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光纤通信课程设计

课程设计任务书

2015—2016学年第二学期

专业：学号：姓名：

课程设计名称：光纤通信系统课程设计

设计题目：EDFA在WDM传输系统中的应用

完成期限：自2016 年 6 月 6 日至2015 年 6 月19 日共 2 周

一、设计依据

在长距离传输中,由于受发送功率、接收机灵敏度,甚至色散等因素的影响和制约,使得光脉冲从光发射机输出经过光纤传输一定距离后,其幅度会受到衰减,波形也会出现失真。因此,要进行长距离的信号传输,就需要在光信号传输一定距离后加中继器,以放大衰减的信号,使光脉冲得到再生。掺铒光纤放大器（EDFA）可以省去大量的光中继器,延长传输距离,这对于长途干线传输系统具有重要意义，本设计主要研究EDFA在WDM中的应用。

二、要求及主要内容

1．查阅相关的文献，概要介绍了EDFA的研究背景，包括掺铒光纤放大器的特点、应用、发展前景以及研究的必要性；

2．对掺EDFA研制过程中的主要光电器件从原理及性能等方面作了系统的描述；

3．介绍EDFA在波分复用系统WDM中的应用，进行仿真分析。

三、途径和方法

1．查找相关文献，了解EDFA的工作原理，主要包括掺铒光纤的基本概念及参数；

2．着重了解现代通信系统中EDFA的作用；

3．运用的理论分析，介绍了EDFA在WDM中的基本原理，对掺铒光纤放大器的参数进行了详细的介绍。

四、时间安排

1．课题讲解：2小时。

2．阅读资料：10小时。

3．撰写设计说明书：12小时。

4．修订设计说明书：6小时。

五、主要参考资料

[1] 王延恒．光纤通信技术基础[M]．北京：天津大学出版社，1990

[2]黄章勇．光纤通信用光电子器件和组件[M]．北京：北京邮电大学出版社，2001.

[3] 黄章勇．光纤通信用新型光无源器件[M]．北京：北京邮电大学出版社，2002

[4] 孙学军，张述军等．DWDM传输系统原理与测试．北京：人民邮电出版社，1997

[5] 纪越峰．光波分复用系统[M]．北京：北京邮电大学出版社,1999

[6]原荣．光纤通信技术[M]．机械工业出版社，2011

指导教师（签字）：教研室主任（签字）：

批准日期：年月日

EDFA在WDM传输系统中的应用

摘要

关键词：EDFA，WDM，长距离传输，OptiSystem

1.绪论 (1)

1.1.光纤通信的历史和发展 (1)

1.2.光纤放大器 (2)

1.2.1.传输型光纤放大器 (2)

1.2.2.掺稀土元素光纤放大器 (2)

1.3.论文结构和内容 (3)

2.EDFA在WDM系统中的应用 (4)

2.1.掺铒光纤放大器（EDFA） (4)

2.1.1.EDFA的主要结构 (4)

2.1.2. EDFA的工作原理 (6)

2.1.3.EDFA的工作特性 (7)

2.1.4.EDFA的性能参数 (8)

2.1.5.EDFA的应用 (10)

2.2.波分复用（WDM） (12)

2.2.1.WDM系统结构及分类 (12)

2.2.2.WDM原理及应用 (13)

2.2.3.WDM系统关键技术 (15)

2.3.WDM系统对EDFA的要求 (18)

3.EDFA在WDM系统中的应用仿真分析 (21)

3.1.OPTISYSTEM软件简介 (21)

3.2.EDFA在WDM系统中的应用研究 (21)

3.3 本章小结 (25)

总结 (25)

参考文献 (26)

1.绪论

1.1.光纤通信的历史和发展

光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。

20世纪90 年代初，掺铒光纤放大器和低损耗传输光纤的研制成功以及波分复用技术的广泛应用，极大地增加了光纤通信传输的信息容量并延长了光纤通信的传输距离，光纤通信得到了快速的发展。

光纤通信技术中的波分复用技术充分利用了单模光纤低损耗区的优势，获得了大的带宽资源。波分复用技术基于每一信道光波的频率和波长不同等情况出发，把光纤的低损耗窗口规划为许多个单独的通信管道，并在发送端设置了波分复用器，将波长不同的信号集合到一起送入单根光纤中，再进行信息的传输，而接收端的波分复用器把这些承载着多种不同信号的、波长不同的光载波再进行分离。

光纤通信网络对全球经济发展起着极其重要的作用，信息全球化推动经济全球化，而经济全球化又反过来促进信息全球化。到目前为止，光纤通信技术已经成为最重要的现代信息传输技术之一，在现在的信息社会背景下得到了普遍意义上的应用，迄今尚未发现可以取代它的更好的技术。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信技术也必将成为未来通信发展的主流，带领人类进入全光网络时代自从有了人类，就有了信息交流和传递的需要。我过古代的狼烟和烽火可以说是最早的利用光进行信息传递的方式。随着科技的进步，电话、电报一直到目前连接全球的因特网，通信技术，特别是近代通信技术，经历了一个从低频到高频，从高频到微波进而到达光频的演变过程。通信技术在人类社会起到了越来越大的作用，成为这个信息时代的支柱技术。光纤通信技术的诞生和发展是电信史上的一次重要革命，三十多年以来，在经历了三代进化之后，它正在以超摩尔定律的速度向前发展。目前世界上80%以上的信息是通过光纤传送，未来的传送网必然是建立在光纤通信技术之上的。近几年来，随着密集波分复用（DWDM）技术、掺铒光纤放大器（EDFA）技术和光时分复用（OTDM）技术的发展和成熟，光纤通信技术正向着超高速、超大容量、超长距离通信系统发展，并且逐步向全光网络演进。

1.2.光纤放大器

光纤放大器是光纤通信和传感在实际应用中的重要光学器件，光在光路传输过程中，随着传输距离的增加以及光纤器件的损耗，光信号会逐渐变弱。这就需要光纤放大器对其进行放大。早在1964年人们就开始对光纤放大器进行研究，随着低损耗光纤的使用和稀土掺杂光纤技术的不断发展，直到1984 年才开始在实际中使用。近年来，互联网和光纤通信网的数字传输技术的迅速发展，激发了人们对光纤光源和光放大器的研究兴趣。

光纤放大器是一种新型全光放大器，传统的光—电—光再生中继器有许多缺点。首先，通信设备很复杂，系统的稳定性和可靠性不高，特别是在WDM系统中更为突出，因为先要解复用出每个波长信道，把光信号转换成电信号，然后再把电信号转换成光信号，最后再通过复用器把放大后的各路光信号送回光纤中传输，所需设备更复杂，费用更昂贵。其次，传输容量受到一定的限制。因此全光传输型中继器正在取代光—电—光再生中继器。光放大器分为光放大器和半导体光放大器两类，半导体光放大器（Semiconductor Optical Amplifier，SOA）的放大介质为半导体晶体材料构成的正向偏压的P-N结[2]。光放大器按照原理主要可以分为两大类：

1.2.1.传输型光纤放大器

这类光纤放大器基于光在光纤中传输的非线性效应包括光纤布里渊放大器（Fiber Brillion Amplifier，FBA）和光纤拉曼放大器（Fiber Raman Amplifier，FRA）等。

对于光纤布里渊放大器，它是通过相当于泵浦光频率下移的斯托克（Stocks）波的产生来进行光放大，其频移量由非线性介质决定[3]。虽然通过一定的设计，光纤布里渊放大器能获得可观的的增益，但是其放大的带宽非常窄，应用并不广。光纤拉曼放大器是将强泵浦与微弱信号光一起耦合在一根光纤中传输，若是将信号光波长比泵浦光波长长，并且波长差在一定范围内，由于受激拉曼散射效应，强泵浦的功率部分转移到微弱信号光上，使信号光获得增益。它的优点是宽宽带和低噪声，缺点是需要很强的泵浦功率，其应用也受到很大的限制。

1.2.2.掺稀土元素光纤放大器

稀土元素即元素周期表中的镧系元素，铒（Er）、镨（Pr）、铥（Tm）、镱（Yb）、

钕（Nd）等属于此系，目前通信领域对掺稀土光放大器的研究比较多的集中在掺镱光纤放大器（Ytterbium Doped Fiber Amplifier，YDFA）、掺铒光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA）和掺铥光纤放大器（Thulium Doped Fiber Amplifier，TDFA）上，其中掺铒光纤放大器是其中最典型、最成功的例子。

