《光纤通信》第七讲

目 录

一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 八、

光纤的概述...................................................................................................... 2 光纤的导光原理.............................................................................................. 3 光纤的分类...................................................................................................... 4 光缆的概述...................................................................................................... 6 光纤通信概述..........................................................

练习题

光纤通信练习题 一、填空题

1. 单模光纤中不存在 色散，仅存在 色散，具体来讲，可分为 和 。 2. 光纤中的最低阶非线性效应起源于 阶电极化率，它是引起 、 、 和 等现象的原因。 3．光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为 ， ， ；最低损耗窗口的中心波长是在 。

4.数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越 ，光纤与光源之间的耦合效率就越 。

5．光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是 ， ， ；产生激光的最主要过程是 。

6．光纤单模传输条件，归一化频率V应满足 。

7、光源的作用是将 变换为 ；光检测器的作用是将 转换为 。 8. 散射损耗与 及 有关。

9. 单模光纤只能传输一个模式，即 ，称为光纤的基模。

10. 光缆的种类很多，但是不论它的具体结构如何，都是由 、 和 组成。 11. 限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是 和 。

12.

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光纤通信基础

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光纤通信原理

第一章 概论 内容摘要：

------本章主要介绍光纤通信的发展简史，光纤通信的特点，概括了光纤通信系统的主要构成，并且简单说明了光纤通信系统中的多媒体应用，最后指出光纤通信的发展方向。 -本章重点要求：

-- ---了解光纤通信的发展史，理解光在电磁波谱中的位置、光纤通信所用光波的波长范围。掌握光纤通信系统的组成、光纤通信的特性。 第一节. 光纤通信简史

----光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，给世界通信技术乃至国民经济、国防事业和人民生活带来了巨大变革。为了使读者对光纤通信的发展历程有个基本了解，现将该技术的进程简要介绍如下。

（1）1966年，英籍华人高锟 (C·K·Kao)预见利用玻璃可以制成衰减为20dB／km的通信光导纤维(简称光纤)。当时，世界上最优秀的光学玻璃衰减达l000dB／km左右。1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20dB／km 的光纤。从此，光纤就进入了实用化的发展阶段，世界各国纷纷开展光纤通信的研究。

----光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。为了实现长距离的光纤通信，必须减小光纤的衰减。C·K·Kao

福建农林大学金山学院考试试卷( A )卷

2015——2016 学年第 1 学期 考试形式： 闭卷

课程名称： 光纤通信 考试时间 120分钟

电信 专业 2012 年级 班 学号 姓名 题号 得分 一 二 三 四 五 复核人签字 总得分 评卷人签字 得分 一、填空题（每空0.5分，共15分）

1,1996年7月，华裔物理学家高锟从理论上分析了玻璃纤维 的原因，从而使光纤通信作为通信介质成为可能。被誉为“光纤之父”，并于2009年获得诺贝尔物理学奖。

2，基本光纤传输系统的三个组成部分 、 和 。 3，光发射机的核心是 ，其作用是 。 4，光接收机的核心是 ，其作用是 。 5，光纤的传输特性有 和

第一章 概述

1、光纤通信的波谱在1.67×1014Hz~3.75×1014Hz之间(波长在0.8?m~1.8?m之间)，属红外波段，将0.8 ?m~0.9?m称为短波长，1.0?m~1.8?m称为长波长，2.0?m以上称为超长波长。 2、信道容量与信道带宽之间的关系，香农—哈特利(Shannon-Hartley)定理： C?Blog2(1?SNR)C为信道容量(单位为比特/秒，bps)，B为信道带宽(赫兹，Hz)，SNR为信噪比。 3、要实现受激发射需要两个条件：（一）粒子数反转，可通过向半导体激光二极管注入正向电流的方式来实现粒子数反转；（二）光子谐振腔，并在谐振腔里建立起确定的振荡。

14、最大比特率的计算式： Bmax?2??光纤色散是比特率受限的主要原因。

5、仅考虑光纤损耗，光信号沿光纤传输的最大距离 L 10PoutL?lg ?Prec

6、光纤通信系统的通信容量用比特率-距离积BL来表示，单位为(Mbit/s)·km；也可以用带宽-距离积来表示，单位是 MHz·km。它是系统的一个极限参数。一个系统设计完成以后，通信容量则是一个定值。其意义是：数据速率和传输距离可以变化，但必须满足两者的乘积为常数。

