光纤通信复习总结
光纤通信复习（各章复习要点）
光纤通信复习（各章复习要点）光纤通信复习（各章复习要点）第⼀章光纤的基本理论1、光纤的结构以及各部分所⽤材料成分2、光纤的种类3、光纤的数值孔径与相对折射率差4、光纤的⾊散5、渐变光纤6、单模光纤的带宽计算7、光纤的损耗谱8、多模光纤归⼀化频率，模的数量第⼆章光源和光发射机1、光纤通信中的光源2、LD的P-I曲线，测量Ith做法3、半导体激光器的有源区4、激光器的输出功率与温度关系5、激光器的发射中⼼波长与温度的关系6、发光⼆极管⼀般采⽤的结构7、光源的调制8、从阶跃响应的瞬态分析⼊⼿，对LD数字调制过程出现的电光延迟和张弛振荡的瞬态性质分析（p76）9、曼彻斯特码10、DFB激光器第三章光接收机1、光接收机的主要性能指标2、光接收机主要包括光电变换、放⼤、均衡和再⽣等部分3、光电检测器的两种类型4、光电⼆极管利⽤PN结的什么效应第四章光纤通信系统1、光纤通信系统及其⽹管OAM2、SDH系统3、再⽣段距离的设计分两种情况4、EDFA第五章⽆源光器件和WDM1、⼏个常⽤性能参数2、波分复⽤器的复⽤信道的参考频率和最⼩间隔3、啁啾光纤光栅4、光环形器的各组成部分的功能及⼯作原理其他1、光孤⼦2、中英⽂全称：DWDM 、EDFA 、OADM 、SDH 、SOA第⼀章习题⼀、单选题1、阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界⾯上（B）⽽是能量集中在芯⼦之中传输。
A、半反射B、全反射C、全折射D、半折射2、多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是（A）的。
A、连续变化B、恒定不变C、间断变换D、基本不变3、⽬前，光纤在（B）nm处的损耗可以做到0.2dB/nm左右，接近光纤损耗的理论极限值。
A、1050B、1550C、2050D、25504、普通⽯英光纤在波长（A）nm附近波导⾊散与材料⾊散可以相互抵消，使⼆者总的⾊散为零。
A、1310B、2310C、3310D、43105、⾮零⾊散位移单模光纤也称为（D）光纤，是为适应波分复⽤传输系统设计和制造的新型光纤。
光纤通信复习总结
填空与选择光接收机的最重要的特性参数是灵敏度。
固体激光器的发明大大提高了发射光功率, 延长了传输距离。
光接收机中,PIN光电二极管引入的主要噪声有暗电流噪声和量子噪声。
光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件。
光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是:自发辐射、受激吸收、受激辐射；产生激光的最主要过程是:受激辐射。
光源的作用是将电信号变换为光信号。
光检测器的作用是将光信号转换为电信号。
光中继器实现方式主要有光-电-光中继器和对光信号直接放大的中继器两种。
光纤传输衰减分为材料的吸收衰减、光纤的散射衰减和辐射衰减。
光纤数字通信系统中,误码性能和抖动性能是系统传输性能的两个主要指标。
光纤中的传输信号由于受到光纤的色散和损耗的影响,使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。
光与物质作用时有输出功率与效率、输出光谱特性和响应速率与带宽三个物理过程。
光纤的主要材料是二氧化硅,光纤的结构从里到外依次为纤芯、包层,其中纤芯部分是用来传导光信号的。
光纤的传输特性是光纤的损耗特性、色散特性。
光纤的色散分为材料色散、波导色散和模式色散。
光纤的分类中按传输的模式来分可分为单模和多模光纤,按纤芯的折射率分布的不同来分可分为阶跃型和渐变型光纤。
光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长:0.85um ,1.31um,1.55um,最低损耗窗口的中心波长是在1.55um。
目前光纤通信所用光波的光波波长范围为0.8~1.8um ,属于电磁波谱中的近红外区。
EDFA称为掺铒光纤放大器,其实现放大的光波长范围是1.53~1.56um。
光纤通信是以光纤为传输媒质。
以光波为载波的通信方式。
光纤通信系统的长期平均误码率定义为传送错误的码元数占传送的总码元数的百分比,反映突发性误码,用严重误码秒(SES)、误码秒(ES)两个性能指标来评价。
单模光纤是指在给定的工作波长上,mBnBPIN光电二极管,是在P型材料和N型材料之间加上一层轻掺杂质的N型材料, I层。
光纤通信重要知识点总结
光纤通信重要知识点总结光纤通信是指利用光纤作为传输介质进行信息传输的通信方式。
光纤通信具有高带宽、长传输距离、低损耗和抗干扰等优点，因此在现代通信领域得到广泛应用。
下面是光纤通信的重要知识点总结：1.光纤的组成与结构：光纤主要由芯、包层和包衣组成。
芯是光信号传输的区域，通常由高折射率的材料制成；包层是用低折射率材料包围芯，起到光信号在纤芯内反射传播的作用；包衣是保护光纤的外层，通常由聚合物材料制成。
2.光纤的工作原理：光信号通过光纤的内部反射传播。
当光线从纤芯射入包层界面时，根据全反射原理，光线会完全反射回纤芯内部，从而沿着光纤传输。
通过控制入射角度和光纤材料的折射率可实现光信号的传输和传播。
3.光纤的传输特性：光纤具有高带宽、低损耗和低延迟等优点。
由于采用了光的传输方式，能够实现高速率的数据传输，大大提高了通信的速度和容量。