与传输性光纤放大器相比，掺稀土元素光纤放大器中，EDFA是性能优异、技术最成熟、应用最广泛的光纤放大器。自从1985 年，英国南安普敦大学首先成功地研究出掺铒光纤，并与1986年首次研制出针对光纤通讯第三个窗口（1.55μm波段）的光纤放大器，EDFA技术得到了迅速的发展。到1988年，低损耗的掺铒光纤技术已相当成熟，并达到实用水平。它的研制成功是光纤通信领域内的一次革命[4]。

1.3.论文结构和内容

通过阅读大量的资料及现在人们对信息传送速率和信息容量的要求，本文主要研究EDFA在WDM传输系统中的应用。第一章研究了光通信的发展，现状，提出本文的设计目的及意义；其次讲解了光纤放大器的分类，提出掺铒光纤放大器；并简单的介绍了波分复用的定义及其应用。第二章介绍了掺铒光纤放大器的结构组成及工作原理，说明了掺铒光纤放大器的性能指标，泵浦方式及其在通信中的应用；其次介绍了波分复用的结构组成及工作原理，极其关键技术和应用。第三章介绍了OptiSystem这个软件，并对EDFA在WDM传输系统中的应用的仿真分析。

2.EDFA在WDM系统中的应用

2.1.掺铒光纤放大器（EDFA）

2.1.1.EDFA的主要结构

EDFA主要由掺铒光纤（EDF）、泵浦光源、光耦合器、光隔离器和光滤波器等组成，如图1.1所示。

图1.1 EDFA的基本组成

(1) 掺铒光纤（EDF）：

光纤放大器的关键部件是具有增益放大特性的掺铒光纤，其长度为10m~100m左右，铒离子的掺杂浓度一般为2100~ 2000ppm左右。因而使掺铒光纤的设计最佳化是主要的技术关键。EDFA的增益与许多参数有关，如铒离子浓度、放大器长度、芯径以及泵浦光功率等。

(2) 泵浦源

对泵浦源的基本要求是高功率和长寿命。它是保证光纤放大器性能的基本因素。几个波长可有效激励掺铒光纤。现在采用的半导体激光器，输出功率为10~200mW，工作波长为0.98μm或1.48μm。最先使用1480 nm的多量子阱(MQW)激光器，其输出功率可达100mW，泵浦增益系数较高。现在一般采用980nm波长泵浦，它的效率更高, 噪声更低。

(3) 波分复用器

其作用是使泵浦光与信号光进行复合。对它的要求是插入损耗低，因而适用的WDM 器件主要有熔融拉锥形光纤耦合器和干涉滤波器。

(4) 光隔离器

在输入、输出端插入光隔离器目的是抑制光路中的反射，保证信号单向传输、防止反射光影响EDFA的工作稳定性，从而使系统工作稳定可靠、降低噪声。对隔离器的基

本要求是插入损耗低、反向隔离度大。

(5) 光滤波器

滤除放大器噪声，提高信噪比。

EDFA的内部按泵浦方式分，有三种基本的结构：同向泵浦、反向泵浦和双向泵浦。

（1）同向泵浦

这是一种信号光与泵浦光以同一方向从掺铒光纤的输入端注入的结构，也称为前向泵浦，如图1.2所示。输入泵浦光较强，故粒子反转激励也强，其增益系数大。其优点是构成简单，噪声指数较小；缺点是输出功率较低。

图1.2 同向泵浦

（2）反向泵浦

这是一种信号光与泵浦光从两个不同方向注入进掺铒光纤的结构，也称后向泵浦，如图1.3所示。其优点是：当光信号放大到很强时，泵浦光也强，不易达到饱和，输出功率比同向泵浦高；缺点是噪声性能差。

图1.3 反向泵浦

（3）双向泵浦

这是一种同向泵浦与反向泵浦同时泵浦的结构，如图1.4所示。用多个泵浦源从多个方向激励光纤。多个泵浦源部分前向，部分后向，结合前两种优点。使泵浦光在光纤中均匀分布，从而使其增益在光纤中均匀分布。

图1.4 双向泵浦

图1.5（a）给出了三种泵浦方式的信号输出功率与泵浦功率的关系。由于这三种方式的微分转换效率（即图中曲线斜率）不同，因此再同样的泵浦条件下，同向泵浦式EDFA的输出功率最低。

图1.5（b）给出噪声指数NF与输出功率之间的关系。由于输出功率加大将导致粒子反转数下降。因此，在未饱和区，同向泵浦式EDFA的噪声指数最小，但是在饱和区，情况就不同。

图1.5（c）给出了噪声指数与光纤长度的关系。可见，不管掺饵光纤的长度如何，同向泵浦EDFA噪声指数均最小。

(a)信号输出功率与泵浦功率的关系(b)噪声指数与输出功率的关系(c)噪声指数与光纤长度的关系

图1.5 相关参数之间的关系

2.1.2.EDFA的工作原理

EDFA的工作原理与半导体激光器类似：当较弱的信号光和较强的泵浦光一起输入掺饵光纤时，泵浦光激活EDF中的铒粒子并形成粒子数反转分布；在信号光子的感应下，产生受激辐射并实现信号光的放大作用。由于EDFA的核心放大元件是掺饵光纤，其具有细长的结构特点，因此可以实现有源区的能量密度较高，从而降低了对泵浦功率的要求。铒粒子的能级分布如图1.6所示。

图1.6铒离子工作能级

当WDM的信号光通过这段粒子数反转分布的EDF时，电子在WDM信号光作为感应光场的情况下，从亚稳态受激辐射到基态上，并产生与输入光子完全一样（具有相同波长、相同方向和相同相位）的光子，从而实现信号光在EDF的传播过程中被放大。

因此，简单地说，EDFA放大就是把泵浦能量转换为信号光的能量，而且它的效率很高。

泵浦效率等因素的影响，980nm、1480nm半导体激光器更适合于EDFA的泵浦光源，而且这两种半导体激光器已经得到很好的商用化。另外，980nm相对于1480nm而言，增益高、噪声小，是目前EDFA的首选泵浦光源，只用几毫瓦的泵浦功率就可获得高达30 ~ 40 dB 的放大器增益。

2.1.

3.EDFA的工作特性

(1) 工作波长恰好落在光纤通信的最佳波长区( 1500 nm )；

(2) 因为EDFA的主体也是一段光纤，它与线路光纤的耦合损耗很小，甚至可达到0.1 dB;

(3) 噪声指数低，一般4 ~ 7 dB；

(4) 增益高，约20 ~ 40 dB，饱和输出功率大，约8~15 dBm；

(5) 频带宽，在1 550 nm窗口有20 ~ 40 nm带宽，可进行多信道传输，便于扩大传输容量，从而节省成本费用;

(6) 与半导体光放大器不同，光纤放大器的增益特性与光纤极化状态无关，放大特性与光信号的传输方向也无关，可以实现双向放大( 光纤放大器内无隔离器时);

(7) 所需泵浦功率较低(数十毫瓦)，泵浦效率却相当高，用980nm 光源泵浦时，增益效率为10dB/mW ，用1480nm 光源泵浦时为5.1dB/mW ；泵浦功率转换为输出信号功率的效率为92.6%，吸收效率为88%；

(8) 在多信道应用中可进行无串话传输；

(9) 放大器中只有低速电子装置和几个无源器件，结构简单，可靠性高，体积小；

(10) 对不同传输速率的数字体系具有完全的透明度，即与准同步数字体系(PDH)和同步数字体系(SDH)的各种速率兼容，调制方案可任意选择；

(11) EDFA 需要的工作电流比光-电-光再生器的小，因此可大大减小远供电流，从而降低了对海缆的电阻和绝缘性能的要求。

2.1.4. EDFA 的性能参数

EDFA 主要性能参数包括功率增益、输出功率和噪声等。

1.功率增益

功率增益（dB ）表示了EDFA 的放大能力，其定义为输出功率与输入功率之比，即

EDFA 的增益大小与输入信号功率、泵浦功率、掺饵光纤长度等多种因素有关，通常为15～40dB 。

图1.7给出了EDFA 信号增益与泵浦光功率的关系。

图1.7增益（G ）与泵浦光功率的关系由图可见，小信号输入时的增益系数大于大信号输入时的增益系数。当放大器增益

()

