光纤总复习一

2020-06-05 08:46

1光的自聚焦 定义:不同的射线具有相同的轴向速度的现象 解释:在渐变型的光纤中,纤心轴线处的折射指数最大,n随r的增加而逐渐减小。由于v=c/r,靠近轴线处,射线速度慢,远离轴线处的速度快。当光纤中的射线传输相同的轴线长度时,靠近轴线处的射线需要的时间长,但路程短;而远离轴线处的射线需要的时间短,但路程长。如果折射指数n的分布取得合适,则可使不同的射线沿着不同的轨迹在相同的时间内走完规定的轴线长度。即,光纤具有不同条件的子午线,如果他们的空间周期长度相同,则最终这些子午线同时到达终端,在光线中产生自聚焦。

2色散位移单模光纤:将零点色散点移动至1.55um处的光纤。即,在1.55um的处,材料色散和波导色散互相补偿,在这个波长的单模光纤的总色散为零。 色散平坦光纤:在整个光纤通信的长波段(1.3—1.6um)都保持低损耗和低色散的光纤。

3光纤的色散:光纤的传输信号由不同的频率和不同的模式成分构成,有不同的传播速度,将引起脉冲波形的形状发生变化。光脉冲在光纤的传输,随传输的距离加大,脉冲波形在时间上发生了展宽。模式色散(存在多模光纤中,单模没有):光纤的不同模式,在同一波长下,各自的相位常数为Bmn不同,所引起的色散 材料色散:光纤本身的折射指数n和波长成非线性关系,从而使光的传播速度随波而变化所引起的色散。 波导色散:光纤中同一模式在不同的频率下传输,其相位常数不同所引起的色散。 4光纤的非线性效应:一类是散射的作用而产生的,如:受激拉曼散射和受激布里渊散射,一类是光纤的折射指数随光的强度变化而引起的,自相位调制,交叉相位调制,四波混频

受激拉曼散射:强光信号输入光纤后,引发介质中的分子振动,对入射光调制后产生新的光频,从而对入射光产生散射作用。

5.自发辐射:在不受外界的影响下,高能级的电子不稳定,自发地从高能级跃迁到低能级,发射出光子的频率为f=(E2-E1)/h.特点:它是自发跃迁,发出的是非相干光。受激吸收:物质在外来光子的激发下,低能级的电子吸收了外来光子的能量,从而跃迁到高能级。特点;外来光子的能量E=E2-E1=hf.是受激跃迁,不是放出能量,而是消耗外来光子。受激辐射:处于高能级的E2电子受到外来电子的激发,从高能级的跃迁到低能级E1,放出能量为hf的光子。特点:外来光子的能量等于跃迁能级差hf.=E2-E1,受激发出来的光子与外来光子频率,相位,偏振和传播方向都相同。当受激辐射大于受激吸收,可产生光的放大。 第三章(名词解释)粒子数反转分布:设低能级上的粒子密度是N1,高能级上的粒子密度为N2,正常状态下N1>N2,要使物质产生光的放大,就必须使受激辐射作用大于受激吸收作用,也就是使N2>N1,这一粒子数常态的分布,就是粒子数反转分布。

(问)激光器的组成及工作原理:能够产生激光的工作物质、能够使工作物质处于粒子数反转分布分布状态的激励源,能够完成频率选择及反馈作用的光学物质谐振腔。在泵浦源的激励下。使激光器中的粒子数处于粒子数反转分布状态,即出现受激辐射大于受激吸收,产生光的放大,被放大的光在光学谐振腔中产生振荡,不断来回反射,不断增强,光学谐振腔对其进行频率选择和放大,当满足阈值条件后,便可发出激光。

半导体激光器的工作特性:光纤通信对半导体的发光器件的要求:光源的发光波长应符合目前光纤的三个低损耗窗口,0.85um,1.31um,1.55um;能长时间连续工

作,并能提供足够的光输出功率;与光纤的耦合效率高;光源的谱线宽度窄;寿命长工作稳定 (问)EDFA(掺耳光纤放大器):掺耳光纤(一般长为10-100m的掺耳石英光纤,将稀土元素铒离子Er3+注入到纤心,浓度味25mg/kg.)、光耦合器(将输入光信号和泵浦光源输出的光波混合起来的无缘光器件,采用波分复用器WDM),光隔离器(防止反射光影响光放大器的工作稳定性,保证光信号只能正向传输),泵浦光源、光滤波器。 工作原理:简单的说,就是在泵浦源的作用下,掺饵光纤中出现了粒子数反转分,产生了受激辐射,从而使光信号得到放大。具体点,即掺饵光纤中Er3+在未受光激励的情况下,处于最低能及E1上,当泵浦源不断的激发掺饵光纤时,处于基态的粒子获得能量,由E1跃迁至E3,由于E3高能级上不稳定,进而落到亚稳态E2上,由于泵浦源的不断激发,E2上的粒子数不断的增加,而E1上的粒子数不断减少,就出现了粒子数反转分布,实现了光的放大。当输入光信号的光子能量E=hf正好等于E2和E1的能级差时,则亚稳态E2上的粒子将以受激辐射的形式跃迁到基态E1上,并辐射出和输入信号中的光子一样的全同光子,从而大大的增加了光子数量,使输入信号关在掺饵光纤中变为一个强的输出光信号,实现了光的直接放大。

第四章 前置放大器(是与光电检测器紧紧相连的放大器)作用:保证通信质量,将微弱的电信号通过多级放大器进行放大。由于后级的放大器会将前一级发器送出的信号和噪声同样放大。所以必须是低噪声高增益 光中继器作用:放大衰减信号,恢复失真波形,使光脉冲得到再生 接收机灵敏度:在满足给定误码率(BER=1×10~10)条件下,光接收机能够接收到的最小平均光功率 光发射机的要求:光源的发光波长(光纤的三个低损耗窗口,0.85um,1.31um,1.55um);合适的输出光功率;较好的消光比(EXT=全“0”码时的平均输出功率/全“1”码时的平均输出功率),调制特性好 ,稳定性好,寿命长。 5章 问)光放大器为什么要同时使用C+L波段的EDFA进行放大?因为么有一种EDFA能同时对这2种波段进行放大作用。

名)自愈功能是指当网络出现故障时,能在无需人为干预条件下,在极短时间内从失效状态中自动恢复所携带的业务,是用户感觉不到已出现了故障。在SDH网络中,自愈保护分为线路保护倒换、环形网保护。

()网络性能指标:冗余度(指网络中总的空闲容量与总工作总量之比)、恢复率(指已经恢复的通道数占原来失效的总通道数的比例) 名)误块(EB):由于SDH帧结构是采用块状结构,因而当同一块内的任意比特发生差错时,则认为该块出现差错。 名)误块秒比(ESR):当某1秒遇有1个或多个误块时,则称该秒为误块秒。在规定观察时间间隔内出现的误块秒数与总的可用时间之比,为误块秒比。

6 7章 名)IP over SONET/SDH也称POS,它是通过SONET/SDH提供的高速传输通道来直接传送IP分组,它不但运用了IP,而且借助于SDH所提供的点到点物理连接,在物理通道上使其速度提升到Gbit/s数量级。 问/名)多业务传送平台(MSTP):指能同时实现TDM/ATM/以太网等业务的接入、处理和传送给你,并能提供统一网管的、基于SDH的平台。功能:MATP设备应具有SDH处理功能、ATM处理功能和以太网处理功能。


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