光纖通信(第2版)劉增基復(fù)習(xí)提綱-資料下載頁(yè)
2025-06-07 15:19本頁(yè)面
【正文】 Er3+很快返回到能級(jí)2（無(wú)輻射躍遷）。（3）如果輸入的信號(hào)光的光子能量等于能級(jí)2和能級(jí)1的能量差，則處于能級(jí)2的Er3+將躍遷到基態(tài)(2→1)，產(chǎn)生受激輻射光，因而信號(hào)光得到放大。 注：從摻鉺光纖放大器的工作原理可以看出，光放大是由于泵浦光的能量轉(zhuǎn)換為信號(hào)光的結(jié)果。為提高放大器增益， 應(yīng)提高對(duì)泵浦光的吸收， 使基態(tài)Er3+盡可能躍遷到激發(fā)態(tài)，摻鉺光纖放大器的構(gòu)成方框圖（必考）（1）光隔離器：防止反射光影響光放大器的工作穩(wěn)定性。（2）光耦合器（波分復(fù)用器）：把信號(hào)光和泵浦光混合起來(lái)。（3）摻珥光纖：長(zhǎng)約10~100m， Er 3+濃度約為25mg/kg。（4）泵浦光源：形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。光功率為10~100mW， μm。什么是WDM？光波分復(fù)用(WDM： Wavelength Division Multiplexing)技術(shù)是在一根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來(lái)(復(fù)用)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將組合波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi)(解復(fù)用)，并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端，因此將此項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)為光波長(zhǎng)分割復(fù)用， 簡(jiǎn)稱(chēng)光波分復(fù)用技術(shù)。注：目前，“摻鉺光纖放大器(EDFA)+密集波分復(fù)用(WDM)+非零色散光纖(NZDSF，)+光子集成(PIC)”正成為國(guó)際上長(zhǎng)途高速光纖通信線路的主要技術(shù)方向。光交換技術(shù)的方式光交換主要有三種方式： （1）空分光交換（2）時(shí)分光交換（3）波分光交換空分光交換的功能是使光信號(hào)的傳輸通路在空間上發(fā)生改變。空分光交換的核心器件是光開(kāi)關(guān)。時(shí)分光交換是以時(shí)分復(fù)用為基礎(chǔ)， 用時(shí)隙互換原理實(shí)現(xiàn)交換功能的。時(shí)分復(fù)用是把時(shí)間劃分成幀，每幀劃分成N個(gè)時(shí)隙，并分配給N路信號(hào)，再把N路信號(hào)復(fù)接到一條光纖上。波分光交換(或交叉連接)是以波分復(fù)用原理為基礎(chǔ)， 采用波長(zhǎng)選擇或波長(zhǎng)變換的方法實(shí)現(xiàn)交換功能的。什么是光孤子？光孤子(Soliton)：經(jīng)光纖長(zhǎng)距離傳輸后，其幅度和寬度都不變的超短光脈沖(ps數(shù)量級(jí))。光孤子的形成是光纖的群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡的結(jié)果。利用光孤子作為載體的通信方式稱(chēng)為光孤子通信。 注：光纖通信的傳輸距離和傳輸速率受到光纖損耗和色散的限制。光孤子的產(chǎn)生機(jī)理光孤子的形成是光纖的群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡的結(jié)果。（可看課件）相干光通信信號(hào)調(diào)制的方式相干光通信：在發(fā)射端對(duì)光載波進(jìn)行幅度、頻率或相位調(diào)制；在接收端，則采用零差檢測(cè)或外差檢測(cè)，這種檢測(cè)技術(shù)稱(chēng)為相干檢測(cè)。光強(qiáng)調(diào)制直接檢測(cè)(IMDD)方式 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)制和解調(diào)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，成本較低。缺點(diǎn)：只用到振幅，沒(méi)有利用光載波的頻率和相位信息， 限制了系統(tǒng)性能的進(jìn)一步提高。相干光通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)相干光通信的優(yōu)點(diǎn)：（1）和IMDD方式相比，相干檢測(cè)可以把接收靈敏度提高20dB，相當(dāng)于在相同發(fā)射功率下， dB/km，則傳輸距離增加100 km。 （2）采用相干檢測(cè)，可以更充分利用光纖帶寬。我們已經(jīng)看到，在光頻分復(fù)用(OFDM)中，信道頻率間隔可以達(dá)到10 GHz以下，因而大幅度增加了傳輸容量。所謂相干光，就是兩個(gè)激光器產(chǎn)生的光場(chǎng)具有空間疊加、 相互干涉性質(zhì)的激光。實(shí)現(xiàn)相干光通信，關(guān)鍵是要有頻率穩(wěn)定、 相位和偏振方向可以控制的窄線譜激光器。注：相干光接收方式是適用于所有調(diào)制方式的通信體制。 復(fù)習(xí)提綱 第一章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)：1. 什么是光纖通信？ 光纖通信和電通信的區(qū)別。2. 基本光纖通信系統(tǒng)的組成和各部分作用。第二章知識(shí)點(diǎn)小結(jié) 光能量在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件（對(duì)光纖結(jié)構(gòu)的要求）。突變多模光纖數(shù)值孔徑的概念及計(jì)算。 弱導(dǎo)波光纖的概念。相對(duì)折射率指數(shù)差的定義及計(jì)算。 突變多模光纖的時(shí)間延遲。漸變型多模光纖自聚焦效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理。 歸一化頻率的表達(dá)式。突變光纖和平方律漸變光纖傳輸模數(shù)量的計(jì)算。第三章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)光纖通信中常用的光源的種類(lèi)。 半導(dǎo)體激光器的主要由哪三個(gè)部分組成？電子吸收或輻射光子所要滿足的波爾條件。 什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布？理解半導(dǎo)體激光產(chǎn)生激光的機(jī)理和過(guò)程。 靜態(tài)單縱模激光器。半導(dǎo)體激光器的溫度特性。 DFB激光器的優(yōu)點(diǎn)。LD與LED的主要區(qū)別 常用光電檢測(cè)器的種類(lèi)。1光電二極管的工作原理。 1PIN和APD的主要特點(diǎn)。1耦合器的功能。 1光耦合器的結(jié)構(gòu)種類(lèi)。1什么是耦合比？ 1什么是附加損耗？1光隔離器的結(jié)構(gòu)和工作原理。第四章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)數(shù)字光發(fā)射機(jī)的方框圖。 光電延遲和張馳振蕩。激光器為什么要采用自動(dòng)溫度控 數(shù)字光接收機(jī)的方框圖。光接收機(jī)對(duì)光檢測(cè)器的要求。 什么是靈敏度？什么是誤碼和誤碼率？ 什么是動(dòng)態(tài)范圍？數(shù)字光纖通信讀線路碼型的要求。 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中常用的碼型種類(lèi)。第五章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)SDH的優(yōu)點(diǎn)。 SDH傳輸網(wǎng)的主要組成設(shè)備。SDH的幀結(jié)構(gòu)（STM1）。 SDH的復(fù)用原理。三種誤碼率參數(shù)的概念。 可靠性及其表示方法。損耗對(duì)中繼距離限制的計(jì)算。 色散對(duì)中繼距離限制的計(jì)算。第七章點(diǎn)知識(shí)小結(jié)光放大器的種類(lèi) 摻鉺光纖放大器的工作原理?yè)姐s光纖放大器的構(gòu)成方框圖 什么WDM？光交換技術(shù)的方式 什么是光孤子？光孤子的產(chǎn)生機(jī)理 相干光通信信號(hào)調(diào)制的方式相干光通信技術(shù)的
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