=10log dB 输出光功率

功率增益输入光功率

出现饱和时，即使泵浦功率增加很多，增益也会基本保持不变。此时放大器的增益效率（图中曲线斜率）将随着泵浦功率的增加而下降。

图1.8给出了增益与掺饵光纤长度的关系。

由图可见，刚开始是增益随掺饵光纤长度的增加而上升，但是光纤超过了一定长度之后，由于光纤本身的损耗，增益反而逐渐下降，因此存在一个可获得最佳增益的最佳长度。这一长度只能是最大增益长度，而不是掺饵光纤的最佳长度，因为还牵涉到其他诸如噪声等的特性。

图1.8 增益（G）与掺饵光纤长度的关系

2.输出功率

对于EDFA而言，当输入功率增加时，受激辐射加快，以至于减少了粒子反转数，使受激辐射光减弱，输出功率趋于平稳。EDFA的输入/输出关系如图1.9所示。

图1.9 EDFA的输入/输出关系

衡量EDFA的输出功率特性通常使用3dB饱和输出功率，其定义为饱和增益下降3dB时所对应的输出功率值。

3.噪声

EDFA的输出光中，除了有信号光外，还有自发辐射光，它们一起被放大，形成了影响信号光的噪声源，EDFA的噪声主要有以下四种：①信号光的散粒噪声；②被放大的自发辐射光的散粒噪声；③自发辐射光谱与信号光之间的差拍噪声；④自发辐射光谱间的差拍噪声。

以上四种噪声中，后两种影响最大，尤其是第三种噪声是决定EDFA性能的主要因素。

理论分析表明，EDFA的噪声指数F n的极限值是3dB。这表明在即使是在理想情况下，每经过一个EDFA，信噪比也会下降一半。因此，即使EDFA的增益完全补偿光纤线路的损耗，实际使用中也不能无限制地级联EDFA，这样会导致接收到信号的信噪比难以承受。

2.1.5.EDFA的应用

在长距离、大容量、高速率光纤通信系统中，EDFA有多种应用形式，其基本作用是：

1）延长中继距离，使无中继传输达数百公里。

2）与波分复用技术结合，可迅速简便地实现扩容。

3）与光孤子技术结合，可实现超大容量、超长距离光纤通信。

4）与CATV等技术结合，对视频传播和ISDN具有积极作用。

EDFA的具体的应用形式有三种。

（1）线路放大（LA）

线路放大是指将EDFA置于光纤链路原有中继器的位置，对信号进行在线放大，如图1.10所示。LA是EDFA最常见的应用形式，广泛应用于长途和本地通信系统中，替代复杂昂贵的光中继器。

图1.10线路放大（LA）

（2）功率放大（BA）

功率放大是指将EDFA设置于光发送机后，如图1.11所示。BA可以提高注入光纤的有效光功率，从而延长中继距离。BA的引入会导致入纤功率的大幅提高，可能会在光纤中激发出较强的非线性效应，因此在实际应用中要对其输出功率进行仔细控制。应具有较高的饱和输出功率。

图1.11功率放大（BA）

（3）前置放大（PA）

前置放大是指将EDFA置于光接收机之前，如图1.12所示。PA可以将光纤线路传输的微弱光信号进行放大，从而提高光接收机的灵敏度。PA一般工作在小信号状态，因此需要有较高的噪声性能和增益系数，而不需要很高的输出功率以避免造成光接收机过载。

图1.12前置放大（PA）

2.2.波分复用（WDM）

2.2.1.WDM系统结构及分类

WDM系统主要有以下五个部分组成：光发送机、光中继放大、光接收机、光监控信道和网络管理系统，其系统总体结构示意图如图2.1所示。

光发射机是光波分复用系统的核心。它发出波长不同，但精度和稳定度满足一定要求的光信号，经过光波分复用器（即合波器）合成一路送入光功率放大器放大，然后耦合到光纤上进行传输。

光中继放大器一般采用掺铒光纤放大器，主要是用于补偿光信号由于长距离传输所

图2.1 WDM系统总体结构示意图

造成的信号衰减。

光接收机主要由前置放大器、光分波器等组成。光前置放大器首先放大经传输而衰减的光信号，然后利用分波器分离各特定波长的光信号进行接收。

光监控信道是监控系统内各信道的传输情况，在发送端插入本节点产生的波长的光监控信号，与主信道的光信号混合输出。在接收端，将接收到的光信号分波，获得光监

控信号。帧同步字节、公务字节和网管所用的开销字节均是通过光监控信道来传递的。

网络管理系统是通过光监控信道的物理层传送开销字节到其它节点或接收其它节点的开销字节对光波分复用系统迸行管理。主要实现配置、故障、性能、安全管理等功能，并与上层管理系统相连。

根据WDM线路系统中是否设置有在线光中继放大，可以将WDM线路系统分为有线路光放大器WDM系统和无线路光放大器WDM系统，其中无线路光放大器WDM系

图2.2有线路光放大器WDM系统的参考配置

图2.3无线路光放大器WDM系统的参考配置

统可以认为是点到点的单跨有线路放大器系统（中继段为一）。

2.2.2.WDM原理及应用

光波分复用（wavelength-division multiplex-ing，简称WDM）技术又称光波长分割复用技术，是指在一根光纤中能同时传输多个波长光信号的一种技术。它是在发送端将不同波长的光信号组合起来，耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端再将组合波长的光信号分开，恢复出原信号后送入不同的终端。具有以下优点：1）可充分利用光纤的带宽资源，使同一根光纤的传输容量增加几倍至几十倍，甚至几百倍。

2）由于光波分复用技术使用的波长相互独立，故可以同时传输特性完全不同的信

号。

3）采用全双工方式，光信号可以在一根光纤中同时向两个不同的方向传输，节省了线路投资，提高了系统的经济效益。

4）对于早期敷设的芯数不多的光缆，波分复用技术可提供“在线升级，平滑过渡”的技术支持，即在对原有系统不作较大改动的情况下，进行扩容，节省投资。

5）随着传输速率的不断提高，许多光器件的响应速度已明显不足。使用波分复用技术可以降低对器件性能上的要求。

6）波分复用器件大多是光无源器件，结构简单，体积小，稳定可靠，在网络设计和施工中有很大灵活性。因此，波分复用技术成为当前迸行扩容、升级改造以及建设新的高速、大容量通信网络的最佳技术选择。

WDM系统的主要应用形式有以下三种。

（1）双纤单向传输

双纤单向传输WDM系统如图2.4所示。双纤单向传输是指一根光纤只完成一个方向光信号的传输，反向光信号的传输由另一根光纤来完成。双纤单向传输WDM系统可以方便地分阶段动态扩容。例如在对现有网络进行升级和扩容工作中，可以根据实际业务量的需要逐步增加波长来实现扩容，是目前WDM系统最主要的应用形式。

图2. 4双纤单向传输WDM系统

（2）单纤双向传输

单纤双向传输WDM系统如图2.5所示。单纤双向传输指在一根光纤实现两个方向光信号的同时传输，两个方向的光信号应安排在不同波长上以实现彼此双方全双工的通信联络。双向WDM系统可以减少使用光纤和线路放大器的数量，这对于光接入网等环境的使用具有明显的优点。

（3）光分路插入传输

光分路插入传输WDM系统如图2.6所示。通过光分插复用器（OADM）可以实现

图2.5单纤双向传输WDM系统

图2.6光分路插入传输WDM系统

各波长的光信号在中间站的分出与插入，即完成上/下光路，利用这种方式可以完城DWDM系统的环形组网。根据上/下通路是否针对特定波长设定，可以分为固定波长光分路插入系统和可变光分路插入系统。

2.2.