5、光脉冲传输距离 L

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浅谈光纤通信

作者：杨志斌

来源：《中国新通信》2014年第20期

【摘要】 近年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展。光传输网是下一代网络的物理基础。光纤通信即将进入蓬勃发展的新高潮。本文主要介绍光纤通信的原理、优点、种类以及常见的光纤故障。 【关键词】 光纤通信 原理 种类 特性

光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。1966年英籍华人高锟博士首次提出了光导纤维的概念。在1970年，美国的康宁公司生产出了衰减为20dB/Km的光导纤维，而又在同年美国贝尔实验室实现了GaA1As半导体激光器，这种激光器可以再室温下连续工作。正是这两项重要成果的问世，拉开了光纤通信的序幕，从此一种崭新的通信方式由此诞生。

光纤通信系统经历了四代的变更，1973年～1976年研制成功的波长850nm速率为45Mbit/s的多模光纤系统称为第一代光纤通信系统；1976年～1982年第二代光纤通信系统投入使用，其波长1300nm，损耗为0.5dB/km，最小色散值近似为零，可传输中等码速

第一章光纤通信系统概述

? 光纤通信的三个主要通信窗口的情况；

850nm：影响第一代光纤通信的主要因素是多模光纤中的模式色散 1330nm：影响第一代光纤通信的主要因素是多模光纤中的模式色散 1550nm：限制因素：在1.55μm处的非零色散. ? 光纤通信的主要特点；

1.光波系统的容量远大于电波系统

2.光波作为信息载体，提供高速大容量通信：光载波带宽远大于微波带宽 3.光纤作为传输介质，提供较小的中继距离：光纤损耗远小于同轴线的损耗 4.光纤作为对信号的封闭系统：抗电磁干扰、保密性好 5.光纤纤芯细质量极轻，制成设备质量轻体积小 6.光纤的缺点，抗拉强度低，光纤连接困难. 第二章光纤传输线理论 一、主要概念：

1、单模光纤、多模光纤；

单模光纤是只能传输一种模式的光纤，单模光纤只能传输基模(最低阶模)，不存在模间时延差，具有比多模光纤大得多的带宽，适用于高码速传输

多模光纤的定义是：在一定的工作波上，当有多个模式在光纤中传输时，则称为多模光纤 2、子午光线、空间光线； 子午光线（Meridian Ray）：处在一个平面内（包括光纤轴线的平面，称之为子午面），经过光纤轴线在周围边界间作内部全反射的光线 空间光线（Skew Ray）：不交

第一章 概述

1、光纤通信的波谱在1.67×1014Hz~3.75×1014Hz之间(波长在0.8?m~1.8?m之间)，属红外波段，将0.8 ?m~0.9?m称为短波长，1.0?m~1.8?m称为长波长，2.0?m以上称为超长波长。 2、信道容量与信道带宽之间的关系，香农—哈特利(Shannon-Hartley)定理： C?Blog2(1?SNR)C为信道容量(单位为比特/秒，bps)，B为信道带宽(赫兹，Hz)，SNR为信噪比。 3、要实现受激发射需要两个条件：（一）粒子数反转，可通过向半导体激光二极管注入正向电流的方式来实现粒子数反转；（二）光子谐振腔，并在谐振腔里建立起确定的振荡。

14、最大比特率的计算式： Bmax?2??光纤色散是比特率受限的主要原因。

5、仅考虑光纤损耗，光信号沿光纤传输的最大距离 L 10PoutL?lg ?Prec

6、光纤通信系统的通信容量用比特率-距离积BL来表示，单位为(Mbit/s)·km；也可以用带宽-距离积来表示，单位是 MHz·km。它是系统的一个极限参数。一个系统设计完成以后，通信容量则是一个定值。其意义是：数据速率和传输距离可以变化，但必须满足两者的乘积为常数。

5、光脉冲传输距离 L

福建农林大学金山学院考试试卷( A )卷

2015——2016 学年第 1 学期 考试形式： 闭卷

课程名称： 光纤通信 考试时间 120分钟

电信 专业 2012 年级 班 学号 姓名 题号 得分 一 二 三 四 五 复核人签字 总得分 评卷人签字 得分 一、填空题（每空0.5分，共15分）

1,1996年7月，华裔物理学家高锟从理论上分析了玻璃纤维 的原因，从而使光纤通信作为通信介质成为可能。被誉为“光纤之父”，并于2009年获得诺贝尔物理学奖。

2，基本光纤传输系统的三个组成部分 、 和 。 3，光发射机的核心是 ，其作用是 。 4，光接收机的核心是 ，其作用是 。 5，光纤的传输特性有 和