光纤通信原理第一章概述1-1光纤通信的发展与现状1-1-2光纤通信1-2光纤通信的主要特性2、损耗低、中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的石英光纤在1.55微米波长区的损耗为0.18db/Km，比已知的其他通信线路的损耗低得多。如果今后采用非石英光纤，并工作在超长波长（大于2微米），光纤损耗的理论系数可以下降到1/1000-1/100000db/Km，光纤的无中继传输可达几万公里，在任何情况下都可以不要再生中继。1-3-2光纤通信系统的分类第二章光纤和光缆2-1光纤的结构与类型2-1-2光纤的类型2-2光纤的射线理论如果有两种不同折射率的介质，折射率较大的称为光密介质，较小的称为光疏物质。光在光疏介质中的传播速度比光密介质快。光在一种介质中传播而遇到另一种介质时，将在两种介质的分界面发生反射和折射。光在光纤中传播，在纤芯和包层的分界面发生反射和折射，当入射角足够大时，折射光消失，光线全部返回纤芯，称为全反射，这是光纤通信必须满足的物理现象。2-2-4多模光纤与单模光纤2-4光缆2-4-1光缆的技术要求缆芯护层光缆的典型结构光缆的种类光缆的型号第三章光纤的传输特性3-1光纤的损耗特性3-1-1吸收损耗本征吸收损耗杂质吸收损耗原子缺陷吸收损耗3-1-2散射损耗3-1-3弯曲损耗3-2光纤的色散特性3-2-2模式色散3-2-3材料色散3-2-6总色散3-3成缆对光纤特性的影响3-3-2成缆对光纤特性的影响2、成缆可以改善光纤的温度特性把光纤制成光缆，温度特性会得到相当大的改善，这是因为光缆中的金属强加构件的支撑作用，阻止了光纤套管在温度变低时的收缩。若采用优质的玻璃钢作为光缆的附加构件，则可以得到非常良好的温度特性。3、机械强度增加成缆后光缆的拉力，抗侧压、抗冲击和扭曲性能都有明显增加。3-4典型光纤参数第四章常用光无源器件4-1光纤连接器光纤连接器的结构4-1-2光纤连接器特性4-2光纤耦合器4-3-2波分复用/解复用器的特性4-4光开关4-4-1光开关的种类1、机械式光开关4-4-2光开关的特性参数第五章光源与光发送器5-1-2光与物质的相互作用2、受激辐射在外来光子的激励下，电子从高能级跃迁到低能级与空穴复合，同时释放出一个与外来光子同频率、同相位光子。由于需要外部激励，称为受激辐射。受激辐射光子的频率、相位和方向与外来光子相同，具有很窄的光谱，LD就是按这种原理工作的。3、受激吸收在外来光子激励下，电子吸收外来光子的能量，从低能级跃迁到高能级，变成自由电子，称为受激吸收。在实际物质中，上述三种现象可能同时存在。为了使物质发光（即光源），就应该使自发辐射和/或受激辐射占优势。而为了构成光电检测器，又必须使受激吸收占优势。5-2半导体光源的工作原理2、发光二极管的工作原理（1）LED的能带结构在热平衡状态下，P区几乎没有电子和空穴，LED不会发光；在正向电压的激励下，P区存在大量的电子和空穴，将会由于自发辐射而发光。LED没有谐振腔，不存在阈值。（2）LED的工作原理当给LED外加合适的正向电压时，在有源区形成粒子数反转分布状态，克服受激吸收和其他衰减而产生自发辐射的光输出。5-2-2激光二极管的工作原理5-3光源的工作特性2、光谱特性典型值是0.85微米、1.31微米和1.55微米。谱线宽度对系统性能影响很大，谱线宽度越宽，色散越大。3、调制特性LED的调制带宽在100MHZ以下，所以只适用于低速光纤通信系统。4、温度特性温度增加时，LED的光功率会下降，线性工作区变窄。LED受温度的影响远远小于LD。5-3-2LD的工作特性3、调制特性LD有非常大的带宽（几百MHZ---几十GHZ），因此，高速光纤通信系统是LD的主要用途。4、温度特性与LED比较，温度主要对LD的阈值电流、输出光功率及峰值工作波长影响较大。为了降低温度对LD的影响，可以选择温度特性优异的新型LD，或外加自动温度控制电路。5-3-3光源的主要技术指标及简易测试2、光源器件的简易测试在只有指针式万用表的情况下，用高阻档测试光源器件PN结的正反向电阻，若正向电阻小于20K，反向电阻大于500K，可认为基本正常，但不能保证其他特性都正常。PN结的正反向电阻不正常的光源器件则肯定是不好用的。（教材上说，因为数字式万用表电压较高，容易击穿PN结，这种说法没有根据。）5-4光发送机5-4-1光调制原理（2）按已调制信号的性质分类分为模拟调制方式和数字调制方式。模拟调制方式是指已调制信号属于模拟信号，主要包括强度调制（IM）、振幅调制（AM）、双边带抑制载波（DSB/SC）、单边带（SSB）及残余边带（VSB）调制方式。数字调制方式是指已调制信号属于数字信号，主要包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相