光纤通信第一、二章复习
光纤通信考试知识点
第一章．概论1. 1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音的“光电话”。
在光电话问世后光通信进展缓慢，主要原因：没有理想的光源和传输介质。
2. 1966年，高锟和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
1970年，光纤研制取得了重大突破，低损耗光纤研制成功和激光器研制成功。
3.光纤最低损耗的理论极限值是0.148dB/km,实际使用是0.154 dB/km.4.光纤的工作波长，也是三个损耗很小的波长窗口是0.85um ，1.31 um,1.55 um.同样光纤对不同的光损耗不同，应该选择低损耗的。
5．光纤通信的优点：1) 容许频带很宽，传输容量很大2) 损耗很小， 中继距离很长且误码率很小 3) 重量轻、 体积小 4) 抗电磁干扰性能好5) 泄漏小， 保密性能好6) 节约金属材料， 有利于资源合理使用 6. .光纤通信系统的基本组成光发射机的功能是把电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。
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。
光源激光器的发射波长和光检测器光电二极管的波长响应，都要和光纤这三个波长窗口相一致。
光接收机的功能是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。
第二章光纤和光缆1.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。
设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。
2.实用光纤主要有三种基本类型：突变型多模光纤，渐变型多模光纤，单模光纤。
突变型多模光纤纤芯内任意两点折射率相同，渐变型多模光纤以纤芯中心为圆，小于a 的值为半径作圆，圆上所有点折射率相同。
单模光纤输出脉冲最接近于输入脉冲。
系统容量（传输速率）：单模光纤>多模光纤。
光纤通信第一、二章复习
光纤通信第一、二章复习一、填空：1、通信系统的容量通常用比特率·距离积表示，对于光纤通信系统，若仅从光纤的角度考虑，容量受色散限制。
2、G.652光纤有两个低损耗传输窗口，分别为 1.3μm 与1.55μm 。
3、多模光纤的色散主要是模间色散和模内色散，单模光纤色散主要包括：(1) 模内色散，(2) 偏振模色散。
4、在阶跃折射率分布光纤中，只传输单模的条件是归一化频率V 小于 2.405 ，此单模为HE11 模。
5、在光纤通信系统中，光功率通常用dBm来表示，如果耦合进光纤中的光功率为-13 dBm，则相当于0.05 mW光功率。
6、光纤从横截面上看由3部分组成，即：(1) 纤芯，(2) 包层，(3) 涂层。
7、光纤的数值孔径代表光纤的集光能力。
8、光纤耦合器是实现光信号分路/合路的功能器件，是对同一波长的光功率进行分路/合路；波分复用/解复用器的功能是，将若干路不同波长的信号复合后送入同一根光纤中传送，或相反的作用。
9、色散位移光纤与G.652光纤的不同之处是零色散波长移到1.55微米处，其目的是减小该窗口的色散。
10、从通信的角度看，单模光纤与多模光纤在性能上的主要区别为单模光纤色散小。
11、在光通信中，表征光纤性能的两个主要参数是（1）损耗，（2）色散。
12、非零色散位移光纤与色散位移光纤的区别是零色散波长偏离1.55微米波段，其目的是减小非线性效应。
13、渐变折射率分布多模光纤相对于阶跃折射率分布多模光纤的优点是模间色散小。
14、在光纤通信系统中，光功率通常用dBm来表示，单模光纤中为避免产生非线性效应，要求光纤中总功率不超过50mW，则相当于17 dBm。
15、大有效面积光纤的优点是可以减小非线性效应。
16、在1.55 m窗口，单从色散角度考虑，应选择色散位移光纤（非零色散位移光纤或色散位移光纤），但同时考虑四波混频影响，应选择非零色散位移光纤。
17、单模光纤的群速度色散导致的光脉冲展宽与（1）光源线宽及（2）光纤长度有关。
光纤通信复习
第一章光纤通信的概念光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式两个基本问题光信号：满足光通信需求，频率稳定、功率高、方向性好传输介质：适合光信号传输，损耗小、物理与化学性质稳定、来源广光纤发明人高琨光纤通信系统框图收端系统容量定义和计算B为比特率，L为无电中继的通信距离BL积越大，通信容量越大。
