光纤通信技术知识点简要(考试必备)

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光纤通信期末复习提纲——光纤资料文档

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光纤通信期末总复习一、总述题型:判断(15% )(1.5×10)+选择(30%)(2.5×12)+简答计算(55%)(5~6题)考试范围(第一章~第十章),重点第五章、第六章、第七章,第四章自学(不考)要求:考试可以用中文答题,但是要熟悉英文专业术语(已经将常用专业术语做了整理,可在网络教学平台下载),平时每次作业一定要会做,期末总成绩=考试成绩×60%+实验成绩×20%+平时成绩(讨论+作业)×20% 二、第一章 光纤通信系统1、光通信所用波长(红外、可见、紫外),2、dB ,dBm 计算,光通信系统功率预算3、分清波长,频率,介质中波长,介质中的频率v fλ=4、基本光通信系统构成(框图),各个模块的功能 4、光子能量(以J 为单位,eV 为单位),会计算光线中的光子数5、光纤(光纤通信)优点与缺点 三、光学概要1、Snell 定律:计算纤芯包层上临界角,空气和纤芯入射面入射光锥大小2、数值孔径(NA )定义,意义3、什么是光斑尺寸 四、 波动学基础 1、α与γ的换算Proof::dB km 10lgexp(2)1dB 110lgexp(2)km-220=108.685ln10 2.3026dB L L L km dB kmγααγγααααγα用表示的衰减值;:衰减系数:传输距离当时值就是;单位为=-==--=≈-2、带宽和谱宽的换算(频率范围和波长范围换算)12212112122ccf f f c f c thenf f f c f f λλλλλλλλλλλλλλλλ⎛⎫-∆=-=-= ⎪⎝⎭⎛⎫∆∆== ⎪⎝⎭∆∆∆∆⎛⎫∆=⇒∆=⇒=⎪⎝⎭3、色散,材料色散,波导色散定义,展宽计算,单位长度展宽计算Dispersion (色散): Wavelength dependent propagation velocity. 传输速度随波长变化的特性称为色散Material Dispersion (材料色散): Dispersion caused by the material.Waveguide Dispersion (波导色散): Dispersion caused by the structure of thewaveguide.L L ττ∆∆⎡⎤⎛⎫= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦''n M L c τλλλ⎛⎫∆=-∆=-∆ ⎪⎝⎭4、光纤通信系统电带宽与光带宽关系5、谐振腔(F-P 腔),纵模概念1(1)222c m mc f f f m c mc c f Ln Ln Ln∆∆+=-+=-=2cc oo co c c of ff f ccλλλλλλ∆∆∆∆∆===7、平面边界上的反射,全反射临界角计算1212n n n n ρ-=+221212power reflected R power incidentR n n R n n ρ≡=⎛⎫-= ⎪+⎝⎭分界面上损耗计算什么是消逝场?发生全反射时低折射率材料中仍然有光能量 五、 光纤波导1、相对折射率与数值孔径:fractional refractive ;NUMERICAL APERTURE121n n n -∆=00sin NA n α== 单模光纤的NA 和多模光纤NA 通常哪个更大?光纤包层和纤芯折射率关系是怎样的?2、光纤损耗Losses may be classified as: AbsorptionScattering : Rayleigh Scattering Geometric effects目前光纤损耗水平大致是多少?在什么波长? 光纤三个透光窗口是什么,中心波长分别是多少3、归一化频率计算;V is called the normalized frequency or V parameter2a V NA πλ==归一化频率和光斑尺寸关系是什么?4、多模光纤模式数目计算对于阶跃折射率光纤,若V>1022V N =对于抛物线分布折射率光纤,若V>1024V N =5、单模传播条件2.405V =<aλ<2.4052aNAλπ<6、多模光纤中的畸变阶跃折射率:11211122()()n n n nn n L cn cn c τ-∆⎛⎫∆==∆≈ ⎪⎝⎭对于 GRIN 模式展宽近似表达式为:212n L c τ∆⎛⎫∆= ⎪⎝⎭可知多模阶跃折射率光纤中模式畸变一般情形下远大于GRIN 光纤这里大家需要记住的是模式失真不依赖于光源波长或者光源线宽. 因此总的脉冲展宽:τ∆=modal modal pulse spread τ∆=dispersion material and waveguide dispersive pulse spread τ∆=那么总的色散可计算如下()g M M L τλ⎛⎫∆=-+∆ ⎪⎝⎭由于色散导致的展宽和那几个因素有关?L 、D 、λ∆7、单模截止波长2.4052aNAλπ<=那么截止波长 (小于截止波长光纤将以多模形式传输) 为:c (2)2.612.405a NA a NA πλ==8、普通光纤中传输的光信号一般是非偏振的.六、光源和光放大器1、LED P-I 特性的斜率计算. 禁带宽度(能带间隙 bandgap)与辐射波长关系g i P W e η⎛⎫= ⎪⎝⎭P g W i η=2、量子效率定义,计算。

