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。

3、单模光纤：单模光纤只传输一种模式，纤芯直径较细，通常在4μm～10μm 范围内。

4、多模光纤：多模光纤可传输多种模式，纤芯直径较粗，典型尺寸为50μm左右。

二、光纤的光学参数

1、相对折射率差：----纤芯折射率为n1，包层的折射率为n2，且n1>n2。n1-n2差值的大小直接影响着光纤的性能，为此引入相对折射率差这样一个物理量来表示它们相差的程度，用

n1-n2表示.

2、光纤的光学参数

3、数值孔径

4、光在光纤中的模式传输

5、光纤的归一化频率V

----为了表征光纤中所能传输的模式数目的多少，引入光纤的一个特征参数，即光纤

的归一化频率

6、单模光纤的参数

1、光纤的单模传输条件是归一化频率满足一定要求：

2、截止波长

---截止波长是单模光纤所特有的一个参数，通常用它可判断光纤中是否单模传输。

与相对应的波长定义为光纤的截止波长-

7、光纤的传输特性

1、光纤的损耗

---光纤损耗限制了光纤通信的最大直通距离。

---产生光纤损耗的原因主要分为三种：吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。

(1)物质的吸收作用将传输的光能变成热能，从而造成光功率的损失。吸收损耗有三个原因，一是本征吸收，二是杂质吸收，三是原子缺陷吸收。

(2)光纤中出现折射率分布不均匀而引起光的散射，将一部分光功率散射到光纤外部,由此引起的损耗称为本征散射损耗。又称瑞利(Rayleigh)散射。

（3）当理想的圆形光纤受到某种外力作用时，会产生一定曲率半径的弯曲，引起能量

泄漏到包层，这种由能量泄漏导致的损耗称为辐射损耗。

2、光纤的色散

----由于光纤中所传信号的不同频率成分，或信号能量的各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真，脉冲展宽的物理现象称为色散。光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。

----从机理上说，光纤色散分为材料色散，波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起

8、常用单模光纤的性能及应用

---1G.652 称为非色散位移单模光纤，也称为常规单模光纤，其性能特点是：(1)在

1310nm波长处的色散为零。（2）在波长为1550nm附近衰减系数最小，约为.22dB/km，

但在1550nm附近其具有最大色散系数，为17ps/(nm·km)。（3）这种光纤工作波长

即可选在1310nm波长区域，又可选在1550nm波长区域，它的最佳工作波长在1310nm区域。G.652 光纤是当前使用最为广泛的光纤。

----G.653 称为色散位移单模光纤。色散位移光纤是通过改变光纤的结构参数、折射

率分布形状，力求加大波导色散，从而将零色散点从1310nm 位移到1550nm，实现1550nm处最低衰减和零色散波长一致。这种光纤工作波长在1550nm区域。它非常适合

于长距离单信道光纤通信系统。

-- G.655 这种光纤在1550nm波长处色散不为零，故其被称为非零色散位移单模光纤。

它在1550nm波长区域具有合理的低色散，足以支持10Gbit/s的长距离传输而无需色散

补偿；同时，其色散值又保持非零特性来抑制四波混频和交叉相位调制等非线性效应

的影响。这种光纤主要适用密集波分复用传输系统。

1．光纤通信系统中所用的光器件有半导体光源、半导体光检测器以及无源光器件。