光纖通信完整版

光波(電磁波)的頻率1012~10的16Hz數(shù)量級，波長范圍0.8~1.8um1.通信容量2.不受電磁干擾投資省在光纖通信系統(tǒng)中無法傳輸HDB3碼。光纖是由石英經(jīng)復(fù)雜的工藝?yán)贫傻囊环N高度透明的玻璃絲。從橫面看，自內(nèi)向外為纖芯、包層和涂覆層。 包層的折射率略低于纖芯根據(jù)折射率在橫截面上的分布形狀為階躍型光纖和漸變（梯度）型光纖兩種；根據(jù)光纖中的傳輸模式的多少分單模光纖和多模光纖兩種；按制造光纖的材料則石英系列、全塑光纖四種。，即子午線和斜射光線。（而斜射光線是不經(jīng)過光纖軸線傳輸?shù)墓馍渚€）數(shù)值孔徑能力就越強(qiáng)。行的電磁波稱為導(dǎo)行波，簡稱導(dǎo)波。8當(dāng)進(jìn)入光纖中的信號歸一化頻率VVc號可在光纖中傳輸，反之不能。單模光纖：如果在階躍型光纖中只LP01即為階躍型單模光纖。偏振態(tài)變化一個(gè)周期的長度LB稱為拍長，換句話說，倆個(gè)正交的偏振模，當(dāng)相位變化之差為2pi時(shí)，所經(jīng)過的長度為一個(gè)拍長。光纖本身的損耗主要的有吸收損耗即本征吸收、雜質(zhì)吸收和原子缺陷吸收。本征散射損耗：由于光線的折射率

纖的本征散射損耗。色散是在光纖中傳輸光信號時(shí)，由于不同成分（不同頻率分量、不同模式的光的時(shí)間延遲（群速度）不同而產(chǎn)生的一種物理效應(yīng)。光纖的色散：模內(nèi)色散（色度色散）兩類。1.31um導(dǎo)波色散互相抵消，總色散為零。光纖的非線性效應(yīng)分受激散射效應(yīng)和折射率優(yōu)先擾動兩類。自相位調(diào)制（SPM：隨時(shí)間的變化對自身相位的作用而引起的。色散使脈沖波形展寬，而非線性則使波形中較高頻率分量不斷積累，波形越來越陡，最終破裂，若能將兩種對立因素結(jié)合在一起，相互平衡就有可能保持波形穩(wěn)定不變，形成所謂的光孤子。FWM(FourWave是指由兩個(gè)或三個(gè)不同波長的光波混合后產(chǎn)生的新光波。色散補(bǔ)償單模光纖波長處有很大的負(fù)色散的單模光纖。1動時(shí)，電子就具有相應(yīng)的能量，這些分離的能量值稱為能級2量變化時(shí)，其核外電子有可能在激發(fā)態(tài)與基態(tài)間躍遷，這種現(xiàn)象稱量子躍遷，或稱為能級躍遷。受激輻射。受激輻射的特點(diǎn)：它屬于受激躍遷，而在受激躍遷的過程中，發(fā)射了一個(gè)與外來光子的頻率，相位，偏正反向手機(jī)輻射發(fā)射的是一種相干光。（電子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)產(chǎn)生光放大的必要條件。源稱為泵浦源。光接收機(jī)實(shí)現(xiàn)將光信號轉(zhuǎn)換成信號光纖通信中常用半導(dǎo)體光電檢測器，他是利用半導(dǎo)體材料（PN）光電轉(zhuǎn)換的。光調(diào)制兩大類磁電效應(yīng)，聲光效應(yīng)等性質(zhì)實(shí)現(xiàn)對激光輻射的調(diào)制。光接收機(jī)的性能及特點(diǎn)：化為前端，線性通道和數(shù)據(jù)重建三部分。自發(fā)發(fā)射的最大特點(diǎn)是光是一種非相干光。費(fèi)米能級的是在能級，它是反映電子在低能級中分布情況的參數(shù)。振腔，所以發(fā)光過程中復(fù)合發(fā)光。簡答：PN這種半導(dǎo)體能將光轉(zhuǎn)換成電的現(xiàn)象，稱為半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。5.DH的帶隙比有源層寬，當(dāng)施加正向偏壓N源層，由于限制層的作用，注入到有p入到有源層的空穴也不可能擴(kuò)散到層。這樣注入到有源層的電子和空穴0.1~0.3um形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，即出現(xiàn)受激輻射大于受激吸收的情況，產(chǎn)生光的放大。被放大的光在由限制層組成的光學(xué)諧振腔內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的光諧振而輸出激光。雪崩光電二極管（PAD）工作原理：雪崩光電二級管是考慮PN

