光纤通信复习大纲(09级).pdf
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2022-05-25
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第一章
1 光纤通信系统的分类：
按传输信号的类型分：数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统。
按信号调制方式分：直接强度调制光纤通信系统和间接调制（外差光纤通信系统）现常用直
接强度调制方式。
按光纤的传输特性分：多模光纤系统和单模光纤通信系统
按使用波长分：短波长、长波长、超长波长
2 基本光纤通信系统的组成：光发射机、光纤线路、光接收机、数字复用设备、光中继器。
光发射机：把输入的电信号转换成为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线
路。它的核心器件是光源（LD 或 LED）。
光纤线路：用于传输光信号。由光纤、光纤接头、光纤连接器组成。
光接收机：把从光纤线路输出产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理
后恢复成发射前的电信号。它的核心器件是光检测器（PIN 或 APD）。
3 光纤通信使用的频段范围：近红外光(波长为 0.8-1.8um),频带宽度为 200THz.主要使用
850nm 1310nm 1550nm 三个窗口.
第二章 光纤和光缆
1 光纤结构
纤芯、包层、涂敷层.纤芯的折射率略高于包层的折射率. 涂敷层的折射率高
于包层.
2 光纤的种类：单模光纤、多模光纤（阶跃和渐变）
单模光纤、阶跃折射率和梯度折射率光纤的比较
1)芯径: 单模光纤在 10um 以下,多模光纤在几十 um
2)损耗: 单模光纤 0.3dB 左右 多模光纤 4dB 左右
3)色散: 多模光纤色散大,主要是模间色散起作用. 阶跃折射率光纤的色散梯
度折射率光纤比大单模光纤色散没有模间色散,主要是模内色散和偏振模色散.
色散较小.
4)带宽: 单模光纤的带宽比多模光纤的带宽大.多模梯度折射率光纤的带宽比
多模阶跃折射率光纤大.
3 阶跃光纤的相对折射指数差
n n
2
1
n
1
4 阶跃光纤的数值孔径的物理意义及公式
光纤的数值孔径与纤芯与包层直径无关，只与两者的相对折射率差有关。若纤芯和包层的折
射率差越大，NA 值就越大，即光纤的集光能力就越强。
NA sin
0
n
1
2
n
2
2
5 光纤归一化频率
V
2
a
n
1
2
n
2
2
k
0
an
1
2
NA(r) n(r)
2
n
2
2
n(r) 2
0
阶跃光纤中传光的电磁波模式总数：M=V /2
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