各部分作用4.哪种光复用器和光解复用器最适合超高速、大容量WDM系统使用？5.各种光纤在WDM系统中应用的区别第8章：MSTP、ASON、光接入网、全光网、相干光通信的基本概念，光孤子通信的工作原理。
光纤网络技术复习提纲
复习提纲第1-2章：绪论及全光通信网 (1)第3章：波分复用（WDM）技术 (1)第4章：光传送网（OTN） (2)第5章：智能光网络 (3)第6章：光交换技术 (4)第7章：光网络节点设备 (4)第8章：接入网及城域网 (5)第1-2章：绪论及全光通信网1. 网络发展的最终形式是什么？2. 核心网的发展趋势体现在哪几点？3. 什么是全光网？4. 根据物理技术的发展进程，可以把网络的发展历史划分为哪三代？5. 根据管理信息的处理方式，全光网的管理方式主要可分为哪两类？6. 从网络硬件角度出发，网络故障可以分为哪两大类？7. 光网络发生的故障一般属于什么故障？8. 全光网络的优点主要体现在哪几个方面？9. 全光网主要由哪三部分构成？10. 光网络的常见物理拓扑及其适用场合是什么？11. 目前全光网所面临的技术障碍有哪些？12. 全光通信网是通信网发展的目标，这一目标的实现分两个阶段完成。
这两个阶段是什么？分别论述其特点。
第3章：波分复用（WDM）技术1. 什么是复用技术？在通信系统中采用复用技术的目的是什么？2. 什么是波分复用？简述其原理。
3. WDM技术的优点主要体现在哪些方面？（列举出其中5个）4. 根据建立一个双向WDM系统所用的光纤数，WDM系统的基本构成主要有哪两种形式？5. WDM技术的发展趋势主要体现在哪几个方面？6. WDM波分复用在实质上是什么？7. 简述光时分复用的原理。
8. 光时分复用的实用化需要解决的哪些关键技术？9. 由于EDFA在DWDM中的使用，使进入光纤的光功率有很大的提高，可能会使光纤产生什么效应？10. WDM系统通常使用的哪个波段？11. 在N×2.5Gbit/s的WDM系统，绝对频率参考值是指多少THz？其对应的波长为多少nm？12. 根据G.692的建议，8波长的WDM系统，其相邻信道的波长间隔是多少nm？对应的频率间隔是多少GHz？16波长的WDM系统呢？13. 根据接入的SDH设备光接口的类型，WDM系统可以分为哪两类？分别论述这两种类型的特点。
光纤复习总结.docx
第一章光纤的基本理论1 •光纤的结构纤芯、包层、涂覆层2 •纤芯和包层的作用纤芯：位于光纤屮心，直径2a 为5〜75 u m,作用是传输光波。
包层：位于纤芯外层，直径2b 为:L00〜150 u m z 作用是将光波限制在纤芯中。
3 •阶跃光纤纤芯折射率和包层折射率的定性关系为了使光波在纤芯中传送，应对材料进行不同掺杂，使包层材料折射率n2比纤芯材料折射率nl 小，即光纤导光的条件能nl>n2。
4 •按照支持的模式数量对光纤进行分类单模光纤：单模光纤在给定的工作波长上只传输单一基模。
多模光纤：多模光纤纤芯内传输多个模式的光波。
5. 对光纤中传输的光采用射线光学分析法的前提：光纤尺寸与光波长的定性关系射线光学理论：当光波导尺寸远大于光波长时，对忽略光波长用光射线代表光能量传输路线的方法。
波动光学理论：求解满足边界条件的麦克斯韦方程组的光场。
6•阶跃光纤的子午光线传输路径（以最大入射角为临界角分析各种情况）7•数值孔径的定义，计算，及其与光纤聚光能力、模式色散的定性关系数值孔径：表征光纤的聚光能力NA = sin ^max = - V2A 由此可以看出，比、n?差别越大，即△越大，光纤收集射线的能力越强。
最大群时延差与相对折射率差△成正比，使用弱导波光纤有助于减少模式色散。
时延差限制了多模阶跃折射率光纤的传输带宽。
△越大，模式色散越大，限制光纤传输带宽8•渐变折射率光纤对阶跃光纤的哪个缺点进行了改善（采用渐变折射率光纤的目的是减小多模光纤的模式色散）① 、同样的入射角，传输路径变短（入射角为零除外），从而减小最大群时延差。
② 、离轴心越远，传播速度越快（v=c/n ）,进一步减小最大群时延差。
适当选择折射率分布，可以使不同入射角的光线有人致相等的光程。
9•阶跃光纤的归一化频率计算（只有特定入射角的光波才会在光纤中传递能量）V — Vt/2 + W 2 — Hj 2 — nfka — V2An ）Z:06Z k （） = -人）U —导波的归一化径向相位常数，W —导波的归一化径向哀减常数，a —光纤的半径，△—光纤的相对折射率差，叫一纤芯折射率，入一 工作波长 V-8值情况下的儿点结论：① 、W-*8：w>0,光纤导波。
