光纤通信复习大纲光纤通信复习大纲精选.doc

光纤通信复习大纲 第1章 光纤通信概述 1、光纤通信系统模型(P2右边有修改) 2、光纤通信工作于近红外波段，波长范围：0.8μm—1.8μm，频率范围：167THz—375THz。其中，光纤通信低损耗窗口：0.85μm、1.31μm 、1.55μm（P3） 3、光纤通信的主要优点 传输频带宽，通信容量大。 传输衰减小，传输距离长。 抗电磁干扰，传输质量好。 体积小、重量轻、便于施工。 原材料丰富，节约有色金属，有利于环保。 4、无源光器件：光纤连接器、光纤耦合器、光衰减器、光隔离器、光滤波器、波分复用器、光开关等。有源光器件：光电检测器、 第2章?光纤通信的物理学基础 1、光的本质 光线按照直线传播、光具有波动性、光具有量子性 光子能量：E= 反射/折射/全反射（P18、19） 3、光的吸收 光强：，为吸收系数，为吸收层厚度。 4、光和物质的相互作用 自发辐射：发光二极管LED，正偏，非相干光 受激辐射：半导体激光器LD，正偏，相干光 受激吸收：光电二极管PD，反偏 5、激光的形成 实现粒子数反转是产生激光的必要条件。 构成激光器的三个要素：激光工作物质、激励源、光学谐振腔。 第3章??光纤 1、光纤的种类 按传输模式：单模光纤(Single Mode Fiber)、多模光纤(Multi Mode Fiber)； 按光纤材料：石英光纤、石英纤芯塑料包层光纤、塑料光纤等； 按折射率分布：阶跃型光纤(SIF)、渐变型光纤(GIF)。 2、光纤的导光原理 相对折射率差： 数值孔径：表示光纤捕捉光射线能力的物理量 3、阶跃型光纤的波动光学理论 波常数：， 光纤的归一化频率： 单模传输条件： 大光纤导模数量：(SI(阶跃型)： GI（渐变型）：) 4、单模光纤(矢量模：、标量模：) 5、光纤的损耗特性（P48） 光纤损耗：吸收损耗（包括本征吸收损耗、杂质吸收损耗、原子缺陷吸收损耗）、散射损耗、弯曲损耗 光纤固有损耗：本征吸收损耗、瑞利散射(线性散射)损耗 6、光纤的色散特性 模式色散 波导色散 模内色散 材料色散 脉冲展宽： 多模光纤的模式色散（阶跃型）：（P51） 7．各种光纤G.652，G.653，G.654，G.655特点及使用场合。 (PPT) 第4章 光源和光发射机 1、光通信对光源的要求： 合适的波长(0，而且光谱窄 足够的入纤光功率P 良好的调制特性（响应速度快） 稳定性好，寿命长，成本低 2、光源发光波长(P62) ，为半导体禁带宽度 3、光源采用异质结的优点： (增加载流子的注入效率 (形成光波导效应 (降低阈值电流 发光二极管(LED)可分为面发光二极管(SLED)和边发光二极管(ELED) 5、半导体激光器的组成：工作物质、激励源、光学谐振腔。 6、半导体激光器产生激光的基本条件：粒子数反转分布、光的正反馈与谐振条件、激光振荡的阈值条件。 7、F-P腔半导体激光器（P69） 驻波条件及谐振频率：， 谐振腔总损耗（平均衰减系数）： 简单比较LED、LD LED谱线宽度较宽，适用于低速、短距离系统，LD谱线宽度较窄，适用于长距离、大容量系统 9、光调制可分为直接调制(强度调制)和间接调制(外部调制)。 间接调制：声光调制、电光调制、磁光调制。 10、光发送机的要求：有合适的输出光功率(入纤功率)、良好的消光比(=10dB)、良好的调制特性。 11、直接调制的光发送机原理图 12、APC（功率）、ATC（温度）电路原理 T↑→Rt (电压下降) ↓→差分放大器输入端压降↑→差分放大器输出电压↑→Ic↑→T↓ 第5章?光电检测器和光接收机 1、光纤通信对光电检测器的主要要求 在工作波长上光电转换效率要高； 检测过程中带来的附加噪声尽可能小； 响应速度快、线性好及频带宽，使信号失真尽量小； 高可靠长寿命，尺寸与光纤直径相配，工作电压低。 光电检测器种类PIN、APD比较 PIN：结构简单，可靠性高。电压低，使用方便。量子效率高。噪声小。带宽较高 APD：灵敏度高。高增益。高电压，结构复杂。噪声大。 3、响应度： 4、量子效率： 5、数字光接收机组成 各前端电路特点：(1)低阻抗前端 (2)高阻抗前端 (3)跨(互)阻抗前端。 光接收机前端作用：将光纤线路末端耦合到光电检测器的光比特流转变为时变电流，然后进行预放大 线性通道控制放大器增益 主放大器：将前置放大器输出的信号放大到判决电路所需要的信号电平，增益可调节的放大器 均衡滤波器：对主放大器输出的失真的数字脉冲信号进行整形，使其变为升余弦信号，以利于克服码间干扰进行幅度判决 ？ 6、数字光接收机噪声源（任意写出五种） 与检测器有关的噪声：量子噪声、雪崩倍增噪声、暗电流及漏电流噪声和背景噪声等等。 与光接收机