3.WDM系统关键技术

由于同时有多个不同波长通路在一根光纤中同时传输，因此对于WDM系统而言会存在一些单信道光纤通信系统中没有的问题，包括：

1）光源的波长准确度和稳定度

2）信道串扰

3）色散

4）非线性效应

5）光放大器引入的传输损伤

（1）光源技术

WDM系统中的光源技术包括两方面的内容，一是如何保证光元器件发出的波长的稳定度和精准度，而是如何实现以较低成本的方式灵活实现满足G.694标准的多个波长。4对WDM系统采用的光源技术主要有：

波长可调谐激光器

波长可调谐滤波器

高精度光源

外调制技术

（2）波分复用器/解复用器

光波分复用/解复用器（WDM/DWDM）是波分复用系统的关键器件。其功能是将多个波长不同的光信号复合后送入同一根光纤中传送（波分复用器）或将在一根光纤中传送的多个不同波长的光信号分解后送入不同的接收机（解复用器）。波分复用器和解复用器也分别被称为合波器和分波器，是一种与波长有关的光纤耦合器。

光波分复用器/解复用器性能的优劣对于WDM系统的传输质量有决定性的影响。

根据制造工艺和技术特点，波分复用器/解复用器件大致有熔锥光纤型、干涉滤波器型、光栅型和集成光波导型等几种类型。

（3）光转发器（OTU）

根据光接口的兼容性可以分成开放式和集成式两种系统结构。集成式系统要求接入光接口满足DWDM光接口标准（即ITU-T G.692波长标准），开放式系统在波分复用器前加入了波长转换器（OTU），将SDH光接口（即ITU-TG.957）转换成符合ITU-TG.692规定的接口标准。OTU 的基本功能是完成G.957到G.692的波长转换功能，使得包括SDH在内的各类不具备WDM标准波长的光纤通信系统能够接入WDM系统，另外，OTU还可以根据需要增加定时再生的功能。

光纤通信复习题

考试题型 1. 填空题:10小题,每小题3分,共30分 2. 简答题:4小题,每小题10分,共40分 3.计算题:3小题,每小题10分,共30分

1. 1966年7月，英籍华人高锟博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。 2. 光放大器是基于受激辐射或受激散射原理，实现入射光信号放大的一种器件，其机制与激光器完全相同。 3. 光纤通信的最低损耗波长是1.55m μ，零色散波长是1.31m μ。 4. 光纤耦合器是实现光信号的合路/分路功能的器件。 5. 在单模光纤中，由于光纤的双折射率特性使两个正交偏振分量以不同的群速度传输，也将导致光脉冲展宽，这种现象称为偏振模色散。 6. 在一根光纤中同时传输多个不同波长的光载波信号称为光波分复用。 7. 光缆大体上都是由缆芯、加强元件和护层三部分组成的。 8. 光纤通信是以光波为载频率，以光纤为传输媒质的一种通信方式。 9. 允许单模传输的最小波长称为截至波长。 10. 光纤的色散和损耗是限制光纤通信线路中继距离的主要因素。 11. 激光器工作必须离开热平衡状态，因此必须使用外部能源泵浦，以实现__ 粒子数反转_，这是激光器工作的先决条件。

1.什么是光纤的色散？光纤的色散分为哪几种？在单模光纤中有哪些色散？ 2.简述光纤的损耗机理。 3.光纤通信系统由哪几部分组成？简述光纤通信系统的工作过程。 4.简述LD和LED的工作原理？ 5.简述LD与LED的差别。 6.说明APD与PIN的工作原理及主要区别。 7.简述掺铒光纤放大器的基本构成及各部分的功能。 8.简述数字光纤通信系统码型选择应满足的主要条件及扰码的作用。 9.光端机主要由哪几部分构成？各部分的作用分别是什么？ 10.光发送电路的基本组成及主要性能指标是什么？ 11.光接收电路的基本组成及主要性能指标是什么？ 12.简述如何测量光端机的平均发送光功率？ 13.简述如何测量光纤数字通信系统的误码率？ 14.简述如何测量光接收机灵敏度及动态范围？ 15.简述为什么光纤令牌环局域网是一种自愈网？ 16.简述全光通信网的关键技术。

光纤通信课程设计

《光纤通信》课程设计学院：姓名：班级：学号：指导老师：高速光纤通信中的偏振模色散及其补偿技术目录

1．引言 (03) 2．光纤中偏振模色散的定义 (03) 3．偏振模色散的测量方法 (05) 4．偏振模色散的补偿技术 (05) 4.1光补偿方案之一 (05) 4.2光补偿方案之二 (05) 4.3电补偿方案之一 (06) 4.4电补偿方案之二 (06) 5．偏振模色散的研究动态 (07) 6．结束语 (08) 摘要偏振模色散已成为当前发展下一代高速长距离光纤传输系统的主要限制因素。介绍了偏振模色散的概念、描述方法以及测试和补偿技术。根据国外的研究情况和我国的具体实情,指出研究偏振模色散的测试和补偿技术对提高高速光纤通信技术的水平具有重大意义。最后在此基础上提出了开展相关研究的建议。关键词高速光纤通信，偏振模色散，补偿技术 1．引言当代社会是信息化的社会，用户对通信容量的需求日益增加。在这种需求的推动下，作为现代长途干线通信主体的光纤通信一直在朝着高速率、大容量和长距离的方向发展。在单信道速率不断提升的同时，密集波分复用技术(DWDM)也已日趋成熟并商用化。从技术的角度来看，限制高速率信号长距离传输的因素主要包括光纤衰减、非线性和色散。掺铒光纤放大器(EDFA)的研制成功，使光纤衰减对系统的传输距离不再起主要限制作用。而非线性效应和色散对系统传输的影响随着非零色散位移光纤（NZDSF）的引入也逐渐减小和消除。随着单信道传输速率的提高和模拟信号传输带宽的增加，原来在光纤通信系统中不太被关注的偏振模色散(PMD)问题近来变得十分突出。与光纤非线性和色散一样，PMD 能损害系统的传输性能，限制系统的传输速率和距离，并被认为是限制高速光纤通信系统传输容量和距离的最终因素。正是由于PMD对高速大容量光纤通信系统有着不可忽视的影响，所以

《光纤通信技术》模拟试题

《光纤通信技术》模拟试题一、填空（共10题，每题3分） 1、均匀光纤的导光原理为全反射原理，它的数值孔径表示了光纤收集光线的能力。 2、单模光纤的色散包括材料色散和波导色散。 3、线极化波是指波的电场矢量空间取向不变，即合成矢量的端点的轨迹为一直线的波，以 LP 表示。 4、在弱波导光纤中，光射线几乎与光纤轴线平行，因此，弱波导光纤中的和分布是一种近似的TEM 波。 5、在研究光和物质相互作用时,爱因斯坦指出存在三种不同的基本过程: 自发辐射、受激吸收、受激辐射。 6、谐振腔的谐振条件是2 11ln 21r r L G +==内αα。 7、光纤通信系统所使用的光源与光纤色散相互作用，给系统引进了的干扰和噪声主要有三种，即码间干扰、模分配噪声、啁啾声。 8、发送机的消光比是全“0”码时的平均输出光功率与全“1”码时的输出光功率之比. 9、判决器和时钟恢复电路和起来构成码形成电路。 10、STM-N 帧结构分为三个区域：段开销区、净负荷区和管理单元指针。 11、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于4 2 V 。 12、当物质中处于高能级上的粒子数大于处于低能级上的粒子数时，则物质处于粒子数反转状态。 13、光电检测器是利用材料的光电效应来实现光电转换的。 14、传输网主要由传输设备和网络节点构成的。 15、在SDH 帧结构中，段开销是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。三、画图题（共1题，每题10分） 1、画出采用直接调制的数字光纤通信光发射端机的方框图。见教材P 100 四、问答题：（共1题，每题15分） 1、什么是模分配噪声？它是如何产生的五、计算题：（共3题。共35分） 1、.已知阶跃光纤的n 1=1.62，n 2=1.52, 试计算：相对折射率Δ （2）数值孔径 (1）22 221222162 .1252.162.12?-=-=?n n n (2)56.006.0262.121=??=?=n NA 2、计算STM-1帧结构中段开销SOH 的容量(速率)。

光纤通信课程设计

湖南工业大学课程设计资料袋计算机与通信学院（系、部）2013 ~ 2014 学年第 2 学期课程名称数字光纤通信指导教师刘丰年职称副教授学生姓名专业班级学号题目图像、声音的光纤传输系统成绩起止日期2014 年05月16 日～2014年05月22 日目录清单

湖南工业大学课程设计任务书 2013—2014学年第2学期计算机与通信学院通信工程专业班级课程名称：数字光纤通信设计题目：图像、声音的光纤传输系统完成期限：自 2014 年 5 月 16日至 2014 年5月22 日共 1 周指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日

数字光纤通信设计说明书声音、图像光纤传输系统起止日期： 2014年 05 月 16 日至 2014年 05 月 22 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字) 计算机与通信学院 2014年 05 月 22 日