光纤技术复习资料全
《光纤技术》复习资料第一章 绪论要求：1、了解光纤的基本结构和基本特性；2、充分认识光纤传感和光纤通信在现代工农业生产、军事、科研及日常生活中的作用和地位，明确学习目的；3、了解光纤技术的发展动向；4、知道本课程的学习方法。
具体：1、光纤的定义：光纤是“光导纤维”的简称，是指能够约束并导引光波在其部或表面附近沿轴线方向传播的传输介质。
2、光纤的结构：主要由纤芯、包层和涂敷层构成。
其中纤芯的折射率比包层要高。
纤芯和包层的折射率差引起光在纤芯发生全反射，从而使光在纤芯传播。
3、通信光纤的标准包层直径是125m μ，涂敷层的直径大约是250m μ。
4、常用的光纤材料有纯石英（2SiO ）、玻璃和塑料。
5、列举光纤相对于金属导线的优点（至少5点）：如容量大、抗电磁干扰、电绝缘、本质安全；灵敏度高；体积小、重量轻、可绕曲；测量对象广泛；对被测介质影响小；便于复用，便于成网；损耗低；防水、防火、耐腐蚀；成本低、储量丰富等。
6、光纤通信所占的波长围大概是0817..m μ。
7、1953年，在伦敦皇家科学技术学院开发出了用不同光学玻璃作纤芯和包层的包层纤维，由此导致光纤的诞生。
8、1966年，光纤之父高锟博士深入研究了光在石英玻璃纤维中的严重损耗问题，发现这种玻璃纤维引起光损耗的主要原因。
9、目前，F T T H（光纤到户）是宽带接入的一种理想模式，各国发展迅猛。
10、目前流行的“三网合一”指的是将现存三个网络：电信网、有线电视网和计算机网的信号在同一个光纤网络中传输。
11、光纤被喻为信息时代的神经。
第二章光纤拉制及成缆要求：1、了解光纤的分类方法和光纤的种类，理解各种不同种类光纤之间的区别及每种光纤的特点；2、知道光纤的制作材料及要求；3、了解光纤预制棒的制造原理和工艺；4、知道各种光缆结构和材料的用途。
具体：1、光纤的分类：按照光纤横截面折射率分布不同分为：阶跃光纤和渐变光纤（折射率在纤芯中保持恒定，在芯与包层界面突变的光纤称为阶跃光纤，折射率在纤芯按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤。
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1概论1、光纤通信的主要优点是什么？1频带宽、传输容量人；2损耗小、中继距离长；3重量轻、休积小；4抗电磁十扰性能好；5泄漏小、保密性好；6节约金属材料，有利于资源合理使用。
2、光纤通信系统有哪几个基木组成部分？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3、什么是NRZ和RZ码？NRZ：非归零码RZ：归零码NRZ码的信号带宽仅为RZ的一半NRZ的占空比等于1, RZ的占空比小于或等于0.52光纤和光缆1、用光线光学方法简述光纤的导光原理。
光波从折射率较大的介质入射到折射率较小的介质时，当入射角大于临界角时，在边界处发生全反射。
2、光纤的种类有哪些？什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？它们的尺寸及使用场合有什么不同？多模光纤有哪两种？单模光纤又有哪几种？种类：按折射率分布的变化来分为阶跃光纤和渐变折射率光纤；按其中传播的光波模式数量分为单模光纤和多模光纤。
多模单模：如果光纤只支持一个传导模式，则称该光纤为单模光纤。
支持多个传导模式的光纤称为多模光纤尺寸：单模光纤芯径小（10um左右）,多模光纤芯径大（62.5um或50u m）。
单模光纤传输适合高速大容量长距离传输。
多模光纤适用于低速短距离传输。
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、G653光纤、G654光纤、G.655光纤、全波光纤和色散补偿光纤3、光纤数值孔径的定义是什么？其物理意义是什么？用数值孔径NA表示光线的最大入射角（）max；NA = sin 0 max= —2/NA =（2△庐,A =咗二阻=2nr n.NA表示光纤接收和传输光的能力。
NA（或（）max）越人，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NA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。
