广东工业大学光纤通信-知识点补充

《光纤通信》--知识点补充第一章：光纤通信研究对象：----硬件----光接收机 ----光发射机:把输入电信号转换为光信号 ----光源：输出功率大，调制频率足够高。（半导体发光二极管、半导体激光二极管） ----驱动器 ----调制器 ----光纤传输线路----软件通信系统追求的终极技术目标：----更大传输容量（单位时间传输的信息量）----更长的中继传输距离第二章：光纤是传输介质对信号的影响体现在：----损耗----吸收损耗----本征的 （损耗限制系统的传输距离） ----杂质的 散射损耗----本征的 （瑞利散射） ----杂质的由于损耗的存在，在光纤中传输的光信号，不管是模拟信号还是数字脉冲，其幅度都要减少，光纤的损耗在很大程度上决定了系统的传输距离。----色散----模式色散（对应不同的传输路径，入射波长一样）（色散限制系统的传输容量）----材料色散（传输路径一样，入射波长不一样，体现时延差）色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应光纤结构：----芯包结构，纤芯的折射率大于包层的折射率n1>n2（将能量束缚在纤芯中）P22，图2.8（色散曲线）：----光纤中可能存在的矢量模由入射波长和光纤结构共同决定----单模条件：当归一化频率V<2.405，只有一个模式存在，其余模式全部截止， ----某矢量模成为导波的条件：V>Vc（截止工作频率）弱导光纤的引入是为了研究导模的横向状态，引入后光纤中传输的模式是线偏振模（LPvu）----v:方位角模数v=0、1、2、3。。。----u:径向模数u=1、2、3。。。光与物质的三种相互作用：----自发辐射：LED----受激辐射：LD（激光）、分布式反馈激光器（DFB）----受激吸收：光检测器----PIN光电二极管----:APR光电二极管ADM是对电信号进行处理OADM是对光信号进行处理P57谐振腔作用：----选频----放大----选向光源结构：双异质结（起同时限制载流子和光波的作用）双异质结的好处：----两侧的宽带隙形成异质结势垒，将电子—空穴束缚在有源区形成粒子数反转，从而将发光限制在有源区。有源区有较高的折射率（光线总是向折射率较高的地方弯曲），所以能束缚光线向中心集中。两侧宽带隙，中间窄带隙----好处----加正向电压，扩散加强----N区的电子扩散到有源区----P区的空穴扩散到有源区----同时电子喜欢能量较低的状态，空穴反之。相位条件：驻波条件：nl=DFB结构：----有源区折射率沿长度方向周期性分布，----每个周期相当一个微笑谐振腔----纵模模数少，相邻的谐振腔相干----谱线宽度窄（理想地可设计为单纵模）—>波长的稳定性好第四章：光发射机----目的----稳定可靠地将电信号转变成光信号----手段----自动温度控制：控制输出曲线----阈值----光强 ----自动功率控制：Ib（偏置电流）----线路编码接收机：----灵敏度----损耗----增益PN结：载流子密度不同—>扩散运动—>建立内电场—>反向漂移运动—>稳定的内电场粒子数反转分布是产生受激辐射的必要条件，但还不能产生激光，只有把激活物质置于光学谐振腔中，对光的频率和方向进行选择，才能获得连续的光放大和激光振荡输出。第五章：有序传输：----SDH（同步数字序列）----宏观：光纤上传输的STM—N，一帧一帧地传送，每帧从左到右；从上到下，一行一行传送----微观：将低速信号通过适配、映射、定位、复用过程放入STM—N中。SDH传输网的拓扑结构：----SDH终端复用器（TM）： 主要功能是复接/分接和提供业务适配，----分插复用设备（ADM）： 利用分接功能将输入信号所承载的信息分成两部分，一部分直接转发，另一部分卸下给本地用户，然后信息又通过复接功能将转发部分和本地上送的部分合成输出。----数字交叉连接设备（DXC）： 一般有多个输入和多个输出，通过适当配置可提供不同的端到端连接。SDH帧：STM—N9行270列速率=270*9*8(字节)*N/125（微秒）=155.520Mb/sSDH的复用为----字节间插--------时分复用----比特间插----第七章EPFA掺铒光纤放大器----信号光—>Er上升（）—>信号光能量放大（只是能量放大，没有再生）波分复用技术：将不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送优势：----一根光纤中传输多个信道----一芯替代多芯，节约资源 ----提高单纤容量----每个信道可承载不同速率和制式的信号----系统兼容性好----升级、改造在光接口较容易----光纤放大器同时放大多个信道，使实现该功能的设备简单----增加路由器，使大容量信号传输灵