光纤通信复习重点.pdf

光纤通信复习重点 题型：填空、选择、判断（ 30 ’）、问答（ 40 ’）、计算（ 30 ’） 第一章 概论 1.2.2 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 ）泄露小，保密性能好 6 ）节约金属材料，有利于资源合理使用 1.3 光纤通信系统的基本组成 作用： 1）信息源 ：把用户信息转换为原始电信号，这种信号称为基带信号 2 ）电发射机 ：把信息源传递过来的模拟信号转换成数字信号（ PCM） 3 ）光发射机： 把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术吧光信号最大限度地注入光纤线路。 4 ）光纤线路 ：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的失真和衰减传输到光接收机。 5 ）光接收机 ：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 ，并经其后的电接 收机放大和处理后恢复成基带电信号。光接收机由 光检测器、放大器和相关电路 组成， 光检测器 是光接收机的核心 。光接收机最重要的特性参数数 灵敏度 ； 1 2 6 ）电接收机 ：把接收的电信号转换为基带信号，最后由信息宿恢复用户信息； NA n n n 2 2 2 1 说明：光发射机之前和光接收机之后的电信号段， 光纤通信所用的技术和设备和电缆通信相同， 不 同的只是由 光发射机、光纤线路和光接收机所组成的基本光纤传输系统代替了电缆传输 ； 注：计算题 3 个，全来自第二第三章的课后习题 第二章 光纤和光缆 2.1.1 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。 （相对折射率差典型值 △=（n1-n2 ）/n1 ， △越大，把光能量束缚在纤芯的能力越强，但信息传输容量确越小） 2.1.2 光纤类型（三种基本类型）图 2.2 突变型多模光纤：纤芯折射率为 n1 保持不变，到包层突然变为 n2。这种光纤一般纤芯直径 2a=50~80 μm，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。 渐变型多模光纤： 纤芯中心折射率最大为 n1，沿径向 r 向外围逐渐变小，直到包层变为 n2。这种 光纤一般纤芯直径 2a 为 50 μm，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小。 单模光纤： 折射率分布和突变型光纤相似，纤芯直径只有 8~10 μm，光线以直线形状沿纤芯中心轴 线方向传播。因为这种光纤只能传输一个模式（两个偏振态简并） ，所以称为单模光纤，其信号畸 变很小。 2.2 光纤传输原理（展宽衰减的原因） 1）突变型多模光纤 2 ）数值孔径： 定义临界角θ c 的正弦为数值孔径（ NA） NA表示光纤接收和传输光的能力， NA(或θ c) 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。对于无损耗光纤，在θ c 内的入射光都能在光纤中传输。 NA越大 , 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信号畸变越大，因而限制了信息传输 2a 2 2 容量。