《光纤光讲义学》复习提纲
光纤通信复习提纲-11页文档资料
《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。
光纤技术基础复习提纲.docx
1概论1、光纤通信的主要优点是什么？1频带宽、传输容量人；2损耗小、中继距离长；3重量轻、休积小；4抗电磁十扰性能好；5泄漏小、保密性好；6节约金属材料，有利于资源合理使用。
2、光纤通信系统有哪几个基木组成部分？点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成3、什么是NRZ和RZ码？NRZ：非归零码RZ：归零码NRZ码的信号带宽仅为RZ的一半NRZ的占空比等于1, RZ的占空比小于或等于0.52光纤和光缆1、用光线光学方法简述光纤的导光原理。
光波从折射率较大的介质入射到折射率较小的介质时，当入射角大于临界角时，在边界处发生全反射。
2、光纤的种类有哪些？什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？它们的尺寸及使用场合有什么不同？多模光纤有哪两种？单模光纤又有哪几种？种类：按折射率分布的变化来分为阶跃光纤和渐变折射率光纤；按其中传播的光波模式数量分为单模光纤和多模光纤。
多模单模：如果光纤只支持一个传导模式，则称该光纤为单模光纤。
支持多个传导模式的光纤称为多模光纤尺寸：单模光纤芯径小（10um左右）,多模光纤芯径大（62.5um或50u m）。
单模光纤传输适合高速大容量长距离传输。
多模光纤适用于低速短距离传输。
多模光纤有阶跃多模光纤和渐变多模光纤。
单模光纤有G.652光纤、G653光纤、G654光纤、G.655光纤、全波光纤和色散补偿光纤3、光纤数值孔径的定义是什么？其物理意义是什么？用数值孔径NA表示光线的最大入射角（）max；NA = sin 0 max= —2/NA =（2△庐,A =咗二阻=2nr n.NA表示光纤接收和传输光的能力。
NA（或（）max）越人，光纤接收光的能力越强,从光源到光纤的耦合效率越高，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。
但NA越大，经光纤传输后产生的输出信号展宽越大，因而限制了信息传输容量。
4、归一化频率的定义，光纤卩模传输的条件是什么？它表征光纤屮传播模式的数量。
光纤光学重要知识点
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孙琪真：光纤光学 华中科技大学·光电子工程系
程？写出该波导场方程式。
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1. 说明从波动方程到波导场方程两次分离变量的依据。 2. 波导场方程具有什么样的数学特征？ 3. 说明光线在SIOF和GIOF中的轨迹曲线是什么样的。 4. 传播常数的的物理意义是什么。 5. 说明V、U、W参数的物理意义及其相互关系。 6. 说明光波导数值孔径的物理意义 7. 子午光线的主要特征是什么? 8. 光线时延差影响光通信的什么性能？ 9. 在什么条件下才可以唯一确定光波导中的模式？ 10. 在纤芯和包层中选取的贝赛尔函数分别具有什么数学
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1. 哪些因素限制光通信传输距离？ 2. 一光纤长220公里，已知光纤损耗为0.3dB/km，当输出光功
率为2.5 mW时，输入光功率为多少？ 3. 为什么光纤在1.55mm的波长损耗比1.3mm波长小? 4. 光纤的损耗能否降为零？为什么？ 5. 三角形折射率分布光纤与平方率折射率分布光纤哪种波导色散
图1
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色散值计算
标准单模光纤，普通激光二极管光谱宽度 6 nm，传输10 公里距离，色散脉冲展宽值为 :
D = 17ps/nm/km × 6 nm × 10 km = 1020 ps
对于 1 Gbps速率的光脉冲，脉宽约为 1 ns. 如果脉冲展宽 达到脉宽的20％，则系统将不能工作。上述情形显然不适 合于1 Gbps速率，因为脉冲展宽已经达到100％；但是对 于展宽为1300ps。
光纤光学重要知识点 PPT
光线理论 模式理论 光纤性能 光纤器件 光纤连接
光线理论
重要概念
– 光波导、光纤分类、子午光线、数值孔径、传输 容量、传光传像特性、散焦面、广义折射率定理、 光线轨迹及特点、光线分类
重要公式
– 射线方程、散焦面半径、折射率分布、数值孔径
模Байду номын сангаас理论
重要概念
