本文主要是介绍光纤通信总结，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
目录
第一章 绪论
1.光纤通信系统组成
2.光纤通信的优点
3.贝尔光电话的不足
4.“光纤通信之父” 高琨
5.光纤通信元年：1970年
第二章 光纤
1.光纤的结构
2.多模光纤&单模光纤
3.数值孔径：NA
4.模间色散
5.单模条件：V < 2.4048
第一章 绪论
1.光纤通信系统组成
光发送机：将电信号转换成光信号，并将生成的光信号注入光纤。
光纤：光信号传送媒介，将光信号由一处送到另一处。
中继器：分为电中继器和光中继器两部分，用于延长光信号的传输距离。
光接收机：将光纤送来的光信号还原为原始的电信号。
2.光纤通信的优点
传输容量大：目前商用的单根光纤容量已达几十Tb/s。
传输距离长：石英光纤损耗仅为0.18dB/km@1550nm，中继距离长。
抗电磁干扰性能好：
光纤属绝缘体，不怕雷电和干扰；
电磁源干扰不了频率比它们高得多的光；
杰出的抗核辐射干扰能力；
保密性好：
光在光纤中传输时跑不出光纤和向外辐射电磁波，即使在拐弯很厉害的地方，漏出包层的光也微乎其微。
体积小、重量轻；
原料取之不竭。
3.贝尔光电话的不足
载波的局限——限于当时技术发展水平，能够获得的都是频谱极宽的光源，无法实现高速调制。
传输介质的局限——光信号在大气中进行传输，受空气质量和气候影响十分严重。
4.“光纤通信之父” 高琨
论文指出：
1）石英光纤中的损耗主要来自于散射（短波长）和分子振动吸收（长波长），其间必有低损“谷”。
2）羟基吸收在短波段的影响。
3）降低杂质二价铁离子至 < 1ppm，预期损耗 < 20dB/km。
4）光纤的结构设计原则是由较低折射率材料包围的细心单模传输。
5.光纤通信元年：1970年
1）1970年，美国Corning用化学气相沉积法（CVD）制出了高琨预期的低损耗光纤，损耗 < 20dB/km@633nm，CVD成为所有光纤制作的基础。
2）1970年，Bell Lab、NEC和前苏联演示室温连续运转的半导体激光器（LD）。
第二章 光纤
1.光纤的结构
纤芯：
单模光纤纤芯直径：8~10μm
多模光纤纤芯直径：50μm、62.5μm
包层：直径125μm
涂覆层：直径400μm
2.多模光纤&单模光纤
多模光纤：允许多个模式在其中传输的光纤。
优点：芯径大，耦合效率高，可以使用出光孔径大的光源，可承受高的光功率。
缺点：存在模间色散，只能用于短距离传输。
单模光纤：只能传输一种模式的光纤。
优点：它只能传输基模，它不存在模间色散，具有比多模光纤大得多的带宽。
缺点：芯径小，不易光耦合，可承受功率低。
3.数值孔径：NA
NA表示光纤接收和传输光的能力，NA越大，光纤接收光的能力越强，光到光纤的耦合效率就越高，模间色散也越大。
4.模间色散
即不同模式的最大传输时延差，即最短传输路径光线与最长传输路径光线之间的传输时延差。
5.单模条件：V < 2.4048
最低阶高次模截止，光纤只传输基模。
LD & LED
1.结构
LED：不需要谐振腔
LD：工作物质：PN结
泵浦源：电流
谐振腔：自然解理面
2.P-I特性
LED：不存在阈值电流，当温度升高时，发射功率要降低，但影响小，不需要做温控。
LD：存在阈值电流，对温度很敏感，温度升高，阈值电流增大，发光功率降低，需要做温控。
3.谱宽
LED：自发辐射发光，谱线较宽。（几十nm）光谱随着温度升高线宽加宽。
LD：随着工作条件的变化而发生变化。
·I < 阈值电流，发出荧光，光谱很宽。
·I > 阈值电流，光谱变窄，强度增强。
温度升高，峰值波长向长波长方向移动。
4.调制方式
LED：直接调制/内调制
LD：低速系统：直接调制
高速系统：外调制
5.适用范围
LED：低速通信系统
LD：高速大容量通信系统
PIN & APD
1.响应波长：下限波长 ~ 上限波长
PIN：Si：0.5 ~ 1 μm
Ge & InGaAs：1 ~ 1.7 μm
APD：Si：0.4 ~ 1.1 μm
Ge：0.8 ~ 1.55 μm
InGaAs：0.9 ~ 1.7 μm
2.响应度：R = Ip/Pin = n * 波长 / 1.24；
PIN：R < 1
APD：R > 1
3.噪声特性
PIN：量子噪声、暗电流噪声、漏电流噪声、热噪声
APD：量子噪声、暗/漏电流噪声、倍增噪声
4.温度特性
PIN：无
APD：随着温度的升高，倍增增益下降，需要温度补偿。
5.增益
PIN：1个光子产生一对电子-空穴对，无增益。
APD：利用电离碰撞，1个光子产生多对电子-空穴对，有增益。
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