指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日

图像、声音光纤传输系统一、设计原理 1、GT-RC-II 型光纤通信实验系统简介：（1）、电源模块：提供实验箱各模块电源。（2）、1310nm光发送模块：实现模拟信号、数字信号在1310nm光发送机中的光传输及自动光功率控制功能（采用电路来实现）。 (3) 1550nm光发送模块：实现模拟信号、数字信号在1550nm光发送机中的光传输及自动光功率控制功能（采用专用芯片来实现）。 (4) 1310nm光接收模块：实现1310nm光纤传输信号的接收，实现接收信号光电转换，滤波及放大，将其恢复为标准的电脉冲数据信号。（5）1550nm光接收模块：实现1550nm光纤传输信号的接收，实现接收信号光电转换，滤波及放大，将其恢复为标准的电脉冲数据信号。实验系统主要由光发模块、光收模块、光无源器件和辅助通信模块等组成。光发端机完成将电信号直接调制至光载波上去，采用强度调制（IM）；光接收机完成光信号的解调，采用直接检测（DD），属于非相干解调。光载波由半导体光源产生，由半导体光检测器将光信号转换成电信号从而达到传输信号的目的。 2、模拟光纤通信系统的结构模拟基带直接光强调制(DIM)光纤传输系统由光发射机(光源通常为发光二极管)、光纤线路和光接收机(光检测器)组成，这种系统的方框图如图1所示。图1 模拟光纤通信系统由以下五个部分组成: （1）光发送机：光发送机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调

光纤通信技术试题及答案2

试题2 《光纤通信技术》综合测试（二）一、填空题 1、为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须纤芯的折射率。 2、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由、和三部分组成。 3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是：，，；最低损耗窗口的中心波长是在：。 4、光纤的色散分为色散色散色散和色散。 5、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：，，；产生激光的最主要过程是：。 6、光源的作用是将变换为；光检测器的作用是将转换为。二、单项选择题 1 光纤通信指的是：[ ] A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式； D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。

2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：[ ] A V>2.405 B V<2.405 C V>3.832 D V<3.832 3 使用连接器进行光纤连接时，如果接续点不连续，将会造成：[ ] A 光功率无法传输； B 光功率的菲涅耳反射； C 光功率的散射损耗； D 光功率的一部分散射损耗，或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光的放大是通过：[ ] A 光学谐振腔来实现； B 泵浦光源来实现； C 粒子数反转分布的激活物质来实现； D 外加直流来实现。 5 掺铒光纤的激光特性：[ ] A 主要由起主介质作用的石英光纤决定； B 主要由掺铒元素决定； C 主要由泵浦光源决定； D 主要由入射光的工作波长决定 6 下面说法正确的是：[ ] A 多模光纤指的是传输多路信号； B 多模光纤可传输多种模式； C 多模光纤指的是芯径较粗的光纤； D 多模光纤只能传输高次模。 7 下面哪一种光纤是色散位移单模光纤？[ ] A 光纤； B 光纤； C 光纤；

光纤通信实验报告2012301200003

武汉大学电工电子信息学院实验报告电子信息学院通信工程专业2015年 9 月17日实验名称光纤通信的光传输指导教师易本顺姓名徐佑宇年级2012级学号2012301200003成绩一、预习部分 1.实验目的 2.实验基本原理 3.主要仪器设备(含必要的元器件、工具) 一、实验目的 1、通过光传输系统课程设计使学生熟悉常见的几种传输网络的特点及应用场合； 2、了解ZXMP S325的具体硬件结构，加深对于光传输的理解； 3、掌握 ZXMP S325 的组网过程以及网管工具的使用，培养学生在传输组网工程方面的实际应用技能。二、实验设备 1、SDH设备：ZXMP S325； 2、实验用维护终端三、实验原理 SDH技术是目前通信网络的主流技术，它以其突出的技术优势为网络提供优质、高效、可靠的通信业务，能够满足带宽数据及图像视频等多业务的传输需求，自愈功能强。 1、光传输原理及优势 SDH 全称同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）， SDH 规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型特性，提供了一个国际支持框架，在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。这种传输网易于扩展，适于新电信业务的开展，并且使不同厂家生产的设备互通成为可能，这正是网络建设者长期以来追求的目标。其优势主要体现在以下几个方面：（1）接口方面 ·电接口：STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本传输模块，比特率为155.520Mb/s，STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM-1的N倍（N=4n=1,4,16...）·光接口：仅对电信号扰码，光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的7级扰码。（2）复用方式低速SDH信号以字节间插方式复用进高速SDH帧结构中，位置均匀、有规律，是可预见的

光纤通信复习题要点

第一章光纤通信：侠义上说：利用光载波在光纤中传播信息的过程广义上说：是以光纤或由光纤组成的光传输网、光处理器件、光处理设备为基础，并采用相矢技术来对光波信息进行传输和处理的过程，是光通信的一个组成部分光通信发展受阻的原因：1 ?光向四面八方散射时，光强减弱2.不能通过障碍物高银指出，如果把材料中金属离子含量的比重降低到10上以下，光纤损耗就可以减小到10 dB/km 再通过改进制造工艺，提高材料的均匀性，可进一步把光纤的损耗减少到几dB/km o 光纤通信得以快速发展重要条件：1 ?低损耗光纤2.光源(半导体激光器) 全波光纤：能够在1260?1675nm整个范围内都可用来逬行DWD光纤通信的光纤就是全波光纤光纤通信发展的重要里程碑 1 ?低损耗光纤的研制成功2.连续振荡半导体激光器的研制成功光纤是一?种玻璃丝，其材料是石英(SiO2),是通信网络中信息的优良传输介质光纤通信的发展趋势1 ?光纤技术逐渐从骨干网向广域网和城域络发展 2. 从^?速系统向高速系统发展 3. 从陆地向海地发展 4. 从光传输电交换向网络的全光化发展 5. 向光纤技术和以太技术结合的方向发展光纤通信的优点： 1. 频带宽、传输容量大 2. 损耗小、中继距离长 3. 重量轻、体积小 4. 抗电磁干扰性能好 5. 泄漏小、保密性好 6. 节约金属材料，有利于资源合理使用传统上，以服务范围把网络分为三类: (1)局域网，服务范围2 km，如以太网，信令环和信令总线； ⑵ 城域网，服务范围100 km，如电话本地交换网或者有线电视)分配系统； (3)广域网络，服务范围可达数千公里，如开放系统互连国际网络等。三代网络技术比较 1 ?全电网络，第一代网络，节点用电缆互连在一起，电缆是一种窄带线路，它的容量有限； 2. 电光网络，第二代网络，用一段段光纤取代电缆后构成的网络，现在正被广泛使用，因节点内仍是对电信号进行交换，所以称为电光网络 3. 全光网络，第三代网络，所有节点被不间断的光缆连接起来，节点内只对光信号逬行交换，这就是未来的第三代网络。网络接入技术： 1 .xDSL 2.HFC 3.APON/EPON 4.AON 光具有两种特性:1.波动性2.粒子性用光导歼錐进行迥倍址早就哪一年由谁提出爭劭用密別禅(迸行通信盘卑祖1966年由英盈华人為锥提：1

