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光纤通信 考试要点总结 刘增基 第二版 西安理工大学 光信07级 光纤通信的优点：容许频带很宽，传输容量很大；损耗很小，中继距离很长且误码率很小；重量轻、体积小；抗电磁干扰性能好；泄漏小，必威体育官网网址性能好；节约金属材料（有色金属），SiO2 光发射调制方式：内调制——直接调制（简单、实用、低速）；外调制——间接调制（高速） 色散：光在介质中传播速度v随波长（或频率）而变化的现象。色散一般包括：模式色散、材料色散和波导色散。光纤损耗：损耗系数α=10/L*lg(Pi/Po)(dB/km)；1.吸收损耗：固有损耗，红外损耗，紫外损耗；杂志损耗2.散射损耗：瑞利散射；结构缺陷散射 光纤标准：G.651多模渐变型(GIF)光纤；G.652常规单模光纤；G.653色散移位光纤；G.654 用于海缆；G655 非零色散位移光纤 损耗的机理：该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(Rayleigh)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：在介质中传播的光波，由于材料的原子或分子结构随距离变化而引起的散射尺度远小于入射光波长的粒子所产生的散射现象。分子散射强度与入射光的波长四次方成反比, 且各方向的散射光强度是不一样的。V=2πa/λ*sqrt（n1^2-n2^2）≤2.405，对于给定的光纤(n1、n2和a确定)，存在一个临界波长λc，当λλc时，是多模传输，当λλc时，是单模传输，这个临界波长λc称为截止波长 模式（mode）：在一定边界条件下电磁场方程之解。 弱导光纤：纤芯中最大折射率和均匀包层最小折射率之差很小的一类光纤。 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。△Г=sqrt（Г2^2-Г1^2）,f 3dB=441/△Г(ns)(MHz). 半导体激光器：波长：λ=hc/Eg=1.24/Eg（ev）（μm）；P-I特性曲线：P=Pth-(η dhf)/e*(I-Ith),IIth激光，IIth荧光，Ith阈值电流。 每对复合载流子产生的光子数： ；量子效率：η=（产生电子-空穴对数）/入射光子数=Ip/P0*hf/e；响应度：ρ=Ip/P0=ηe/hf（A/w） PIN光电二极管：在PN结中间设置一层掺杂浓度很低的本征半导体(称为I)，这种结构便是常用的PIN光电二极管。(1) 量子效率和光谱特性；响应时间和频率特性；(3) 噪声。 雪崩光电二极管(APD)：倍增因子：g=I0/Ip；光电二极管输出电流I和反偏压U的关系： 随着反向偏压的增加，开始光电流基本保持不变。当反向偏压增加到一定数值时，光电流急剧增加，最后器件被击穿，这个电压称为击穿电压UB。APD就是根据这种特性设计的器件。  光无源器件：连接器和接头；光耦合器；光隔离器与光环行器；光调制器；光开关 张弛振荡:当电流脉冲注入激光器后，输出光脉冲会出现幅度逐渐衰减的振荡。张弛振荡和电光延迟的后果是限制调制速率。 灵敏度：定义：表示光接收机调整到最佳状态时，能够接收微弱光信号的能力。影响因素：噪声、速率、波长、消光比、色散。 动态范围(DR)：定义：在限定的误码率条件下，光接收机所能承受的最大平均接收光功率〈P〉max和所需最小平均接收光功率〈P〉min的比值，用dB表示。DR=10lg（〈P〉max/〈P〉min）；动态范围是光接收机性能的另一个重要指标，它表示光接收机接收强光的能力；要求大小：数字光接收机的动态范围一般应大于15 dB。 线路编码：类型：扰码、mBnB码、插入码。二电平码的缺点：直流分量也会发生随机波动(基线漂移)；容易出现长串连“１”码或长串连“0”码，给定时提取造成困难或产生较大的定时误差；不能实现在线(不中断业务)的误码检测， 不利于长途通信系统的维护；怎样提升速率：mBnB码在相同时隙内，传输1比特变为传输2比特， 码速提高了1倍。（？） 准同步数字系列(PDH):1-4次群速率：2.408Mb/s, 8.448 Mb/s, 34.368 Mb/s, 139.264 Mb/s.传输话路数：一次群-30路（一路速率64Kb/s）。前一次*4 同步数字系列(SDH):SDH帧结构：段开销(SOH)；信息载荷(Payload)；管理单元指针(AU PTR)； SDH的155M/s来源：=9（行）×270×8（bit）×8000（=1/125us）=155.520 Mb/s；3个速率：段开销(SOH)：对于STM1 而言， SOH共使用9×8(第4行除外)=72 Byte相应于576