光纤通信技术知识点简要(考试必备)

光纤通信技术知识点简要(考试必备)

光纤通信.1.光纤结构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。

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.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. 相对于单模光纤而言,突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大,可以容纳数百个模式,所以称为多模光纤3.光纤主要用途:突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。

渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。

单模光纤用在大容量长距离的系统。

1.55μm 色散移位光纤实现了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超长距离系统。

色散平坦光纤适用于波分复用系统,这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。

三角芯光纤有效面积较大,有利于提高输入光纤的光功率,增加传输距离。

偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统,这种系统最大优点是提高接收灵敏度,增加传输距离。

4.分析光纤传输原理的常用方法:几何光学法.麦克斯韦波动方程法5.几何光学法分析问题的两个出发点: 〓数值孔径〓时间延迟. 通过分析光束在光纤中传播的空间分布和时间分布. 几何光学法分析问题的两个角度: 〓突变型多模光纤〓渐变型多模光纤.6.产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散,损耗和色散是光纤最重要的传输特性:损耗限制系统的传输距离, 色散则限制系统的传输容量.7.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:模式色散、材料色散、波导色散.8. 波导色散纤芯与包层的折射率差很小,因此在交界面产生全反射时可能有一部分光进入包层之内,在包层内传输一定距离后又可能回到纤芯中继续传输。

进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关,即相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。

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。

光纤通信重要知识点总结

光纤通信重要知识点总结

光纤通信重要知识点总结一、概述当我们谈论信息传输的时候,光纤通信就像是连接你我他的重要纽带。

你可能会觉得光纤是一个离生活很远的概念,其实不然它在我们的日常生活中无处不在,为我们的互联网生活提供了高效快捷的服务。

接下来让我们一起了解下关于光纤通信的一些重要的知识点吧。

光纤通信简单来说,就是通过光的信号传输信息的方式。

在这个过程中,光纤就像是一条信息的高速公路,承载着各种数据在网络的各个角落自由穿梭。

它的重要性在于其传输速度快、距离远、稳定性高,为现代社会的通信需求提供了强大的支持。

它就像我们生活中的一道桥梁,让我们的通话、视频聊天或者浏览网页都能流畅进行。

听起来很有趣对吧?接下来我们会深入了解它的工作原理和特点等内容。

1. 光纤通信概述及其在现代社会的重要性嘿,朋友们你们是否知道我们如今依赖的互联网、电视信号和电话通讯背后,其实有一个神奇的科技力量在支撑,那就是光纤通信。

光纤通信就像是信息时代的超级高速公路,负责把我们的数字世界连接在一起。

那么什么是光纤通信呢?简单来说光纤通信就是通过光信号在光纤中传输信息的一种方式。

接下来我们来聊聊它在现代社会的重要性。

想象一下如果没有光纤通信,我们的世界会是什么样?可能我们无法随时随地与朋友视频聊天,无法在家观看世界各地的新闻和娱乐节目,甚至无法享受在线购物的便利。

光纤通信已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分,它的重要性体现在以下几个方面:首先光纤通信提供了超高速的数据传输速度,这对于大数据处理、云计算、在线视频会议等应用至关重要。

