《光传输设备开局与维护》复习大纲
《光传输设备开局与维护》复习大纲
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《光传输设备开局与维护》复习大纲
《光传输设备开局及维护》重修复习大纲
一、光纤通信基础部分：
、光纤及光缆：
、名词解释：光纤通信、光纤通信的三个窗口。
、简述光纤组成及各部分功能。
、简述光纤导光的原理。
、简述光纤最大数值孔径的定义及物理含义。
、光纤波导的归一化频率的定义，它及什么有关？单模光纤单模传输的条件是什么？
、简述光纤的传输特性。
、光器件：
、简述激光器的组成及工作原理。
、从工作原理、特性、应用等方面说明及的区别。
、简述光电检测器的工作原理。
、常用光电检测器有哪两种，有何不同？
、简述光纤放大器的工作原理及特性。
、光端机：
、简述光纤通信系统组成及各部分功能；
、简述光源的两种调制方法：直接调制、间接调制。
、简述光发射机、光接收机的主要指标。
二、传输技术部分：
、简述的速率等级、帧结构及各部分功能；
、简述复用进的过程。
、简述四种设备的特点。
、分析线形网络的两种保护方式；
、分析环形网络：两纤单向通道保护环网的工作机制；
、分析环形网络：两纤双向复用段保护环网的工作机制。
三、传输技术部分：
、画出系统的基本结构图，简述各部分作用。
、简述系统两种基本形式的特点。
、简述的关键技术。
重点知识点
光纤通信基础部分：
、光纤的组成及各部分作用。
光纤(光导纤维的简称)由纤芯、包层和涂覆层部分组成。
纤芯和包层的主要成分是，掺有不同杂质，作用是提高纤芯折射率，降低包层折射率，使得包层折射率略低于纤芯的折射率，即＞，使得光信号封闭在纤芯中传输。
涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加了光纤的机械强度及可弯曲性，延长光纤寿命的作用。
、光纤的导光原理(光信号为什么能在光纤中传播)以及光纤数值孔径的含义？
全反射是光信号在光纤中传播的必要条件。光线在光纤端面以不同入射角从空气入射到纤芯，不是所有的光线能够在光纤内传输，只有一定角度范围内的光线，在射入光纤时，产生的折射光线才能在光纤中传输。过程分析如下：
①光线从空气入射到光纤端面（纤芯），发生折射，入射角为，折射角为。设空气、纤芯、包层折射率为、、。
②若光从纤芯入射到包层时刚好处于临界状态，即(临界角)的光线将发生全反射，而的光线将进入包层泄漏出去。利用临界状态求解：,,＝。
θ表示最大入射角，只有在光纤端面入射角θ＜θ的光线才能在光纤中传播。对光纤而言，这个最大的入射角叫做光纤的接受角，它仅及、有关。
为此引入光纤数值孔径：表示光纤接收和传输光的能力（捕捉光射线能力）的物理量，用表示。
数值孔径的定义为：
越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。但越大，经光纤传输后产生的输出信号展宽越大，限制了信息传输容量。所以要根据使用场合，选择适当的。
、光纤归一化频率的含义，以及光纤单模传输的条件？
答：光纤的归一化频率定义：
式中，为纤芯半径，是传输光波的波长，、分别为纤芯和包层的折射率。可见光纤归一化频率不仅及光纤（、、）有关，还及传输的光波长有关（）。
各传播模式都有其本身的归一化截止频率，描述了各模式的截止条件。
某个模式在光纤中的导行、截止和临界条件为：导行条件：＞；截止条件：＜；临界条件：＝
保证光纤单模传输的条件是只有基模可以导行，高阶模都被截止，即
＞，且＜，可得＜＜
、光纤的传输特性，它们分别对光传输主要产生什么影响？
光纤的传输特性主要是指光纤的损耗特性和色散特性。
①光波在光纤中传输，随着传输距离的增加，而光功率强度逐渐减弱，光纤对光波产生衰减作用，称为光纤的损耗（或衰减）。
光纤的损耗限制了光信号的最大无中继传输距离。描述光纤损耗的主要参数是衰减系数（损耗系数），是指光在单位长度光纤中传输时的光功率的衰减量，单位一般用。
光纤的损耗主要取决于吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗种损耗。
②光脉冲中的不同频率或模式在光纤中的群速度不同，这些频率成分和模式到达光纤终端有先有后，使得光脉冲发生展宽（畸变），这就是光纤的色散。
色散主要限制了光纤传输的码速率和传输距离。描述色散一般用时延差来表示，所谓时延差，是指不同频率的信号成分传输同样的距离所需要的时间之差。脉冲展宽将使前后光脉冲发生重叠，形成码间干扰，码间干扰将引起误码。
光纤的色散可分为模式色散、色度色散、偏振模色散。
、激光器的组成及工作原理。
激光器主要由工作物质、激励源、光学谐振器三部分组成。
用半导体材料做成的激光器，当激光器结上外加的正向偏压（激励源）足够大时，使得结的结区出现高能级粒子多、低能级粒子少的粒子数反转分布状