光纖通信期末復習提綱

1、光纖通信期末總復習一、總述題型：判斷（15% ）（1.5×10）+選擇（30%）（2.5×12）+簡答計算（55%）（56題） 考試范圍（第一章第十章），重點第五章、第六章、第七章，第四章自學（不考） 要求：考試可以用中文答題，但是要熟悉英文專業(yè)術語（已經將常用專業(yè)術語做了整理，可在網絡教學平臺下載）， 平時每次作業(yè)一定要會做，期末總成績=考試成績×60%+實驗成績×20%+平時成績（討論+作業(yè)）×20%二、第一章 光纖通信系統(tǒng)1、光通信所用波長（紅外、可見、紫外），2、dB，dBm計算，光通信系統(tǒng)功率預算 3、分清波長，頻率，介質中波長，介質

2、中的頻率 4、基本光通信系統(tǒng)構成（框圖），各個模塊的功能 4、光子能量（以J為單位，eV為單位），會計算光線中的光子數 5、光纖（光纖通信）優(yōu)點與缺點三、光學概要 1、Snell定律：計算纖芯包層上臨界角，空氣和纖芯入射面入射光錐大小2、數值孔徑（NA）定義，意義 3、什么是光斑尺寸四、 波動學基礎 1、與的換算 2、帶寬和譜寬的換算（頻率范圍和波長范圍換算） 3、色散，材料色散，波導色散定義，展寬計算，單位長度展寬計算Dispersion（色散）: Wavelength dependent propagation velocity. 傳輸速度隨波長變化的特性稱為色散Material Disp

3、ersion（材料色散）: Dispersion caused by the material. Waveguide Dispersion（波導色散）: Dispersion caused by the structure of the waveguide. 4、光纖通信系統(tǒng)電帶寬與光帶寬關系 5、諧振腔（F-P腔），縱模概念 7、平面邊界上的反射，全反射臨界角計算 分界面上損耗計算 什么是消逝場？發(fā)生全反射時低折射率材料中仍然有光能量五、 光纖波導 1、相對折射率與數值孔徑：fractional refractive；NUMERICAL APERTURE 單模光纖的NA和多模光纖NA通常哪個

4、更大？光纖包層和纖芯折射率關系是怎樣的？ 2、光纖損耗 Losses may be classified as: Absorption Scattering： Rayleigh Scattering Geometric effects 目前光纖損耗水平大致是多少？在什么波長？ 光纖三個透光窗口是什么，中心波長分別是多少 3、歸一化頻率計算；V is called the normalized frequency or V parameter 歸一化頻率和光斑尺寸關系是什么？ 4、多模光纖模式數目計算 對于階躍折射率光纖，若V>10對于拋物線分布折射率光纖，若V>10 5、單模傳播條

5、件 6、多模光纖中的畸變 階躍折射率： 對于 GRIN 模式展寬近似表達式為: 可知多模階躍折射率光纖中模式畸變一般情形下遠大于GRIN光纖這里大家需要記住的是模式失真不依賴于光源波長或者光源線寬. 因此總的脈沖展寬:那么總的色散可計算如下由于色散導致的展寬和那幾個因素有關？L、D、 7、單模截止波長那么截止波長 (小于截止波長光纖將以多模形式傳輸) 為:8、普通光纖中傳輸的光信號一般是非偏振的.六、光源和光放大器1、LED P-I特性的斜率計算. 禁帶寬度(能帶間隙 bandgap)與輻射波長關系2、量子效率定義，計算。3、LED 模擬調制、數字調制時偏置電流選擇，LED正常工作時偏置電壓選

6、擇4、LED帶寬（電帶寬）限制因素5、LED輻射圖形：面發(fā)射：朗伯光，半功率角120度 邊發(fā)射：120×306、激光器工作原理 LED滿足什么條件即可產生激光？（粒子數反轉、閾值條件，相位條件） 區(qū)分受激輻射與自發(fā)輻射基本概念Spontaneous emission stimulated emission，在激光器中，受激輻射，受激吸收、自發(fā)輻射都會發(fā)生，遵循一定的統(tǒng)計規(guī)律7、P-I特性斜率 與量子效率8 F-P激光器縱模概念，激光器輸出縱模數計算，輸出光譜圖819820 821增益0.311 nml (nm)l (nm)腔諧振波長 Dlcl (nm)Dlc輸出頻譜9、LD模擬調制、

7、數字調制偏置電流的選擇，LD偏置電流的選擇10、溫度對LD工作特性（閾值電流、波長、功率）的影響11、LD帶寬 f3-dB = 0.35/tr12、LD與LED區(qū)別 兩者誰的工作速率更高？線寬、帶寬、發(fā)散角、調制特性、溫度特性，P-I特性工作原理13、光柵諧振波長：14、鉺光纖能級圖，三能級系統(tǒng)描述EDFA放大原理15、EDFA優(yōu)點和EDFA工作波段16、拉曼放大器工作波段，優(yōu)點17、 噪聲指數定義，計算18 、 Amplifier placement in a fiber link.Launch AmplifierInline AmplifierPreamplifier19、光纖放大器和光纖

8、激光器區(qū)別七、光檢測器1、響應度 Responsivity ，量子效率計算 光接收機檢測電流和光功率之間的關系2、什么是光檢測器截止波長,概念及產生的物理原因Silicon Photodiode Response 0.5 0.7 0.9 1.1 0.5l (mm)03、PIN、 APD 偏置電壓選擇以及 PN和PIN工作的速率區(qū)別4、暗電流：在沒有光功率存在情形下，反響偏置二極管內也有一個微小反向電流 (通常稱為反向漏電流). 暗電流是由二極管內自由電荷載流子熱運動產生. 小的入射光信號將被暗電流掩蓋. 為了減小誤碼率，必須使得信號電流遠大于暗電流.5、檢測器帶寬限制因素 渡越時間：Trans

9、it time（渡越時間）: Time for free charges to move across the depletion region (the intrinsic layer in a pin photodiode). The speed of response is ultimately limited by the transit time.7、APD的響應度（倍增因子），APD具有內部增益8、靈敏度概念sensitivity ：利用APD可以提高接收機靈敏度八、耦合器和連接器1、活動連接器的插入損耗大致數量級，光纖熔接損耗數量級？2、空氣-玻璃接口損耗大致為多少九、分布式網絡和光器件1、波分復用（WDM）概念及其優(yōu)點 2、光纖光柵復用器主要結構工作原理3、定向耦合器參數定義 及計算InputP1P2P3P41234DCThroughput Loss（直通損耗） LTHP = - 10 log (P2 /P1 )Tap Loss（抽頭損耗）LTAP = - 10 log (P3 /P1 )Directionality（方向性系數）LD = - 10 log (P4 /P1 )Excess Loss（額外損耗）LE = - 10 log (P2 + P3) /P1 Splitting Ratio（分光比） SR= (P2 /P3 )4、光隔離器原理，作用偏振光的馬呂