第一篇：光纖通信技術(shù)在當(dāng)今信息社會(huì)中的作用

光纖通信技術(shù)在當(dāng)今信息社會(huì)中的作用

學(xué)院：測(cè)繪學(xué)院專(zhuān)業(yè)：地球物理學(xué)

姓名：李江濤學(xué)號(hào)：200830114001

2摘要：本文介紹了光纖通信的概念和特點(diǎn)，光纖通信技術(shù)在通信、傳輸、網(wǎng)絡(luò)、軍事等信息社會(huì)的各個(gè)方面的重要作用與發(fā)展現(xiàn)狀，以及其應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)和國(guó)內(nèi)的研究情況，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)信息網(wǎng)絡(luò)作用(應(yīng)用)發(fā)展

光纖通信，即光導(dǎo)纖維通信，是以光波作為信息載體，以光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式。隨著當(dāng)今世界科技的迅猛發(fā)展，光纖通信技術(shù)從光通信中脫穎而出，已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來(lái)信息社會(huì)中各種信息的主要傳送工具，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。近年來(lái)，光纖通信的發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見(jiàn)的，這主要在于它的通信容量大，傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)串?dāng)_小，保密性能好，傳輸質(zhì)量佳，抗電磁干擾，而且尺寸小，重量輕，壽命長(zhǎng)，成本低等特點(diǎn)。

隨著因特網(wǎng)的迅速普及以及寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對(duì)信息的需求呈現(xiàn)出爆炸性的增長(zhǎng)，幾乎是每半年翻一番。在這樣的背景下，信息高速公路建設(shè)已然成為世界性熱潮，而作為信息高速公路的核心和支柱的光纖通信技術(shù)更是成為重中之重。很多國(guó)家和地區(qū)不遺余力地斥巨資發(fā)展光纖通信技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)，光纖通信事業(yè)得到了空前的發(fā)展。此外，由于信息的生產(chǎn)、傳播、交換以及應(yīng)用對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全有著決定性的影響，所以，與其它行業(yè)相比，光纖通信更具有特殊意義。

光纖通信事業(yè)是一個(gè)巨大的系統(tǒng)工程，它的各個(gè)組成部分互為依存、互相推動(dòng)，共同向前發(fā)展。就光纖通信技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，主要包括以下幾個(gè)部分:光纖光纜技術(shù)、傳輸技術(shù)、光有源器件、光無(wú)源器件以及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。各個(gè)部分在當(dāng)今信息社會(huì)中的應(yīng)用都很廣，例如取代電纜用于市話(huà)中繼線(xiàn)；取代微波、衛(wèi)星用于長(zhǎng)途干線(xiàn)通信；用于全球通信網(wǎng)、各國(guó)的公共電信網(wǎng)；用于高質(zhì)量彩色的電視傳輸、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和調(diào)度、交通監(jiān)視控制指揮、城鎮(zhèn)有線(xiàn)電視網(wǎng)、共用天線(xiàn)系統(tǒng)；用于光纖局域網(wǎng)和航空航天、礦井、電力、軍事及在有腐蝕和有輻射等條件下使用。下面來(lái)

具體談一下這門(mén)新興技術(shù)的廣泛應(yīng)用和巨大潛力。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速，特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線(xiàn)傳輸網(wǎng)等的急速擴(kuò)展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，使得全網(wǎng)的管理和維護(hù)、設(shè)備的故障判定和排除就變得越來(lái)越困難。于是我們選擇了采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)，該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)、鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，從而滿(mǎn)足各種綜合信息傳輸。對(duì)于電視節(jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字、通道設(shè)置成廣播方式，同樣的電視節(jié)目在世界各地都可以下載，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)控制不同的站下載不同的電視節(jié)目。

目前有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)各地已基本形成，在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，比較容易地實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此在目前的情況下，不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線(xiàn)電視網(wǎng)，而用少量的投資來(lái)完善和改造它，滿(mǎn)足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸，到用戶(hù)端也是同軸電纜進(jìn)入千萬(wàn)家。但是現(xiàn)在建設(shè)的CATV大多是單向傳輸，上行信號(hào)不能在現(xiàn)有的有線(xiàn)電視網(wǎng)中傳送。可以通過(guò)電信網(wǎng)中語(yǔ)音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號(hào)的傳送，也可以通過(guò)語(yǔ)音接入系統(tǒng)來(lái)完成。將電話(huà)接到各用戶(hù)，這樣各用戶(hù)間即可以打電話(huà)，也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構(gòu)成廣電網(wǎng)中自己的上行信號(hào)的傳送，組成了雙向應(yīng)用的因特網(wǎng)。

對(duì)光纖通信而言，超高速度、超大容量、超長(zhǎng)距離一直都是人們追求的目標(biāo)，因此光纖到戶(hù)和全光網(wǎng)絡(luò)成為了人們追求的夢(mèng)想。先說(shuō)說(shuō)光纖到戶(hù)。現(xiàn)在移動(dòng)通信發(fā)展速度驚人，但由于其帶寬有限，終端體積不可能太大，且顯示屏幕受限。光纖到戶(hù)的魅力在于它有極大的帶寬，它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶(hù)桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，光纖到戶(hù)的成本大大降低，不久可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當(dāng)，這使FTTH的實(shí)用化成為可能。在我國(guó)，光纖到戶(hù)正在火熱進(jìn)行中，現(xiàn)在光纖到戶(hù)的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)已在武漢、成都等市開(kāi)展，預(yù)計(jì)2012年前后，我國(guó)從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶(hù)的建設(shè)高潮?？梢哉f(shuō)，光纖到戶(hù)是光纖通信的一個(gè)亮點(diǎn)，伴隨著相應(yīng)技術(shù)的成熟與實(shí)用化，當(dāng)成本降低到能承受的水平時(shí)，F(xiàn)TTH的大趨勢(shì)是不可阻擋的。

然后就是全光網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線(xiàn)總?cè)萘康奶岣?，因此真正的全光網(wǎng)絡(luò)成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間也是全光化，信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換，交換機(jī)對(duì)用戶(hù)信息的處理不再按比特進(jìn)行，而是根據(jù)其波長(zhǎng)來(lái)決定路由。全光網(wǎng)絡(luò)具有良好的透明性、開(kāi)放性、兼容性、可靠性、可擴(kuò)展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時(shí)增加新節(jié)點(diǎn)而不必安裝信號(hào)的交換和處理設(shè)備。當(dāng)然全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并不可能獨(dú)立于眾多通信技術(shù)，它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段，但已顯示出良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢(shì)上看，形成一個(gè)真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸已成未來(lái)光通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，更是未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別，更是理想級(jí)別。

由于本人對(duì)軍事有比較濃厚的興趣，而在未來(lái)的信息戰(zhàn)和電子戰(zhàn)中，光纖通信技術(shù)將發(fā)揮巨大的作用，那接下來(lái)就看看它在潛艇武器系統(tǒng)中的應(yīng)用吧。由于光纖制導(dǎo)技術(shù)具有信息傳輸容量大、制導(dǎo)精度高及隱蔽性好等特點(diǎn)，應(yīng)運(yùn)而生的光纖制

導(dǎo)武器性能好、質(zhì)量輕、體積小而費(fèi)用低，因而成為延長(zhǎng)并提高有限制導(dǎo)距離和武器命中概率的重要途徑。潛艇武器通信系統(tǒng)包括系統(tǒng)中各設(shè)備間的通信以及潛艇武器系統(tǒng)與武器之間的通信。隨著潛艇武器系統(tǒng)的發(fā)展，以及系統(tǒng)中各設(shè)備間通信內(nèi)容的增加，傳統(tǒng)的通信形式和通信介質(zhì)難以滿(mǎn)足要求，所以光纖通信以其容量大、時(shí)延短、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注。隨著技術(shù)的發(fā)展，武器的速度和航程已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了原來(lái)的范圍，隨之而來(lái)的是高航速、大航程帶來(lái)了更多的信息通信量，基于傳統(tǒng)金屬導(dǎo)線(xiàn)的通信形式難以滿(mǎn)足大量的信息交換的要求，于是光纖通信技術(shù)以其自身的諸多優(yōu)勢(shì)，逐漸受到了人們的普遍關(guān)注。不過(guò)要真正應(yīng)用到潛艇武器系統(tǒng)之中，還需要解決幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：衰耗低色散小的光纖的研制，光纖抗形變能力的提高，以及快速運(yùn)動(dòng)中的光纖放線(xiàn)技術(shù)等。