4、归一化频率的定义，光纤卩模传输的条件是什么？它表征光纤屮传播模式的数量。
就是把采样频率设为1,其它的频率按它的百分比表示。
光纤的归-化频率V二2兀(2比严耳刃入是一个综合性参数，场龙纤的结构⑥数｛.纤芯的折射率时、半径扒折射率相对差2 和工作波长入0仃关。
其数值大小决応了弱波导光纤中电磁场的分布和传输情况。
归一化频率0WV2.405,传输波长入人于截止波长入c5、什么是光纤的色散？对通信有何影响？色散的种类有哪些？多模光纤的色散由什么色散决定？单模光纤色散又由什么色散决定？色散是山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吋间延迟引起的一种物理效应。
在数字光纤通信系统屮，色散会引起光脉冲展宽，严重时前后脉冲将相互重叠，形成码间F扰，增加误码率，彫响了光纤的传输带宽。
因此，色散会限制光纤通信系统的传输容量和中继距离。
材料色散：由传播速度和纤芯材料折射率随波长变化，及光源频谱中不同成分折射率不同引起的色散波导色散：由于光纤儿何特性而使信号的相位和群速度随波长变化引起的色散多模光纤的色散由模式，材料色散决定，单模光纤色散由材料色散和波导色散决定。
6、材料色散和波导色散引起的时延差h与色散系数M的关系是什么？色散系数M工程通常采用什么单位？材料色散和波导色散引起的时延差A T与色散系数M成正比，色散系数M工程上单位采用ps/(nm km)7、普通单模光纤的零色散波长大约为多少？色散位移光纤(DSF)是利用什么原理制成的？图1普通单模光纤的材料色散系数Dm、波导色散系数D\v和总色散D随波长变化的曲线，总色散在1.31 附近为零，这个波长称为零色散波长。
而在1.55呵附近色散系数D=15 〜18ps/(km・nm)。
在1.55pm附近的损耗最低，如果介理地设计光波导的结构可以把零色散波长位移到1.55pm附近，这样1.55pm附近色散也最小，利用这种原理制成色散位移光纤(DSF)。
无疑对长距离人容暈的光纤通信是十分有利的。
图1普通单模光纤的D M、D“,和D随波长的变化曲线8、造成光纤传输损耗的主要I大I素有哪些？哪些是可以改善的？最小损耗在什么波长范围内？引起光纤衰减的原因是光纤对光能量的吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。
其屮吸收损耗是可以改善的。
最小损耗在1.55 u m波段内。
10、冃前光纤通信采用哪儿个工作波长？为什么？(1)光纤通信使用0.85 n m I作波长的光纤主耍是受到早期光源发光波长的限制，早期发明的光源都是短波长光源，由于光纤损耗随波长的增加而减小,因而选择了相对來说波长较长损耗较小的0.85 u m作为光纤的工作波长.(2)由于石英光纤在1.31 urn处可以达到零色散并且损耗也达到极小，因而在长波长光源问世后开始使用这种工作波长的光纤.(3)由于使川了新技术后，石英光纤的零色散窗口可以移到更长的1.55 urn处，并且此时的损耗要比使用1.31卩m波长传输更小，于是又开始使用工作波长为1.55 u m的光纤.11、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？在长波长波段石英光纤可以实现零色散传输，从而使系统带宽达到最大•比1.55 U m 更长的波长区的散射损耗极低，可以无需放大器或屮继器进行极长距离传输；单模光纤损耗低、频带宽、容量人、成本低，易于扩容。
而通信的主要U的就是最大限度的实现远的传输距离和大的传输容量,因此光纤通信的向长波长、单模光纤方向发展.12、什么是光纤的自聚焦现象？折射率分布合适，有可能使以不同角度入射的全部光线以同样的轴向速度在光纤中传输，同时到达光纤轴上的某点，即所有的光线都有相同的空间周期L,这种现象称为口聚焦13、如何判断光纤的止常色散区和反常色散区？M》0 ( + )长波快材料色散系数MX)的区域为止常色散区，M<0时的区域为反常色散区。
14、什么是单模光纤的偏振色散？单模光纤中其实有两个正交模式存在，由于光纤的制作工艺，外部受力各种影响，光纤并不是绝对的标准，所以两个正交模式在传输过程中会出现时延，称为差分群时延DGD,即为偏振模色散15、什么是平板波导的有效折射率？等效折射率等于Dili空间中的光速度与波导中的相速度Z比。
neff = c / 比=sin 0 = 0 / £o16、平板波导的截止条件是什么？当某个给定模式的传播角刚好等于临界角时，这个模式将被截止。
