光纤通信原理及系统

光纤通信原理及系统知识梳理，中英 适合期末冲刺/通信专业APS审核的同学，需要的自取~

Communication Principle and optical communication technology

light communication system

Wave-guided lightwave systems

Source of information-coding(A/D) Time division multiplexing-光发送机（光源+驱动电路+调制器modulation）-光接收机O/E转换

光纤

大气

3R中继器：reshaping regenerating retiming

optical fiber communication light-information;fiber optic-to transmit

FSO-unguided lightwave system

fiber optic

types

multi-mode fiber

single-mode fiber

单芯/多芯光缆

transmitting theory

geometric optics

数值孔径NA：

NA越大，进入光纤并可以传输的能量越多

在NA对应的入射角中，横向能形成驻波(k1cos1*d=m*pi)，才可以在光波导中传输！！

Numerical aperture

子午射线：始终在包含轴线的平面内传播且一个周期与轴线相交两次

Meridian Rays

信息传输能力：BL

波动理论

麦氏方程-波动方程

直角坐标-柱坐标、归一化

边界条件-特征方程

平面光波导n1>n2n3

包层辐射模 传播常数β=k1sin1=2pi*n1/lamda*sin1,在0~n3k0

Cladding radiation moulding

衬底辐射模, n3k0~n2k0

Substrate radiation modules

导模,n2k0~n1k0

Mould guide

transmitting feature

损耗特性

材料吸收损耗（本征）

红外吸收、紫外吸收

OH-吸收

金属离子吸收

散射损耗

瑞丽散射

波导散射：导模变辐射膜

非线性损耗

辐射损耗

弯曲

Loss characteristics

色散特性

材料色散：光线折射率随光波长非线性变化产生的色散

波导色散：包层模与传导模之间的群速度差

常用的光无源器件

光纤连接器：光纤之间的长距离连接

插入损耗

回波损耗

重复性

互换性

光纤耦合器

光源与光发送机

半导体中的光发射

自发发射

受激发射（激光）：粒子数反转(增益)+足够强的输入光场（光放大）

同质结-载流子浓度低无波导效应/双异质结DH-Si-Ge:高注入比

发光二极管

Farbri-Polo-LaserDiode

光源与光纤的耦合

耦合 把光源发出的光尽可能多的送入纤芯

光发射机：光载波调制OOK，LED驱动电路/发射模块/外调制技术

Optical transmitters

光检测器、光接收机

光检测器PIN-PD

PD基本原理：将入射光子吸收产生电子-空穴对，并在外电场的作用下形成闭环的电流

光敏电阻

光伏

Photovoltaic

光电二极管

前置放大器

半导体光放大器 SOA

掺铒光纤放大器 EDFA:多信道放大，会有串扰 OEO三能级

第四代+WDM耦合

光纤拉曼放大器 FRA 分布放大 12是集中放大（噪声大、非线性效应大）

O/E变换

主放大器

滤波器（模拟）/均衡器+判决再生3R（数字）

A主要指标

接收灵敏度-指定信噪比下最小的接收功率

Reception sensitivity

噪声（限制灵敏度的主要原因）

电路噪声

PD噪声（量子噪声、散弹噪声）-最终噪声

Noise

提高信噪比 信号功率/噪声功率：根据公式可以增加RL，会减小带宽

Signal-to-noise ratio

D主要指标

误码率BER：漏码与增码之和：1/2(P(0/1)+P(1/0))

光纤通信系统

小容量短距离 850Nm

中 1310nm

大 1550nm

由于光导纤维材料本身存在材料色散、模式色散、波导色散等因素，而色散在850nm、1310nm和1550nm这三种波长时的损耗为极小值，采用了这三种不可见光的波长。（可见光波长短、衰减厉害）

光缆系统vs 电缆系统：低信噪、高带宽

自己的问题：RF属于？

光网络

光波频率比无线电波（射频、微波）频率高，波长短 RF:1MM~1M，有电磁干扰问题

结构：CPN-UNI-接入网（光纤）-交换网-传送网（电路层、通道层、物理层）-交换网-接入网-CPN

pstn 电路交换 bit 帧长固定

PSPDN 分组交换 帧为单位进行交换

子主题

子主题