光纤通信朱宗玖

第三章 常用光无源器件3.1 光 纤 连 接 器 3.2 光纤耦合器 3.3 波分复用器 3.4 光纤光栅

3.5 其他无源器件

3.1 光 纤 连 接 器光纤连接器是光纤与光纤之间进行可 拆卸 ( 活动 ) 连接的器件，它是把光纤的两 个端面精密对接起来，以使发射光纤输出 的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中 去，并使由于其介入光链路而对系统造成

的影响减到最小，

光纤连接器一般有两类：即活动型光纤连接

器和固定型光纤连接器。

1.活动型光纤连接器指与无源和有源器件的连接动作为可重复性连接的一类光纤连接器，一般用 于光纤器件的临时性连接，主要由三部分组成：两 个插头、一个插座，其连接方式主要有光纤端面对 接与透镜扩束连接两种，如图3.2所示。

2.固定型光纤连接器指与无源和有源器件的连接动作为永久性连接的一类光纤连接器。

固定连接方式主要有光纤熔接和封装固结两种，前者利用光纤熔接机对光纤接头进行熔

焊以实现固定连接；后者则采用独特封装材料将置于对接结构中的光纤接头胶合以实现

固定连接。

3.2 光纤耦合器在光纤通信系统中， 光的合束和分束是经常要 考虑的，光纤耦合器 (OC)的出现使光信号 的合束和分束变得十分方 便。OC的工作原理可用 下面这个近似的耦合模方

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