想象一下医生通过光纤网络进行远程手术指导,或者学生们通过网络进行实时的互动学习,这都是光纤通信技术带来的变革。

其次光纤通信具有极高的稳定性和可靠性,在数字化时代,信息的连续性和准确性至关重要。

光纤由于其物理特性,能够抵抗电磁干扰和天气影响,保证了通信的稳定性和可靠性。

光纤通信的带宽大,容量大。

这意味着它可以同时处理大量的数据和信息,支持更多的用户和设备接入网络。

光纤通信 知识点总结

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。

光纤通信知识点归纳

光纤通信知识点归纳

第1章概述1、光纤通信的基本概念:利用光导纤维传输光波信号的通信方式。

光纤通信工作波长在于近红外区:0.8~1.8μm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及1.55μm。

2、光纤通信系统的基本组成:(P2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。

该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。

1)在点对点的光纤通信系统中,信号的传输过程:由电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机,光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤,光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号,然后经过对电信号的处理以后,使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机,最后由信息宿恢复用户信息。

2)光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源,目前主要采用半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)。

3)光接收机中的重要部件是能够完成光-电转换的光电检测器,目前主要采用光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)。

特性参数:灵敏度4)一般地,大容量、长距离光纤传输: 单模光纤+半导体激光器LD小容量、短距离光纤传输: 多模光纤+半导体发光二极管LED5)光纤线路系统:功能: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。

组成:光纤、光纤接头和光纤连接器要求:较小的损耗和色散参数3、光纤通信的特点:优点:(1),传输频带宽,通信容量大。

(2)传输损耗小,中继距离长:石英光纤损耗低达0.19 dB/km,用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。

(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)不能远距离传输;2)传输过程易发生色散。

光纤通信原理和基础知识

光纤通信原理和基础知识

光纤通信原理和基础知识光纤通信是一种利用光纤传输信息的通信技术。

光纤是一种由高纯度玻璃或塑料制成的非导体材料,可以通过内部反射原理传输光信号。

相对于传统的铜线传输,光纤具有更大的带宽、更低的损耗、更长的传输距离和更高的抗干扰能力,因此被广泛应用于现代通信领域。

光纤通信的工作原理基于光的全反射现象。

当光线通过光纤的两侧,并以超过临界角的角度射入光纤中时,光线会在内部完全反射。

这样,光信号就可以沿着光纤进行传输,直到遇到终端设备或者光纤长度超过极限。

光纤通信的基础知识包括以下几个方面:1.光纤的构成:光纤主要由纤芯和包层组成。

纤芯是光信号传输的核心部分,由高纯度玻璃或者塑料制成。

包层是纤芯的保护层,通常由具有低折射率的材料制成,可以减小信号的损耗和干扰。

2.光纤的损耗:光信号在光纤中传输过程中会发生损耗,主要包括衰减损耗和色散损耗。

衰减损耗是光信号强度随着传输距离增加而逐渐减小的现象,通常使用分贝(dB)来表示。

色散损耗是由于光信号的频率不同而引起的,会导致信号失真。

3.光纤的带宽:带宽是指光纤传输信号的能力,通过单位时间内传输的数据量来衡量。

光纤的带宽比铜线更大,可以支持更高速率的数据传输。

4.光纤的连接方式:光纤的连接方式主要有插拔式连接和固定式连接。

插拔式连接通常使用光纤连接器,可以方便地插入和拔出。

固定式连接通常使用光纤接头或者光纤焊接,适用于长期固定的连接。

5.光纤的传输距离:光纤通信可以实现长距离的传输,最远甚至可以达到几百公里。

传输距离的限制主要取决于信号的衰减和光纤的噪声级别。

光纤知识点总结(5-9章)

光纤知识点总结(5-9章)

光纤知识点(5-9章)第五章知识点1.数字传输体制有两种:是不同的传输体制协议。

SDH(同步数字传输体制)PDH(准同步数字传输体制)2. SDH对模型的下列几个方面做了规定:(1)网络节点接口(2)同步数字体系的速率(3)帧结构。

(1)网络节点接口传输设备:光缆传输系统设备;微波传输系统设备;卫星传输系统设备。

网络节点:只有复用功能(简单);复用、交叉连接多种功能(复杂)。

(2)速率:同步传输模块:STM-N,N=1、4、16 等。

STM-1 155.520Mbit/s 155Mbit/sSTM-4622.080Mbit/s 622Mbit/sSTM-16 2488.320Mbit/s 2.5Gbit/sSTM-64 9953.280Mbit/s 10Gbit/sSTM-256 39813.12Mbit/s 40Gbit/s(3)帧结构:SDH 帧为块状帧结构,共有9 行,270 列,以字节为单位。

