光纤通信资料

1、精品文档光纤通信系统第一章所谓光纤通信， 就是用光作为信息的载体、以光纤作为传输介质的一种通信方式。通信系统的容量通常用比特率距离积 BL表示， B 为比特率,L为中继间距。三种低损耗窗 850nm、3dB/km；1310nm、0.4dB/km ；1550nm、0.2dB/km4、 PDH和 SDH各表示什么？其速率等级标准是什么？答： PDH表示准同步数字序列，即在低端基群采用同步，高次群复用采用异步；SDH表示同步数字序列。PDH速率等级标准：SDH速率等级标准：STM-1： 155.520Mbit/sSTM-4： 622.080 Mbit/sSTM-16： 2.5 Gbit/STM-64

2、： 10 Gbit/s3、 光纤通信有哪些优点？答： 1、频带宽，通信容量大2、损耗低，中继距离长3、抗电磁干扰4、无串音干扰，保密性好5、光纤线径细、重量轻、柔软6、光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金属材料7、光纤具有耐腐蚀力强、抗核幅射、能源消耗小等优点。5 、图示光纤通信系统，解释系统基本结构。答：光纤通信系统由光发送机、 光纤光缆与光接收机等基本单元组成。 系统中包含一些互连与光信号处理部件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器等。在长距离系统中还设置有中继器( 混合或全光 ) 。1欢迎下载精品文档1. 光纤由哪几部分构成？从横截面上看由三部分构成：纤芯、包层、涂敷层

3、；2、光纤中的纤芯折射率与包层折射率的关系？单模光纤和多模光纤中中两者的芯经一般分别为多少？答：纤芯折射率大于包层折射率；单模光纤纤芯直径： 2a=8m m，包层直径： 2b=125m；多模光纤纤芯直径： 2a=50m，包层直径： 2b=125m。3、根据芯、包折射率分布及模式传播情况，指出有哪些典型形式光纤？答：按照折射率：折射率在纤芯与包层介面突变的光纤称为阶跃光纤； 折射率在纤芯内按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤。按照传输模式：单模光纤和多模光纤。5、数值孔径 NA的物理意义？表达式是什么？答：光纤的数值孔径NA,它的含义是反映光纤对光信号的集光能力（接收能力），NA值越大，对光信号

4、集光（接收）能力越强。NA sinCn0 sin0n1 sin(900c )Q n01sin 0n1 coscn11sin2cn11n22n12n1n12n222n2n12n12或 n1 2NAn12n22或n12。2欢迎下载精品文档6、什么是光纤的自聚焦？产生在何种类型光纤里？产生自聚焦的条件？答：若折射率分布合适， 可以使以不同角度入射的全部光射线以相同的轴向速度，同时到达光纤轴上的某点，即所有光射线都具有相同的空间周期 L，这种现象称为自聚焦，具有自聚焦特性的光纤称为自聚焦光纤；梯自聚焦 - 以不同角度入射的光射线以相同的轴向速度， 具有相同的空间周期 L ，这种光纤称为自聚焦光纤。产生

5、在渐变（梯度）型光纤中；当折射率分布按平方率分布（即双曲正割变化），可形成自聚焦特性。第二章7、阶跃光纤的纤芯和包层折射率分别为n 1.46和 n 1.45 ，试计算：12(a) 相对芯包折射率差 ；(b) 若该光纤的端面外为空气 (n =1) ，计算允许的最大入射角0及数值孔径0NA；(c) 若该光纤浸于水中 (n 0=1.33) ，计算 0 及 NA的大小。解：n12n22(a)2n120.00683(b)0arcsin(n12n22) 9.80 (Q n 1)n00NA n0 sin01sin 9.800.17(c)0arcsin(n12n22)7.40 (Q n0 1.33)n0NAn