3光源与光发送机1、光与半导体物质的三个基本作用过程是什么？半导体激光器(LI))、光放大器SOA 分别基于哪个过程？ LED 自发辐射口发辐射，受激辐射，受激吸收 分别基于受激辐射，受激吸收和受激辐射2、光纤通信广泛使用的光源有哪些？ LED 的光谱有什么特点，可以用于何种光纤系统?半导体激光器LD 和发光二极筲LED 是两种最常用的光源发光二级管乂称LED,广泛应用在各类电子设备中，也是光纤通信中经常使用的光 源。
它的优点在于较小的尺寸和较长的使用寿命。
但它也具有发光亮度低，光谱宽等缺 陷，故发光二极管(LED)通常使川在低速、短距离光通倍系统。
3、试画出LED 和LD 的光输出功率P 与注入电流I 的关系曲线，即P ・I 曲线。
它们有什么区別？ 半导体激光器(LD)LED 是无阈值器件，它随注入电流的增加，输出光功率近似的线性增加。
通常使用使用光输出功率P 与注入电流I 的关系，即P ・I 曲线，来描述LED 的输出光功率特性。
LD 是阈值器件。
4、 LED 和LD 的主要区别是什么？LED 本质上是非相丁光源，它的发射光谱是半导体材料导带和价带的H 发辐射谱 线，所以谱线较宽；而LD 是相F 光源，它的谱线很窣。
受激5、 什么是激光器的纵模？横模是激光光束在横截面上的光场分布在激光腔内有若干可以起振的激光，每一个可以在腔内稳定震荡的频率光都 是一个纵模，纵模就是这些频率的叠加。
所谓单纵模可以大致等效于单频，就是 单色性很好，频率很单一的激光。
6、 光纤通信对半导体激光器有哪些主要要求？半导体激光器(LD)是光纤通信最上耍的光源，非常适合于高码速率长距离的光 纤通信系统的基本要求有以下儿点：(1) 光源应在光纤的三个低损耗窗口工作，即发光波长为0.85pm 、1.31pm 或1.55pm 。
m 阶TE 模截止条件：(J//l) =m 2^1n\2 —nz(2)光源的谱线宽度较窄,从=0・1〜l.Onmo(3)能提供足够的输出功率，町达到10mW以上。
(4)与光纤耦合效率高,30%〜50%0(5)能长时间连续工作，工作稳定，提供足够的输出光功率。
7、半导体激光器由哪三个部分构成？(1) T作物质 (2)泵浦源 (3)光学谐振腔8、DFB激光器与普通的F-P腔激光器结构上有什么不同？両出DFB-LD结构示意图。
分布反馈半导体激光器(DFB-LD),它是在异质结激光器具有光放大作用的有源层附近，刻上波纹状的周期的光栅來构成的，如图3所示。
金属层光栅有源层附着层图3分布反馈半导体激光器结构示意图DFB激光器的输出波氏由什么决定？DFB激光器的输出波长市内首光栅决定DFB-LD光谱与普通的F-P腔LD的光谱有何不同？LD多模光谱和单模光谱的比较可以看出，单纵模LD屮除了一个主模外，其它纵模都被抑制了，同吋主模的谱线宽度非常窄，通常小于lnm,用于高速光纤通信系统是非常理想的。
9.FP-LD、DFB-LD的中文名是什么？DFB激光器的工作原理与F-P腔LD的工作原理有何不同？法布里•珀罗激光器分布反馈激光器F・P腔的反射只发生在解理端面，在腔体的任一点，都是这些端面反射的左右行波的干涉；而DFB 内部具有一个对波长有选择性的衍射光栅，从而使只有满足布拉格波长条件的光波才能建立起振荡。
DFB激光器在腔内的每一点都有反射，其腔体损耗与纵模有关。
增益曲线首先和模式具有最小损耗的曲线接触的模开始起振，并且变成主模。
其它相邻模式由于其损耗较大，不能达到阈值，因而也不会从自发辐射屮建立起振荡。
这些边模携带的功率通常占总发射功率的很小比例(<l%)o10、半导体激光器的温度变化对阈值电流有什么影响?对输出功率有什么影响？怎么解决这个问题？温度对激光器阈值电流影响很大，阈值电流随温度升高而加人，功率减小。
所以为了使光纤通信系统稳定、可靠地工作，一般都要采用自动温度控制电路，來稳定激光器的阈值电流和输;I 1光功率O4光放人器1.全光传输中继器和传统的再牛中继器的主耍区别传统的"I冲继器耍完成光■电■光转换过程；而全光传输中继器不需耍光■电■光变换，它巴接对光信号进行放大。
4、SOA （半导体激光放大器）、EDFA （掺餌光纤放大器）的工作原理；SOA、EDFA 各有什么优点？SOA利川能级间受激跃迁而出现粒了数反转的现象进行光放大EDFA在右英光纤中参入饵，当泵汕波长与其吸收带Z •吻介时，町以在1.55um波长附近产生增益。