光纤期末考复整习理.docxVIP

1. P21966年，英籍华裔学者高锟（光纤通信之父）和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定光纤通信的基础。（填空）2. P5电缆通信和微波通信的载波是电波，光纤通信的载波是光波。虽然光波和电波都是电磁波，但是频率差别很大。光纤通信用的近红外光（波长约为1μm）的频率（约300THz）比微波（波长为0.1m~1mm）的频率（3~300GHz）高3个数量级以上。（填空）3. P5什么是光纤通信？光纤通信的优点？以光波为载波，以光纤作为传输介质的通信方式；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，必威体育官网网址性能好。6）节约金属材料，有利于资源合理使用。（简答）4.P14光纤的结构：纤芯、包层、（涂覆层）。设纤芯和包层的折射率分别为n1、n2，光能量在光纤传输的必要条件是n1n2。运用全反射原理。（填空）5.P15按折射率，光纤类型可分为：突变（阶跃）型和渐变型突变型多模光纤：直径2a=50~80μm，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：直径2a=50μm，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：直径只有8~10μm，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播，其信号畸变很小。图2.2 ，看图选择6.P17根据传播条件，定义临界角的正弦为数值孔径。NA= n0 sin (θmax) =（n0为空气的折射率=1）。式中。NA表示光纤接收和传输光的能力。1）NA越大，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。2）NA越大经光纤传输后产生的信号畸变越大例题：设光纤的纤芯折射率n1=1.500，包层折射率n2=1.485。求:（1）相对折射率差Δ；0.01（2）数值孔径NA；0.21（3）入射临界角θmax。12.12o7.只有渐变型多模光纤具有自聚焦效应，不仅不同入射角相应的光线会聚在同一点上，而且这些光线的时间延迟也近似相等。8. P24（多模）传输模数（模的数量）g为光纤中纤芯的折射率分布参数。V为归一化频率。（为半径）对于阶跃光纤，g＝∞，其模式数目为对于渐变光纤, g＝２，其模式数目为例：如果纤芯直径数值孔径NA=0.275,工作波长计算渐变折射率的模式数量。9. P25单模传输条件为例：已知某阶跃型光纤参数Δ=0.003，n1=1.46，光波长λ=1.31μm，求单模传输时光纤应具有的纤芯半径。10.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带宽。产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散。11.P27色散(Dispersion)是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟（传播速度）不同而产生的一种物理效应。一般包括模式色散、材料色散和波导色散。多模光纤: 模式色散占主要地位.单模光纤: 材料色散和波导色散共同影响总色散.材料色散和波导色散通称为色度色散（波长色散）。色散系数的单位为：ps/(nm·km)12. P35G.651多模渐变型光纤：这种光纤在光纤通信发展初期广泛应用于中小容量、中短距离的通信系统。（只有G.651为多模光纤）G.652常规单模光纤:是第一代单模光纤，其特点是在波长零色散波长1.31 μm色散为零，系统的传输距离只受损耗的限制。这种光纤既可用于1.31 μm 波长区，也可用于1.55 μm 波长区，是一种可供双窗口应用的单模光纤。（使用得最多）G.653色散位移单模光纤：是第二代单模光纤，其特点是在波长零色散波长1.31 μm色散为零，损耗有最小。之中光纤适用于大容量长距离通信系统。可用于海底传输。G.654：这种光纤实际是一种用于1.55 μm该进的常规单模光纤，目的是增加传输距离。G.655：非零色散光纤，是一种该进的色散移位光纤。13. P32光纤的损耗：是影响光纤传输特性的一个重要指标。由于损耗的存在，将会减小传输光信号的能量，使信号传输的距离受到限制。主要包括：吸收损耗、散射损耗和辐射损耗通信中习惯用损耗系数表示损耗14. P37光缆一般由缆芯和护套两部分组成。第三章通信用光器件15. P48通信用光器件可以分为有源器件和无源器件两种类型。有源器件包括光源、光检测器和光放大器，这些器件是光发射机、光接收机和光中继器的关键器件，和光纤一起决定着基本光纤传输系统的水平。光无源器件主要有连接器、耦合器、波分复用器、调制器、光开关和隔离器等，这些器件对光纤通信系统的构成、功能的扩展和性能的提高都是不可缺少的。16.光源是光发射机的关键器件，其功能是把电信号转换为光信号。目前光纤通信广泛使用的光源主要有半导体激光二极管或称激光器（LD）和发光二极管或称发光管（LED）17