光纤的损耗非常低，可以在长距离范围内传输信号，而且几乎不受电磁干扰和信号衰减影响。
同时，光信号在光纤中的传输速度非常快，几乎接近光速，因此具有低延迟特性。
4.光纤通信系统的组成：光纤通信系统一般由光源、调制器、光纤传输介质、光解调器和接收器等组成。
光源可以是激光器或发光二极管等，用来产生光信号。
调制器用来将电信号转换成光信号，例如使用调制技术将数字信号转换成光脉冲信号。
光解调器则将光信号转换为电信号，通常使用光电二极管或光电探测器等光电转换器件。
接收器接收到光信号后进行信号处理和解码，将其转化为原始的电信号。
5.光纤通信的调制技术：光纤通信中常用的调制技术包括直接调制和外调制两种。
直接调制是通过改变激光器的电流或电压来实现光信号的调制，简单且成本低，但调制深度较浅。
外调制则是利用外部器件（如调制器）来对光信号进行调制，可以实现高深度的调制，但需要较复杂的设备和技术。
6.光纤通信网络的结构：光纤通信网络一般采用分布式结构或集中式结构。
分布式结构中，光纤纷纱采用星型或网状拓扑结构连接各个用户，每个用户都连接到一个光纤节点。
光纤通信 知识点总结
光纤通信知识点总结引言光纤通信是一种通过光纤传输光信号的通信技术，它使用光纤作为传输媒质，通过光的反射、折射和传播来实现信息的传输。
光纤通信具有带宽大、传输速度快、抗干扰性强、安全可靠等优点，因此在现代通信中得到了广泛的应用。
本文将对光纤通信的相关知识点进行总结，包括光纤通信的基本原理、组成结构、传输特点、光纤通信系统的组成和工作原理、光纤通信的发展趋势等内容。
一、光纤通信的基本原理1. 光的特性光波是一种电磁波，具有波粒二象性，既可以表现为波动又可以表现为微粒。
光波的主要特性包括波长、频率、相速度、群速度等。
2. 光纤的基本原理光纤是一种通过光的全反射来传输光信号的一种传输媒质。
它的基本结构是由一根纤维芯和包覆在外的包层组成，通过这样的结构使得光信号可以沿着光纤的传输方向不断进行反射和传播。
二、光纤通信的组成结构1. 光纤的结构光纤由芯和包层构成，芯是由单质或复合材料制成，包层是由低折射率的材料构成，使得光可以在芯和包层的界面上发生全反射。
2. 光纤的连接器连接器是光纤通信中的重要部分，它用于将光纤连接在一起，保证光信号的传输质量。
3. 光纤的光源和接收器光源是产生光波的设备，用于向光纤中输入光信号；接收器是用于接收光纤传输过来的光信号，并将其转换为电信号。
三、光纤通信的传输特点1. 带宽大光纤通信的带宽远远大于传统的铜线通信，可以传输更多的信息。
2. 传输距离远光纤通信的传输距离远远大于铜线通信，可以满足更长距离的通信需求。
3. 传输速度快光纤通信的传输速度远远快于铜线通信，可以实现更快的数据传输。
4. 抗干扰性强光纤通信的信号传输过程中不受电磁干扰，抗干扰性能强。
5. 安全可靠光纤信号传输过程中不会泄露电磁波，安全可靠。
四、光纤通信系统的组成和工作原理1. 光纤通信系统的组成光纤通信系统由光源、光纤、接收器、调制解调器、复用器、解复用器等组成。
2. 光纤通信系统的工作原理光源产生光信号，光信号经过调制解调器进行调制，然后通过光纤进行传输，接收器接收光信号并将其转换为电信号，经过复用器和解复用器将多个信号合并或分解，最终传输到目标设备。
光纤同学复习总结
光纤同学复习总结光纤同学复习总结1.光纤非线性效应对光纤通信系统有正反两方面影响：一方面课引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道间的串话，信号载波的移动等；另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件2.激光器纵模的性质:1.纵模数随注入电流变化：当FP腔激光器仅注入直流电流时，随注入电流的增加，纵模数减少；2.峰值波长随温度变化：当结温升高时，半导体材料的禁带宽度变窄，使激光器发射光谱的峰值波长移向长波长；3.动态谱线展宽：对激光器进行直接长度调制，会使发射谱线增宽，振荡模数增加，谐振频率发生漂移，动态谱线展宽。
3.半导体激光器是一种PN结构成的二极管结构，通过注入正向电流进行泵浦，当注入的电流达到一定阈值后，在结区形成一个粒子数反转分布的区域，价带主要由空穴占据，导带主要由电子占据。
对于光子能量满足Eg全光通信网是指信号以光的形式穿过整个网络，直接在光域内进行信号的传输、再生、光交叉连接（OXC）、光分叉复用（OADM）和交换/选路，中间不需经过光电、电光转换，可以大大提高整个网络的传输容量和交换节点的吞吐量SAON网络由控制平面、管理平面、传送平面和数据通信网组成。
控制平面：控制平面是ASON的核心部分，控制平面通过使用接口、协议以及信令系统，可以动态的交换光网络的拓扑信息，路由信息及其他控制指令，实现光通道动态的建立和拆除。
管理平面：管理平面与控制平面技术互为补充，可以实现对网络资源的动态配置，性能检测，故障配置以及路由规划等功能。
传送平面：由一系列的传送实体组成，它是业务传送的通道，可提供用户信息端到端的单向或者双向传输。
数据通信网分布于三大平面中，负责承载控制信令消息和管理信息的信令网络。
三、ASON的交换连接方式？1．交换连接(sc):是由控制平面发起的一种全新的动态连接方式，是由源端客户发起呼叫请求，通过控制平面的信令实体间交互建立起来的连接类型2．永久连接（PC）:是由网管系统指配的连接类型连接路径由管理平面根据连接要求以及网络资源利用情况预先计算，沿着连接路径通过网络管理接口向网元发送交叉连接命令，进行统一指配，最终实现通路的建立过程。
