光纤复习课(已修改).ppt

光纤通信，1，NumericalAperture；2，皮弗洛斯；3、Dispersion；4、ModeDispersion；5、polizationmoderation6、NormalizedFrequency；7、ExtinctionRatio；8、SpontaneousEmission；9、ReceiverSensitivity，10，BitErrorRate；11、signal-to-noise ratio12，NoiseFigure，I，名词说明，NumericalAperture进入光纤端面的光都不是通过光纤传输的，只有特定角度范围内的入射光是可能的。此角度a的正弦值称为光纤的数字光圈(NA=Sina)，多模式光纤NA的范围通常在0.18到0.23之间，因此通常具有sina=a，即光纤光圈na=a。在光学中，数字光圈是表示光学镜头性能的参数之一。用放大镜聚集阳光，在纸上点火就是典型的例子。假设平行纤维照射镜头，通过镜头聚焦在焦点上时，从焦点到镜头边缘的高低为，则取称为该镜头的数值光圈的正弦值。光纤损耗光纤损耗(也称为信号衰减或信号损失)是指以db/km为单位的光纤每单位长度的衰减。光纤最重要的特性之一。这是因为在没有信号放大和回放的情况下，很大程度上决定了光发射机和光接收机之间允许的最大距离。光纤的光功率吸收损失、散射损失和辐射损失是导致光信号衰减的几个主要因素。吸收损耗与制造光纤的材料有关。散射损失除了与材料外，还与光纤的结构缺陷有关。辐射效应引起的损失发生在纤维几何图形的扰动(包括微和宏)中。Dispersion色散是光纤的传输特性之一。不同波长的光脉冲在光纤中的传播速度不同，因此色散反应反映了光脉冲沿光纤传播时的光宽。光纤的色散现象对光纤通信极为不利。光纤数字通信传输一系列脉冲代码，由于传输中的光纤脉冲扩展，脉冲与脉冲重叠的现象，即代码之间的干扰，由于传输代码的失误而产生错误。延长脉冲间隔以避免出现错误代码，从而降低传输速度，降低通信容量。另一方面，随着传输距离的增加，光纤脉冲的扩展越来越严重。因此，为了避免错误代码，光纤的传输距离也必须缩短。模式中的色散：1，材料色散，纤维芯中材料的折射率随波长的变化而发生这种色散(由于这是与棱镜分解光谱相同的效果，有时也称为色度色散)。2、波导色散(结构色散)，这种色散的原因是单模光纤中只有大约80%的光功率在核心中传播，20%在包中传播的光功率其速度更大，因此会发生色散。模式间的色散：光纤的模式色散只存在于多模式光纤中。这是因为相同频率点的不同模式的组速度(组实验)不同而产生的。各模式到达光纤终端的时间依次不同，脉冲扩大，出现色散现象。偏振模式色散(PMD)，也称为光的双折射：单模光纤只能传输一种基本模式下的光。基座实际上由两个偏振方向相互垂直的模式场HE11x和HE11y组成。如果单模光纤具有圆度、微弯曲、应力等，并且HE11x和HE11y具有相位差，则合成光场是随时间变化的方向和瞬时振幅的非线性偏振，其双折射现象(即x和y方向的折射率)不同。由于传播速度不同，模式场的偏振方向沿光纤的传播方向随机变化，在光纤的输出端产生偏振色散。采用PCVD工艺制造的单模光纤具有极低的偏振模式色散(PMD)。规格化频率：规格化频率是光纤最重要的结构参数，表示光纤的传播模式数。将采样频率设置为1，其他频率以百分比显示。频率范围很大，有时使用起来很不方便。规格化会在0，1之间转换。这样就形成了一个统一的标准，有利于比较各频率的分布。规范化的另一个目的是防止数据溢出。对于ExtinctionRatio数字脉冲光发射机，消光比这个指标重要。这被定义为在脉冲“0”时发送的光力P0和脉冲“1”时发送的光力P1的比率，可以使用EXT=10lg (P1/P0) (db)等EXT表示，由于缺乏小光比，很容易出现代码元素的错误等一系列问题。自发发射：在此状态下的原子中，电子只能在此状态下的能量水平上停留很短的时间，在自动转移到低能量水平的过程中发射光子，这称为自发辐射。自发辐射是不受外部辐射场影响的自发过程，每个原子在自发转换过程中相互独立，不同原子产生的自发辐射光在频率、相位、偏振方向和传播方向上具有一定的随机性。因此自发辐射光是非相关型荧光，自发辐射广场的能量分布在宽频率范围内。普通光源的发光过程是高能水平下许多原子的自发辐射过程。接收机灵敏度定义了接收机可以接收并继续工作的最小信号强度。