我相信，隨著關(guān)鍵技術(shù)的逐步解決，光纖通信技術(shù)在潛艇武器系統(tǒng)中的應(yīng)用將成為現(xiàn)實(shí)，且優(yōu)越性將更加明顯。可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，光纖通信技術(shù)在潛艇武器系統(tǒng)中將有更大的應(yīng)用前景，同時(shí)由于潛艇武器系統(tǒng)采用光纖通信技術(shù)，其各方面的性能指標(biāo)也將會(huì)有一個(gè)較大的提高。

目前，在光纖通信領(lǐng)域應(yīng)用方面有幾個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)。首先是超高速傳輸系統(tǒng)和向超大容量波分復(fù)用系統(tǒng)的演進(jìn)，現(xiàn)在雖然取得了一定的突破，但還是處于試驗(yàn)研究階段。然后是光傳送聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，即建立既可以實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、重構(gòu)性、透明性，又允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號(hào)的光聯(lián)網(wǎng)。建設(shè)一個(gè)最大透明的、高度靈活的和超大容量的國(guó)家骨干光網(wǎng)絡(luò)，不僅可以為未來(lái)的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NJJ)奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，而且也對(duì)我國(guó)下一世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛以及國(guó)家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。接下來(lái)是開(kāi)發(fā)新一代的光纖，如用于長(zhǎng)途通信的新型大容量長(zhǎng)距離光纖、用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖、用于局域網(wǎng)的新型多模光纖、前途未卜的空芯光纖等。還有就是解決全網(wǎng)瓶頸的手段——光接入網(wǎng)技術(shù)。由于光接入網(wǎng)能減少維護(hù)管理費(fèi)用和故障率，配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大覆蓋，并充分利用光纖化所帶來(lái)的一系列好處，所以大力發(fā)展這一技術(shù)有利于建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò)，迎接多媒體時(shí)代。

從國(guó)內(nèi)方面來(lái)看，在國(guó)內(nèi)各研發(fā)機(jī)構(gòu)、科研院所、大學(xué)的科研人員的共同努力下，我國(guó)已研制開(kāi)發(fā)了一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光纖通信高技術(shù)產(chǎn)品，取得了一批重要的研究與應(yīng)用成果。這些研究工作和突出成果為O-TIME(光時(shí)代)計(jì)劃的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為我國(guó)的信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。

現(xiàn)在光纖通信技術(shù)雖然已經(jīng)發(fā)揮出了巨大的作用，但還有許多應(yīng)用能力處于閑置，今后隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展先導(dǎo)的信息需求也必然不斷增長(zhǎng)，光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動(dòng)下，一定會(huì)有日新月異的發(fā)展！

參考文獻(xiàn)：

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第二篇：光纖通信技術(shù)

淺談光纖通信

摘要：光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線(xiàn)路中，也可以在電力通信控制系統(tǒng)中發(fā)揮作用，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制，現(xiàn)在在軍事上也被廣泛應(yīng)用，基于各領(lǐng)域?qū)π畔⒘康男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)也備受關(guān)注。一條完整的光纖鏈路除受光纖本身質(zhì)量影響外，還取決于光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)的施工工藝和環(huán)境。本文探討了光纖通信技術(shù)的主要特征及發(fā)展趨勢(shì)，和它以光纖鏈路為基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù) 特點(diǎn) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì) 光纖鏈路

0引言

光纖即為光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱(chēng)。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測(cè)器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學(xué)特性進(jìn)行分類(lèi)外，在應(yīng)用中,光纖常按用途進(jìn)行分類(lèi)，可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質(zhì)光纖又分為通用與專(zhuān)用兩種,而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調(diào)制以及光振蕩等功能的光纖，并常以某種功能器件的形式出現(xiàn)。

1光纖通信技術(shù)

自上世紀(jì)光纖通信技術(shù)在全球問(wèn)世以來(lái)，整個(gè)的信息通訊領(lǐng)域發(fā)生了本質(zhì)的、革命性的變革，光纖通信技術(shù)以光波作為信息傳輸?shù)妮d體，以光纖硬件作為信息傳輸媒介，因?yàn)樾畔鬏旑l帶比較寬，所以它的主要特點(diǎn)是:通信達(dá)到了高速率和大容量，且損耗低、體積小、重量輕，還有抗電磁干擾和不易串音等一系列優(yōu)點(diǎn)，從而備受通信領(lǐng)域?qū)I(yè)人士青睞，發(fā)展也異常迅猛。

光纖通信技術(shù)作為在實(shí)際運(yùn)用中相當(dāng)有前途的一種通信技術(shù)，已成為現(xiàn)代化通信非常重要的支柱。作為全球新一代信息技術(shù)革命的重要標(biāo)志之一，光纖通信技術(shù)已經(jīng)變?yōu)楫?dāng)今信息社會(huì)中各種多樣且復(fù)雜的信息的主要傳輸媒介，并深刻的、廣泛的改變了信息網(wǎng)架構(gòu)的整體面貌，以現(xiàn)代信息社會(huì)最堅(jiān)實(shí)的通信基礎(chǔ)的身份，向世人展現(xiàn)了其無(wú)限美好的發(fā)展前景。

2光纖通信的特點(diǎn)(1)通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)；一根光纖的潛在帶寬可達(dá)20THz。采用這樣的帶寬，只需一秒鐘左右，即可將人類(lèi)古今中外全部文字資料傳送完畢。目前400Gbit/s系統(tǒng)已經(jīng)投入商業(yè)使用。光纖的損耗極低，在光波長(zhǎng)為1.55μm附近，石英光纖損耗可低于0.2dB/km，這比目前任何傳輸媒質(zhì)的損耗都低。因此，無(wú)中繼傳輸距離可達(dá)幾

十、甚至上百公里。

(2)信號(hào)干擾小、保密性能好;

(3)抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳,電通信不能解決各種電磁干擾問(wèn)題，唯有光纖通信不受各種電磁干擾。

(4)光纖尺寸小、重量輕，便于鋪設(shè)和運(yùn)輸；

(5)材料來(lái)源豐富,環(huán)境保護(hù)好，有利于節(jié)約有色金屬銅。

(6)無(wú)輻射，難于竊聽(tīng),因?yàn)楣饫w傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外。

(7)光纜適應(yīng)性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)。

(8)質(zhì)地脆，機(jī)械強(qiáng)度差。

(9)光纖的切斷和接續(xù)需要一定的工具、設(shè)備和技術(shù)。

(10)分路、耦合不靈活。

(11)光纖光纜的彎曲半徑不能過(guò)?。?20cm）

(12)有供電困難問(wèn)題。

利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優(yōu)點(diǎn)，光纖通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纖通信．

3光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀研究

(1)光纖通信技術(shù)中的光纖接入技術(shù)。光纖接入網(wǎng)技術(shù)是信息傳輸技術(shù)的一個(gè)嶄新的嘗試，它實(shí)現(xiàn)了普遍意義上的高速化信息傳輸，滿(mǎn)足了廣大民眾對(duì)信息傳輸速度的要求，主要由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)接入兩部分組成。其中后者起著更為關(guān)鍵的作用，即FTTH(意思是光纖到戶(hù))，作為光纖寬帶接入的最后環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)完成全光接入的重要任務(wù)，基于光纖寬帶的相關(guān)特性，為通信接收端的用戶(hù)提供了所需的不受限制的帶寬資源。

