光纖結構

1、包層n2纖芯n1信息源電發(fā)射機光發(fā)射機光接收機電接收機信息宿基本光纖傳輸系統(tǒng)光纖線路接收發(fā)射電信號輸入光信號輸出光信號輸入電信號輸出光纖通信系統(tǒng)的基本組成光纖通信系統(tǒng)的基本組成光纖傳輸系統(tǒng)的組成部分和各部分功能信息源：把用戶信息轉換為原始電信號電發(fā)射機：把基帶信號轉換為適合信道傳輸?shù)男盘柟獍l(fā)射機：把輸入電信號轉換為光信號，并用耦合技術把光信號最大限度地注入光纖線路光纖線路：把來自光發(fā)射機的信號，以盡可能小的畸變和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C光接

2、收機：把光纖線路的輸出光信號轉換為電信號，并經(jīng)放大和處理后恢復發(fā)射前電信號電接收機：把接收電信號轉換為基帶信號信息宿：恢復用戶信息光纖結構光纖結構：光纖（OpticalFiber）是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細絲。纖芯的折射率比包層稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內傳輸。包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起一定的機械保護作用。突變型多模光纖：突變型多模光纖：纖芯折射率為n1保持不變，到包層突然變?yōu)閚2。光線以折線形

3、狀沿纖芯中心軸線方向傳播，特點是信號畸變大。漸變型多模光纖：漸變型多模光纖：漸變型多模光纖具有自聚焦效應，不僅不同入射角相應的光線會聚在同一點上，而且這些光線的時間延遲也近似相等。在纖芯中心折射率最大為n1，沿徑向r向外圍逐漸變小，直到包層變?yōu)閚2。光線以正弦形狀沿纖芯中心軸線方向傳播，特點是信號畸變小。幾何光學：幾何光學：用幾何光學方法分析光纖傳輸原理，我們關注的問題主要是光束在光纖中傳播的空間分布和時間分布，并由此得到數(shù)值孔徑和時間

4、延遲的概念。射線方程射線方程：ρ為特定光線的位置矢量，s為從某一固定參考點起的光線長度ndsdpndsd??)(波動光學波動光學：光波是電磁波，只有通過求解由麥克斯韋方程組導出的波動方程分析電磁場的分布(傳輸模式)的性質，才能更準確地獲得光纖的傳輸特性。光纖傳輸模式：一種是模式截止，另一種是模式遠離截止。由光纖的形狀、折射率、入射光波長等條件決定波動方程：波動方程：0)(22???EcnwE0)(22???HcnwH邊界條件：邊界條件：

5、在兩種介質交界面上電磁場矢量的E(r?z)和H(r?z)切向分量要連續(xù)模式的基本特征模式的基本特征：每一個模式對應于沿光波導軸向傳播的一種電磁波每一個模式對應于某一本征值并滿足全部邊界條件模式具有確定的相速群速和橫場分布.模式是波導結構的固有電磁共振屬性的表征。給定的波導中能夠存在的模式及其性質是已確定了的外界激勵源只能激勵起光波導中允許存在的模式而不會改變模式的固有性質。模式命名：模式命名：根據(jù)場的縱向分量Ez和Hz的存在與否可將模式

6、命名為:(1)橫電磁模(TEM):Ez＝Hz＝0(2)橫電模(TE):Ez＝0Hz≠0(3)橫磁模(TM):Ez≠0Hz＝0(4)混合模(HE或EH):Ez≠0Hz≠0。單模條件：單模條件：V=，只有HE11(LP01)一個模式存在，其余模式全部截止。HE11405.222221??nna??稱為基模，由兩個偏振態(tài)簡并而成。色散色散(Dispersion)是在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?，由于不同成分的光的時間延遲不同而產(chǎn)生的一種物理效應。色散一

7、般包括模式色散、材料色散和波導色散。單模光纖的零色散波長在1310nm單模光纖色散：單模光纖色散：單模光纖基模HE11的傳輸常數(shù))1(2???bkn?當泵浦光的光子能量等于能級3和能級1的能量差時，鉺離子吸收泵浦光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)(1→3)。但是激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，Er3很快返回到能級2。如果輸入的信號光的光子能量等于能級2和能級1的能量差，則處于能級2的Er3將躍遷到基態(tài)(2→1)，產(chǎn)生受激輻射光，因而信號光得到放大。由此可見，這種放

8、大是由于泵浦光的能量轉換為信號光的結果。EDF增益取決于鉺離子的濃度，光纖長度和直徑以及泵浦源的強度。光纖布拉格光柵的功能：光纖布拉格光柵的功能：如果入射光中某一波長的光信號與光柵的峰值波長在波長上一致，就會形成選擇性反射。而其他光波長信號將全部通過。mBnB碼是把輸入的二進制原始碼流進行分組，每組有m個二進制碼，記為mB，稱為一個碼字，然后把一個碼字變換為n個二進制碼，記為nB，并在同一個時隙內輸出。這種碼型是把mB變換為nB，所以稱