一个STMN 帧有9 行,每行由270×N 个字节组成。

这样每帧共有9×270×N 个字节,每字节为8 bit。

帧周期为125μs,即每秒传输8000 帧。

对于STM1 而言,传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s 。

字节发送顺序为:由上往下逐行发送,每行先左后右。

(结构图见书127页,重点)3.STM-N 帧包括三个部分:SOH、AU-PTR、PAYLOAD(结构图见书127页,重点)(1)段开销SOH:RSOH,再生段开销:1~3 行。

MSOH,复用段开销:5~9 行。

区别:监管范围不同。

如:若光纤上传输2.5G 信号,RSOH 监控STM-16 整体的传输性能。

MSOH 监控每一个STM-1 的传输性能。

(2)管理指针AU-PTR:指示净负荷PAYLOAD 中信息的起始字节位置,便于接收端从正确的位置分解出有效传输信息。

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光纤通信.1.光纤结构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。

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.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. 相对于单模光纤而言,突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大,可以容纳数百个模式,所以称为多模光纤3.光纤主要用途:突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。

渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。

单模光纤用在大容量长距离的系统。

1.55μm 色散移位光纤实现了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超长距离系统。

色散平坦光纤适用于波分复用系统,这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。

三角芯光纤有效面积较大,有利于提高输入光纤的光功率,增加传输距离。

偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统,这种系统最大优点是提高接收灵敏度,增加传输距离。

4.分析光纤传输原理的常用方法:几何光学法.麦克斯韦波动方程法5.几何光学法分析问题的两个出发点: 〓数值孔径〓时间延迟. 通过分析光束在光纤中传播的空间分布和时间分布. 几何光学法分析问题的两个角度: 〓突变型多模光纤〓渐变型多模光纤.6.产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散,损耗和色散是光纤最重要的传输特性:损耗限制系统的传输距离, 色散则限制系统的传输容量.7.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:模式色散、材料色散、波导色散.8. 波导色散纤芯与包层的折射率差很小,因此在交界面产生全反射时可能有一部分光进入包层之内,在包层内传输一定距离后又可能回到纤芯中继续传输。

进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关,即相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。

有一定谱宽的光脉冲入射光纤后,由于不同波长的光传输路径不完全相同,所以到达终点的时间也不相同,从而出现脉冲展宽。

具体来说,入射光的波长越长,进入包层中的光强比例就越大,这部分光走过的距离就越长。

这种色散是由光纤中的光波导引起的,由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散。

9. 偏振模色散:实际光纤不可避免地存在一定缺陷,如纤芯椭圆度和内部残余应力,使两个偏振模的传输常数不同,这样产生的时间延迟差称为偏振模色散或双折射色散。

10. 损耗的机理包括吸收损耗和散射损耗两部分。

吸收损耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。

散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和由光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。

瑞利散射损耗是光纤的固有损耗,它决定着光纤损耗的最低理论极限。

11.光线的损耗:(1)吸收损耗:a.本征吸收损耗:紫外吸收损耗,红外吸收损耗b.杂质吸收损耗c.原子缺陷吸收损耗(2)散射损耗 a线性散射损耗:瑞利散射,光纤结构不完善引起的散射损耗(3)弯曲损耗 a.宏弯:曲率半径比光纤的直径大得多的弯曲 b.微弯:微米级的高频弯曲,微弯的原因:光纤的生产过程中的带来的不均;使用过程中由于光纤各个部分热胀冷缩的不同;导致的后果:造成能量辐射损耗. 与宏弯的情况相同,模场直径大的模式容易发生微弯损耗12. 柔性光纤的优点:1. 对光的约束增强 2. 在任意波段均可实现单模传输:调节空气孔径之间的距离 3. 可以实现光纤色散的灵活设计 4. 减少光纤中的非线性效应5. 抗侧压性能增强13. 光纤的制作要求(1)透明(2)能将其拉制成沿长度方向均匀分布的具有纤芯-包层结构的细小纤维;(3)能经受住所需要的工作环境。

