光纤通信_全光纤通信

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一、1光纤主要由纤芯、包层和涂敷层构成。光纤的分类：石英系光纤、多组份玻璃、塑料包层光纤和全塑光纤。3根据光纤横截面上折射率分布的情况来分类：光纤可分为阶跃折射率型和渐变折射率型。

4根据光纤中的传输模式数量分类，光纤又可分为多模光纤和单模光纤。

5光纤损耗的机理：石英光纤的固有损耗,非固有损耗。

6光纤的色散从机理上说，色散可分为模式色散、材料色散以及波导色散。（多模光纤形成模式色散）

7实际上，在所有的导模中，只有HE11模式的截止频率为零，亦即截止波长为无穷大。HE11模式是任何光纤中都能存在、永不截止的模式，称为基模或主模。

二、1.最常用的光源是半导体激光器和发光二极管 2.能级的跃迁同时存在着光的自发发射、受激辐射和受激吸收3个过程与之对应的器件分别为：发光二极管、半导体激光器和发电二极管。

3.激射条件：有源区里产生足够的粒子数反转分布、存在光学谐振机制，并在有源区里建立起稳定的振荡。5.进场图样和远场图样表示横向光场的分布，激光器输出镜面上光强的分布图样称为它的近场图样，近场图由激光器的横模决定。7.在一些功率电流曲线有明显扭折的激光器中，常出现自脉动现象。8.第二个脉冲延迟时间减小，输出光脉冲的幅度和宽度增加，这种现象称为码型效应，消除码型效应的方法很多，最简单易行的方法是增加直流偏置电流

12电光效应：当把电压加到晶体的时候，可能使晶体的折射率发生变化，结果引起通过晶体的光波特征发生变化。

13声光效应：守超声波作用的晶体相当一个衍射光栅，光栅的条纹间隔等于声波波长λ，当光波通过此介质时，将被介质中的弹性波衍射，衍射光的强度、频率、方向都随超声场变化。

三、14在光接收机中，首先需要将光信号转换成电信号，即对光进行解调，这个过程是由光电检测器（光电二极管或雪崩光电二极管）来完成的。

15光接收机最主要的性能指标是接收机灵敏度。

16灵敏度主要取决于光电检测器的响应度以及检测器和放大器引入的噪声。

17由广电效应的条件可知，对任何一种材料制作的光电二极管，都有上截止波长，定义为：P139。

18前置放大器的设计：输入端偏置电阻越大，放大器的输入电阻越高，输出端噪声就越小。然而，输入电阻的加大，势必使输入端RC时间常数加大，使放大器的高频特性变差。

19前置放大器主要有以下3种类型：低阻型前置放大器，高阻型前置放大器，跨（互）阻型前置放大器。

21眼图分析法：从实验室里观察码间干扰是否存在的最直观，最简单的方法是眼图分析法。

四、9 PCM编码包括取样、量化、编码3个步骤。

10常用的光线路码型大体可以归纳为3类：扰码二进制、字变换码、插入型码。

11系统最主要的两大性能参数：误码性能和拌动性能。12除EDFA外，（按材料）半导体光放大器和光纤喇曼放大器。13光放大器按照工作原理可以将光放大器分为受激辐射光放大器、受激散射光放大器和参量放大器三大类。

14WDM复用系统中常用 的复用、解复用器大体可分为角色散型、干涉型、光纤方向耦合器型、光滤波器型等。5B6B码的优点是：冗余度较小。对于三和四次群，可以利用计算机的IC-PROM器件直接编、译码，电路设计得到简化。连“0”和连“1”数小，定时方便。可以实现运行误码监测。

5B6B的缺点是：速率受PROM的限制，而本身的电子电路较复杂。耗电较多，中继远供电源困难。辅助信息的传递较困难，用调顶的方式。

8光纤损耗产生的因素：纤芯和包层物质的吸收损耗，包括石英材料的本征吸收和杂质吸收;

外套损耗;光纤 弯曲所产生的辐射损耗;由于光纤表面的随机畸变或粗糙所产生的波导散射损耗;纤芯和包层材料的散射损耗，包括瑞利散射损耗以及光纤在强光场作用下诱发的受激喇曼散射和受激布里渊散射。

4.发光二极管发射谱线宽和发射角大，响应速度快，热特性输出功率随温度的身高而减小，优点是发光二极管寿命长、可靠性高、调制电路简单、成本低。

6.当电流脉冲注入激光器以后，输出光脉冲表现出衰减式的振荡，称为张弛振荡。频率一般在几百兆赫兹到2GHZ的量级。张弛振荡是激光器内部光电相互作用所表现出来的固有特性。

9.光调制可分为直接调制和间接调制两大类。直接调制方法仅适用于半导体光源（LD和LED）这种方法是把要传送的信息转变为电流信号注入LD或LED，从而获得相应信号，所以采用电源调制方法。间接调制是利用晶体的电光效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，这种调制方法既适应于半导体激光器，也适应于其他类型的激光器

10.偏置电流和调制电流大小的选择：（1）加大直流偏置电流使其逼近阈值，可以大大减小电光延迟时间，同时使张弛振荡得到一定程度的抑制（2）当激光器偏置在阈值附近时，较小的调制脉冲电流就能得到足够的输出光脉冲I0和I0+Im的值相差不大，从而可以大大减小码型效应的影响（3）加大直流偏置电流会使激光器消除比恶化（4）实验观察发现异质结激光器的散粒噪声效应表现出复杂的情况

11.激光器控制电路，温度的变化和器件的老化给激光器带来的不稳定主要表现为：激光器的阈值电流随温度呈指数规律变化并随器件的老化而增加，从而使输出光功率发生很大的变化。随着温度的身高的器件的老化，激光的外微分量子效率降低，从而使输出光信号变化。随着温度升高，半导体激光器的发射波长的峰值位置移向长波长。

20高斯近似计算公式及推倒过程：五个假设。假设判决时有最坏的码元组合、假设判决时无码间干扰，假设探测器的暗电流为零、假设光源的消光比EXT=0、判决电平。