– 模式定义及性质、模式分类及场分布特点、模 式简并、线偏振模、主模、分离变量法、传播 常数、导模截止与远离截止、基模场分布函数、 基模偏振特性、色散曲线分析、模式确定及数 目分析、导模光斑分布图、模式输出特性、 WKB近似方法思路
写出SIOF中模式数目与V值的关系式。 弱导光纤中组成线偏振模式的理论依据是什么？
为什么LP0m模式只有两重简并？ 实际光纤中传播的模式是线偏振模式吗？为什么？
画出LP6,8模式场分布示意图。 高阶模式与低阶模式哪个输出角度大？
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GIOF的数值孔径有何不同? 分别说明内散焦面、外散焦面、辐射散焦 面的物理意义。 为什么GIOF又称为“折射型”光纤？ GIOF中光线角向运动有何特点？ 分别说明约束光线、隧道光线和折射光线 的特点。
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设计一种光波导结构，其传光波导层为平板形 状，标出折射率结构。 从数学上证明，在均匀折射率介质中，光纤轨 迹为直线传播。 如果已经知道光纤中只允许1个模式存在，能否 通过外界激励获得2个模式传播？ “纵横关系式”有何作用？ 光场分量的哪一个分量总是独立满足波导场方 程？写出该波导场方程式。
大家有疑问的，可以询问和交流
光纤器件
重要概念
– 自聚焦透镜的成像特性、光纤耦合器/WDM器 件的工作原理及设计、光隔离器/环行器的工作 原理及设计、光纤光栅的工作原理及设计、光 纤激光器与放大器的工作原理及设计。
光纤技术基础复习提纲
光纤技术基础复习提纲1 概论1、光纤通信的主要优点是什么?1频带宽、传输容量⼤；2损耗⼩、中继距离长；3重量轻、体积⼩；4抗电磁⼲扰性能好；5泄漏⼩、保密性好；6节约⾦属材料，有利于资源合理使⽤。
2、光纤通信系统有哪⼏个基本组成部分？点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成3、什么是NRZ 和RZ 码？NR Z ：⾮归零码 RZ ：归零码NRZ 码的信号带宽仅为RZ 的⼀半NRZ 的占空⽐等于1，RZ 的占空⽐⼩于或等于0.52 光纤和光缆1、⽤光线光学⽅法简述光纤的导光原理。
光波从折射率较⼤的介质⼊射到折射率较⼩的介质时，当⼊射⾓⼤于临界⾓时，在边界处发⽣全反射。
2、光纤的种类有哪些？什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？它们的尺⼨及使⽤场合有什么不同？多模光纤有哪两种？单模光纤⼜有哪⼏种？种类：按折射率分布的变化来分为阶跃光纤和渐变折射率光纤；按其中传播的光波模式数量分为单模光纤和多模光纤。
多模单模：如果光纤只⽀持⼀个传导模式，则称该光纤为单模光纤。
⽀持多个传导模式的光纤称为多模光纤尺⼨：单模光纤芯径⼩（10um 左右），多模光纤芯径⼤（62.5um 或50u m ）。
单模光纤传输适合⾼速⼤容量长距离传输。
多模光纤适⽤于低速短距离传输。
多模光纤有阶跃多模光纤和渐变多模光纤。
单模光纤有G.652光纤、G .653光纤、G .654光纤、G.655光纤、全波光纤和⾊散补偿光纤3、光纤数值孔径的定义是什么？其物理意义是什么？⽤数值孔径NA 表⽰光线的最⼤⼊射⾓θmax ；θsin 0n NA =max=fd 2 221121221211(2),2n n n n NA n n n --=??=≈ NA 表⽰光纤接收和传输光的能⼒。
NA(或θmax)越⼤，光纤接收光的能⼒越强，从光源到光纤的耦合效率越⾼，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。
但NA越⼤，经光纤传输后产⽣的输出信号展宽越⼤，因⽽限制了信息传输容量。
光纤光学4章讲义
光纤技术
总损耗dB＝ (dB/kM) x L (kM) dB 度量功率，分别为dBm 和 dB
0dBm 和 0dB分别相当与1mW和1 W
dBm与mW间的换算关系： dBm＝10lg[P(mW)] 以dBm为单位，则
光纤技术
2、散射损耗
特点：不可能消除的损耗
光纤技术
2、散射损耗
特点：产生新的频率分量 受激拉曼散射和受激布里渊散射的阈值，对于不同光纤
多模光纤的阈值：约为500W和2.5W； 单模光纤的阈值：降为500mW与2.5mW
光纤技术
3、散射和吸收损耗的对比
长波长区域： 损耗主要来自吸收的影响。玻璃中的OH-1的吸收在长 波长去急剧增加，1.65m外很少用于通信系统
(r)dr
2
rd
02e 0
其中rd
04V2
8aRc
光纤技术
过渡弯曲损耗的计算
损耗系数：
α
10lg
Pout Pin
8.68(