(2)光纖通信技術(shù)中的波分復(fù)用技術(shù)。即WDM，充分利用了單模光纖低損耗區(qū)的優(yōu)勢(shì)，獲得了大的帶寬資源。波分復(fù)用技術(shù)基于每一信道光波的頻率和波長(zhǎng)不同等情況出發(fā)，把光纖的低損耗窗口規(guī)劃為許多個(gè)單獨(dú)的通信管道，并在發(fā)送端設(shè)置了波分復(fù)用器，將波長(zhǎng)不同的信號(hào)集合到一起送入單根光纖中，再進(jìn)行信息的傳輸，而接收端的波分復(fù)用器把這些承載著多種不同信號(hào)的、波長(zhǎng)不同的光載波再進(jìn)行分離。

4不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)

(1)光接入網(wǎng)通信技術(shù)的更進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)存技術(shù)上的接入網(wǎng)依舊是雙絞線(xiàn)銅線(xiàn)的連接，仍然是原始的、落后的模擬系統(tǒng)，而網(wǎng)絡(luò)中的光接入技術(shù)的應(yīng)用使其成為了全數(shù)字化的，且高度集成的智能化網(wǎng)絡(luò)。

光接入網(wǎng)通信技術(shù)所要達(dá)到的主要目標(biāo)有：最大程度的使維護(hù)費(fèi)用得到降低，故障率得到明顯下降;可以用于新設(shè)備的開(kāi)發(fā)和新收入的不斷增加；與本地網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，達(dá)到減少節(jié)點(diǎn)數(shù)目和擴(kuò)大覆蓋面范圍的目的;通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)的建立，為多媒體時(shí)代的到來(lái)做好準(zhǔn)備;另外，可以最大化的利用光纖本身的一些優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

(2)光纖通信技術(shù)中光傳輸與交換技術(shù)的融合一光接入網(wǎng)通信技術(shù)的后延。基于上述光接入網(wǎng)通訊技術(shù)的成熟發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的核心架構(gòu)己經(jīng)得到了翻天覆地的改變，并正在日新月異的變化發(fā)展著，在交換和傳輸兩方面來(lái)講也都早已進(jìn)行了好幾代的更新。光接入網(wǎng)技術(shù)和光輸與交換技術(shù)的融合技術(shù)，前者較后者在技術(shù)應(yīng)用上有了一些技術(shù)上改進(jìn)，從而也就提高了全網(wǎng)的往前的進(jìn)一步有效發(fā)展，但此項(xiàng)技術(shù)相對(duì)來(lái)講仍不成熟。

(3)新一代的光纖在光纖通信技術(shù)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)意義上的G.652單模光纖已經(jīng)在長(zhǎng)距離且超高速的傳送網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中表現(xiàn)出了力不從心的缺點(diǎn)，新一代光纖的研發(fā)己成為當(dāng)今務(wù)實(shí)之需，它也構(gòu)成了新一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作的一個(gè)重要組成部分。在目前普遍需求的干線(xiàn)網(wǎng)和城域網(wǎng)的背景下，基于不同的發(fā)展需要，己經(jīng)發(fā)展出了兩種新一代光纖一非零色散光纖和全波光纖。

4光纖通信鏈路的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

4.1光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的目的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是安裝和維護(hù)光纖網(wǎng)絡(luò)的必要部分，是確保電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一種重要方式。它的主要目的是遵循特定的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)光纖系統(tǒng)連接的質(zhì)量，減少故障因素以及存在故障時(shí)找出光纖的故障點(diǎn)，從而進(jìn)一步查找故障原因。

4.2光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

目前光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類(lèi)：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。（1）光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于不同光纖系統(tǒng)，它的測(cè)試極限值是不固定的，它是基于電纜長(zhǎng)度、適配器和接合點(diǎn)的可變標(biāo)準(zhǔn)。目前大多數(shù)光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試使用這種標(biāo)準(zhǔn)。世界范圍內(nèi)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)主要有：北美地區(qū)的EIA/TIA—568—B標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO/IEC11801標(biāo)準(zhǔn)等。（2）光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。每種不同的光纖系統(tǒng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是固定的。常用的光纖應(yīng)用系統(tǒng)有：100BASE—FX、1000BASE—SX等。

4.3光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過(guò)程

對(duì)于光纖系統(tǒng)需要保證的是在接收端收到的信號(hào)應(yīng)足夠大，由于光纖傳輸數(shù)據(jù)時(shí)使用的是光信號(hào)，因此它不產(chǎn)生磁場(chǎng)，也就不會(huì)受到電磁干擾和射頻干擾，不需要對(duì)NEXT等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，所以光纖系統(tǒng)的測(cè)試不同于銅導(dǎo)線(xiàn)系統(tǒng)的測(cè)試。

在光纖的應(yīng)用中，光纖本身的種類(lèi)很多，但光纖及其系統(tǒng)的基本測(cè)試參數(shù)大致都是相同的。在光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，主要是對(duì)光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測(cè)試。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對(duì)光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)、傳輸速率、傳

輸容量、傳輸距離、信號(hào)質(zhì)量等有著重大影響。但由于光纖的色散、截止波長(zhǎng)、模場(chǎng)直徑、基帶響應(yīng)、數(shù)值孔徑、有效面積、微彎敏感性等特性不受安裝方法的有害影響,它們應(yīng)由光纖制造廠(chǎng)家進(jìn)行測(cè)試,不需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

在EIA/TIA—568—B中規(guī)定光纖通信鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試所需的單一性能參數(shù)為鏈路損失（衰減）。

（1）光功率的測(cè)試：對(duì)光纖工程最基本的測(cè)試是在EIA的FOTP-95標(biāo)準(zhǔn)中定義的光功率測(cè)試，它確定了通過(guò)光纖傳輸?shù)男盘?hào)的強(qiáng)度，還是損失測(cè)試的基礎(chǔ)。測(cè)試時(shí)把光功率計(jì)放在光纖的一端，把光源放在光纖的另一端。

（2）光學(xué)連通性的測(cè)試：光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性表示光纖系統(tǒng)傳輸光功率的能力。光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性是對(duì)光纖系統(tǒng)的基本要求，因此對(duì)光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性進(jìn)行測(cè)試是基本的測(cè)試之一。通過(guò)在光纖系統(tǒng)的一端連接光源，在另一端連接光功率計(jì)，通過(guò)檢測(cè)到的輸出光功率可以確定光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性。當(dāng)輸出端測(cè)到的光功率與輸入端實(shí)際輸入的光功率的比值小于一定的數(shù)值時(shí)，則認(rèn)為這條鏈路光學(xué)不連通。進(jìn)行光學(xué)連通性的測(cè)試時(shí)，通常是把紅色激光或者其他可見(jiàn)光注入光纖，并在光纖的末端監(jiān)視光的輸出。如果在光纖中有斷裂或其他的不連續(xù)點(diǎn)，在光纖輸出端的光功率就會(huì)下降或者根本沒(méi)有光輸出。

（3）光功率損失測(cè)試：光功率損失這一通用于光纖領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)代表了光纖鏈路的衰減。衰減是光纖鏈路的一個(gè)重要的傳輸參數(shù),它的單位是分貝(dB)。它表明了光纖鏈路對(duì)光能的傳輸損耗（傳導(dǎo)特性），其對(duì)光纖質(zhì)量的評(píng)定和確定光纖系統(tǒng)的中繼距離起到?jīng)Q定性的作用。光信號(hào)在光纖中傳播時(shí)，平均光功率延光纖長(zhǎng)度方向成指數(shù)規(guī)律減少。在一根光纖網(wǎng)線(xiàn)中,從發(fā)送端到接收端之間存在的衰減越大，兩者間可能傳輸?shù)淖畲缶嚯x就越短。衰減對(duì)所有種類(lèi)的網(wǎng)線(xiàn)系統(tǒng)在傳輸速度和傳輸距離上都產(chǎn)生負(fù)面的影響，但因?yàn)楣饫w傳輸中不存在串?dāng)_、EMI、RFI等問(wèn)題，所以光纖傳輸對(duì)衰減的反應(yīng)特別敏感。