光纤通信复习总结
光纤通信复习总结一、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。
二、光在电磁波谱中的位置----光也是一种电磁波，只是它的频率比无线电波的频率高得多。
红外线、可见光和紫外线均属于光波的范畴。
1、可见光是人眼能看见的光，其波长范围为：0.39 至0.76 。
2、红外线是人眼看不见的光，其波长范围为：0.76 至300 。
一般分为：（1）近红外区：其波长范围为：0.76 至15 ；（2）中红外区：其波长范围为：15 至25 ；（3）远红外区：其波长范围为：25 至300 ；三、光纤通信所用光波的波长范围（1）光纤通信所用光波的波长范围为0.8 至1.8 ，属于电磁波谱中的近红外区。
（2）在光纤通信中，常将0.8 至0.9 称为短波长，而将0.8 至0.9 称为长波长。
四、光纤通信中常用的低损耗窗口（1）0.85 、1.31 和1.55 左右是光纤通信中常用的三个低损耗窗口。
（2）早期光纤通信系统传输所用的是多模光纤，其工作波长在0.85 的第一个工作窗口。
（3）非色散位移光纤（G.652光纤）工作在1.31 附近的第二个工作窗口。
（4）色散位移光纤（G.653光纤）工作在1.55 附近的第二个工作窗口。
-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,原材料来源丰富一）概论习题1、什么是光纤通信？2、光纤的主要作用是什么？3、与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信有何优点？4、为什么说使用光纤通信可以节约大量有色金属？5、为什么说光纤通信具有传输频带宽，通信容量大？6、可见光是人眼能看见的光，其波长范围是多少？7、红外线是人眼看不见的光，其波长范围是多少8、近红外区：其波长范围是多少9、光纤通信所用光波的波长范围是多少？10、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别是多少（二）单元测试 (单项选择题）1 光纤通信指的是：1以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；2 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；3 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；4以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。
光纤通信复习(总结)
复习提纲(第一版)第一章知识点小结： (3)1.什么是光纤通信？ (3)2.基本光纤通信系统的组成和各部分作用。
(3)3.光纤通信和电通信的区别。
(3)第二章知识点小结 (3)1、光能量在光纤中传输的必要条件（对光纤结构的要求）。
(3)2、突变多模光纤数值孔径的概念及计算。
(4)3、弱导波光纤的概念。
(4)4、相对折射率指数差的定义及计算。
(4)5、突变多模光纤的时间延迟。
(4)6、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理。
(5)7、归一化频率的表达式。
(5)8、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算。
(5)第三章知识点小结 (5)1、光纤通信中常用的半导体激光器的种类。
(5)2、半导体激光器的主要由哪三个部分组成？ (5)3、电子吸收或辐射光子所要满足的波尔条件。
(5)4、什么是粒子数反转分布？ (5)5、理解半导体激光产生激光的机理和过程。
(6)6、静态单纵模激光器。
(6)7、半导体激光器的温度特性。
(6)8、DFB激光器的优点。
（分布反馈激光器） (7)9、LD与LED的主要区别 (7)10、常用光电检测器的种类。
(7)11、光电二极管的工作原理。
(7)12、PIN和APD的主要特点。
(8)13、耦合器的功能。
(8)14、光耦合器的结构种类。
(8)15、什么是耦合比？ (8)16、什么是附加损耗？ (8)17、光隔离器的结构和工作原理。
P70 (8)第四章知识点小结 (9)1、数字光发射机的方框图。
(9)2、光电延迟和张驰振荡。
(9)3、激光器为什么要采用自动温度控 (9)4、数字光接收机的方框图。
(10)5、光接收机对光检测器的要求。
(10)6、什么是灵敏度？ (10)7、什么是误码和误码率？ (10)8、什么是动态范围？ (11)9、数字光纤通信读线路码型的要求。
(11)10、数字光纤通信系统中常用的码型种类。
(11)第五章知识点小结 (11)1、SDH的优点。
《光纤通信》的复习要点
《光纤通信》的复习要点《光纤通信》课程复习要点和重点浙江传媒学院陈柏年（2014年6⽉）第⼀章概述1、光纤通信：以光波作为信号载体，以光纤作为传输媒介的通信⽅式。
2、光纤通信发展历程：（1）光纤模式：从多模发展到单模；（2）⼯作波长：从短波长到长波长；（3）传输速率：从低速到⾼速；（4）光纤价格：不断下降；（5）应⽤范围：不断扩⼤。
3、光纤通信系统基本组成：（1）光纤，（2）光发送器，（3）光接收器，（4）光中继器，（5）适当的接⼝设备。