高電壓的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的器件。當(dāng)雪崩光電二極管外加反向高壓時(shí)，其PN將價(jià)帶的電子激發(fā)到導(dǎo)帶，產(chǎn)生新的電子——空穴對。新的載流子與原來的載留子一起再被強(qiáng)電場加速，再次發(fā)生碰撞電離而獲得新的載流子，如此反復(fù)進(jìn)行，使強(qiáng)電場區(qū)域的載流子成倍增加，而產(chǎn)生雪崩現(xiàn)象，形成倍增的電流。電光調(diào)制是基于電光晶體（能產(chǎn)生電光效應(yīng)的晶體）的電光效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)把電壓加到晶體上的時(shí)候，電場引起晶體的折射率發(fā)生變化，導(dǎo)致晶體的光波特性發(fā)生變化，晶體的這種特性稱為電光效應(yīng)。璐的功能器件。插入損耗，附加損耗，分光比與隔離度等。隔離器的工作原理轉(zhuǎn)的額非互異性。簡答：實(shí)用型隔離器工作原理：正向傳輸過程：具有任意偏振態(tài)的入SWP1,SWP1解為水平和垂直的兩個(gè)正交偏振分量，且讓垂直分量直線通過，而水平分量偏折通過。兩個(gè)分量都要通過法拉第旋轉(zhuǎn)器和半撥片，其偏振態(tài)都要90偏振光，最后由SWP212具有任意偏振態(tài)的量，且讓垂直分量直線通過，而水平分量偏折通過。由于半撥片的作用，兩個(gè)分量的偏振態(tài)都逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 度，然后通過法拉第旋轉(zhuǎn)器時(shí)，其偏45旋轉(zhuǎn)器和半波片的旋轉(zhuǎn)方向剛好相反，旋轉(zhuǎn)效果抵消，即兩分量的光通過半波片和法拉第旋轉(zhuǎn)器后，其偏振

一種線性調(diào)制。23零度檢測：光接收機(jī)光信號和振蕩器產(chǎn)生的本振光經(jīng)混合器混合后，光廠發(fā)生干涉，然后由光電檢測器進(jìn)行態(tài)又轉(zhuǎn)回原態(tài)，偏振態(tài)維持不變，在SWP1

頻輸出電信號，若

=WW的中IF S L（注：圖在樹上

為外差檢測若

W 0，其檢測稱IF82頁）光放大器光放大器兩大類型光放大器摻鉺光纖放大器激發(fā)態(tài)吸收效應(yīng)更高能級躍遷時(shí)，這一過程對應(yīng)的是先吸收激發(fā)態(tài)能量，以非輻射弛豫的形式返回，而不是發(fā)射激光的過程。因此在作為光纖放大器使用時(shí)，采取ESA光纖激光器器。摻鉺光纖放大器的工作原理浦源的作用下使得工作物質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生受激輻射，從而使光信號得到放大。光纖放大器是由放大媒體摻鉺光纖光隔離器和光濾波器組成。光纖通信系統(tǒng)根據(jù)根據(jù)調(diào)制與解不同分為強(qiáng)度調(diào)制 直接檢測（IM-DD）系統(tǒng)和相干光波通信系統(tǒng)20載波的相位變化。同步解調(diào)：同步或異步方案。要求本振頻率和光信號頻率精確相等，本振相位鎖定在達(dá)到信號光的相位上，這種解調(diào)方案為強(qiáng)度調(diào)制原理：用電信號去調(diào)制光載波的強(qiáng)度，內(nèi)調(diào)制適用于半導(dǎo)體光源，它將要傳送的信息變?yōu)殡娏餍盘栕⑷牍庠?，獲得相應(yīng)的電信號輸出，輸出光波電場幅值的平方與調(diào)制信號成比例，輸出光功率基本上與注入電流成比例調(diào)制電流轉(zhuǎn)化為光頻調(diào)制是

W =0稱為零度檢測IF24光纖通信系統(tǒng)的總體考慮：選擇路光纖選型；設(shè)備選擇；對中繼段進(jìn)行功率和色散預(yù)算；對于數(shù)字光纖系統(tǒng)而言，色散增大，意味著數(shù)字脈沖展寬增加，使接收靈敏度降低，誤碼率增大。OWDMITU-T常以193.1THz頻率（對應(yīng)波長為1552.52nm）為參考頻率，然后每隔100GHz，1625.OWDM機(jī)、光中繼放大、光接收機(jī)、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等組成。26是利用光柵衍射原理，實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)的27（OTDM提高光纖傳輸容量的另一種技術(shù)使光時(shí)分復(fù)用技術(shù)OTDM。光分復(fù)用OTDM）多個(gè)電信道信號調(diào)制具有同一個(gè)光頻的不同光信道，經(jīng)復(fù)用后在同一根光纖中傳輸?shù)臄U(kuò)容技術(shù)。它將多個(gè)信道中的低速率數(shù)字信息以時(shí)間分割的方式插入到同一個(gè)物理信道中，即復(fù)用成高速率的數(shù)字信息。28OTDM/用器、色散補(bǔ)償模塊、調(diào)制模塊和時(shí)鐘同步模塊組成，其典型的OTDM7-4提取技術(shù)使利用一個(gè)比特相位比較器將本地產(chǎn)生的光時(shí)鐘與入射光比特流鎖定，本地時(shí)鐘由一個(gè)壓控振蕩器驅(qū)動一個(gè)超短光脈沖源產(chǎn)生，利用NOLM（大器中的四波混頻或增益調(diào)制）電子鎖相環(huán)的頻率和相位的跟蹤特OTDMOCDM限系統(tǒng)。OCDM域振幅編碼、頻域振幅編碼和脈沖位OCDM光開關(guān)的主要性能參數(shù)通斷消光比