（4）光纖鏈路預(yù)算（OLB）：光纖鏈路預(yù)算是網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用中允許的最大信號(hào)損失量，這個(gè)值是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的損失量計(jì)算出來(lái)的。一條完整的光纖鏈路包括光纖、連接器和熔接點(diǎn)，所以在計(jì)算光纖鏈路最大損失極限時(shí)，要把這些因素全部考慮在內(nèi)。光纖通信鏈路中光能損耗的起因是由光纖本身的損耗、連接器產(chǎn)生的損耗和熔接點(diǎn)產(chǎn)生的損耗三部分組成的。但由于光纖的長(zhǎng)度、接頭和熔接點(diǎn)數(shù)目的不定，造成光纖鏈路的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不像雙絞線(xiàn)那樣是固定的，因此對(duì)每一條光纖鏈路測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)都必須通過(guò)計(jì)算才能得出。

雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大，但仍有大量應(yīng)用能力閑置，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)信息的需求也會(huì)隨之增加，并會(huì)超過(guò)現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)承載能力，因此我們必須進(jìn)一步努力研究更加先進(jìn)的光傳輸手段。因此，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)下，光通信一定會(huì)有更加長(zhǎng)久的發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)[J].中國(guó)科技信息.2006.(4).[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術(shù)的新飛躍[J].網(wǎng)絡(luò)電信.2004.(2).[3]辛化梅，李忠.論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展.山東師范大學(xué)學(xué)報(bào).2003.4.[4]李超.淺談光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì).沿海企業(yè)與科技.2007.7.

第三篇：材料在現(xiàn)代社會(huì)中的作用

一、材料在現(xiàn)代社會(huì)中的作用

1.人類(lèi)文明的標(biāo)志

不斷的開(kāi)發(fā)和使用材料的能力是任何一個(gè)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)之一。石器時(shí)代，燧石，打火石、金屬器時(shí)代、Si時(shí)代 ?

2、現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)

材料是所有科技進(jìn)步的核心；先進(jìn)材料是先進(jìn)技術(shù)的基石。

飛機(jī)-噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)材料、計(jì)算機(jī)-固體微電子電路-晶體管-Si材料、光導(dǎo)纖維

3、現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)

從半導(dǎo)體集成電路到混凝土摩天大樓；從塑料袋到航天飛機(jī) a.半導(dǎo)體材料--集成電路-計(jì)算機(jī)、通訊等、b.航天飛機(jī)、c.光導(dǎo)纖維

二、材料的分類(lèi) 金屬材料：Fe、Al等

無(wú)機(jī)非金屬材料：陶瓷、玻璃、水泥等 高分子材料：塑料、橡膠等

三、材料科學(xué)與工程

研究材料的組成、結(jié)構(gòu){《晶體結(jié)構(gòu)：原子（分子、離子）在空間如何排列 》，晶體分為晶態(tài)【晶態(tài)：原子（分子、離子）在空間周期性有序排列長(zhǎng)程有序】、非晶態(tài)【非晶態(tài)：原子（分子、離子）在空間周期性無(wú)序排列,短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序】、多晶【多晶：晶粒和晶界，晶粒：晶態(tài)，晶界：非晶態(tài)】} 性能（組成-性能：不同的組成不同的性能，結(jié)構(gòu)-性能：不同的結(jié)構(gòu)不同的性能）與

應(yīng)用

思考題

1、石器時(shí)代和金屬器時(shí)代作為人類(lèi)文明重要標(biāo)志，請(qǐng)簡(jiǎn)要討論石器時(shí)代和金屬器時(shí)代特點(diǎn)？

石器時(shí)代：2.5億年前，主要使用燧石，打火石 金屬時(shí)代：主要使用銅、鐵

2、為什么說(shuō)材料是現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)？

材料是所有科技進(jìn)步的核心；先進(jìn)材料是先進(jìn)技術(shù)的基石。

3、材料分哪幾類(lèi)？簡(jiǎn)要說(shuō)明各類(lèi)的主要特點(diǎn)。

三類(lèi) 金屬材料：Fe、Al等。具有延展性，導(dǎo)電性等特性 無(wú)機(jī)非金屬材料：陶瓷、玻璃、水泥等。高分子材料：塑料、橡膠等。各種聚合物

4、什么是晶態(tài)（體）、非晶態(tài)和多晶態(tài)？各舉一例。

晶態(tài)：原子（分子、離子）在空間周期性有序排列，長(zhǎng)程有序。NaCl，CdS 非晶態(tài)：原子（分子、離子）在空間周期性無(wú)序排列，短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序。（二氧化硅）多晶態(tài)：晶粒和晶界。晶粒：晶態(tài)

，晶界：非晶態(tài)（聚乙烯硅）

無(wú)機(jī)非金屬材料（陶瓷，玻璃，水泥，耐火材料，半導(dǎo)體材料，功能材料）

一、陶瓷材料：經(jīng)過(guò)高溫處理的無(wú)機(jī)非金屬材料 釉：低熔點(diǎn)玻璃質(zhì)。鉛釉，錫釉

思考題 1.無(wú)機(jī)非金屬材料分為哪幾類(lèi)？

六類(lèi)：陶瓷，玻璃，水泥，耐火材料，半導(dǎo)體材料，功能材料 2.陶瓷的發(fā)展分為那幾個(gè)階段？ 陶器（土器, 陶器），瓷器，精瓷器

3.陶瓷材料的主要成分為那些？ 粘土

4.陶瓷為什么要進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)？

粘土中的元素對(duì)應(yīng)的氧化物化學(xué)鍵強(qiáng)度大，高溫?zé)Y(jié)才能破壞其化學(xué)鍵 5.精瓷和土器相比區(qū)別有哪些？

土器煅燒溫度低，粗糙不美觀(guān)。精瓷煅燒溫度高，細(xì)膩美觀(guān) 6.釉有何特點(diǎn)？主要釉料是什么？

特點(diǎn)：低熔點(diǎn)玻璃質(zhì)。主要釉料：鉛釉，錫釉

二、玻璃

1.從熔體冷卻，在室溫下還保持熔體結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)狀態(tài)。

過(guò)冷液體---非晶態(tài)結(jié)構(gòu)

3.制造（硅酸鹽英玻璃），原料：SiO2、Na2CO3、CaO 工藝過(guò)程：配料，熔制：（典型溫度1500度），成型：

三、水泥，主要成分：CaO-Al2O3，CaO-SiO2，CaO-Al2O3-Fe2O3 3.混泥土：水泥、沙子、碎石塊

四、先進(jìn)無(wú)機(jī)非金屬材料簡(jiǎn)介

半導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷 思考題

1.玻璃的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？

從熔體冷卻，在室溫下還保持熔體結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)狀態(tài)。

過(guò)冷液體---非晶態(tài)結(jié)構(gòu)

制造（硅酸鹽英玻璃

原料：SiO2、Na2CO3、CaO 工藝過(guò)程：配料、熔制：（典型溫度1500度）、成型：

2.早期如何發(fā)現(xiàn)的玻璃形成？主要成分？

最早是由水手在沙灘上做飯，沙中含二氧化硅與貝克中的碳酸鈣，海水中的過(guò)氧化鈉，氯化鈉等在火種燒制，形成了透明的玻璃。主要成分：二氧化硅，碳酸鈣，過(guò)氧化鈉。3.簡(jiǎn)述玻璃的工藝？ 熔制，溫度1500度 4.混泥土如何構(gòu)成？ 水泥、沙子、碎石塊