第⼆章光纤光缆⼀、光纤（Fibel）1、光纤三层结构：（1）纤芯（core），（2）包层（coating），（3）涂覆层（jacket）。
2、各类光纤的缩写和概念：SIF（突变型折射率光纤），GIF（渐变折射率光纤）；DFF（⾊散平坦光纤）、DSF（⾊散移位光纤）；MMF（多模光纤），SMF（单模光纤）；松套光纤，紧套光纤。
⼆、光的两种传输理论（⼀）光的射线传输理论1、光纤的⼏何导光原理：光纤是利⽤光的全反射特性导光；纤芯折射率必须⼤于包层折射率，但相差不⼤。
2、突变型折射率多模光纤主要参数：★（1）光纤的临界⾓θc：只有在半锥⾓为θ≤θc的圆锥内的光束才能在光纤中传播。
★（2）数值孔径NA：⼊射媒质折射率与最⼤⼊射⾓（临界⾓）的正弦值之积。
与纤芯与包层直径⽆关，只与两者的相对折射率差有关。
它表⽰光纤接收和传输光的能⼒。
（3）光纤的时延差Δτ：时延差⼤，则造成脉冲展宽和信号畸变，影响光纤的容量，模间⾊散增⼤。
3、渐变型折射率多模光纤主要参数：（1）⾃聚焦效应：如果折射率分布恰当，有可能使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，同时达到光纤轴上的某点，即所有光线都有相同的空间周期。
（2）光纤的时延差Δτ：⽐突变型光纤要⼩，减⼩脉冲展宽，增加传输带宽。
（⼆）光纤波动传输理论★1、光纤模式：⼀个满⾜电磁场⽅程和边界条件的电磁场结构。
表⽰光纤中电磁场（传导模）沿光纤横截⾯的场形分布和沿光纤纵向的传播速度。
光纤通信考点总结
第一章：概论1. 任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输离。
2. 光纤通信用的近红外光(波长约1 μm)的频率(约300 THz)比微波(波长为0.1 m~1 mm)的频率(3~300 GHz)高3个数量级以上。
为便于比较，图1.1给出了相关部分的电磁波频谱。
光纤通信用的近红外光(波长为0.7~1.7 μm)频带宽度约为200 THz，在常用的1.31 μm和1.55 μm 两个波长窗口频带宽度也在20 THz以上。
3. 光纤通信的优点：（1）容许频带很宽，传输容量很大(汗牛充栋)（2）损耗很小，中继距离很长且误码率很小(特快列车)（3）重量轻、体积小(瘦身专家)（4）抗电磁干扰性能好(百毒不侵)4. 光纤通信系统的基本组成(单向传输)5. 基本光纤传输系统：光发射机、光纤线路和光接收机6. 光发射机由光源、驱动器和调制器组成，光源是光发射机的核心。
目前广泛使用的光源有半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管(或称激光器)(LD)。
7. 光发射机把电信号转换为光信号的过程(常简称为电/光或E/O转换)，是通过电信号对光的调制而实现的。
目前有直接调制和间接调制(或称外调制)两种调制方案（1）直接调制：用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。
这种方案技术简单、成本较低、容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。
（2）外调制：把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。
外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。
8. 对光参数的调制，原理上可以是光强(功率)、幅度、频率或相位调制，但实际上目前大多数光纤通信系统都采用直接光强调制。
9. 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。
10. 在0.85 μm、1.31 μm和1.55 μm有三个损耗很小的波长“窗口”。
光纤复习总结
光纤复习总结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：位于光纤中心，直径2a 为5～75μm, 作用是传输光波。
包层：位于纤芯外层，直径2b 为100～150μm,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n1小，即光纤导光的条件是n1＞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，可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≈-==2sin 12221max n n n NA θ 由此可以看出，1n 、2n 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Δ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。
Δ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大致相等的光程。
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）a k n ka n n W U V 012221222?=-=+=002k λπ=U —导波的归一化径向相位常数，W —导波的归一化径向衰减常数，a —光纤的半径，?—光纤的相对折射率差，1n —纤芯折射率，0λ—工作波长V →∞值情况下的几点结论：①、W →∞: W>0，光纤导波。
