【精选】光纤通信论文毕业设计.doc

【精选】光纤通信论文毕业设计.doc第一章
光纤通信有哪些优点
⑴容量大。光纤工作频率比目前电缆使用的工作频率高出 8~9 个数量级,故所开发的容量很大。
⑵衰减小。光纤每公里衰减比目前容量最大的通信同轴电缆的每公里衰减要低一个数量级以上。
⑶体积小,重量轻。同时有利于施工和运输。
⑷防干扰性能好。光纤不受强电干扰、电气信号干扰和雷电干扰,抗电磁脉冲能力也很强,保密性好。
⑸节约有色金属。一般通信电缆要耗用大量的铜、铅或铝等有色金属。光纤本身是非金属,光纤通信的发展将为国家节约大量有色金属。
⑹扩容便捷。一条带宽为 2Mbps 的标准光纤专线很容易就可以升级到 4M 、 10M 、 20M ,最大可达 100Mbps ,其间无需更换任何设备。
光纤通信系统有哪几部分组成?简述各部分作用。
信息源:把用户信息转换为原始电信号,这种信号称为基带信号。
电发射机:把基带信号转换为适合信道传输的信号,这个转换如果需要调制,则其输出信号称为已调信号。
光发射机:把输入电信号转换为光信号,并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。
光纤线路:把来自光发射机的光信号,以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
光接收机:把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号,并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。
电接收机:功能和电发射机的功能相反,它把接收的电信号转换为基带信号。
信息宿:恢复用户信息。
第二章
1均匀光纤芯与包层的折射率分别为:试计算:
(1)光纤芯与包层的相对折射率差△=?
(2)光纤的数值孔径NA=?
(3)在1米长的光纤上,由子午线的光程差所引起的最大时延差
解:
NA=

损耗:,
色散:随波长增加,色散减小,带宽增加
,,
、单模光纤方向发展?
长波长、单模光纤比短波长、多模光纤具有更好的传输特性。(1)单模光纤没有模式色散,不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著小于经过多模光纤时不同的程度.
( 2 )由光纤损耗和波长的关系曲线知,随着波长的增大,损耗呈下降趋势,µm 和1 . 55µm 处的色散很小,故目前长距离光纤通信一般都工作在1 . 55µm.
?
答光纤色散是由光纤中传输的光信号。由于不同成分的光时间延迟不同而产生的。光纤色散对光纤传输系统的危害有:若信号是模拟调制的,色散将限制带;是数字脉冲,色散将使脉冲展宽,限制系统传输速率(容量) .
?
答光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗。吸收损耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。散射损耗主要由材料微观密度密度不均匀引起的瑞利散射和光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。。
第三章
,频率为f,相应能级上的粒子密度。计算
(1)当f=3000MHZ,T=300K时,
(2)当
(3)当环境温度T=?
(2)
(3)
T=6252K
(LD )有哪些特性?
答:半导体激光器的主要特征有
发射波长和光谱特性,发射波长取决于导带的电子跃迁到价带时所释放的能量,这个能量近似等于禁带宽度(ev),不同的半导体材料有不同的禁带宽度,因而有不同的发射波长。光谱特性是随着驱动电流的增加,纵模模数逐渐减小,谱线宽度变窄,随着调制电流增大,纵模模数增多,谱线宽度变宽。
激光束的空间分布
转换效率和输出光功率特性
频率特性
温度特性
比较半导体激光器(LD)和发光二极管(LED)的异同
答: LD和LED的不同之处工作原理不同,LD发射的是受激辐射光,LED发射的是自发辐射光。LED不需要光学谐振腔,没有阈值,而LD需要,和LD相比,LED输出光功率较小,光谱较宽,调制频率较低,但发光二极管性能稳定,寿命长,输出功率线性范围宽,而且制造工艺简单,价格低廉,所以,LED的主要应用场合时小容量(窄带)短距离通信系统,而LD主要应用于长距离大容量(宽带)通信系统。LD和LED的相同之处:使用的半导体材料相同,结构相似,LED和LD大多采用双异质结(DH)结构,把有源层夹在P型和N型限制层中间。
和PIN 在性能上的主要区别。
答 APD 和PIN 在性能上的主要区别有:
( 1 ) APD 具有雪崩增益,灵敏度高,有利于延长系统传输。
( 2 ) APD 的响应时间短。
( 3 ) APD 的雪崩效应会产生过剩噪声,因此要适当控制雪
(