《光纤通信》课程设计

《光纤通信》课程设计报告设计名称：光纤中光孤子传输特性专业：08光信息科学与技术成员姓名：张XX、胡X、成员学号：指导老师：李X

光纤中光孤子传输特性光孤子理论的出现，对于现代通信技术的发展起到了里程碑的作用。因为现代通信技术的发展一直朝着两个方向的努力：一是大容量的传输，二是延长中继距离。光孤子传输不变形的特点决定了他在通信领域的应用前景。普通的光纤通信必须每隔几十千米设立一个中继站，经对信号的脉冲整形放大误码检查后再发射出去，而用光孤子通信则可不设中继站，只要对光纤损耗进行增益补偿，即可把光信号无畸变的传输到很远的地方。光孤子形成的机理光孤子是光纤中两种最基本的物理现象，即群速度色散和SPM 共同的作用形成的。光纤中的强度引起的折射率非线性ＳＰＭ效应（光学柯尔效应），在反常区导致的光脉冲压缩可以抵消ＧＶＤ效应形成的光脉冲展宽，从而保持光脉冲传输过程中的形状不变。光孤子的形成机理是光纤中群速度色散和自相位调制效应在反常区的精确平衡。二而光纤耗损造成的脉冲能量的损失，则用每一段传输距离后的光放大器来补偿，保持其非线性效应作用的存在。光孤子传输１．系统的构成将光孤子作为信息的载波可实现光孤子通信，其传输系统如下图：图光纤孤子传输系统的基本构成该系统由5个基本功能组成：１．光孤子发送终端（TX ）２．光孤子接受终端（RX ）３．光孤子传输光纤（STF ）４．光孤子能量补偿放大器（ＯＡ，ＯＡ１－ＯＡｎ）５．光孤子传输控制装置（ＴＣＳ）图中ＳＳ为光孤子源，ＭＯＤ为光调制器，ＴＳ为测试设备。系统中的ＴＸ由超短脉冲半导体或掺饵光纤激光器，光调制器，信息源和光纤功率放大器构成，用于产生光孤子脉冲信号；ＲＸ由宽带光接收机或频谱分析仪，误码仪与条纹相机构成，用于测试系统的传输特性或通信能力；ＳＴＦ由普通单模光纤或色散位移光纤ＤＳＦ构成，OA1--ＯＡｎ由ＥＤＦＡ或ＳＯＡ组成，ＴＣＳ由导频滤波器，强度或相位调制器，非线性元件和色散补偿光纤等组成，设置在沿传输系统不同的区域，用于克服或降低由放大器放大带来的放大自ｓｓｍｏｄＯＡＯＡ1 STF ＯＡ2 STF STF TCS ＯＡn STF TS TX RX

《光纤通信技术》试题.doc

2014-2015年度《光纤通信技术》期末考试试题 1 .用图示的方法介绍现代数字光纤通信系统构成，并简述各主要部分的功能？（10分） 1、答：X 光发送机 0 ?---------------------------- □----------------------------- □ （1）光发送机功能：将数字或者模拟电信号加载到光波上，并耦合进光纤中进行传输（2）光放大器功能：补偿光信号在通路中的传输衰减，增大系统的传输距离（3）光接收机功能：将光信号转换回电信号，恢复光载波所携带的原信号 2 .用图示的方法介绍光发射机的构成，并简要说明各部分的功能？简单阐述直接调制和外调制的区别？（10分） 3.请用图示的方法简述光纤的构成，比较单模与多模光纤的区另 U?光纤数值孔径是衡量光纤什么的特性物理量？对于光纤

输入信号光掺钳光纤光隔离器. + 八光隔离器光滤波器！ Z\ 输出 !信号光通信系统而言，是否光纤数值孔径越大越好？（10分） 4.由于光纤本身导致通信系统性能下降的因素有哪些？如何克服？（10分） 5.用图示的方法说明掺钥光纤放大器EDFA的工作原理和构成, 各部分的作用是什么？掺钳光纤放大器级联后增益不平坦情况恶化，列举两种解决方法？（10分） 1.掺钳光纤放大器主要由一段掺钳光纤，泵浦光源，光隔离器，光耦合器构成5'。采用掺银单模光纤作为增益物质，在泵浦光激发下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大；2'泵浦光和信号光一起由光耦合器注入光纤：2'光隔离器的作用是只允许光单向传输，用于隔离反馈光信号，提高性能。2，滤波器均衡技术：采用透射谱与掺杂光纤增益谱反对称的滤波器使增益平坦° 2' 增益钳制技术:监测放大器的输入光功率，根据其大小调整泵浦源功率,从而实现增益钳制，是目前最成熟的方法° 2 6 .请简要阐述波分复用技术的工作原理，并用图示的方法说明？（10 分） 7.简述受激布里渊散射与受激拉曼散射的概念？它们有什么区另U? （io分） 8.请说出五种你所了解的无源光器件的名称，并简述其用途？光耦合器

毕业设计100光纤通信+课程设计报告

课程设计报告课程名称光纤通信课题名称通信系统综合实验一、设计内容与设计要求 1、设计内容 1）多路数据＋多路电话光纤综合传输系统的实现 2）多路数据＋多计算机＋单路图像/语音全双工光纤综合传输系统的实现3）*多路计算机＋双路图像/语音全双工光纤综合传输系统的实现 2、设计目的掌握变速率时分复用的原理、实现方法；学习并掌握计算机RS232通信技术；掌握时分复用技术和波分复用技术的灵活搭配使用；实现数字和语音同时通信。 3、实验仪器与设备 1.光纤通信实验系统2台。 2.示波器1台。 3.波分复用器2个。 4.电话2部。 I

5.FC/FC光纤跳线2根。 6.计算机若干台串口通信电缆若干根。 7.1310nm/1550nm波长波分复用器2个。 8.摄像头1个。 9.监视器1个（或用电话代替）。 4、设计原理《多路数据＋多路电话光纤综合传输系统》综合了固定速率时分复用、解固定速率时分复用、PCM编译码、波分复用等几个子系统，具体的实验原理可以参看《光纤通信原理教学系统实验指导书》中的实验二十一、实验二十四、实验二十五、实验二十的方法；《多路数据＋多计算机＋单路图像图像/语音全双工光纤综合传输系统》拟实现模拟图像、数据在同一光纤中传输。即在光纤中同时传输数字数据和模拟信号。一种解决方案综合了《光纤通信原理教学系统实验指导书》中的实验二十六、实验二十七、实验十六的知识；《多路计算机＋双路图像/语音全双工光纤综合传输系统》综合了固定速率时分复用、解固定速率时分复用、变速率时分复用、解变速率时分复用、位时钟提取（数字锁相环DPLL）原理及实现五个实验，具体的实验原理可以参看《光纤通信原理教学系统实验指导书》中的实验二十一、实验二十三、实验二十四、实验二十五、实验二十六、实验二十七。 5、设计要求掌握结构化系统设计的主体思想，以自下而上逐步完善的方法实现指定的通信系统功能，并按要求测试相关参数、波形等实验数据，以积累一些典型的通信子系统的功能、性能、参数等知识以及系统集成的知识。 (1)在规定的时间内以小组为单位完成相关的系统功能实现、数据测试和记录并进行适当的分析。 (2)按本任务书的要求，编写《课程设计报告》（Word文档格式）。并用A4纸打印并装订； II

《光纤通信技术》复习题答案

《光纤通信技术》复习题一．基本概念 1．什么样的电磁波叫做“光”？目前的光纤通信用的是什么光？波长是多少？答：光是一种电磁波，光频为10E14HZ量级，波长为μm 量级。可见光大约指0.4μm ~0.76μm 波长范围的电磁波。光通信采用的波长0.85μm、1.31μm和1.55μm。即在电磁波近红外区段。 2．光纤通信的特点？答：一、传输频带宽，通信容量大二、传输损耗低，中继距离长三、不怕电磁干扰四、保密性好，无串音干扰五、光纤尺寸小,重量轻,利于敷设和运输六、节约有色金属和原材料七、抗腐蚀性能好 3．光纤的NA和LNA各是什么意义？什么是光线模式的分立性？答：入射最大角称为孔径角，其正弦值称为光纤的数值孔径。数值孔径表示光纤采光能力的大小。在光纤端面上芯区各点处允许光线射入并形成导模的能力是不一样的，折射率越大的位置接收入射光的能力越强。为了定量描述光纤端面各点位接受入射光的能力，取各点位激发最高次导模的光线入射角度为局部孔径角θ’C (r) ，并定义角的正弦值为该点位的局部数值孔径LNA。光是有一定波长的，将光线分解为沿轴向和径向的两个分量，传输光波长λ也被分为λZ和λr。沿径向传输的光波分量是在相对的芯/包层界面间（有限空间）往返传输，根据波形可以稳定存在的条件——空间长度等于半波长的整数倍，而空间长度已由光纤结构所确定，所以径向波长分量λr不能随意了，从而导致它们夹角不能随意也即不能连续变化，即光线模式的分立性。 4．什么是光纤的色散？光纤的色散分为哪几种？在单模光纤中有哪些色散？答：脉冲信号在光纤中传输时被展宽的现象叫光纤的色散。分为模间色散和模内色散。模内色散又分为材料色散和波导色散。多模光纤：模式色散和材料色散；单模光纤：材料色散和波导色散。 5．归一化频率V和截止频率VC各如何定义？有何区别和联系？答：归一化频率见书28页，截止频率见27页。实际光纤中能够传输的导模模式必须满足V>Vc。

光纤通信技术试题1及答案

一、填空题（20分) 1、目前光纤通信所用光波得光波波长范围为:0、８～1、8μm,属于电磁波谱中得近红外区。 2、光纤得典型结构就是多层同轴圆柱体，它由、与三部分组成. 3、光纤通信中常用得三个低损耗窗口得中心波长就是: , ，；最低损耗窗口得中心波长就是在: 。 4、光纤得色散分为色散色散与色散。 5、光与物质得粒子体系得相互作用主要有三个过程就是：，，；产生激光得最主要过程就是: 。６、光源得作用就是将变换为；光检测器得作用就是将转换为. 二、单项选择题(15分） 1光纤通信指得就是：［Ｂ] A以电波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介得通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介得通信方式。 2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：［Ｂ］ -－－-A—V>2、40５——--—－B－V〈２、405-——－－-C- V＞3、832————－D- Ｖ〈3、832 3 使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续，将会造成:[Ｃ］ A 光功率无法传输； B 光功率得菲涅耳反射; Ｃ光功率得散射损耗； D 光功率得一部分散射损耗，或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光得放大就是通过：［Ｃ] A 光学谐振腔来实现; B 泵浦光源来实现； C粒子数反转分布得激活物质来实现; D 外加直流来实现. ５掺铒光纤得激光特性：［B] A主要由起主介质作用得石英光纤决定; B 主要由掺铒元素决定; C 主要由泵浦光源决定; D 主要由入射光得工作波长决定. 三、（15分)如图所示,用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中得传输原理.