光纤通信复习要点
光纤通信复习要点第⼀章1.光纤通信的定义光纤通信是采⽤光波作为信息载体，并采⽤光导纤维作为传输介质的⼀种通信⽅式。
2.光纤通信的优点频带宽，通信容量⼤；损耗低，中继距离长；抗电磁⼲扰；⽆串⾳⼲扰，保密性好；光纤线径细、重量轻、柔软；原材料资源丰富，可节约⾦属材料；耐腐蚀，寿命长。
3.光纤通信的缺点光纤质地脆、机械强度低；需要⽐较好的切割及连接技术；分路、耦合⽐较⿇烦；弯曲半径不宜太⼩。
第⼆章1.光纤的基本结构：折射率较⾼的芯区、折射率较低的包层、表⾯涂敷层。
2.光纤的分类按传播模式分类：单模光纤尺⼨：光纤的纤芯直径尺⼨扩展到⼏个波长（通常是8～12个波长），并且使纤芯包层折射率差很⼩，只允许传输⼀个基模的光纤。
纤芯直径2a=8～10µm(⽆实际意义)，包层直径2b=125µm 。
优点：带宽极宽、衰减⼩。
应⽤：适⽤于⼤容量的光纤通信。
多模光纤尺⼨：远⼤于光波波长，能传输多个模式的光纤。
纤芯直径2a=50µm，包层直径2b=125µm 。
优点：制造简单、接续容易。
缺点：存在模式⾊散，带宽窄。
应⽤：适应于较⼩容量的光纤通信。
3.光纤的传输特性：损耗特性、⾊散特性、⾮线性效应。
第三章简单题：1.半导体发光的机理：半导体材料具有能带结构⽽不是能级结构。
半导体材料的能带分为导带、价带与禁带。
电⼦从⾼能级范围的导带跃迁到低能级范围的价带，会释放光⼦⽽发光。
2.⾃发辐射由于位于⾼能级E2的原⼦是不稳定的，将⾃发地向低能级跃迁，并释放出能量为h ν = E1 - E2的光⼦，这种辐射称为⾃发辐射。
各个处于⾼能级的粒⼦都是⾃发的、独⽴地进⾏跃迁，其辐射光⼦的频率不同，所以⾃发辐射的频率范围很宽。
⾃发辐射产⽣⾮相⼲光。
3.受激辐射若原⼦原来处于⾼能级E2上，被能量为hv的光⼦激发，将向E1能级跃迁，并产⽣能量为hv的光⼦。
两者同频，同相，同偏振，为相⼲光。
这⼀辐射过程称为受激辐射。
光纤通信系统与应用胡庆复习总结
红色: 重点、绿色: 了解第1章1.光纤通信的基本概念: 以光波为载频, 用光纤作为传输介质的通信方式。
光纤通信工作波长在于近红外区: 0.85～2.00μm的波长区, 对应频率: 167～375THz。
对于SiO2光纤, 在上述波长区内的三个低损耗窗口, 是目前光纤通信的实用工作波长, 即 0.85μm、 1.31μm 1.55μm 及 1.625μm2、光纤通信系统的基本组成: P5 图1-3目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。
该系统主要由光发送设备（光发射机）、光纤传输线路、光接收设备（光接收机）、光中继器以及各种耦合器件组成。
各部件功能:电发射机: 对来自信源的信号进行模/数转换和多路复用处理；光发送设备: 实现电/光转换；光接收机: 实现光/电转换；光中继器：将经过光纤长距离衰减和畸变后的微弱光信号放大、整形、再生成具有一定强度的光信号, 继续送向前方, 以保证良好的通信质量。
3.光纤通信的特点: （可参照P1.2）优点: （1）, 传输容量大。
（2）传输损耗小, 中继距离长。
（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输, 基本无泄露。
（4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成, 不受电磁场干扰。
（5）体积小、重量轻。
（6）原材料来源丰富、价格低廉。
缺点: 1）弯曲半径不宜过小；2）不能远距离传输；3）传输过程易发生色散。
4.适用光纤: P11G.652 和G.654: 常规单模光纤, 色散最小值在1310nm处, 衰减最小值在1550nm处。
常见的结构有阶跃型和下凹型单模光纤。
G.653：色散位移光纤, 色散最小值在1550nm处, 衰减最小值在1550nm 处。
难以克服FWM混频等非线性效应带来的影响。
G.655：非零色散光纤, 色散在1310nm处较小, 不为0；衰减最小值在1550nm处。
可以尽量克服FWM混频等非线性效应带来的影响。
光纤通信考试复习重点
光纤通信考试复习重点简答题一、光纤通信的特点？优点：1、速率高，传输容量大；2、损耗低，传输距离远；3、抗干扰能力强，保密性好；4、质量轻，敷设方便；5、耐腐蚀，寿命长；缺点：线路施工过程中连接较复杂，造价高。
二、光纤通信系统的基本组成，各个单元的作用？主要组成部分包括光纤、光发送器、光接收机、光中继器和适当的接口设备。
光发送机：把输入电信号转换为光信号，最大限度地耦合到光纤线路。
光纤线路：把来自光发射机的光信号以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
光接收机：把光纤线路输出的微弱光信号转换为电信号，并经放大处理后恢复成原始信号。
三、半导体激光器的结构原理？四、新型半导体激光器1、分布反馈DFB激光器优点：①单纵模激光器；②谱线窄，波长稳定性好；③动态谱线好；④线性好。
2、分布布拉格反射DBR激光器优点：增益区和它的波长选择是分开的，因此可以对它们分别进行控制。
3、量子阱QW激光器优点：①阈值电流低，输出功率大。
② 单纵模，谱线窄，利于调制。
③ 温度要求低。
无需温度控制，无需制冷器。
④ 外微分量子效率大。
⑤ 频率啁啾小，动态单纵模特性好。