6、0 sin01.33sin 7.400.17。3欢迎下载精品文档8、有一 SI 型多模光纤的芯径为50m，芯包折射率分别为nl =1.465 和 n2 =1.46 。计算与光纤轴线夹角最大的那条子午射线，在 1m的传输距离上共要反射多少次?解：2.21、导模的传播常数应满足什么条件？k0n2k0n1答：2、归一化频率 V 与什么参量有关？其值与导模数的关系？答由式（），与自由空间波数、芯经、波长、折射率和相对折射率差有关。V 2(k0 a)2 ( n21 n2 2 )v2v2MM423、什么是单模光纤？实现单模传输的条件是什么？答：单模光纤是在给定的工作波长上，只传输单一基模的光纤。当阶跃光纤

7、的归一化频率V < 2.405时，实现单模传输。2.4什么是光纤色散？光纤色散包括哪些？零色散点所处的波长在那儿？决定什么因素？a）光纤的色散是在光纤中传输的光信号，随传输距离增加，由于不同成分的光传输时延不同引起的脉冲展宽的物理效应。（ b）材料色散（模内） 、波导色散（模内） 、模式（模间）色散、偏振色散。（ d）在 1310nm处，决定因素是材料色散和波导色散。4欢迎下载精品文档全色散为两种色散的近似相加，即DDmat + D Wps/(nm.km)全色散为零的波长约在1.31m。2.51、什么叫光纤损耗？写出损耗的表达式。光纤损耗有哪几种？造成光纤损耗的原因是什么？答：当光在光纤

8、中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的损耗。损耗一般用损耗系数表示。(dB / km)10 lg PoutL Pin光纤损耗有：吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。损耗产生的主要原因是光纤材料的吸收、 散射作用和光纤在使用过程中由于连接、弯曲而导致附加光功率损失。光纤的衰减机理主要有 3 种，即光能量的吸收损耗、 散射损耗和辐射损耗。吸收损耗与光纤材料有关；散射损耗则与光纤材料及光纤中的结构缺陷有关；辐射损耗是由光纤几何形状的微观和宏观扰动引起的。2.72、光纤有那些类型？ G.652、G.653、G.654、G.655 光纤各表示什么？答： G.652 光纤（ SSF）

9、：常规单模光纤， 色散为零的波长约在1310 nm ，1550 nm具有更低的损耗；G.653 光纤 (DSF)：色散位移光纤，将零色散波长从1.3m移到 1.55 mm ，这种低损耗、低色散的光纤，无疑对长距离大容量光纤通信来说是十分有利的。5欢迎下载精品文档G.654 光纤 (CSF)：截止波长位移光纤，设计的出发点进一步降低1550nm处的衰减，而零色散波长仍为1310nm。G.655 光纤 (NZ-DSF)：非零色散位移光纤， 将零色散波长移至1550 nm附近，目地是应用 DWDM，克服非线性产物四波混频（FWM）。1、按照成缆结构方式不同可分为哪几种光缆？答：层绞式、骨架式、带状式

10、、束管式2、光纤光缆制造的主要流程是什么？答：制棒 - 拉丝 - 涂敷 - 成缆光纤预制棒制作方式：用气相沉积法（MCVD)制造一根具有所需折射率分布的预制棒。典型的预制棒长1m，直径 2cm，包含具有合适相对尺寸的纤芯和包层。3.12、比较发光二极管与半导体激光器，指出各自特点？答：发光二极管特点：以自发辐射为基础，发普通荧光，发散角大，是无阈值的器件，发射功率一般为微瓦级。半导体激光器特点：以受激辐射为基础，发相干（激）光，是有阈值的器件（电流大于阈值点，发射线性激光；小于阈值点为自发辐射光） ，发射功率一般为毫瓦级。1 、光和物质的相互作用是什么？答：受激辐射、自发辐射、受激吸收1、半导体激光器产生激光输出的基本条件是哪些？答：半导体激光器产生激光输出的基本条件是：形成粒子数反转；提供光反馈