(整理)光纤通信复习题13

《光纤通信》自测题第一章一、填空题通信是为传输媒质。以为载波的通信方式。目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是、和。光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的区，波长范围为。二. 选择题（有一个或者多个答案） 1. 目前光纤通信常用的窗口有（）。 A、0.85 μm B、2 μm C、1.31 μm D、1.55 μm 2. 目前纤光通信常用的光源有（）。 A、LED B、LD C、PCM D、PDH 3. 光纤通信是以光波为载波，以（）为传播介质的通信方式。 A、电缆 B、无线电磁波 C、光纤 D、红外线三、简答题 1．光纤通信有哪些优点？ 2．为什么说光纤通信比电缆通信的容量大？ 3．光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。答案：一、光纤光波0.85 μm 1.31 μm 1.55 μm近红外区0.7～1.7μm 二、1、ACD 2、AB 3、C 三、1、通信容量大，中继距离长，保密性能好，抗电磁干扰，体积小、重量轻、便于施工和维护，价格低廉。 2、光纤通信的载波是光波，电缆通信的载波是电波。虽然光波和电波都是电磁波，但频率差别很大。光纤通信用的近红外光（波长约1μm）的频率（约300THz）比电波（波长为0.1m～1mm）的频率（3～300GHz）高三个数量级以上。载波频率越高，频带宽度越宽，因此信息传输容量越大。第2章一、填空题： 1．光纤中的纤芯折射率必须包层折射率，单模光纤和多模光纤中中两者的相对折射率差一般分别为和。 2．单模光纤纤芯直径一般为，多模光纤纤芯直径为，光纤包层直径一般为。 3. 光纤通信的最低损耗波长是（），零色散波长是（）。 4.单模光纤中不存在（）色散，仅存在（）色散，具体来讲，可分为（）和（）。 5、光缆大体上都是由（）、（）和（）三部分组成的。 6、允许单模传输的最小波长称为（）。 7、数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越（），光纤与光源之间的耦合效率就越（）。二、选择题（多选） 1、从横截面上看，光纤基本上由３部分组成：（）、（）、（）。 A、折射率较高的芯区 B、折射率较低的包层 C、折射率较低的涂层 D、外面的涂层 E、外面的包层

光纤通信实验报告汇总

南京工程学院通信工程学院实验报告课程名称光纤通信_________ 实验项目名称光纤通信实验_______ 实验学生班级通信（卓越）131_____ 实验学生姓名吴振飞_____ _____ 实验学生学号 208130429_________ 实验时间2016.6.15___ 实验地点信息楼C413_______ 实验成绩评定 ______________________ 指导教师签字 ______________________ 2016年 6月 19日

目录实验一半导体激光器P-I特性测试实验 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验仪器 (1) 三、实验原理 (1) 四、实验内容 (2) 五、实验步骤 (2) 六、注意事项 (2) 七、思考题 (3) 实验二光电探测器特性测试实验 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验仪器 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验内容 (4) 五、实验步骤 (4) 六、注意事项 (4) 实验三电话光纤传输系统实验 (4) 一、实验目的 (4) 二、实验内容 (5) 三、预备知识 (5) 四、实验仪器 (5) 五、实验原理 (5) 六、注意事项 (6) 七、实验步骤 (6) 九、思考题 (6)

实验一半导体激光器P-I特性测试实验一、实验目的学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理；了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系；掌握半导体激光器 P(平均发送光功率) -I(注入电流) 曲线的测试方法。二、实验仪器 1、ZYE4301G 型光纤通信原理实验箱 1 台 2、光功率计1 台 3、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1 根 4、万用表(自带) 1 台 5、连接导线 20 根三、实验原理半导体激光二极管(LD) 或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，(处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E1，这个过程称为光的受激辐射，所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。) 是一种阈值器件。由于受激辐射与自发辐射的本质不同，导致了半导体激光器不仅能产生高功率(≥10mW) 辐射，而且输出光发散角窄(垂直发散角为 30~50°，水平发散角为 0~30° )，与单模光纤的耦合效率高(约 30%~50%)，辐射光谱线窄(Δλ =0.1~1.0nm)，适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号(>20GHz) 直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。对于线性度良好的半导体激光器，其输出功率可以表示为ηω (1-1) Pe=)(2thDIIq ?η其中intintaaamirmirD+=ηη，这里的量子效率ηint，表征注入电子通过受激辐射转化为光子的比例。在高于阈值区域，大多数半导体激光器的ηint接近于 1。 1-1 式表明，激光输出功率决定于内量子效率和光腔损耗，并随着电流而增大，当注入电流I>Ith时，输出功率与I成线性关系。其增大的速率即P-I曲线的斜率，称为斜率效率 dPη2DeqdIηω= (1-2) P-I特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时，应选阈值电流Ith尽可能小， Ith对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，而且不易产生光信号失真。并且要求P-I曲线的斜率适当。斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦; 斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，半导体激光器可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即激活介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。将开始出现净增益的条件称为阈值条件。一般用注入电流值来标定阈值条件，也即阈值电流Ith，当输入电流小于Ith时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED发出的光，当电流大于Ith

光通信课程设计

光通信技术课程设计一、系统功能描述此系统是一个通过红外通信进行简单信号传输的装置，分为发送和接收两部分。发送装置接有简易键盘，按下按键后，单片机采集信号处理后通过红外发送出去。接收装置收到信号后，进行解析，然后通过数码管显示出相应的码型。二、系统所用元器件及设备发送端： AT89C52×1、红外发射二极管×1、8050×1、按键开关×10、11.0592M晶振×1 电容：10μF×1、20pF×2 电阻：1k?×2、100?×1 接收端： 74LS273×1、AT89C52×1、按键开关×1、7段共阳极数码管×2、8550×2、11.0592M晶振×1、红外接收器SM0038×1 电容：10μF×2、20pF×2 电阻：100?×2、1k?×1、4.7k?×2 设备：稳压电源5v 示波器三、系统实现功能原理发送端：输入方式采用3×3阵列（9按键）键盘，一共6根信号线，接入单片机P1口。每个按键在单片机P1口上对应唯一8位2进制值。当按下键盘上的不同按键时，通过编码器产生与之相应的特定的二进制脉冲码信号。将此二进制脉冲码信号先调制在38KHz的载波上，经过放大后，激发红外发光二极管转发成波长940nm的红外线光传输出去。接收端：红外接收器采用一体化红外遥控接收器SM0038,红外线数字信号则经过红外接收器取出数字信号数据经单片机译码，最后送到显示电路。主要芯片AT89C51：引脚图：功能介绍： AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K BYTES的可反复擦写的只

读程序存储器（PEROM）和128 BYTES的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。 AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和FLASH存储器结合在一起，特别是可反复擦写的FLASH存储器可有效地降低开发成本。管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL 门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 /ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可

光纤通信技术知识点简要(考试必备)