5.舉一例說(shuō)明現(xiàn)代無(wú)機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)和應(yīng)用。

陶瓷（Ceramics)：經(jīng)過(guò)高溫處理的無(wú)機(jī)非金屬材料。粘土。陶器-土器, 陶器，950 and 1050°C----瓷器，1200–1300°C----精瓷器，1250–1300°C

玻璃（Glass）

水泥（Cements)：主要成分CaO-Al2O3、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-Fe2O3 耐火材料（Refractory)半導(dǎo)體材料（Semiconductors)功能材料（Functional Materials）復(fù)習(xí)思考題

1、金屬材料有什么特點(diǎn)？它們的基本用途是什么？主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？ 特點(diǎn)：具有良好的塑性、較高的強(qiáng)度和硬度，即具有良好的綜合力學(xué)性能。

基本用途：適合作為受力的結(jié)構(gòu)材料。金屬材料絕大部分都是結(jié)構(gòu)材料，但近來(lái)也出現(xiàn)一些功能材料，如形狀記憶合金、儲(chǔ)氫合金、金屬超導(dǎo)材料等。

結(jié)構(gòu)材料主要應(yīng)用于機(jī)械制造、航空、航天、化工、建筑和交通運(yùn)輸?shù)炔块T(mén)。在機(jī)械設(shè)備中約占所用材料的百分之九十以上，其中又以鋼鐵材料占絕大多數(shù)。

2、請(qǐng)敘述一個(gè)典型機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝流程。

20CrMnTi制作汽車(chē)變速齒輪工藝流程：

鍛造→正火→加工齒形→非滲碳部位鍍銅保護(hù)→滲碳→預(yù)冷直接淬火+低溫回火→噴丸→磨齒（精磨）

技術(shù)要求：滲碳層后(1.2~1.6)mm，表面碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%；齒頂硬度(58~60)HRC，心部硬度(30~45)HRC。

40Cr鋼制作拖拉機(jī)連桿螺栓工藝路線(xiàn)：

下料→鍛造→退火(或正火)→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→裝配 技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)處理后組織為回火S，硬度(30~38)HRC。板簧制造工藝路線(xiàn)：

扁鋼剪斷→加熱壓彎成形→余熱淬火+中溫回火→噴丸→裝配

3、人類(lèi)使用的第一種金屬是那種金屬？舉出幾個(gè)例子。

人類(lèi)使用的第一種金屬：銅（Cu)——錫青銅，銅鏡、銅鼎、銅劍

4、對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)生活最重要的金屬是哪種金屬？舉出幾個(gè)例子。

對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活影響最大的金屬：鐵——鋼及鑄鐵鋤頭、犁鏵、鋼筋、鐵鍋、火車(chē)、汽車(chē)、機(jī)床、大橋、槍、炮

5、鋼按用途分為哪幾類(lèi)？

合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼

合金結(jié)構(gòu)鋼：工具結(jié)構(gòu)用鋼(橋梁、船舶、建筑等)、機(jī)器零件用鋼｛調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滲碳鋼、滾動(dòng)軸承鋼 合金工具鋼：刃具鋼、模具鋼、量具鋼

特殊性能鋼：不銹鋼。耐銹鋼、耐磨鋼

6、合金鋼編號(hào)的一般原則是什么？ 原則為：

平均碳含量+合金元素符號(hào)+合金元素平均含量

平均碳含量 ——數(shù)字。結(jié)構(gòu)鋼：兩位，以 0.01%為一個(gè)單位；工具鋼：一位，以0.1%為一個(gè)單位，≥1%，不標(biāo)。合金元素符號(hào) —— 以漢字或化學(xué)元素符號(hào)表示。合金元素平均含量 —— 數(shù)字，以1%為一個(gè)單位，含量≤1.5%，不標(biāo)出。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，鋼號(hào)尾部加 “A”。特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，鋼號(hào)尾部加 “E”。

7、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的特點(diǎn)是什么？其用途有哪些？ 特點(diǎn)：低碳、低合金、高強(qiáng)度。承載大、自重輕、綜合性能好。

用途：廣泛用于制造橋梁、車(chē)輛、船舶、石油化工容器、建筑鋼筋等。

8、彈簧的主要作用是什么？彈簧鋼的主要性能要求有哪些？

作用：利用彈性變形吸收、儲(chǔ)存能量以驅(qū)動(dòng)某些裝置或減緩震動(dòng)和沖擊的作用。性能要求：

較高的彈性極限σe，防止工作時(shí)產(chǎn)生塑性變形；

較高的疲勞強(qiáng)度σr和屈強(qiáng)比σs/σb，以避免疲勞破壞

9、齒輪類(lèi)零件對(duì)材料性能的要求是什么？滲碳鋼主要用于哪些零件？ 齒輪類(lèi)零件對(duì)材料性能的要求是： ①高的接觸疲勞強(qiáng)度，高的表面硬度和耐磨性，防止齒面受損； ②高的抗彎強(qiáng)度，適當(dāng)?shù)男牟繌?qiáng)度和韌性，防止疲勞、過(guò)載及沖擊斷裂； ③良好的切削性能以及小的淬火變形性能。

用途：制造汽車(chē)、拖拉機(jī)中的變速齒輪，礦山機(jī)器中的軸承，內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷(xiāo)等機(jī)器零件。

10、根據(jù)模具的使用性質(zhì)，模具鋼分為哪兩大類(lèi)？ 根據(jù)模具的使用性質(zhì)，可將模具鋼分為兩大類(lèi)：

冷模具鋼：是指使金屬在冷狀態(tài)下變形的模具用鋼，其工作溫度一般小于250℃。

熱模具鋼：是指使金屬在加熱狀態(tài)或液態(tài)下成形的模具用鋼，其模腔表面溫度高于600℃。

11、按化學(xué)成分銅合金分為哪幾類(lèi)？ b、按化學(xué)成份分類(lèi)：

（1）黃銅：以Zn為主要合金元素。

①普通黃銅：

H+銅含量；例：H62，平均Cu含量62%，余量為Zn。

②特殊黃銅：

H+主要合金元素符號(hào)+銅含量+－+添加元素含量。

例：HMn58-2、含Cu量為58%，含Mn量2%，余量為Zn。

（2）白銅：以Ni為主要合金元素。

① 普通白銅：

B+鎳含量；例： B30，平均Ni含量30%，余量為Cu。

②特殊白銅：

B+主要添加合金元素符號(hào)+Ni含量+－+添加元素含量；

例：BMn40-1.5

Ni 40% Mn 1.5%

余量為Cu。

3）青銅：除Zn、Ni以外的其它元素為主要合金元素的銅合金。

按所含主要合金元素的種類(lèi)分：錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、錳青銅、鋯青銅、鉻青銅等。

加工青銅的代號(hào)：

Q+主要合金元素符號(hào)+主要合金元素含量－+添加元素含量。

例：

QSn4-3：平均Sn含量為4%，Zn含量為3%，余量為Cu的加工錫青銅； QAl9-2：Al含量為9%，含Mn量為2%，Cu為余量的加工鋁青銅。QBe2：Be含量為2%，余量為Cu的加工鈹青銅。

思考題

1、什么叫高分子材料？常見(jiàn)的五烯有哪些？三大合成高分子材料分別是什么？她們的分子量大小及分布順序如何？

高分子：由許多結(jié)構(gòu)相同的、簡(jiǎn)單的單元通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接而成的相對(duì)分子質(zhì)量很大的化合物

一種由許多結(jié)構(gòu)相同的、簡(jiǎn)單的單元通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接而成的相對(duì)分子質(zhì)量很大的 化合物