系统性能的提高就是增大BL积速率越高，相应的中继距离越小，由信号的物理特性决定光纤通信的优势3抗电磁干扰，无串话(4)体积小、重量轻：军用飞机、航天领域(5)原材料丰富，节约有色金属第二章1角度：反射、折射、全反射2全反射的条件3光的色散4激光：光与原子作用的几个过程5组成激光器的三个要素第三章1光纤的工作原理2光纤的单模工作条件、单模截止波长3光纤的损耗特性4光纤的色散特性第四章1LED与LD的工作原理LED:双异质结芯片，把有源层夹在P型和N型限制层中间。
LED 的基本工作原理是光的自发辐射半导体激光器（LD）2LD产生激光的三个条件粒子数反转分布（导带电子＞价带电子外加正向偏压，不断注入电子，在PN结上就会形成粒子数反转分布为了限制载流子和光波的范围一般采用双异质结的结构。
光的正反馈（光的正反馈是通过光学谐振腔实现的它通过光在光学谐振腔的来回往复过程，实现受激辐射的光放大形成光的正反馈。
谐振腔还要满足如下谐振条件q 入=2nL即干涉相长的条件式中，入为激光波长，n为激活物质的折射率，L为光学谐振腔的腔长，q为正整数）满足激光振荡的阈值条件光学谐振腔。
（光学谐振腔实际上存在着两个相反的过程：光增益和光损耗。
光增益：光子在增益介质中，受激辐射的光放大。
增益系数G 光损耗：腔内各种因素引起光子数不断消耗：光学谐振腔的反射镜透射损耗、其他原因引起的损耗。
损耗系数a激光器的阈值条件：G>a，才能建立稳定的激光振荡输出激光。
) 3LD的温度特性温度特性(1)阈值电流It随温度的升高而加大(2)激光二级管的中心波长入随温度升高而变大4光电检测器的工作原理工作原理：半导体的光电效应光电效应: 光照射到半导体的PN结上光子能量足够大，价带电子吸收光子能量，从价带越过禁带到达导带在导带中出现电子，在价带中出现空穴，即电子-空穴对这些电子和空穴由光子产生，即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，在电阻R上检测电压。
光纤通信复习整理
第一章1 什么是光纤通信？光纤通信是以光波作载波，以光纤为传输媒介的通信方式。
2 什么是光纤通信系统？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。
3 光纤通信系统的组成强度调制/直接检波（IM/DD)的光纤数字通信系统，主要由发送机，信道，接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。
(1)信源：将非电信号转换成电信号(2)调制器（模拟/数字）：将电信号转换成适合传输的形态，将这种信号加载到由载波源产生的载波上。
(3)载波源：产生携带信息并与之一起传播（用LED/LD 产生光载波）(4)信道耦合器：将功率送进信道（低损耗，较大的光接收角）(5)光放大器：放大弱信号的功率(6)中继器（数字系统中）：将微弱的并已失真的信号转换成电信号，然后还原成原来的数字脉冲串。
(7)信道：发送机和接收机之间的传输路径(8)检测器：将光波转换成电流(9)信号处理器：对信号的放大和滤波(10)信宿：接收来自信号处理器的信号，必要时将其转换成声波或者可视图像信源——调制器——载波源——信道耦合器——光放大器——中继器——光放大器——检测器——光放大器——信号处理器——信宿4 dB/dBm 的换算12lg 10P P dB = 级联系统：12lg 1023lg 1034lg 10P P P P P P dB ++= 2lg 10P dBm = 令P1=1mw ，并且P2也以mw 为单位时，可得dBm 值。
5 什么是3dB 损耗？功率变化-3dB 时，称为3dB 损耗。
6 光的属性波动性：将光看成振荡频率很高，波长极短的电磁波（红外光，可见光，紫外光）粒子性：将光看成是由许多的光子组成7 光纤的优点（1）传输频带宽，通信容量大（2）传输损耗小，中继距离长（3）具有抗射频干扰和抗电磁干扰能力（4）无串音干扰，一定程度可以保证通信的安全性和私密性（5）光纤线径细，重量轻，机械强度大，柔韧性好（6）原材料资源丰富，可节约金属材料（7）耐腐蚀，寿命长（8）绝缘性（9）成本低8 光纤工作波长目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即0.85um ，1.26—1.75um 的波长区（传输窗口）。
光纤通信复习
光纤通信对半导体光源基本要求
送的光波长应和光纤低损耗“窗口”一致 器件能在常温下以连续波方式工作 电/光转换效率高 光源谱线窄 寿命长，工作稳定
构成激光振荡器必须具备的条件
必须有产生激光的工作物质； 必须有能够使工作物质处于粒子数反转分 布状态的激励源； 必须有能够完成频率选择及反馈作用的光 学谐振腔。
第三章 光器件
光源