光纤通信. 1.光纤结构光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。 2.光纤主要有三种基本类型: 突变型多模光纤,渐变型多模光纤, 单模光纤. 相对于单模光纤而言，突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大，可以容纳数百个模式，所以称为多模光纤 3.光纤主要用途：突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。单模光纤用在大容量长距离的系统。1.55μm 色散移位光纤实现了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超长距离系统。色散平坦光纤适用于波分复用系统，这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。三角芯光纤有效面积较大，有利于提高输入光纤的光功率，增加传输距离。偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统，这种系统最大优点是提高接收灵敏度，增加传输距离。 4.分析光纤传输原理的常用方法：几何光学法.麦克斯韦波动方程法 5.几何光学法分析问题的两个出发点: 〓数值孔径〓时间延迟. 通过分析光束在光纤中传播的空间分布和时间分布. 几何光学法分析问题的两个角度: 〓突变型多模光纤〓渐变型多模光纤. 6.产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散，损耗和色散是光纤最重要的传输特性：损耗限制系统的传输距离, 色散则限制系统的传输容量. 7.色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应. 色散的种类：模式色散、材料色散、波导色散. 8. 波导色散纤芯与包层的折射率差很小，因此在交界面产生全反射时可能有一部分光进入包层之内，在包层内传输一定距离后又可能回到纤芯中继续传输。进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关，即相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。有一定谱宽的光脉冲入射光纤后，由于不同波长的光传输路径不完全相同，所以到达终点的时间也不相同，从而出现脉冲展宽。具体来说，入射光的波长越长，进入包层中的光强比例就越大，这部分光走过的距离就越长。这种色散是由光纤中的光波导引起的，由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散。 9. 偏振模色散：实际光纤不可避免地存在一定缺陷，如纤芯椭圆度和内部残余应力，使两个偏振模的传输常数不同，这样产生的时间延迟差称为偏振模色散或双折射色散。 10. 损耗的机理包括吸收损耗和散射损耗两部分。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不均匀引起的瑞利散射和由光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。瑞利散射损耗是光纤的固有损耗，它决定着光纤损耗的最低理论极限。 11.光线的损耗：（1）吸收损耗： a.本征吸收损耗：紫外吸收损耗，红外吸收损耗b.杂质吸收损耗c.原子缺陷吸收损耗（2）散射损耗 a线性散射损耗：瑞利散射，光纤结构不完善引起的散射损耗（3）弯曲损耗 a.宏弯：曲率半径比光纤的直径大得多的弯曲 b.微弯：微米级的高频弯曲，微弯的原因：光纤的生产过程中的带来的不均；使用过程中由于光纤各个部分热胀冷缩的不同；导致的后果：造成能量辐射损耗. 与宏弯的情况相同，模场直径大的模式容易发生微弯损耗 12. 柔性光纤的优点：1. 对光的约束增强 2. 在任意波段均可实现单模传输：调节空气孔径之间的距离 3. 可以实现光纤色散的灵活设计 4. 减少光纤中的非线性效应5. 抗侧压性能增强 13. 光纤的制作要求（1）透明（2）能将其拉制成沿长度方向均匀分布的具有纤芯-包层结构的细小纤维；（3）能经受住所需要的工作环境。光纤是将透明材料拉伸为细丝制成的。 14. 光纤预制棒简称光棒，是一种在横截面上有一定折射率分布和芯/包比的的透明的石英玻璃棒。根据折射率的不同光棒可从结构上分为芯层和包层两个部分，其芯层的折射率较高，是由高纯SiO2材料掺杂折射率较高的高纯GeO2材料构成的，包层由高纯SiO2材料构成。制作方法: 外部气相沉积法；气相轴相沉积法；改进的化学气相沉积法；等离子化学气相沉积法。 15. 光缆基本要求：保护光纤固有机械强度的方法，通常是采用塑料被覆和应力筛选。光纤从高温拉制出来后，要立即用软塑料进行一次被覆和应力筛选，除去

光纤通信复习题

第二章 3、什么是光纤的数值孔径？在阶跃型光纤中，数值孔径为什么等于最大入射角的正弦？答：光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径。在阶跃型光纤中，由于纤芯中的折射指数n1是不变的，因此纤芯中的各点数值孔径不随半径r变化，所以只要小雨最大入射角的所有射线均可被光捕捉。 4、什么是光纤的归一化频率？如何判断某种模式能否在光纤中传输？答：光纤的归一化频率使一个直接与光频率成正比的无量纲的重要参量，它仅仅决定于光纤的结构参数和波长，定义为它的平方为导波的径向归一化相位常数与导波的径向归一化衰减常数的平方和对于阶跃型光纤，运用标量解的特征方程解出方程中的U（或W），从而确定传输常数β，分析其常数β，从而分析其传输特性。 9、什么是光纤的色散？色散的大小用什么来描述？色散的单位是什么？答：光纤中传送的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分构成的，她们有不同的传输速度，将会引起脉冲波形的形状发生变化。从波形在实践上展宽的角度去理解，也就是光脉冲在光纤中传输，随着传输距离的加大，脉冲波形在时间上发生了展宽，这种现象称为光纤的色散。 10、什么是模式色散？材料色散？波导色散？答：模式色散：光纤中的不同模式，在同一波长下传输，各自的相位常数β不同所引起的色散。材料色散：由于光纤材料本身的折射指数n和波长λ呈非线性关系，从而使光的传播速度随波长而变化所引起的色散。波导色散：光纤中同一模式在不同的频率下传输时，其相位常数不同所引起的色散。 15、弱导波阶跃光纤纤芯和包层的折射指数分别为n1=1.5。、 n2=1.45，试计算：（1）纤芯和包层的相对折射指数差Δ （2）光纤的数值孔径NA 解：（1）因为是弱导波光纤，故可用公式： Δ≈（n1-n2）/n1 代入n1,n2得：Δ=0.0333

光纤通信技术试题及答案doc

一、填空题（40分，每空1分） 1、光纤通信是光纤为传输媒质。以光波为载波的通信方式。 2、无源器件主要有光纤连接器、波分复用器、光调制器、光隔离器、光耦合器和光衰减器、光开关等。 3、单模光纤纤芯直径一般为 8~10um ，多模光纤纤芯直径为 50~80 um ，光纤包层直径一般为 125 um 。 4、光缆结构包括缆芯、铠装和护套。常用光缆有层绞式、骨架式、中心管式、带状式等结构。 5、光纤主要的传输特性是损耗和色散。 7、在光纤通信系统中，对光源的调制可分外调制和内调制两类。 8、掺铒光纤放大器应用方式有中继放大器、前置放大器和后置放大器。 10、EDFA的泵浦结构方式有：a. 同向泵浦；b. ___反向泵浦____结构；c.双向泵浦结构。 11、SDH的主要复用步骤是映射、定位和复用。 12、光中继器实现方式有光-电-光形式中继放大器和光放大器两种 1、为增大光接收机的接收动态范围，应采用（ B ）电路。 A．ATC B．AGC C．APC D．ADC 2、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( A ) A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大 4、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度( A ) A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用 5、STM－4每秒可传输的帧数是( D ) A.1000 B.2000 C.4000 D.8000

6、STM-N一帧的字节数是( C )。 A.2709 B.274N9 C.270N9 D.261N9 7、在光纤通信系统中，当需要保证在传输信道光的单向传输时，采用( B )。 A.光衰减器 B.光隔离器 C.光耦合器 D.光纤连接器 8、决定光纤通信中继距离的主要因素是( B ) A.光纤的型号 B.光纤的损耗和色散 C.光发射机的输出功率 D.光接收机的灵敏度 9、下列哪一个不是SDH网的特点( D ) A.具有全世界统一的接口标准 B.大量运用软件进行系统配置的管理 C.复用映射结构灵活 D.指针调整技术降低了设备复杂性 10、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（ B ） A.折射 B.在包层折射边界上的全内反射 C.纤芯—包层界面上的全内反射 D.光纤塑料涂覆层的反射三、简答题（20分） 1、简述掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理。（9分） 1、在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：基态E1、亚稳态E2和激发态E3。当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态不稳定，电子很快返回到E2，若输入的信号光的光子能量等于E 2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受激辐射光，故光信号被放大。 2、光纤通信有哪些优点？（6分） 2、①传输衰减小，传输距离长。 ②频带宽，通信容量大。 ③抗电磁干扰，传输质量好。 ④体积小、重量轻、便于施工。 ⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保 ⑥易碎不易接续。 3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？（5分） 3、当光在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的损耗。损耗一般用损耗系数α表示。（dB/km）（3分）损耗产生的主要原因是光纤材料的吸收、散射作用和光纤在使用过程中由于连接、弯曲而导致附加光功率损失。（2分）