ω0 a
)3
a Rc
V2 8Δ
由上可以看出：
1、过渡损耗，α与a/RC即弯曲程度有关；
RC减小，α增大（弯曲越狠，损耗越大）
2、与模场半径有关 ω0 / a
ω0越大，越大；
D g d g 单位：ps /(km.nm) d
为光源的谱宽
光纤技术
2、色度色散的波长相关性
色度色散的波长相关：波导色散和材料色 散在某一波长处可以相互抵消
对于标准 石英单模光纤： 波导色散和材料色散的和在1310nm处为零 色散漂移：通过改变波导色散，色散零点移 到别的波长，通常为1550nm，即为色散位移 光纤
光纤传输复习提纲
第一章：概述1.1：光纤通信的定义：光纤通信是以光纤为传输介质，以光波为信息载体的通信方式。
光纤通信的三个低损耗窗口为850nm、1310nm、1550nm。
1.2：光纤通信的分类1、按传输信号的类型分，光纤通信可分为模拟光纤通信和数字光纤通信。
2、按调制方式分，光纤通信可分为直接强度调制（最常用）通信和外差调制通信。
目前光纤通信中最常采用的调制方式是直接强度调制。
3、按光纤的传输特性分（在给定的工作波长上能传导的模式），光纤通信可分为多模光纤通信系统和单模光纤通信系统。
第二章：光纤和光缆2.1 光纤的结构和分类光纤的结构多为同轴圆柱体，自内向外依次为纤芯、包层和涂覆层。
光纤的导光原理是基于光在纤芯和包层界面上的全反射。
按照光纤折射率在其横截面上的分布状态，光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按照光纤传输模式的多少可分为多模光纤和单模光纤。
按照ITU-T的标准可分为G.652、 G.653等类型。
世界上目前铺设最多的单模光纤是G.651，G.652常规单模光纤。
掌握数值孔径NA、相对折射率差△的计算。
NA= n0sinθ0=sinθ0 = n1(2△)1/2 △≈(n1 - n2) / n12.2 光纤的损耗和色散损耗和色散是光纤最重要的传输特性。
1、损耗：光信号在光纤中传输时，其强度或功率会受到衰减的现象，称为光纤的损耗。
损耗对数字光纤通信系统的影响是：限制光纤传输系统的传输距离。
损耗用分贝（dB）表示；损耗产生的原因：吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。
2、色散：光信号在光纤中传输时，由于光信号中不同频率成分和不同模式成分传输速度的不同而使光脉冲展宽的现象，称为光纤的色散。
色散会限制系统的传输距离和传输容量（或传输速率）。
光纤色散包括模式色散、材料色散和波导色散。
多模光纤中存在模式色散，单模光纤中存在模内色散。
常规单模光纤在1550nm处损耗最小,但色散最大；常规单模光纤在1310nm处损耗最大,但色散最小，色散基本为零。
光纤复习整理
光纤复习整理-----郭1、物质内部三种跃迁过程，半导体激光器发光原理。
工作物质和泵浦源是实现光的自发发射、受激吸收和受激发射的最基本条件。
自发发射：大量处于高能级的粒子，各自分别发射一列一列频率为ν=(E2 -E1) /h ) 的光波，但各列光波之间没有固定的相位关系，可以有不同的偏振方向，沿所有可能的方向传播。
各光子彼此无关。
LED受激发射：处于高能级：E2的粒子受到光子能量为ε的光照射时，粒子会由于这种入射光的刺激而发射出与入射光一模一样的光子，并跃迁到低能级 E1上。
有相同的偏振方向和传播方向。
LD受激吸收:低能级粒子吸收光子能量跃迁至高能级。
2、LD 采用双异质结结构的好处：（简答题）双异质结中存在的禁带宽度的差加强了对载流子的限制作用，存在的折射率差加强了对光子的限制作用，对光子和载流子限制作用的加强，提高了载流子的利用效率，减小了光子的损失，因而激光器的阈值电流降低，激光器的输出功率提高。
3、常用的线路编码码型：扰码、字变换码、插入型码。
mBnB码的缺点是在信号传输速率不变的情况下提高了线路信号传输速率。
4、PIN与APD的工作原理PIN：让中间吸收层尽量较厚，扩散区尽量变薄是降低扩散分量，提高响应速度的一种方法。
APD：利用雪崩倍增效应实现内部电流增益的半导体光电转换器件。
（不改变量子效率）5、接收机灵敏度基本概念光接收机灵敏度是表征光接收机调整到最佳状态时，接收微弱光信号的能力。
6、光隔离器用途：放置于激光器及光放大器前面，防止系统中的反射光对器件性能的影响甚至损伤，即只允许光单向传输。
结构：由起偏器、检偏器和旋光器组成。
（填空题）7、SDH帧结构的组成部分及其作用（简答题）1）信息净负荷，作用：STM-N帧中放置各种业务信息的地方。
2）段开销，作用：对STM-N整体信号流进行性能监控。
3）管理单元指针，作用：定位低速信号在STM-N帧的净负荷中的位置，使低速信号在高速信号中的位置可预知。