光纤通信考试知识点总结汇编

1光纤由那几层构成，各层的主要作用是什么？

光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝••纤芯的折射率比包层稍高，损耗

比包层更低，光能量主要在纤芯内传输•包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用•

2、光纤是怎样分类的？

按折射率一突变型多模光纤、渐变性多模光纤、单模光纤；按材料一石英系光纤、石英芯塑

料包层光纤、多成分玻璃纤维、塑料光纤

3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？硅光纤的光谱衰减曲线表明存在三个低损耗窗口，这三个窗口分别是多少。

传输过程中光信号幅度的减小。原因：吸收、散射、弯曲损耗，吸收损耗是由于SiO2材料引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的，散射损耗主要是由材料微观度不均匀引起的锐利

散射和光线结构缺陷引起散射产生的。0.85um、1.31um、1.55um附近时光纤传输损耗较小

或最小的波长“窗口”相应损耗为2—3dB/km,0.5dB/km,0,2dB/km。

4、什么是色散？色散对光信号有什么影响？单模光纤中有哪几种色散？多模光纤中有哪几

种色散？单模光纤的零色散波长在什么位置？色散位移光纤是采用什么原理制成的？色散：（模式、材料、波导色散）在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。影响：模拟调制中限制带宽，若是数字脉冲信号将使脉冲展宽，限制系统传输速率。单模：色度色散、偏振模色散。多模：模内、模间色散。 1.31um。

5、目前光纤通信为什么采用以下三个作波长：入0=0.85讥2=1.31询3=1.55 ©m 这是光纤的三个低损耗窗口

6、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？

长波长、单模光纤比短波、多模光纤具有更好的传输特性。一：单模光纤没有色散模式，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著限于经过多模光纤的传输时间；二：由光

纤损耗和波长的关系曲线可知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在1.55um处有最低值，

而且1.31um和1.55um处的色散很小，故目前长距离光纤通信一般都工作在 1.55um处。

7、光能量在光纤中传输的必要条件.

纤芯折射率大于包层折射率。

8、突变多模光纤数值孔径的概念及计算.

突变型多模光纤相对折射率差（纤芯和包层折射率分别为n1和n2）定义：n=（n1-n2）/n1

数值孔径NA9" "N2尬家时间延迟.¥」*昇£（1事,最大入射角（0 = 0 c）和最小入射角

（0 =0）的光线之间时间延迟差近似为丄弓亠（NA）2 :止厶

1C 2n Q c

9、弱导波光纤的概念.

纤芯折射率为n1保持不变，到包层突然变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a=50~80卩m, 光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。带宽只有10~20 MHz • km, 一般用于小容量（8 Mb/s以下）短距离（几km以内）系统。

12、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理

自聚焦效应：不同入射角相应的光线，虽然经历的路程不同，但是最终都会聚在P点上,这种现象称为自聚焦效应•

14、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算•传输模数M nh/akrU七^）#

对于突变型光纤，g T8 ,M=V 2/2 ;对于平方律渐变型光纤,g=2,M=V 2/4

拍长：两正交偏振模的相位差达到 2 n 的光纤长度L /-•/]•

17、三种色散的定义.

色散是在光纤中传输的光信号由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应 .色

散的种类：1模式色散：是由于不同模式的时间延迟不同而产生的 ，它取决于光纤的折射率分

布,并和光纤材料折射率的波长特性有关 .2材料色散：是由于光纤的折射率随波长而改变

，

以

及模式内部不同波长成分的光

（实际光源不是纯单色光）,其时间延迟不同而产生的.这种色散

取决于光纤材料折射率的波长特性和光源的谱线宽度

.3波导色散：是由于波导结构参数与波

长有关而产生的，它取决于波导尺寸和纤芯与包层的相对折射率差 18、光纤色散的表示，时域和频域的表达式的关系

时域：色散引起脉冲展宽.脉冲展宽△ T 表示

二者的关系通过推导可得： LJ =441/ A T （ MHZ ）

式中：A T 为信号通过光纤产生的脉冲展宽，单位为ns ；用脉冲展宽表示时，光纤色散可以写 成A T =（ A T 2n + A T 2m+ A T 2W ）1/2. A T n 模式色散； A T m 材料色散； A T w 波导色散， 所引起的脉冲展宽的均方根值 .

19、 光纤损耗产生的机理.

1）吸收损耗（a ）本征吸收（固有吸收）： 电子跃迁吸收（紫外吸收）分子共振吸收（红外吸收）

（b ）杂质吸收

⑵散射损耗：由于光纤中介质的不均匀性而使光向各个方向散射开而引起的损耗 .（a ）线性

散射：瑞利散射，波导散射（b ）非线性散射：受激拉曼散射和受激布里渊散射 （3）弯曲损耗：由光纤结构缺陷（如气泡）引起的散射 20、 非零色散光纤. 光纤在1.55卩m 有微量色散 21、 光缆缆芯的结构类型.

缆芯通常包括被覆光纤（或称芯线）和加强件两部分.被覆光纤是光缆的核心，决定着光缆的传 输特性.加强件起着承受光缆拉力的作用，通常处在缆芯中心，有时配置在护套中.四种基本类 型：层绞式、骨架式、中心束管式、带状式 22、 光纤特性参数的测量方法 .

损耗测量：一种是测量通过光纤的传输光功率 ，称剪断法和插入法；另一种是测量光纤的后

向散射光功率，称后向散射法.

带宽测量：时域法又称脉冲法；频域法又称扫频法 光纤色散测量有相移法、脉冲时延法和干涉法等

.相移法是测量单模光纤色散的基准方法

.

15、单模传输条件为 .405

截止波长

频域：色散限制了传输信号的带宽；色散通常用 3dB 光带宽

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V 16、归一化双折射