4、垂直腔面发射激光器VCSEL 优点：① 实现极低阈值工作；② 平行光互连和光信息处理；③ 圆形光斑，发散角小，方向性好；④ 动态单纵模工作；⑤ 高密度集成；⑥ 适合光电集成电路OEIC 结构。
五、数字光发送机基本组成，各单元模块功能？采用直接调制（IM ）的光发送机主要包括：输入电路（输入盘）和电／光转换电路（发送盘）。
（1）均衡器的作用是对由PCM 电端机送来的HDB3码或CMI 码流进行均衡，用以补偿由电缆传输所产生的衰减和畸变，保证电、光端机间信号的幅度、阻抗适配，以便正确译码。
（2）码型变换的作用是将适合在电缆中传输的双极性码，通过码型变换转换为适合于光纤线路传输的单极性码。
（3）扰码电路的作用就是当线路码流出现长连“0”或长连“1”的情况 ，有规律地破坏长连“0”和长连“1”的码流，从而使“0”、光信号输出NRZ 码HDB3(CMI)电信号输入均衡放大码型变换信号扰码线路编码驱动电路光源时钟提取APC ATC 光监测告警输出输入盘发送盘“1”等概率出现，便于接收端提取时钟信号。
光纤通信复习总结1
第一章概述小结一、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。
二、光在电磁波谱中的位置----光也是一种电磁波，只是它的频率比无线电波的频率高得多。
红外线、可见光和紫外线均属于光波的范畴。
1、可见光是人眼能看见的光，其波长范围为：0.39um 0.76um 。
2 、红外线是人眼能看不见的光，其波长范围为：0.76um至300um 。
一般分为：（1）近红外区：其波长范围为：0.76 um至15um；（2 ）中红外区：其波长范围为：15um 至25um ；（3 ）远红外区：其波长范围为：25um 至300um ；三、光纤通信所用光波的波长范围（1）光纤通信所用光波的波长范围为0.8 um至1.8um，属于电磁波谱中的近红外区。
（2）在光纤通信中，常将0.8um至0.9um称为短波长，而将1.0um 至2.0um称为长波长。
四、光纤通信中常用的低损耗窗口（1）0.85um、1.31 um、和1.55um 左右是光纤通信中常用的三个低损耗窗口。
（2 ）早期光纤通信系统传输所用的是多模光纤，其工作波长在0.85 的第一个工作窗口。
（3 ）非色散位移光纤（G.652光纤）工作在1.31um 附近的第二个工作窗口。
（4 ）色散位移光纤（G.653光纤）工作在1.55um 附近的第二个工作窗口。
----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。
单元测试：1 光纤通信指的是：(B)A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。
光钎通信基础期末总结
光钎通信基础期末总结一、绪论光纤通信是一种通过光信号传输信息的高速通信技术。
它使用光纤作为信号的传输介质，通过光的全反射和色散现象来实现信息传输。
光纤通信具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优势，被广泛应用于电话通信、互联网、电视传输等领域。
本文将对光纤通信的基础概念、工作原理、主要组成部分以及应用进行总结。
二、光纤通信基础概念1. 光纤通信系统光纤通信系统由光源、调制器、光纤传输链路和接收器组成。
光源产生光信号，调制器将电信号转换为光信号，光纤传输链路进行光信号传输，接收器将光信号转换为电信号。
2. 全反射当光束从一个介质射向另一个折射率较小的介质时，当入射角大于一个临界角时，光束将被完全反射，这种现象被称为全反射。
3. 色散光在光纤中传播时，由于不同波长的光速度不同，会导致不同波长的光信号到达终点时时间错开，这种现象被称为色散。
三、光纤通信工作原理1. 光源光源是光纤通信系统中产生光信号的装置，常用的光源包括激光器和发光二极管。
激光器生成的光信号稳定且方向性好，适用于长距离传输；发光二极管价格低廉，适用于短距离传输。
2. 调制器调制器将电信号转换为光信号的装置，常用的调制器包括电吸收调制器和电容调制器。
电吸收调制器利用电压改变吸收率，实现光信号的调制；电容调制器利用电压改变光纤的折射率，实现光信号的调制。
3. 光纤传输链路光纤传输链路是光纤通信中最重要的组成部分，它负责光信号的传输。
光纤主要由纯净的二氧化硅和小量的掺杂剂组成，具有很好的抗干扰性能和低损耗特性。
光信号通过光纤的全反射现象在光纤中传输。
4. 接收器接收器将光信号转换为电信号的装置，常用的接收器包括光电二极管和光电探测器。
光电二极管是一种简单且价格低廉的光电转换器件；光电探测器具有较高的灵敏度和接收距离，适用于长距离传输。
四、光纤通信组成部分1. 多模光纤多模光纤是一种光纤，能够同时传输多个模式的光信号。
它的核心直径相对较大，适用于短距离传输。
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填空与选择光接收机的最重要的特性参数是灵敏度。
固体激光器的发明大大提高了发射光功率，延长了传输距离。
光接收机中,PIN光电二极管引入的主要噪声有暗电流噪声和量子噪声。
光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件。
光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是:自发辐射、受激吸收、受激辐射；产生激光的最主要过程是:受激辐射。
光源的作用是将电信号变换为光信号。
