光纤通信考试知识点总结.doc
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2022-11-15
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※二知识点小结
1、光纤由那几层构成,各层的主要作用是什么？
光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝..纤芯的折射率比包层稍高,损耗
比包层更低,光能量主要在纤芯内传输.包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机
械保护作用.
2、光纤是怎样分类的？
按折射率—突变型多模光纤、渐变性多模光纤、单模光纤；按材料—石英系光纤、石英芯塑
料包层光纤、多成分玻璃纤维、塑料光纤
3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？硅光纤的光谱衰减曲线表明存在三个低
损耗窗口，这三个窗口分别是多少。
传输过程中光信号幅度的减小。原因：吸收、散射、弯曲损耗，吸收损耗是由于 SiO2 材料
引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的，散射损耗主要是由材料微观度不均匀引起的锐利
散射和光线结构缺陷引起散射产生的。0.85um、1.31um、1.55um 附近时光纤传输损耗较小
或最小的波长“窗口”相应损耗为 2—3dB/km,0.5dB/km,0,2dB/km。
4、什么是色散？色散对光信号有什么影响？单模光纤中有哪几种色散？多模光纤中有哪几
种色散？单模光纤的零色散波长在什么位置？色散位移光纤是采用什么原理制成的？
色散：（模式、材料、波导色散）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。影响：模拟调制中限制带宽，若是数字脉冲信号将使脉冲展宽，
限制系统传输速率。单模:色度色散、偏振模色散。多模：模内、模间色散。1.31um。
5、目前光纤通信为什么采用以下三个作波长：λ0=0.85μm,λ2=1.31μm,λ3=1.55μm？
这是光纤的三个低损耗窗口
6、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？
长波长、单模光纤比短波、多模光纤具有更好的传输特性。一：单模光纤没有色散模式，不
同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著限于经过多模光纤的传输时间；二：由光
纤损耗和波长的关系曲线可知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在 1.55um 处有最低值，
而且 1.31um 和 1.55um 处的色散很小，故目前长距离光纤通信一般都工作在 1.55um 处。
7、光能量在光纤中传输的必要条件.
纤芯折射率大于包层折射率。
8、突变多模光纤数值孔径的概念及计算.
突变型多模光纤相对折射率差（纤芯和包层折射率分别为 n1 和 n2）定义：n=(n1-n2)/n1
数值孔径
2 2
1 2 1
sin 2
C
NA n n n
q
= = - » D
,时间延迟
2
1 1 1 1
1
sec (1 )
2
n l n L n L
c c c
q
t q
= = » +
,最大入射角(θ=θc)和最小入射角
(θ=0)的光线之间时间延迟差近似为
2 2
1
1 1
( )
2 2
c
n L
L L
NA
n c n c c
t q
D = = » D
9、弱导波光纤的概念.
纤芯折射率为 n1 保持不变，到包层突然变为 n2。这种光纤一般纤芯直径 2a=50~80 μm，
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。带宽只有 10~20 MHz·km，
一般用于小容量（8 Mb/s 以下）短距离（几 km 以内）系统。
12、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理.
自聚焦效应：不同入射角相应的光线,虽然经历的路程不同,但是最终都会聚在 P 点上,这种现
象称为自聚焦效应.
14、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算.传输模数
2
2 2 2
1
( ) ( )
2 2 2
g g V
M a k n
g g
= D =
+ +
对于突变型光纤,g→∞,M=V
2
/2；对于平方律渐变型光纤,g=2,M=V
2
/4
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