光纤是将透明材料拉伸为细丝制成的。

14. 光纤预制棒简称光棒,是一种在横截面上有一定折射率分布和芯/包比的的透明的石英玻璃棒。

根据折射率的不同光棒可从结构上分为芯层和包层两个部分,其芯层的折射率较高,是由高纯SiO2材料掺杂折射率较高的高纯GeO2材料构成的,包层由高纯SiO2材料构成。

制作方法: 外部气相沉积法;气相轴相沉积法;改进的化学气相沉积法;等离子化学气相沉积法。

15. 光缆基本要求:保护光纤固有机械强度的方法,通常是采用塑料被覆和应力筛选。

光纤从高温拉制出来后,要立即用软塑料进行一次被覆和应力筛选,除去断裂光纤,并对成品光纤用硬塑料进行二次被覆。

二次被覆光纤有紧套、松套、大套管和带状线光纤四种,应力筛选条件直接影响光纤的使用寿命。

16. 光缆一般由缆芯和护套两部分组成,有时在护套外面加有铠装。

1. 缆芯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。

光缆的基本型式:层绞式骨架式中心束管式带状式 2. 护套护套起着对缆芯的机械保护和环境保护作用,要求具有良好的抗侧压力性能及密封防潮和耐腐蚀的能力。

根据使用条件光缆可以分为:室内光缆、架空光缆、埋地光缆和管道光缆等。

护套通常由聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)和铝带或钢带构成。

18. 根据使用条件光缆可以分为:室内光缆、架空光缆、埋地光缆和管道光缆等19. 光缆特性 1.拉力特性 2. 压力特性3. 弯曲特性4. 温度特性20. 成缆对光纤特性的影响 1. 成缆的附加损耗 2. 成缆可以改善光纤的温度特性3. 机械强度增加21. 光纤的特性参数很多,基本上可分为几何特性、光学特性和传输特性三类。

几何特性包括纤芯与包层的直径、偏心度和不圆度;光学特性主要有折射率分布、数值孔径、模场直径和截止波长;传输特性主要有损耗、带宽和色散。

22.(1) 损耗测量光纤损耗测量有两种基本方法: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。

(2) 带宽测量光纤带宽测量有时域和频域两种基本方法。

时域法是测量通过光纤的光脉冲产生的脉冲展宽,又称脉冲法;频域法是测量通过光纤的频率响应,又称扫频法。

(3) 色散测量光纤色散测量有相移法、脉冲时延法和干涉法等。

23 光纤的熔接工艺步骤 (1) 将待熔接的光纤端头切割成平整且垂直于轴线的端面; (2) 利用微调装置将两根光纤调准直; (3) 利用电弧放电将两根光纤熔接在一起。

24光纤熔接引起损耗的原因 (1) 光纤轴线的横向相对误差(错位);(2) 两根光纤的纤芯直径不同;(3) 两根光纤的性能参数不同;(4) 光纤端头之间的相对距离; (5) 角向相对偏离。

25 光纤连接器是光纤技术应用中使用量最大的光无源器件,和光纤接头一样,光纤连接器也是对两光纤端面进行对接,所不同的是光纤接头是永久性的熔接,而光纤连接器是临时性连接,具有使用的灵活性。

损耗是它们重要的光学参数。

以下为光无源器件26光纤连接器损耗的分类(1) 插入损耗;(2) 回波损耗27 光纤连接器的插损机理光纤公差引起的固有损耗:主要由光纤制造公差,即纤芯尺寸、数值孔径及纤芯/包层同心度等。

