1.1.光纖通訊：以光波為載頻，以光纖為傳播媒介的通訊方式。
2.工作區域：近紅外區，波長0.8～1.8μm，對應的頻率為167～375thz。
3.光纖通訊的優點：傳輸頻帶寬，通訊容量大；損耗低，中繼距離遠；抗電磁干擾能力強，無串話；保密性好；光纖細，光纜輕；資源豐富，節約有色金屬和能源；經濟效益好；
抗腐蝕、不怕潮濕。
4.光纖通訊系統結構圖及各部分作用：電端機對來自信源的訊號進行處理，如模/數變換、多路復用處理。
光傳送機吧輸入電訊號轉換為光訊號，並用耦合技術把光訊號最大限度地注入光纖線路。光纖光纜把來自光傳送機的光訊號以盡可能小的畸變和衰減傳輸到光接收機。
2.1光纖結構：折射率較高的纖芯、折射率較低的包層和外面的塗覆層。
2.光纖的分類及每類光纖的特點：按光纖中傳輸的模式數量，分為多模光纖（芯徑大，容易注入光功率，可以使用led作為光源。
但存在模間色散，只能用於短距離傳輸）和單模光纖（單模光纖只能傳輸基模，它不存在模間時延差，色散小，這對於高碼速長途傳輸是非常重要的。但是芯徑小，較多模光纖而言不容易進行光耦合，需要使用半導體雷射器ld激勵）。按光纖截面上折射率分布，階躍型（光纖纖芯及包層的折射率都為一常數，為滿足全反射條件，纖芯的折射率高於包層的）和漸變型（減少了模式色散，提高光纖頻寬，增加傳輸距離）。
按itu-t建議分類，g.652光纖：在1310 nm工作時，理論色散值為零。
在1550 nm工作時，傳輸損耗最低。g.653：
零色散點從1310 nm移至1550 nm，同時1550 nm處損耗最低。g.654：
纖芯純石英製造，在1550 nm處衰減最小(僅0.185db/km)，用於長距離海底傳輸。g.
655：引入微量色散抑制光纖非線性，適於長途傳輸。
3.製造光纖的兩種方法：直接熔化法、汽相氧化法。
4.光纖的兩種傳輸原理方法：波動理論法，射線法。
5.光纖的光學特性：光纖的光學特性有折射率分布、最大入射角、最大理論數值孔徑、模場直徑及截止波長等。
6.數值孔徑的計算： （d = (n2 – n1)/n1）物理意義：
代表光纖的集光能力。
6.模式：每乙個mn對應於一種能在光線中傳輸的光場的空間分布，這種空間分布在傳輸中只有相位的變化，沒有形狀的改變，始終滿足邊界條件，這種空間分布稱為模式。
分類：te模、tm模、ehmn模、hemn模
7.色散產生的原因：由於不同成分的光訊號在光纖中傳輸時，因其群速度不同，產生不同的時間延遲而引起的一種物理效應。分類：模式、材料、波導色散。
8.光纖損耗的原因：當光在光纖中傳輸時，隨著傳輸距離的增加，光功率逐漸減小。
分類：吸收損耗：組成光纖的材料及其中的雜誌對光的吸收作用產生的損耗。
散射損耗：在光纖中傳輸的一部分光由於散射而改變傳輸方向，從而使一部分光不能到達收端所產生的損耗。輻射損耗：
光纖受到某種外力作用時，會產生一定曲率半徑的彎曲。彎曲後的光纖可以傳光，但會使光的傳播途徑改變。一些傳輸模變為輻射模，引起能量的洩漏導致的損耗。
連線損耗：由於進行光纖接續時端麵不平整或光纖位置未對準等原因造成接頭處出現損耗。
9.非線性效應的分類：非線性受激散射、折射率擾動。
10.單模光纖的效能指標：衰減係數、色度色散係數、零色散波長、零色散斜率。種類：標準單模光纖、色散位移光纖、衰減最小光纖、非零色散光纖。
11.光纜的典型結構：層絞式、骨架式、束管式、疊帶式。
12.光纖通訊的三個通訊視窗：0.85um約為 2.5db/km，1.31um約為 0.5db/km，1.55um約為 0.2db/km
3.1光纖通訊對光源的要求：光源發射的峰值波長應在光纖低損耗視窗之內；有足夠高的、穩定的輸出光功率，以滿足系統對光中繼段距離的要求；單色性和方向性好，以減少光纖的材料色散，提高光源和光纖的耦合效率；易於調製，響應速度快，以利於高速率、大容量數碼訊號的傳輸；雜訊要小，以提高模擬調製系統的訊雜比；光電轉換效率高，驅動功率低，壽命長，可靠性高。