光与物质的相互作用形式：受激吸收、自发辐射、受激辐 射。要想物质产生光放大，就必须使受激辐射作用大于受 激吸收作用。 LED发光的最主要过程是自发辐射；LD发光的最主要过程 是受激辐射，光的放大是通过粒子数反转分布的激活物质 来实现。 激光器获得激光的条件为粒子数反转和光学谐振腔。 电信号对光源的调制有直接调制和间接调制两种方式，目 前实用的光纤通信系统普遍采用的调制方式是强度调制直接检测。 激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的阈值电流。 随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会逐渐增大。 掺铒光纤放大器泵浦光源的典型工作波长是 1550 nm。
光纤通信复习
第一章 概述
概述
光纤通信是以光作为信息的载体，以光纤 作为传输介质的一种通信方式。 光纤通信的优势
传输频带宽，通信容量大 传输损耗小，中继距离长 抗电磁干扰的能力强 线径细、重量轻 原材料资源丰富
光纤通信系统的组成
光发射机：实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。 其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为 已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。 光接收机：实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。 其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号， 然后再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端。 光纤或光缆：构成光的传输通路。其功能是将光发射端发出的已调光 信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到光接收端的光检测器 上去，完成传送信息任务。 中继器：由光检测器、光源和判决再生电路组成。其作用是补偿光信 号在光纤中传输时受到的衰减。 光纤连接器、耦合器等无源器件：由于光纤或光缆的长度受光纤拉制 工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如 1km）。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是， 光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器 等无源器件的使用是必不可少的。
光纤通信复习me
干涉元件
耦合元件
2、有源 WDM 器件：阵列发射或接收器件、可调波长激光器、可调波长选择光开关、可调波长滤波器
光环形器
光环行器的基本工作原理： 通过一系列端口沿一个方向传送光信号。即: 在端口 1 输入的光信号只会在端口 2
输出；在端口 2 输入的光信号只会在端口 3 输出；在端口 3 输入的光信号只会在端口 1 输出。方向性一般大于 50dB。
第一章 光纤通信的优点 1. 频带宽，通信容量大； 2. 损耗小，传输距离长； 3. 抗电磁干扰：相互之间不会干扰，石英材料抗外界电磁干扰、抗雷电损坏； 4. 抗噪声干扰：石英材料抗电机、荧光灯等其他电器的电磁干扰； 5. 体积小，重量轻，成本低，便于施工； 6. 保密性好，不向外辐射能量即使弯曲地段也无法窃听； 7. 材料源丰富。
对于多模光纤，相对折射率差Δ约 1%~2%，而单模光纤约 0.3%~0.6%。
群时延差Δτ 实际上就是光脉冲经光纤传输以后的信号畸变，可以用光线的时间差来推导得到。 群时延差Δτ使光脉冲展宽，即色散
为减小光纤的色散，采取减小Δ的措施，但受到Δ的极限制约，人们又开发出渐变折射率光纤。 注意：芯径尺寸不是判断单模和多模光纤的标准。 阶跃折射率光纤单模传输的条件
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。
光纤通信复习大纲
光纤通信复习大纲第1章光纤通信概述1、光纤通信系统模型2、光纤通信工作于近红外波段，波长范围：0.8μm—1.8μm，频率范围：167THz—375THz。
其中，光纤通信低损耗窗口：0.85μm、1.31μm 、1.55μm3、光纤通信的主要优点传输频带宽，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、无源光器件：光纤连接器、光纤耦合器、光衰减器、光隔离器、光滤波器、波分复用器、光开关等。
第2章光纤通信的物理学基础1、光的本质光线按照直线传播、光具有波动性、光具有量子性光子能量：34, 6.6310h h J s ν-=⨯⋅2、光的吸收光强：0zI I eα-=，α为吸收系数，z为吸收层厚度。
3、光和物质的相互作用●自发辐射：发光二极管LED ，正偏，非相干光 ●受激辐射：半导体激光器LD ，正偏，相干光 ● 受激吸收：光电二极管PD ，反偏4、激光的形成●实现粒子数反转是产生激光的必要条件。