敏感度是功率级别，通常表示为dBm(通常是一个较大的负dBm数)。如果链接方程的输出等于或大于接收器灵敏度的接收功率，则链接起作用。也就是说，接收器正确地提取包含在发送信号中的信息。如果接收功率低于灵敏度级别，则提取的信息质量达不到要求。比特错误率(BER:biterrorratio)比特错误率是数据在指定时间内传输的准确程度的度量。位元错误率=传输中的错误代码/传送的代码总数*100%。如果有错误代码，则存在位错误率。还将位错误率定义为用于测量错误发生频率。光纤通信系统的典型误码率范围为10 (-9)到10 (-12)，该误码率取决于接收器的信噪比(信号和噪声功率的比率)。指定的系统误码率问题由于接收器的噪声水平，对光探测器的光信号功率有最低限度。信噪比：也称为噪声比。在狭义上，放大器的输出信号与同时输出噪声电压的比率经常以分贝数表示，意味着设备的信噪比越高，噪声越小。一般来说，信噪比越大，信号混杂的噪声越少，声音播放的音质越高，或者说不是。噪音系数(NoiseFigure)是因为放大器本身有噪声，所以输出端的信噪比和输入端的信噪比不同。为此，使用噪声系数测量放大器本身的噪声级公式，如下所示：噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比，单位通常为“dB”。该系数表明，值越大，传输过程中的混合噪声越大，设备或信道特性不理想。如果放大器的噪声系数低(例如NF1)，则通常将放大器的噪声系数表示为噪声温度(t)。噪音系数与噪音温度的关系如下：T=(NF-1)T0或NF=T/T0 1其中：T0-绝对温度(290K)，1，单模光纤中名为光纤的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2、衡量接收器性能的主要指标是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _3、多模光纤的色散包括_ _、_ _和_ _。4、光纤耦合器的主要指标是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _5、光调制有两种方法。它们是_ _ _ _ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _ _ _。6、一般单模光纤G.652的零色散波长为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，色散位移光纤G.653的零色散波长为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。第二，填空(a)，第一，单模光纤只能传输光纤的名为_ base _的_HE11_。2、测量接收机性能的主要指标是接收灵敏度、_位错误率或信噪比_、带宽和_动态范围_。3、多模光纤的色散包括材料色散、_波导色散_和_模式之间的色散_。4、光纤耦合器的主要指标为_插入损耗_、_额外损耗_、_分光比_和_串扰_。5、实现光调制的方法有两种。它们是_直接调制_和_间接调制_。6、一般单模光纤G.652的零色散波长为1.31 32，第二，填充空白问题(回答)，7，优秀的光接收器，需要_ _ _ _ _ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _ _ _的微弱信号能力，而要做到这一点8、半导体激光器可以根据波导机制分为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _两种。9、掺铒光纤放大器噪声系数f的限值约为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。10、结构按传输模式数分类，可以分为_ _光纤和_光纤。决定光纤传输特性的两个主要因素是_ _和_ _。11、在光纤通信系统中，需要保证信道光的单向传输的情况下采用。12.对于半导体激光器，当加恒流小于临界电流时，激光器会产生_。第二，填空(2)，7，优秀的光接收器，应使用_检测_和_恢复_弱信号功能，而不失真，这是前端的low _ noise _ _ _ _，high _ senter8、半导体激光器可以根据波导机制分为_增益诱导_和_折射率诱导_两种。9、掺铒光纤放大器噪声系数f的限值约为_ 3d _ _ _ _ _ _。