常見(jiàn)五烯：塑料、橡膠、纖維、涂料、膠粘劑。三大合成高分子材料分別：塑料、橡膠、纖維（產(chǎn)量最大，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生活關(guān)系密切故稱(chēng)為“三大合成材料”）

2、高分子材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有哪些？何謂高分子分子量的多分散性？ 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

一、分子量大（A、相對(duì)分子質(zhì)量很大：一般在104~106）、B、共價(jià)鍵連接，分子量具有多分散性：C、由相同的化學(xué)結(jié)構(gòu)重復(fù)多次而成，高分子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜

什么是分子量的多分散性（Polydispersity）？

高分子不是由單一分子量的化合物所組成。即使是一種“純粹”的高分子，也是由化學(xué)組成相同、分子量不等、結(jié)構(gòu)不同的同系聚合物的混合物所組成。

這種高分子的分子量不均一(即分子量大小不

一、參差不齊）的特性，就稱(chēng)為分子量的多分散性

3、高分子材料的發(fā)展方向有哪些？請(qǐng)就復(fù)合化談?wù)勀愕目捶ā７较颍焊咝阅芑?、高功能化、?fù)合化、精細(xì)化、智能化。先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展史：40年代，玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）

復(fù)合材料發(fā)展的第一代

60?80年代，先進(jìn)復(fù)合材料

復(fù)合材料發(fā)展的第二代

80?

年，先進(jìn)復(fù)合材料充分發(fā)展

復(fù)合材料發(fā)展的：第三代

飛機(jī)上用的復(fù)合材料：碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂、碳纖維/芳綸/環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃纖維增強(qiáng)塑料、增韌石墨、玻璃纖維

開(kāi)創(chuàng)性的大量應(yīng)用源自F1賽車(chē)的碳纖維復(fù)合材料、大推力、高涵B-2隱形轟炸機(jī)

除主體結(jié)構(gòu)是鈦復(fù)合材料外，其它部分均由碳纖維和石墨等復(fù)合材料構(gòu)成，不易反射道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)大量運(yùn)用了復(fù)合材料或鈦合金空心寬弦葉片、整體葉盤(pán)。

目前商用飛機(jī)上復(fù)合材料僅占全機(jī)重量的50%，而某些直升機(jī)早已達(dá)到90% 荷蘭計(jì)劃研發(fā)新型綠色環(huán)保飛機(jī)

外形將酷似飛碟,另一個(gè)設(shè)想就是使用復(fù)合材料，如纖維增強(qiáng)塑料。這種復(fù)合材料強(qiáng)度可與金屬媲美，而重量卻比金屬輕得多，因此可以節(jié)省燃油。

綠可木，生態(tài)木塑復(fù)合材料，木塑復(fù)合材料吸音板

4、請(qǐng)舉例身邊一種塑料橡膠和纖維材料，談?wù)勀銓?duì)她們的性能功能特點(diǎn)你認(rèn)為它們存在的不足之處有哪些？如何改進(jìn)？

幾種主要塑料如：聚氯乙烯塑料是由氯乙烯單體聚合而成的，是常用的熱塑性塑料之一。商品名稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)為“氯塑”，英文縮寫(xiě)為PVC。

如聚氯乙烯(PVC)的導(dǎo)熱系數(shù)僅為鋼材的1/357,鋁材的1/1250。在隔熱能力上，單玻塑窗比單玻鋁窗高40%,雙玻高50%。將塑料窗體與中空玻璃結(jié)合起來(lái)后,在住宅、寫(xiě)字樓、病房、賓館中使用,冬天節(jié)省暖氣、夏季節(jié)約空調(diào)開(kāi)支,好處十分明顯。

聚氯乙烯的燃燒性能不好，離火即滅，屬于難燃性塑料；燃燒時(shí)，有刺激性的氯化氫臭味放出，燃燒時(shí)軟化。

性能：軟質(zhì)聚氯乙烯一般含增塑劑30—50％。

2.硬質(zhì)聚氯乙烯只加少量的增塑劑制成。

3.聚氯乙烯塑料耐熱性

4.聚氯乙烯薄膜 5.聚氯乙烯塑料與有機(jī)溶劑和萘等防蟲(chóng)藥劑軟質(zhì)聚氯乙烯可制成較好的農(nóng)用薄膜，常用來(lái)制作雨衣、臺(tái)布、窗簾、票夾、手提袋等。還被廣泛用于制造塑料鞋及人造革。

硬質(zhì)聚氯乙烯能制成透明、半透明及各種顏色的珠光制品。常用來(lái)制作皂盒、梳子、洗衣板、文具盒、各種管材等。

橡膠： 聚丁二烯橡膠（順丁膠，BR，無(wú)色或淺色，透明）

1、制法及分子結(jié)構(gòu)：溶聚法、乳聚法

特性：

不飽和性橡膠，可與硫磺及氧起反應(yīng)，化學(xué)活性較NR 低，耐熱耐老化性較NR好。非極性橡膠，耐油性差。結(jié)晶性橡膠，無(wú)自補(bǔ)強(qiáng)作用，強(qiáng)度低。彈性高（最高）；耐低溫（Tg= –105℃）； 耐磨（Tg有關(guān)）；生熱小。加工性能差（對(duì)溫度敏感，溫度高則易脫輥），不耐撕裂，粘著性差，抗?jié)窕圆患?。較易冷流。

4.用途：制造輪胎胎面以及耐寒制品，常與NR，SBR并用。

氯丁橡膠（CR）1.分子結(jié)構(gòu)

CR是由氯丁二烯為單體，采用乳液聚合而成的一種高分子彈性體。呈淺黃色至褐色。

3.特性

①不飽和性橡膠，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐老化性能優(yōu)良。②極性橡膠，耐油耐溶劑性能優(yōu)良，氣密性、粘著性

好，有導(dǎo)電性。③易結(jié)晶性（Tg=-43℃），有自補(bǔ)強(qiáng)作用，有自熄性，阻燃，貯存穩(wěn)定性差，對(duì)溫度敏感，需用金屬氧化物（ZnO、MgO）來(lái)硫化。④彈性較低，耐寒性較差，低溫使用不理想。（極性橡膠共同點(diǎn)）4.用途 CR主要用于制造膠管、膠帶、化工設(shè)備襯里、膠粘劑等。

纖維：粘膠纖維—以天然纖維如木質(zhì)纖維、棉纖維、禾本科植物纖維（如甘蔗渣、蘆葦、麥桿等）為原料，經(jīng)纖維素黃酸酯溶液以濕法紡絲制成的。

粘膠纖維的生產(chǎn)包括以下四個(gè)過(guò)程：

（1）粘膠的制備：即漿粕的準(zhǔn)備、堿纖維素的制備及老成、纖維素黃酸酯的制備（磺化）和溶解等。

粘膠纖維的性質(zhì)與棉極為相似，吸濕、透氣、易染色、抗靜電、易于紡織加工，制成的織物花色鮮艷，穿著舒適。但粘膠纖維的的濕態(tài)強(qiáng)度大大低于干態(tài)強(qiáng)度，且縮水性較大，纖維吸水后膨化，織物在水中易變硬。粘膠纖維應(yīng)用廣泛，其長(zhǎng)絲稱(chēng)為人造絲，可織成各種平滑柔軟的絲織品，毛型短纖維俗稱(chēng)人造毛，是毛紡廠(chǎng)重要的原料，棉型粘膠短纖維俗稱(chēng)人造棉，可織成各種色彩絢麗的人造棉布。

