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

发端收端

2、元纤通信工作于近红外波段,波氏范围：0.8nm-L信m,频率的围：167THz-375THz.其中,光纤通信低损耗窗口:

0.85pm,1.31pm、1.55vm

3、光纤通信的主要优点

Q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，节约有色金展，有利于环保。

4、方源光器件：光纤连接器、光纤耦合器,光衰减器、光隔离器、光滤波器、波分红用器、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

光了隹录：儿,/7=6.63x10-347.5

2、光的吸收

光强：/=(e-az,(X为吸收系数，Z为吸收层厚度。

3、光和物质的相互作用

1

自发福射：发光二极管LED,正偏，非相干光

•受激辐射：半导体激光滞LD,正偏，相干光

•受激吸收：光电二极管PD,反偏

4、激光的形成

•实现粒了数反转是产生激光的必要条件。

•构成激光器的三个要素：激光工作物旭、激励源、光学谐振脖。

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(SingleModeFiber)、多模光纤(MultiModeFiber)：

•按光纤材料：石英)匕纤、石英纤芯塑料包层儿纤、塑料光纤等：

•按折射率分布：阶跃型光纤(S【F)、渐变型光纤(GIF)。

2、光纤的导光原理

•相对折射率差:

•数值孔径：表不光纤捕捉光射线能力的物理量N4=si叫「斤可”后

3、阶跃型光纤的波动光学理论

(D2K

波常数：&=3jjjg=〃=H=kn

"C人o

o

光纤的归一化频率：V=叱一吗=kn

•单模传输条件:0<V<2.405

2

•大V光纤导模数量：（SI：V2G1：V2：1

24

4、单模光纤（矢量模：HE、标量模：〃>）V=kaJn2-n2=knaj2X<2.405

11010*1201

5、光纤的损耗特性

•光纤损耗：吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗

♦光纤固布.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

下式色散

｛波导色散

模内色散

材料色散

〃（G〃Z）"（/»）

多模光纤的模式色散：TLn.y星5

A=1（12）才1A

wC〃C

2

7.各种光纤G.652,G.653,G.654,G.655特点及使用场合。

第4章光源和光发射机

1、光通信对光源的要求：

>合适的波长加,而且光谱窄

>足够的入纤光功率P

>良好的调制特性（响应速度快）

>稳定性好，寿命长，成本低

2、光源发光波长

X=c=c_he_1,24i），以为半导体禁带宽度

vL~E（eV）~E（eV）

h

he6.626x1034x3x10s

==1.24x10-6

1.6x1019

3

3、3源采用异质结的优点:

■增加我流子的注入效率

■形成光波导效应

■降低同值电流

4、发光二极管（LED）可分为面发光二极管:SLED）和边发光二极管（ELED）

5、半导体激光器的组成：工作物质、激励源、光学谐根照。

6、半导体激光器产生激光的基本条件：粒了数反转分布、光反馈、激光振荡的阈值条件。

驻波条件及谐振频率：入=乜，\,=%一这

〃q「九-2nL

«r

谐振腔总损耗（平均衰减系数）：a=a+J-ln-L.

»2LRR

I2

8、荷单比较LED、LD

9、光调制可分为直接调制（强度调制）和间接调制（外部调制）.

间接调制：声光调制、电光调制、磁光调制。

10、光发送机的要求：有合适的输出光功率（入纤功率）、良好的消光比（＞=10dB）、良好的调制特性。

11、直接调制的光发送机原理图

12、APC、ATC电路原理

4

封

装

光

机

接收

和光

测器

电检

章光

第5

要求

主要

器的

检测

光电

信对

纤通

1、光

高；

效率耍

电转换

长上光

作波

在工

•

；

能小

尽可

加噪声

来的附

程中带

检测过

•

小:

尽量

失真

宽，使

及频带

线性好

度快、

响应速

•

压低。

工作电

相配，

纤直径

寸与光

命，尺

拳长寿

高可

•

较

PD比

N、A

类PI

器种

检测

光电

2、

)

(A/W

=lp

：R

响应度

3、

P

R(竺

(也=

).

=4

U

n[

率：

子效

4、量

A

e

P

f

P/h

0

0

组成

收机

光接

数字

5、

5

前蚂线性通道数据诙复

各前端电路特点：（1）低阻抗前端（2）高阻抗前端（3）跨（互）阻抗前端。6、

数字光接收机噪声源

与检测器有•美的噪声：成了噪声、雪崩倍增噪声、暗电流及漏电流噪声和背景噪声等等。

与光接收机电路有关的噪声：放大器噪声、负载电阻热噪声等。

7、

8、接收机以敏度：S（dB）=101g勺**

「m103

9、接收机动态范围：£>（d8）=101g%

min

第6章光纤通信系统与工程

1、简单比较PDH、SDH

2、光纤通信的性能指标：误码性能、抖动性能。

3、龙纤通信的线路码型：分组码（mBnB）、插入比特码、加扰HRZ码。

插入比特码：niBlP码，mBIC码，mBlH码。

4、损耗对系统的限制p_/>_4_八_p_jV/

L=Yf<<7/（ft4£

八♦A小M

5、色散对系统的限制0.3154xlQ6f

L=

D△入f

mw3dBb

第7章SDH技术

1、SDH优点：同步比用、标准光接口、强大的网络管理能力。

2、SDH的速率：

STM-1155.520Mbit/s

6

■STM-4622.080Mbit/s

■STM-162488.320Mbit/s

■STM-649953.280Mbil/s

3、SDH帧结构：段开销(SOH)区域、信号在负荷区域、管理单元指针区域。

_帧

9X270X.V字方■M•帧

性0加I

STM-1年•帧的比特速率为9X270X8bitX8k帧/s=155.52Mb/s。

4、我国的SDH曳用结构

5、STM-N帧基本且用映射步骤:映射(Mapping)、定位(Alignment)、复用(Multiplex)

6、SDH的基本网络单元:终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生中继器(本G)和同步数字交叉连接设备(