光检测器的作用是将光信号转换为电信号。
光中继器实现方式主要有光-电-光中继器和对光信号直接放大的中继器两种。
光纤传输衰减分为材料的吸收衰减、光纤的散射衰减和辐射衰减。
光纤数字通信系统中,误码性能和抖动性能是系统传输性能的两个主要指标。
光纤中的传输信号由于受到光纤的色散和损耗的影响,使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。
光与物质作用时有输出功率与效率、输出光谱特性和响应速率与带宽三个物理过程。
光纤的主要材料是二氧化硅,光纤的结构从里到外依次为纤芯、包层,其中纤芯部分是用来传导光信号的。
光纤的传输特性是光纤的损耗特性、色散特性。
光纤的色散分为材料色散、波导色散和模式色散。
光纤的分类中按传输的模式来分可分为单模和多模光纤,按纤芯的折射率分布的不同来分可分为阶跃型和渐变型光纤。
光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长:0.85um ,1.31um,1.55um,最低损耗窗口的中心波长是在1.55um。
目前光纤通信所用光波的光波波长范围为0.8~1.8um ,属于电磁波谱中的近红外区。
EDFA称为掺铒光纤放大器,其实现放大的光波长范围是1.53~1.56um。
光纤通信是以光纤为传输媒质。
以光波为载波的通信方式。
光纤通信系统的长期平均误码率定义为传送错误的码元数占传送的总码元数的百分比,反映突发性误码,用严重误码秒(SES)、误码秒(ES)两个性能指标来评价。
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。
mBnB码又称为分组码,它是把把输入码流中M 比特分为一组,然后变换为N比特。
PIN光电二极管,是在P型材料和N型材料之间加上一层轻掺杂质的N型材料，I层。
WDM技术从传输方向分:有双向结构和单向结构两种基本应用形式。
在热平衡条件下,一个电子占据一个能量为E的能级的概率f(E)的计算式为f(E)=1/{1+e^[(E-E^f)/KT]}。
在阶跃型光纤中,LP01模是最低工作模式,LP11是第一高阶模。
在光纤通信系统中光接收机的基本功能是:把接收来的光信号转变为原来的电信号。
在光接收机中,与光电检测器相连的放大器称为前置放大器,它是低噪声、髙增益的放大器。
渐变型光纤中,不同的射线具有相同轴向速度的现象称为光纤的自聚焦现象。
随着半导体激光器温度的上升,其输出功率会降低。
发光二极管依靠自发辐射发光,半导体激光器依靠受激辐射发光。
通常用的光纤绝大多数用石英材料制成,折射率高的中心部分叫做纤芯,折射率稍低的外层称为包层。
阶跃型光纤的单模传输条件是0＜V＜2.405。
目前光纤通信的长波波长低损耗工作窗口是波长1.31un附近和波长1.55附近。
工程上光接收机的灵敏度常用光功率的相对值表示,单位是dBm。
表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为数值孔径,用NA表示。
对于半导体激光器,当外加正向电流达到某一值时,输出光功率将急剧增加,这时输出的光为激光 ,这个电流称为阈值电流。
由于双异质结激光器在有源区两侧,既限制了光波,又限制了载流子,故它的光强分布基本被约束在有源区,而且阈值电流大大降低。
根据ITU-T的建议,STM-1码速率=155.520Mb/s。
光纤单模传输条件,归一化频率V应满足 V<2.405激光是通过什么产生的受激辐射EDFA的泵浦光源的典型工作波长为1550 nm光隔离器的工作原理是:基于法拉第旋转的非互易性光隔离器的作用是保证光信号只能正向传输码的原因是光源不能产生负信号光光纤数字通信系统中不能传输HDB3在激光器中,光的放大是通过:粒子数反转分布的激活物质来实现单模光纤中主要色散是波长色散。
多模光纤中主要色散是模式色散目前光纤通信系统中广泛使用的调制─检测方式是强度调制—直接检测光合波器是:将不同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输光纤是利用光的全反射现象传送光信号的。
光纤的纤芯折射率应大于包层折射率,光纤才能导光通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是:光接收机噪声光纤相对折射指数差的定义为Δ=(n21－n22)/2n21阶跃型光纤中,某种模式截止时的归一化频率为V c ,则这种模式形成导模的传输条件为V>Vc在光纤通信系统中,EDFA 以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度作光中继器使用光接收机中,雪崩光电二极管引入的噪声为量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声 光中继器中均衡器的作用是均衡成有利于判决的波形通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是光接收机噪声EDFA 中用于降低放大器噪声的器件是光滤波器以下哪一样不是无源光器件。
LED隔离器的两个主要参数：插入损耗和隔离度关于PIN 和APD 的偏置电压表述,正确的是均为反向偏置。