與led的比較：前者適用於高速率、長距離、大容量的數字光纖通訊系統。後者適用於低碼速、短距離、容量小的數字光纖通訊系統或模擬光纖通訊系統。
3.原子能級之間的躍遷：電子的執行軌道不同，代表不同的量子態，最裡層軌道上量子態能量最低，最外層軌道量子態能量最高，這些不同的軌道執行時相應的能量值稱為能級。
電子在特定的能級中運動，並通過與外界交換能量的方式發生能級躍遷。
的工作特性：光譜特性、p-i特性、耦合性、溫度特性、調製特性ld的工作特性：閾值特性、光譜特性、溫度特性，微分量子效率、功率轉換效率，模式特性、調製特性，發射波長、耦合性、壽命
的分類：
6.光纖通訊常用的調製方式及特點：直接調製—簡單、經濟、容易實現，但調製速率受載流子壽命及高速率下的效能退化的限制。
間接調製—需要調製器，結構複雜，可獲得優良的調製效能，特別適合高速率光通訊系統。
的三種調製特性：電光延遲特性。原因：
載流子濃度達到雷射閥值電流需要一定的時間。減小措施：將偏置電流值設定在閥值電流附近。
馳豫振盪特性。原因：雷射器開始發光後，光子濃度達到它的穩態值需要一定的時間。
減小措施：增加直流偏置電流值。碼型效應特性。
原因：當兩個相鄰的波形相同的電脈衝調製ld時，輸出的兩個光脈衝會出現電光延遲時間不同、脈衝幅度不等的現象。
8.光纖與光源的耦合方法：直接耦合法和透鏡耦合法
9.光傳送機的功能：完成電/光轉換（e/o），將來自電端機的電訊號對光源發出的光波進行調製，成為已調光波，即符合一定要求的光訊號，再將已調光訊號最大效率地耦合入光纖或光纜傳輸。
對光傳送機的要求：合適的輸出功率、良好的消光比、光譜特性要好、調製特性要好
4.1光纖通訊對光電檢測器的要求：波長段內響應度或靈敏度要高；具有足夠的頻寬和響應速度；由檢測器引入的附加雜訊必須最低，暗電流、漏電流和併聯電導必須最小；較低的偏壓或偏流，具有高可靠性和長壽命；較小的幾何尺寸，便於與光纖及其他電路組裝。
2.光電檢測器的原理：
3.光接收機的檢測方式：相干檢測和非相干檢測
4.光接收機的組成及個部分功能：接收機前端：
將耦合入光電檢測器的光訊號轉換為時變電流，然後進行預放大（電流－電壓轉換），以便后級作進一步處理。是光接收機的核心。光接收機的線性通道：
實現自動增益控制。時鐘提取與資料再生部分：把線性通道輸出的公升余弦波形恢復成數碼訊號。
5.光接收機雜訊的分類：散粒雜訊和熱雜訊
6.接收靈敏度：接收機工作於某一誤位元速率所要求的最小平均接收光功率。誤位元速率（ber）：接收機判決電路錯誤確定乙個位元的概率。
7.光中繼器的功能：均衡放大、識別再生、再定時。
5.1各種光無源器件功能、效能指標及分類。光纖聯結器：
主要用於光傳送機光源器件尾纖輸出或光接收機光電檢測器尾纖輸入等系統側與線路傳輸側光纖之間的連線。插入損耗、回波損耗、重複性和互換性。按傳輸媒介的不同可分為單模光纖聯結器和多模光纖聯結器，按結構的不同分為fc、sc、st、d4、din、mu、mt、lc等，按聯結器的插針端麵可分為fc、pc、apc等，按光纖芯數分為單芯和多芯。
光纖耦合器：實現光訊號的分路/合路，就是把乙個輸入的光訊號分配給多個輸出或者把多個輸入的光訊號組合成乙個輸出。插入損耗、附加損耗、分光比、方向性、均勻性、隔離度。
從功能上，可分為光功率分配器和光波長分配（合/分波）耦合器。從埠形式上，可分為x形（2×2）、y形（1×2）、星形（n×n，n＞2）以及樹形（1×n，n＞2）耦合器。從工作頻寬上，可分為單工作視窗的窄帶耦合器、單工作視窗的寬頻耦合器和雙工作視窗的寬頻耦合器。