10、光纤按传输模式的数量分类，可分为_单模光纤和多模光纤。决定光纤传输特性的两个主要因素是_损耗和_色散_。11、在光通信系统中，需要保证光隔离器的单向传输时，光隔离器。12、对于半导体激光器，如果加恒流小于临界电流，则激光发出_非干涉光。第二，空问题(第二个答案)，第三，多项式问题(a)，1，光源生成的光脉冲的载波频率随时间变化的现象()a，chirp b，损耗c，方差2，PN连接在正方向偏移时， 在实际系统中，即使没有光纤传输，使接收器灵敏度恶化的因素是()a、光的比b、强度噪声c、粒子噪声d、热噪声5、下面()，这是EDFA的优点。 A，高增益b，对信号速度不敏感c，在1300nm附近工作d，高增益带宽，3，多观问题(回答)，1，光源产生的光脉冲的载波频率随时间变化的现象(A)A，chirp b，损耗c， 即使在实际系统中没有光纤传输，使接收器灵敏度恶化的因素也是(AB)A、光素比b、强度噪声c、粒子噪声d、热噪声5和下面(ABD)，这是EDFA的优点。 a，高增益b，对信号速度不敏感c，在1300nm附近工作d，宽增益带宽，3，多项式提问(2)，6，光接收器的批量噪声为()a，量子噪声b，暗电流噪声c，泄漏电流噪声d，a、HE00B、HE11C、HE01D、HE108、多模光纤的色散包括()a、材料色散b、波导色散c、模式间色散d、波长色散。9、可以通过()和()两种方法分析光纤的导向原理和结构特性。a，模式理论b，散射理论c，射线理论d，光电理论10，光放大器按应用领域划分，一般是哪种()a，在线放大器b，功率放大器c，前置放大器d，以上答案不正确。第三，多项式问题(2回答)、6，光接收器的批量噪声只能传输(ABCD)A、量子噪声b、暗电流噪声c、泄漏电流噪声d、APD倍增噪声7、单模光纤只能传输(b)一种模式。A、HE00B、HE11C、HE01D、HE108、多模式光纤的色散包括(ABCD)A、材料色散b、波导色散c、模式间色散d、波长色散等。9、可以通过(a)和(c)两种方式分析光纤的导向原理和结构特性。A，模式理论b，散射理论c，射线理论d，光电理论10，光放大器按应用领域划分，一般是什么(ABC)A，在线放大器b，功率放大器c，前置放大器d，以上答案不正确。4，判断问题(a)，1，光纤损耗系数的单位为dBm/km。2，温度升高，激光的临界电流增加。3、多模式光纤是指传输多通道信号的光纤。4、接收器要求的最小平均光功率就是接收器的灵敏度。5，PN接头在接头两侧使用相同的半导体材料时，称为同质性接头。6、单模光纤没有模式间的色散。4，判断问题(回答)，1，光纤损耗系数的单位为dBm/km。2，温度升高，激光的临界电流增加。3、多模式光纤是指传输多通道信号的光纤。4、接收器要求的最小平均光功率就是接收器的灵敏度。5，PN接头在接头两侧使用相同的半导体材料时，称为同质性接头。6、单模光纤没有模式间的色散。4，判别问题(2)，7，数字光接收器接收到的比特错误率(比特错误率)越大。8、光纤的弯曲半径不能太小。9、光纤的数值孔径越小越好。10、规格化频率v值越小，可以传播的模式越多。11、接收器的带宽主要由前导码决定。12、接收系统中APD的增益越大越好。4，判别问题(2回答)，7，数字光接收器接收到的比特错误率(比特错误率)越大。8、光纤的弯曲半径不能太小。9、光纤的数值孔径越小越好。10、规格化频率v值越小，可以传播的模式越多。11、接收器的带宽主要由前导码决定。12、接收系统中APD的增益越大越好。5，单答(a)，1，针的量子效率是什么？如何提高量子效率？2、隔离器在EDFA中的作用是什么？3、色散位移光纤是如何实现的？4、EDFA光放大器抽运方法是什么？每个都有什么特性？5、光放大器和光电中继器的主要区别是什么？2、隔离反射信号，以提高EDFA的稳定性。4、各向同性泵(低噪音)、反向泵(高输出功率)和双向泵(低噪音、高输出功率)。5，简单响应(2)，6，激光内外量子效率的关系和区别是什么？7、您能说明APD和PIN之间的主要区别吗？8、什么是模式分配噪声？9、光纤通道中常用的手动部件是什么？10、半导体发光二极管的主要特征是什么？请注意，内部量子效率是激光将电子-孔对(注入电流)转换为光子(光)效率的直接表示，但并非所有光子都发射到输出光，有些光子由于各种内部损失而被再次吸收。外部量子效率是激光二极管将电子-孔对(注入电流)转换为输出光源的效率的象征。外部量子