连接器加工装配引起的固有损耗:主要由光纤制造公差,即端面间隙、轴线倾角及横向偏移等。

28 光纤连接器的回损机理光纤端面菲涅耳反射引起的光能量损耗。

这种损耗发生在纤芯空气交界面,有效的解决方法是设计两个连接器的物理接触面。

29光纤连接器的损耗表达式: NA引起的损耗端面间隙引起的插损回波损耗主观因素损耗:端面划伤、尘粒、定位不准。

30 光纤连接器的组成由跳线、尾纤或尾缆、适配器组成。

31. 光插头的组成 (1) 光纤或单芯光缆(2) 插针体(3) 外部零件32. 光纤连接器的技术指标:插入损耗:光通过连接器后,光功率损耗的大小;回波损耗:光通过连接器后,后向反射光与入射光的比值;重复性:重复插拔后插损的变化值,1000次插拔后,小于±0.1dB;互换性:插头和适配器按一定的规则互换后,插入损耗的变化值,互换性小于±0.2dB。

33. 光纤连接器的分类(1) 按光纤的模式分单模、多模光纤连接器; (2) 按插针体的端面分端面一般都是加工成球面、精抛球面和斜球面等。

PC、SPC、APC。

APC: 将端面抛磨成与插针体中心线成80角。

(3) 按连接器的类型分 FC、SC、ST: 目前应用最广泛的三种,体积比较大。

FC: 螺纹锁紧式SC: 插拔式/咬合式ST: 卡口旋转锁34 光纤耦合器是用来连接3个或3个以上的光接点。

光信号经过光纤耦合器后,在多个输出端口之间分配,降低了每个信号输出端的信号强度。

35.光纤耦合器的性能参数(1) 插入损耗(2) 耦合比(3) 附加损耗(4)隔离度A(5)分光比T36. 光隔离器是只沿一个方向传输的光器件,阻止了后向反射和散射的光到达敏感器件,比如激光器和光放大器,是一种光学单行道器件。

光隔离器主要应用在激光器或者是光放大器的输出端,以防止光纤线路中的后向反射光造成激光器或光放大器的工作不稳定性。

37. 光隔离器的性能参数要求(1) 隔离度大,单芯隔离器的典型值是40dB; (2) 插入损耗小,单芯隔离器的典型值是0.2dB。

37. 就光纤材料而言,光敏性是指光纤材料的折射率在外部光的作用下发生永久性的改变。

38. 光纤光栅就是利用光纤的光敏性,用特定波长的激光以特定方式照射光纤,导致光纤内部的折射率沿轴向形成周期性或非周期性的空间分布,从而把光纤做成具有精确控制谐振波长的光栅。

39. 光纤光栅的最基本原理是相位匹配条件:β1、β2是正、反向传输常数,Λ是光纤光栅的周期,在写入光栅的过程中确定下来。

40. 波分复用技术要求光器件在光发射机端合并多个信号进入单根光纤同时向前传输,并在光接收机端分离这些信号,以便分立的光接收机进行处理,实现这种功能的光器件就是波分复用器。

波分复用器从功能上分为两部分: 发射机端的为复用器,其作用是合并光信道;接收机端的为解复用器,其作用正好相反,分离复用在一起的光信道,而且必须完全分离光信道,且串扰要低。

41. 光开关的性能参数: a 插入损耗b 回波损耗c 隔离度d 开关时间e. 串扰f. 消光比42. 光衰减器主要用于光纤通信系统的特性测试和其他测试中,是对光功率有一定衰减量的器件。

根据衰减量是否变化,可以分为固定衰减器和可变衰减器。

43. 波长转换器:使信号从一个波长转换到另一个波长的器件。

波长转换器根据波长转换机理可分为光电型波长转换器和全光型波长转换器。

以下为有源器件44. 光源器件:光纤通信设备的核心,其作用是将电信号转换成光信号送入光纤。

光纤通信中常用的光源器件有半导体激光器和半导体发光二极管两种。

四小类:同质半导体激光器、异质半导体激光器、PIN光电二极管、雪崩光电二极管45. 半导体激光器(LD)工作原理:用半导体材料做成的激光器,当激光器的P-N结上外加的正向偏压足够大时,将使得P-N结的结区出现了高能级粒子多、低能级粒子少的分布状态,这即是粒子数反转分布状态,这种状态将出现受激辐射大于受激吸收的情况,可产生光的放大作用。

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