由於傳導光模式的不同，又有多模光纖耦合器和單模光纖耦合器之分。光開關：自動保護倒換、光網路監控、光纖通訊器件測試、光交叉連線、光分插復用。
插入損耗、回波損耗、隔離度、遠端串擾、近端串擾、消光比、開關時間。光開關包括機械式光開關、非機械式光開關和半導體光開關等。光調製器、光隔離器、光環行器、光衰減器
6.1光放大器的功能：提供光訊號增益，以補償光訊號在通路中的傳輸衰減，增大系統的無中繼傳輸距離。
在幫浦浦能量（電或光）的作用下，實現粒子數反轉（非線性光纖放大器除外），然後通過受激輻射（受激散射）實現對入射光的放大。 分類：半導體光放大器、非線性光纖放大器、摻鉺光纖放大器。
應用範圍:線路放大、功率放大、前置預放大、區域網的功率放大器。
6.2摻鉺光纖放大器的工作原理：採用摻鉺離子單模光纖為增益介質，在幫浦浦光作用下產生粒子數反轉，在訊號光誘導下實現受激輻射放大。
6.3摻餌光纖放大器的組成及各部分功能：摻鉺光纖：
當一定的幫浦浦光注入到摻鉺光纖中時，er3+從低能級被激發到高能級上，由於在高能級上的壽命很短，很快以非輻射躍遷形式到較低能級上，並在該能級和低能級間形成粒子數反轉分布。半導體幫浦浦二極體：為訊號放大提供足夠的能量，使物質達到粒子數反轉。
波分復用耦合器：將訊號光和幫浦浦光合路進入摻鉺光纖中。光隔離器：
使光傳輸具有單向性，放大器不受發射光影響，保證穩定工作
6.4幫浦浦方式：同向（前向）幫浦浦、反向（後向）幫浦浦、雙向幫浦浦。
6.5摻鉺光纖放大器的增益跟幫浦浦功率、光纖長度、輸入訊號功率的關係
6.6拉曼光纖放大器的工作原理：頻率為p和s的幫浦浦光和訊號光通過耦合器輸入光纖，當這兩束光在光纖中一起傳輸時，幫浦浦光的能量通過srs效應轉移給訊號光，使訊號光得到放大。
分類：從結構上可以分為分離式fra和分布式fra。
6.7光纖通訊系統中應用色散補償技術的原因：由於光放大技術的發展和光纖放大器的實用化，光纖損耗已不再是光纖通訊系統的主要限制因素。
某種意義上說，光放大器解決了損耗問題，但同時加重了色散，因為與光/電/中繼相比，光放大器不能把它的輸出訊號恢復成原來的形狀。其結果是輸入訊號經多個放大器後，它引入的色散累積使輸出訊號展寬，對系統傳輸速率和距離產生了嚴重的限制，因此需要色散補償使輸出的光訊號恢復成原來的形狀。
6.8色散補償技術的分類：後補償技術、預補償技術、**補償技術。
7.1光纖通訊中線路碼型的選擇須滿足的要求：1.
應避免在信碼流**現碼流中長串的連「1」或連「0」碼。2.儘量減少信碼中直流分量的起伏。
3.能進行在不中斷業務的條件下檢測線路的ber。7.
2常用的線路碼型：分組碼、插入比**。7.
3兩個效能指標：誤碼、抖動效能。
光纖通訊技術
光電檢測系統設計 基於干涉法測微小形變 課程名稱 光電檢測系統設計 系部 光電技術學院 專業班級 電子科學與技術111 編組 第四組 姓名學號 柯地 2011031018 羅東 2011031020 張勇 2011031021 指導教師 朱海東 完成時間 2015年12月19日 一 干涉法測物體微小...
光纖通訊複習
課程教學的核心內容 本課程的核心內容為 光纖傳輸線理論 光源和光調製 光檢測器與光接收機 光纖通訊系統四大部分。要求掌握光電子技術與光纖通訊有關的基本概念 基本技術原理 基本分析方法。考試形式 1 選擇題 10 2 20分 2 填空題 10 1 10分 3 名詞解釋 5 4 20分 4 簡答題 4 ...
《光纖通訊》第4章作業答案
第4章作業 一 填空題 1 不需要電源的光器件叫常見的無源光器件有 光纖聯結器 光耦合器 光纖光柵 光濾波器。答案 無源光器件 2 光纖的連線損耗分為外部損耗和內部損耗，由光纖中間的連線錯位引起的損耗為由光纖的波導特性和幾何特性差異導致為 答案 外部損耗，內部損耗 3 在光纖通訊中，能夠把多個光訊號...