● 构成激光器的三个要素：激光工作物质、激励源、光学谐振腔。
5、反射/折射/全反射第3章 光纤1、光纤的种类●按传输模式：单模光纤(Single Mode Fiber)、多模光纤(Multi Mode Fiber)； ●按光纤材料：石英光纤、石英纤芯塑料包层光纤、塑料光纤等； ● 按折射率分布：阶跃型光纤(SIF)、渐变型光纤(GIF)。
2、光纤的导光原理● 相对折射率差：2212122112n n n n n n --∆=≈ ●数值孔径：表示光纤捕捉光射线能力的物理量max sin NA n φ===3、阶跃型光纤的波动光学理论●波常数：002k n n k n C ωπλ===●光纤的归一化频率：001V k k n ==●单模传输条件：0 2.405V <<● 大V 光纤导模数量：(SI ：22V GI ：24V ) 4、单模光纤(矢量模：11HE 、标量模：01LP )001 2.405V k k n =<5、光纤的损耗特性✹ 光纤损耗：吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗✹ 光纤固有损耗：本征吸收损耗、瑞利散射(线性散射)损耗6、光纤的色散特性 模式色散波导色散模内色散材料色散441()()B B GHz ps ττ=∆∆ 多模光纤的模式色散：11212()SI Ln n n Ln c n c τ-∆=≈∆ 7．各种光纤G.652，G.653，G.654，G.655特点及使用场合。
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一、填空：
1、通信系统的容量通常用比特率·距离积表示，对于光纤通信系统，若仅从光纤的角度考虑，容量受色散限制。
2、G.652光纤有两个低损耗传输窗口，分别为 1.3µm 与 1.55µm 。
3、多模光纤的色散主要是模间色散和模内色散，单模光纤色散主要包括：(1) 模内色散，(2) 偏振模色散。
4、在阶跃折射率分布光纤中，只传输单模的条件是归一化频率V小于 2.405 ，此单模为HE11 模。
5、在光纤通信系统中，光功率通常用dBm来表示，如果耦合进光纤中的光功率为-13 dBm，则相当于0.05 mW光功率。
6、光纤从横截面上看由3部分组成，即：(1) 纤芯，(2) 包层，(3) 涂层。
7、光纤的数值孔径代表光纤的集光能力。
8、光纤耦合器是实现光信号分路/合路的功能器件，是对同一波长的光功率进行分路/合路；波分复用/解复用器的功能是，将若干路不同波长的信号复合后送入同一根光纤中传送，或相反的作用。
9、色散位移光纤与G.652光纤的不同之处是零色散波长移到1.55微米处，其目的是减小该窗口的色散。
10、从通信的角度看，单模光纤与多模光纤在性能上的主要区别为单模光纤色散小。
11、在光通信中，表征光纤性能的两个主要参数是（1）损耗，（2）色散。
12、非零色散位移光纤与色散位移光纤的区别是零色散波长偏离1.55微米波段，其目的是减小非线性效应。
13、渐变折射率分布多模光纤相对于阶跃折射率分布多模光纤的优点是模间色散小。
14、在光纤通信系统中，光功率通常用dBm来表示，单模光纤中为避免产生非线性效应，要求光纤中总功率不超过50mW，则相当于17 dBm。
15、大有效面积光纤的优点是可以减小非线性效应。
16、在1.55 m窗口，单从色散角度考虑，应选择色散位移光纤（非零色散位移光纤或色散位移光纤），但同时考虑四波混频影响，应选择非零色散位移光纤。
17、单模光纤的群速度色散导致的光脉冲展宽与（1）光源线宽及（2）光纤长度有关。
18、从光纤的集光能力考虑，希望数值孔径越大（添“大”或“小”）越好，而从通信速率角度考虑，则希望数值孔径越小（添“大”或“小”）越好。
19、单模光纤除群速度色散外，还有（1）偏振模色散及（2）高阶色散，后者一般只在高速系统中才考虑。
20、渐变折射率分布光纤同普通多模光纤相比，可以减小模间色散，进而提高通信容量。
24、光纤损耗主要包括：材料吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。
21、光纤是一种具有非线性效应的介质，请举出其中的两种：受激拉曼散射，受激布里渊散射（或克尔效应）。
22、群速度色散补偿的方法有：（1）在线补偿，使用色散补偿光纤，（2）后补偿，使用色散元件，（3）前补偿，预啁啾补偿。
23、大有效面积光纤的优点是可以减小非线性效应。
二、计算题（10分）（光速C=3×108米/秒）
1、某阶跃折射率分布光纤的纤芯折射率为n1=1.5，包层与纤芯的相对折射率差Δ=0.003，纤芯直径2a = 7µm，试问：
(1)该光纤的第一高次模的截止波长λc =？