（2）聚酯纖維通常是指聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET），為目前發(fā)展速度最快、產(chǎn)量最大的合成纖維品種。聚酯纖維又稱(chēng)滌綸，的確良，特麗綸、達(dá)克綸、帝特綸等，是以對(duì)本二甲酸二甲酯、乙二醇為原料，經(jīng)酯交換、縮聚、紡絲和纖維后加工等四個(gè)步驟而得。聚酯纖維常采用熔體紡絲法，可分為切片紡絲和直接紡絲。目前，聚酯短纖維大多采用直接紡絲法，即將聚合釜中的熔體直接送入紡絲機(jī)；而聚酯長(zhǎng)絲多采用切片紡絲法。PET的軟化點(diǎn)230～240℃，熔點(diǎn)范圍255～264℃，纖維級(jí)PET樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量為15000～2000，特性粘度通常為0.62～0.68dL/g。PET分子中含有酯基，易發(fā)生水解，故在紡絲時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制水分含量。特性：彈性好：其彈性接近于羊毛，耐皺性超過(guò)其它纖維；強(qiáng)度大：干態(tài)強(qiáng)度和濕態(tài)強(qiáng)度接近；模量高：其初始模量為大規(guī)模生產(chǎn)的合成纖維中最高者，故其織物的尺寸穩(wěn)定、不變形；吸濕性低：濕強(qiáng)度下降少，織物易洗快干；耐熱性好。

第四篇：光纖通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)

光纖通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)

摘要：光纖通信技術(shù)是目前通信行業(yè)應(yīng)用的主要技術(shù)，光纖通信跟傳統(tǒng)通信方式比較具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在通信網(wǎng)絡(luò)中已得到廣泛應(yīng)用。光纖通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，在未來(lái)信息社會(huì)中將起到十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù) 優(yōu)勢(shì) 光纖到戶(hù) 全光網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：1007-9416(2011)07-0025-01

近年來(lái)隨著傳輸技術(shù)和交換技術(shù)的不斷進(jìn)步，核心網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。隨著業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)和多媒體業(yè)務(wù)的日益豐富，使得用戶(hù)住宅網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求也不只局限于原來(lái)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)，現(xiàn)有的語(yǔ)音業(yè)務(wù)接入網(wǎng)越來(lái)越成為制約信息高速公路建設(shè)的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的障礙。

1、光纖通信技術(shù)

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說(shuō)光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍，圖1為光纖結(jié)構(gòu)圖。

2、光纖通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 頻帶極寬，通信容量大

光纖比銅線(xiàn)或電纜有大得多的傳輸帶寬，單模光纖具有幾十GHz?km的寬帶。目前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到10Gbps，采用密集波分復(fù)用術(shù)實(shí)現(xiàn)的多波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到單波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。

2.2 損耗低，中繼距離長(zhǎng)

目前，實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類(lèi)光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長(zhǎng)得多。

2.3 抗電磁干擾能力強(qiáng)

我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)電磁干擾的免疫力，它是一種非導(dǎo)電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，即不會(huì)產(chǎn)生與信號(hào)無(wú)關(guān)的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設(shè)到高壓電線(xiàn)和電氣鐵路附近，也不會(huì)受到電磁干擾。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線(xiàn)路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。

2.4 光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)

光纖的芯徑很細(xì)，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問(wèn)題，節(jié)約了地下管道建設(shè)投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。

2.5 保密性能好

對(duì)通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。電通信方式很容易被人竊聽(tīng)，光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設(shè)計(jì)，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會(huì)跑到光纖之外。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護(hù)套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒(méi)有。更何況長(zhǎng)途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號(hào)一般不會(huì)泄漏，因此電通信中常見(jiàn)的線(xiàn)路之間的串話(huà)現(xiàn)象也可忽略。

3、光纖通信技術(shù)在接入網(wǎng)的應(yīng)用

目前萊蕪市所用的接入網(wǎng)技術(shù)為ADSL，其全稱(chēng)是Asymmetric Digital Subscriber,中文意思是“非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)路”。它以普通電話(huà)線(xiàn)路做為傳輸介質(zhì)，既在普通雙絞銅線(xiàn)上實(shí)現(xiàn)下行高達(dá)8Mbit/b傳輸速度;上行高達(dá)640Kbit/s的傳輸速度，但這種技術(shù)不能滿(mǎn)足人們對(duì)上網(wǎng)速度越來(lái)越高需求。

3.1光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)

接入網(wǎng)采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是未來(lái)通信行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，但無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)仍需要光纖網(wǎng)絡(luò)的支撐，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為:

首先，通信網(wǎng)在一開(kāi)始采用的是金屬線(xiàn)纜，銅纜網(wǎng)的故障率很高，維護(hù)運(yùn)行成本很高，而采用光接入后，每年的維護(hù)運(yùn)行和供給成本可以比傳統(tǒng)銅纜網(wǎng)每線(xiàn)大約節(jié)約400元，對(duì)于一億用戶(hù)相當(dāng)于每年節(jié)約400億元，而且其故障率也大大降低。

其次，對(duì)于新業(yè)務(wù)的發(fā)展，特別是多媒體和寬帶新業(yè)務(wù)，能夠加強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，增加新業(yè)務(wù)的收入，同時(shí)可以補(bǔ)償建設(shè)光用戶(hù)接入網(wǎng)所需的投資，最后，光接入網(wǎng)可以滿(mǎn)足用戶(hù)希望較快提供業(yè)務(wù)，改進(jìn)業(yè)務(wù)質(zhì)量和可用性的要求，也可以節(jié)約地下管道空間，延長(zhǎng)傳輸覆蓋距離，總之，采用光接入網(wǎng)能夠解決通信行業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

3.2 光纖通信技術(shù)發(fā)展的制約因素

銅纜網(wǎng)傳輸?shù)氖请娮有盘?hào)，交換采用的是電子交換機(jī)，現(xiàn)在，通信網(wǎng)絡(luò)大部分都是光纖，傳輸?shù)臑楣庑盘?hào)，光交換的形式，由于目前光交換器件還不成熟只能采用光-電-光的形式。這種方式效率不高也不經(jīng)濟(jì)，目前ASON-自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)緩解了這一問(wèn)題，但對(duì)大容量光開(kāi)關(guān)的開(kāi)發(fā)也迫在眉睫。

目前為止我國(guó)的光纜技術(shù)有了很大的發(fā)展，從光進(jìn)銅退開(kāi)始，公司采用了多個(gè)廠(chǎng)家的光纜，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光纜的廠(chǎng)家大約有200家，但其產(chǎn)品單一，很少具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)含量較低，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，有關(guān)資料顯示，自1997年截止到2010年我國(guó)光纜專(zhuān)利的申請(qǐng)只占國(guó)外同期專(zhuān)利申請(qǐng)的20%，而光核心技術(shù)只占國(guó)外的10%。這些數(shù)據(jù)顯示我國(guó)與國(guó)外在光纖技術(shù)發(fā)展上差距較大，我國(guó)作為世界第二光纜大國(guó)，應(yīng)該把發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為重中之重。

4、結(jié)語(yǔ)

從光纖通信問(wèn)世到現(xiàn)在，光傳輸?shù)乃俾室灾笖?shù)增長(zhǎng)，光傳輸?shù)乃俾试谶^(guò)去的十幾年中大約提高了100倍。層出不窮的光通信新技術(shù)將成為市場(chǎng)復(fù)蘇的源泉，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)從骨干網(wǎng)的擴(kuò)建到接入網(wǎng)、城域網(wǎng)的擴(kuò)散以及向用戶(hù)駐地網(wǎng)的不斷延伸，光纖網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)必將增長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬金洋.《光纖通信的現(xiàn)狀和前景》[J].電信科學(xué).[2]辛化梅,李忠.《論光纖通信技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀》[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào).[3]蔣力三.《光纖通信技術(shù)的發(fā)展》.中興通訊資料.

第五篇：光纖通信技術(shù)試題

1．什么是弱導(dǎo)波光纖？為什么標(biāo)量近似解法只適用于弱導(dǎo)波光纖？

2.請(qǐng)簡(jiǎn)述階躍型折射率分布光纖和梯度型折射率分布光纖的不同導(dǎo)光原理 3．試證明：階躍型光纖的數(shù)值孔徑為什么等于最大射入角的正弦？ 4.數(shù)值孔徑的定義是什么？請(qǐng)用公式推導(dǎo)出其計(jì)算式：NA?n12?