处于高能级E 2的电子,在未受外界激发的情况下,自发地跃迁到低能级E 1,从而发射出一个能量为hf(=E 2-E 1)的光子的过程称为自发辐射阶跃光纤中,子午线在包层和纤芯分界面上形成全反射的条件为1θ≥121n n sin -表示光纤色散程度的物理量是时延差STM-1每秒可传的帧数是800PIN 光电二极管,因无雪崩倍增作用,因此其雪崩倍增因子为 G ＝1 光纤通信系统中常用的光源主要有:半导体激光器LD 、半导体发光二极管STM —1中信息净负荷的字节数为2349光纤的连接分为固定连接和活动连接从射线理论的观点看,在阶跃型光纤中,入射子午光线形成导波的条件是:光线在光纤端面上的入射角Φ必须满足的条件为0≤Φ≤arcsin2221n n - EDFA 的最大输出功率常用3dB 饱和输出功率来表示。
光发射机的消光比,一般要求小于或等于10％EDFA 中光滤波器的主要作用是降低光放大器输出噪声为了使雪崩光电二极管正常工作,在其P －N 结上应加高反向偏压不属于无源光器件的是半导体激光器 阶跃型光纤中数值孔径的计算式为∆2n 1随着激光器使用时间的增长,其阈值电流会逐渐增大以下指标不是掺铒光纤放大器特性指标的是。
倍增因子光耦的特性：耦合比、附加损耗、插入损耗、方向性DIR （隔离度）、一致性下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率名词解释数值孔径:表示光纤捕捉光射线能力的物理量,用NA 表示:max sin φ=NA ,m ax φ是光纤能捕捉的射线的最大入射角。
mBnB 码:又称分组码，它是把输入信码流中每m 比特码分为一组,然后变换为n 比特(n ＞m)输出。
瑞利散射损耗:光纤在加热制造过程中,热扰动使原子产生压缩性的不均匀,造成材料密度不均匀,进一步造成折射率不均匀,这种不均匀性在冷却过程中固定下来并引起光的散射,造成瑞利散射损耗。
法拉第效应:不具有旋光性的材料在磁场作用下使通过该物质的光的偏振方向发生旋转,也称磁致旋光效应。
插入码:插入比特码是将信码流中每m 比特划为一组,然后在这一组的末尾一位之后插入一个比特码输出.四波混频：由两个或三个波长的传输光混合而产生的有害的频率分量粒子数反转分布:在外界能量作用下,处于低能级的粒子将不断地被激发到高能级上去,从而使高能级上的粒子数大于低能级上的粒子数,这种分布状态称为粒子数的反转分布。
光纤色散: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。
色度色散：理想单模光纤，没有模式色散，只有材料色散和波导色散。
光接收机的灵敏度:在保证一定误码率的条件下,光接收机所需接收的最小光功率。
抖动:所谓抖动一般指定时抖动，它是数字传输中的一种不稳定现象，即数字信号在传输过程中，脉冲在时间间隔上不再是等间隔，二是对时间变化的一种现象，这种现象就成为抖动。
吸收损耗：是由SiO2材料引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的。
散射损耗:散射损耗通常是由于光纤材料密度的微观变化，以及所含SiO2 、GeO2 和P2O5 等成分的浓度不均匀，使得光纤中出现一些折射率分布不均匀的局部区域，从而引起光的散射，将一部分光功率散射到光纤外部引起损耗。
暗电流:是指在PIN规定的反向电压或者APDDE 90%击穿电压时，在无入射光情况下器件内部的反向电流。
本征暗电流：载流子热扩散形成的子午射线:过纤芯的轴线的平面称为子午面,在子午面的光线称为子午射线。
光纤的自聚焦现象:具有不同条件的子午射线,从同一地点出发,达到相同的终端。
这种现象称为光纤的自聚焦现象。
P-I曲线:P-I曲线指的是光源的总发射光功率与注入电流的关系曲线。
(P-I特性)量子噪声:光信息的传播是由大量的光量子传播来进行的,这些大量的光量子其相位都是随机的,因此光电检测器在某个时刻实际接收到的光子数,是在一个统计平均值附近浮动,因而产生了噪声。
雪崩倍增效应:是在二极管的P-N结上加高反向电压形成的。
此时在结区形成一个强电场，在高场区内光生载流子被强电场加速，获得高的动能，与晶格的院子发生碰撞，使带价的电子得到能量，越过禁带到导带，产生了新的电子-空穴对，如此下去，像雪崩一样的发展，从而使光电流在管子内部即获得了倍增。
晶体的能带:晶体的能谱在原子能级的基础上按共有化运动的不同而分成若干组。
每组中能级彼此靠的很近，组成有一定宽度的带，成为能带。
费米能级:费米能及不是一个可以被电子占据的实在能级，他是反应电子在各能级在建瓯那个分布情况的参量，具有能级的量纲。
电光延迟:就是在电信号到来时，光信号相对于电信号的时间延迟。
弛张振荡：电流注入激光器后，输出光脉冲出现幅度逐渐衰减的振荡。
码型效应：当电光延迟时间与数字调制的码元持续时间同数量及时，会使“0”码后的第一个“1”码的脉冲宽度变窄，幅度减小，严重的会使单个“1”码丢失。
自脉动：注入电流达到某个范围时，输出脉冲出现持续等幅的高频振荡简答题简述半导体的光电效应。
半导体材料的光电效应是指光照射到半导体的P-N结上，若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光电子，在价带中出现光空穴，即光电子－空穴对，它们总起来称作光生载流子。
光生载流子在外加负偏压和内建电场的作用下，在外电路中出现光电流。
从而在电阻R上有信号电压输出。
这样，就实现了输出电压跟随输入光信号变化的光电转换作用。
简述光纤通信系统对光发射机的要求：作用：光发射机的作用是把电端机送来的电信号变为光信号送入光纤中传输。
1 光源特性:包括发光波长、谱线宽度、P-I特性和寿命等。