光纤通信作业附件

光纤通信作业

第一章：光纤通信

1、什么是光纤通信？系统的组成有哪些？

光纤通信是利用光导纤维（SiO2）作为传输光波信号的通信方式

一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。

2、什么是光通信？

3、光纤通信的优点？《每句话前半部分重要》

传输频带宽，通信容量大。

传输衰减小，传输距离长。

抗电磁干扰，传输质量好。

体积小、重量轻、便于施工。

原材料丰富，节约有色金属，有利于环保。

4、光纤通信的工作波长？

5、WDM是指什么？DWD指什么？

时分复用(TDM)方式。波分复用(WDM)方式。密集波分复用（DWDM）。

6、光纤从材料上可以分为哪几种？

从材料上分为石英光纤、多组分玻璃光纤、氟化物光纤、塑料光纤等。

7、光纤活动连接器从连接方式来看分为哪几种？常见的插针端面有哪几种？12页

一种是永久性连接，一种是活动性连接。

从连接方式看光纤通信应用广泛的是：FC型、ST型、SC型

8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？

9、光纤的制造分哪几个步骤？

10、按材料分光纤分几种？与前题重复

11、无源器件的种类

无源器件包括：连接器、分路器与耦合器、衰减器、隔离器、滤波器、波分复用器、光开关和光调制器等。

本章注意：

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5、

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第二章：光纤通信的物理学基础

1、通过哪些现象可以证明光具有波动性。

光的波动性可以从光的干涉、光的衍射、光的偏振等现象得到证明。

2、什么叫光电效应？光电效应具有哪些试验规律？

由于光的照射，使电子从金属中溢出的现象称为光电效应。

光电效应具有如下实验规律：

3、什么是光的吸收、光的色散和光的散射？ 光的吸收是指光波通过介质后，光强减弱现象。

光的色散是介质的折射率n 随光波波长λ变化的现象。()λf =n

当光通过介质时，偏离原来的方向而向四周传播，这种现象称为光的散射。

4、什么是自发辐射、受激吸收和受激辐射？

5、构成激光器的三个基本条件是什么？

6、激光器的波长取决于什么条件？

光学谐振腔的腔长L的影响，即纵模特性

光学谐振腔反射镜的大小和形状的影响，即横模特性

本章注意

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第三章：光纤

1、从结构上看光纤由纤芯、包层和涂敷层构成

2、按照传输模式分类，光纤可分为单模光纤和多模光纤

3、按照光纤材料分类，光纤可分为哪三类？

石英光纤、石英纤芯塑料包层光纤、塑料光纤

4、光纤制造必须经过哪4个主要过程？画圈圈的

5、按照折射率分布来分类，光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。

6、什么是光纤的相对折射率指数差？对阶跃型光纤其相对折射率指数差表达式是什么？

对渐变型光纤其相对折射率指数差的表达式是什么？

阶跃型光纤 1 渐变型光纤

7、什么是弱导波光纤？什么是近轴条件？为什么光纤必须是弱导波光纤？

弱导波光纤：纤芯折射率与包层折射率相差极小。

近轴条件就是指子午线与轴心夹角很小且Δ<<1，认为各子午线几乎与光纤轴线平行，因此能够自聚焦。

对于阶跃型光纤由于包层和纤芯的折射率差别极小，即Δ很小，可看成弱导波，因此阶跃型光纤也称为弱导波光纤。

8、什么是光纤的数值孔径？什么是光纤的本地数值孔径？对阶跃折射率分布的光纤其数值

孔径的表达式是什么？对渐变折射率分布的光纤其本地数值孔径的表达式是什么？

9、什么叫子午射线？什么叫偏（斜）射线？

子午射线：通过光纤中心轴线的平面--子午面内的光射线

斜射线(偏射线）不经过光纤中心轴线的空间折线。

10、光纤的3个低损耗窗口分别是哪几个？

3个低损耗窗口在0.85、1.31、1.55微米附近。

11、什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？

单模光纤是指在给定的工作波长上，只传输单一基模的光纤

传输两种以上标量模的光纤为多模光纤。

12、什么叫单模光纤的截止波长？模场直径？偏振特性？45页

光纤的单模工作条件是以第一次高阶模（LP11）的截止频率给出的，而对应着归一化截止频率的波长称为截止波长。

模场直径就是单模光纤中基模光斑的大小。

由于双折射现象的存在，使单模光纤实际上变成了“双模”光纤，将引起光波的偏振状态沿光纤长度发生变化，最终导致偏振模色散。需要注意的是，偏振模色散不是单模光纤中的稳定现象。由于单模光纤双折射现象是随机的，与分布在整个光纤长度上的制造应力和环境应力随机波动相关联。此外在传输过程中，两个偏振模式之间会发生转化，而且也是随机的。因此，在光纤输出端的偏振模色散值是随机起伏的。

13、为什么单模光纤用模场直径作为其特征参数，而不用纤芯直径？

单模光纤传输的能量并非全部集中在纤芯中，而是有相当部分在包层中传播，因此光纤的纤芯直经的概念在物理上已没有什么意义，应采用模场直径的概念。

14、分别写出矢量模和标量模的基模表达式和归一化截止频率。

标量模LP01 ；矢量模HE11；

15、光纤的损耗主要有哪些？

16、什么叫光纤色散？光纤色散对通信会造成什么影响？

光信号在光纤中传输时不仅由于光纤损耗而使光功率变小，波形也会变得越来越失真。光信号通过光纤传播期间，波形在时间上发生展宽的现象称为光纤色散。

光纤色散使输入的光信号在光纤传输中展宽到一定程度，就会产生码间干扰，增加误码率，从而限制了通信容量。

17、光纤色散的种类有哪些？什么叫光纤的模式色散？什么叫光纤的材料色散？什么叫波

导色散？