(2)当分别用波长为λ1 = 0.85µm及λ2 = 1.3µm的光波激励该光纤时，能否实
现单模传输？
解：(1) 由NA=(n12-n22)1/2≈n1·(2Δ)1/2可以得到：归一化频率V=(2π/λ)·a·n1·(2Δ)1/2 < 2.405，可得第一高次模的截止波长为；λc=(2π/2.405)·a·n1·(2Δ)1/2 = 1.06µm
(2) 因为λ1= 0.85µm<λc，所以不能实现单模传输；而λ2= 1.3µm>λc，所以可以实现单模传输。
2、某多模光纤，纤芯直径2a = 50µm，纤芯折射率为n1=1.450，包层折射率为n2=1.448，则：
(1) 传输10Km时的最大允许比特率是多少？
(2) 计算光纤的最大接收角。
(3) 当工作波长为λ= 1.55µm时，可激励多少个模式？
解：(1) 相对折射率差Δ=( n1- n2)/ n1=0.00138，则当L=10Km时，由于多径色散引起的最大时差为；ΔT=(L/c)·( n12/ n2)·Δ=66.8ns，则传输最大允许比特率B=1/ΔT=15.0Mbit/s
(2) 相对折射率差Δ=( n1- n2)/ n1=0.00138；
数值孔径NA= n1·(2Δ)1/2 =0.076；
则最大接收角θimax = sin-1(NA)=4.35°；
(3) 当工作波长为λ= 1.55µm时，归一化频率V=(2π/λ)·a·n1·(2Δ)1/2=7.7,则可激励的模式数为：M=(1/2)·V2 ≈29。
3、某阶跃折射率光纤的纤芯折射率为n1=1.5，纤芯直径2a = 9µm，试问：当用波长为λ= 1.3µm的光波激励该光纤时，为实现单模传输，包层折射率值应为多大？
解：由归一化频率V=(2π/λ)·a·n1·(2Δ)1/2 < 2.405，可得包层折射率n2=1.49592。
如果不用NA近似方程，则1.49591。
4、某多模光纤，纤芯直径2a=50µm，纤芯折射率为n1=1.450，包层折射率为n2=1.448，则：
(1) 计算光纤的数值孔径；
(2) 当传输速率为15.0Mbit/s时，最大允许的传输距离是多少？
解：(1) 数值孔径NA= n1·(2Δ)1/2 =0.076；
(2) 相对折射率差Δ=( n1- n2)/n1=0.00138，当B=1/ΔT= 15.0Mbit/s时，利用ΔT=(L/c)·( n12/ n2)·Δ，可得最大传输距离为L=10Km。
5、光谱线宽度为0.1nm的光脉冲经过长为200km、色散常数为17 ps/(nm·km)的单模光纤传输后：
(1) 光脉冲被展宽了多少？
(2) 为不产生码间干扰所限制的最大传输速率为多少？
解：λ∆=∆DL T =340ps ；
最大传输速率为B=1/ΔT=2.94Gbit/s 。
6、某阶跃折射率分布光纤的纤芯折射率为n 1=1.50，包层折射率为n 2=1.49，现有一光波在光纤端面轴线处以15︒的入射角进入光纤，试问该入射光线能否成为传导模？
解：数值孔径NA= (n 12-n 22
)1/2 =0.172；
则最大接收角θimax = sin -1(NA)=9.95°,15°入射时不能成为传导模。
7、某阶跃折射率光纤的纤芯折射率为n 1=1.5，纤芯直径2a = 9µm ，试问：当用波长为λ= 1.3µm 的光波激励该光纤时，为实现单模传输，包层折射率值应为多大？ 解：由∆=221an V λπ
=2.405，得n2=1.4959
三、论述分析题（10分）
1、请分析光纤连接中产生插入损耗的原因。
答：光纤芯径、数值孔径不一致，端面与光轴不垂直，光轴不平行，光纤错位等。
2、光纤通信技术已经历了五个发展阶段，请简述各阶段系统的特点。
答：第一代，0.8μm 波段，多模光纤，通信容量低；
第二代，1.3μm 波段，单模光纤，色散小，损耗低，通信容量提高；
第三代，1.55μm 波段，单模光纤，色散较小，损耗最低，通信容量显著提高； 第四代，波分复用与光放大器结合，通信容量显著提高。
第五代，光孤子通信，使用光纤色散与非线性效应，使光脉冲保形传输，可实现高速率传输。
3、多模光纤中的不同模式之间的差异体现在哪些方面？
答：光纤中的模式是由于光纤这种传输介质的边界条件形成的。
不同模式在横向上体现为能量分布不同，在纵向上体现为传播常数不同，即不同模式携带的光传播速度不同。
纵向看传播常数不同，色散不同；横向看，能量分布形式不同。
4、色散和损耗对通信系统的影响？多模光纤和单模光纤色散的种类？光纤损耗的种类？
答：损耗限制系统的传输距离，色散则限制系统的传输容量。
多模光纤色散包括：模间色散（模式色散）和模内色散；单模光纤包括：模内色散、偏振模色散和高阶色散。
其中高阶色散只在高速系统中於以考虑。
模内色散分为：波导色散和材料色散。
光纤损耗包括：材料吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。