5.光纖色散有哪幾種？它們分別與哪些因素有關(guān)？

6.為什么說(shuō)采用漸變型光纖可以減少光纖中的模式色散？ 7.如何解釋光纖中的模式色散、材料色散及波導(dǎo)色散？

8.光與物質(zhì)間的作用有哪三種基本過(guò)程？說(shuō)明各具有什么特點(diǎn)？ 9．什么是激光器的閾值條件？ 10.簡(jiǎn)述半導(dǎo)體的光電效應(yīng)？ 11.光纖通信系統(tǒng)都有哪些噪聲？

12．請(qǐng)寫(xiě)出費(fèi)米分布函數(shù)的表達(dá)式，并說(shuō)明式中各符號(hào)的含義。13．什么是量子噪聲？形成這一噪聲的物理原因是什么？ 14.什么是模分配噪聲？它是如何產(chǎn)生的？ 15．請(qǐng)寫(xiě)出誤碼率的三種性能分類(lèi)及定義。

16.什么是接收靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍，它們之間的表示式是什么？ 17．什么是碼間干擾？其產(chǎn)生的原因是什么？

18．什么是可靠性？什么是可靠度？它們之間的區(qū)別是什么？ 19．請(qǐng)用公式推導(dǎo)出串聯(lián)系統(tǒng)總的故障率等于各部件故障率之和。20.抖動(dòng)容限的指標(biāo)有幾種？并說(shuō)明其含義？ 21．光波分復(fù)用通信技術(shù)的特點(diǎn)有哪些？ 光纖WDM與同軸電纜FDM技術(shù)不同點(diǎn)有哪些？ 23 什么是光通信中的斯托克斯頻率? 24 什么是光通信中的受激拉曼散射? 25 在理論上，光通信中的克爾效應(yīng)能夠引起哪些不同的非線(xiàn)性效應(yīng)? 26 簡(jiǎn)述光纖通信中激光器直接調(diào)制的定義、用途和特點(diǎn)。

27什么是光纖色散？光纖色散主要有幾種類(lèi)型？其對(duì)光纖通信系統(tǒng)有何影響？ 28分別說(shuō)明G.652G.653光纖的性能及應(yīng)用。

1.當(dāng)光纖中纖芯折射率n1略高于包層折射率n2，它們的差別極小時(shí)，這種光纖為弱導(dǎo)波光纖。在弱導(dǎo)波光纖中，由于

n2?1，在光纖中形成導(dǎo)波時(shí)，光射線(xiàn)的入射角θ1應(yīng)滿(mǎn)足的n1?1全反射條件為90°>θ1>θC=Sin

n2,由此可得θ1→90°，亦即在弱導(dǎo)波光纖中，光射線(xiàn)幾n1乎與光纖軸平行。從波動(dòng)理論講，導(dǎo)波是均勻平面波，即E和H與傳播方向（光射線(xiàn)指向）垂直，故弱導(dǎo)波光纖中的E和H分布是近似TEM波。其橫向場(chǎng)的極化方向不變。由于E（或H）近似在橫截面上，且空間指向基本不變，這樣就可把一個(gè)大小和方向都沿傳輸方向變化的E（或H）變?yōu)檠貍鬏敺较蚱浞较虿蛔兊臉?biāo)量E（或H），它將滿(mǎn)足標(biāo)量的亥姆霍茲方程，進(jìn)而求出弱導(dǎo)波光纖的近似解，這種方法稱(chēng)為標(biāo)量近似解法。2.階躍光纖中入射光線(xiàn)在纖芯和包層分界面上發(fā)生全反射，從而在纖芯中沿之字形的曲折路徑前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)光的傳輸。

非均勻光纖中入射光線(xiàn)按折射定律在纖芯中傳輸?shù)侥骋稽c(diǎn)時(shí)發(fā)生全反射，折向光纖軸線(xiàn)，從而以曲線(xiàn)形式在光纖中傳輸。

3．當(dāng)光射線(xiàn)從空氣射向光纖端面時(shí)，發(fā)生折射，滿(mǎn)足折射定律n0sin?=n1sin?z，此光線(xiàn)在纖芯中沿?z角方向前進(jìn)，此光線(xiàn)若能在纖芯中傳輸，則需滿(mǎn)足全反射條件，即

?1≥?C?Sin?1n2n?sin?1≥2，又因?yàn)棣葄= 90°-θn1n1

1所以可得sin?=n1sin?z=

222n1sin?1?n11?sin2?1≤n12?n2，由此可見(jiàn)，有sin?max=n1?n2，只要光射線(xiàn)的射入角?≤?max，此光線(xiàn)就可在纖芯中形成導(dǎo)波，也即這些光線(xiàn)被光纖捕捉到了。而反映這種捕捉光線(xiàn)能力的物理量就定義為數(shù)值孔徑，所以數(shù)值孔徑等于最大射入角的正弦。4.數(shù)值孔徑是用來(lái)表示光纖收集光線(xiàn)的能力的。NA?n0sinφmax

見(jiàn)教材P30，圖2-6 n0sinφ?n1sinθt

θt?90??θi

若發(fā)生全反射，θi至少應(yīng)等于θC，所以θt?90??θC，此時(shí)對(duì)應(yīng)入射角φmax，NA?n0sinφmax?n1cosθ2n12?n2 因?yàn)??? 22n1C?n11?sin2θC?n11?(n222)?n12?n2 n1 所以 NA?n12?

5.光纖的色散有材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。

材料色散由光纖材料的折射率隨頻率的變化而變化引起的。

波導(dǎo)色散由模式本身的群速度隨頻率的變化而變化引起的。

模式色散由光纖中的各模式之間的群速度不同而引起的。6.漸變型光纖纖芯折射率隨 r的增加按一定規(guī)律減小，即n1(r),則就有可能使芯子中的不同射線(xiàn)以同樣的軸向速度前進(jìn)，產(chǎn)生自聚焦現(xiàn)象，從而減小光纖中的模式色散。

7.材料色散是由于材料本身的折射率隨頻率而變化，使得信號(hào)各頻率成份的群速不同引起的色散。

波導(dǎo)色散是對(duì)于光纖某一模式而言，在不同的頻率下，相位常數(shù)β不同，使得群速不同而引起的色散。模式色散是指光纖不同模式在同一頻率下的相位常數(shù)β不同，因此群速不同而引起的色散。

8.自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收

自發(fā)輻射：可自發(fā)光，是非相干光，不受外界影響。

受激輻射：吸收外來(lái)光子能量，發(fā)相干光，產(chǎn)生全同光子，產(chǎn)生光放大。

受激吸收：吸收外來(lái)光子能量，不發(fā)光。

9.為了補(bǔ)償激光器內(nèi)光學(xué)諧振腔存在的損耗，使激光器維持穩(wěn)定的激光輸出需要滿(mǎn)足的振幅平衡條件，就是閾值條件。10.光照射到半導(dǎo)體的P-N結(jié)上，使半導(dǎo)體材料中價(jià)帶電子吸收光子的能量，從價(jià)帶越過(guò)禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶中出現(xiàn)光電子，在價(jià)帶中出現(xiàn)光空穴，總稱(chēng)光生載流子。光生載流子在外加負(fù)偏壓和內(nèi)建電場(chǎng)的共同作用下，在外電路中出現(xiàn)光電流，這就實(shí)現(xiàn)了輸出電信號(hào)隨輸入光信號(hào)變化的光電轉(zhuǎn)換作用。11.量子噪聲，光電檢測(cè)器噪聲、雪崩管倍增噪聲，光接收機(jī)中的熱噪聲，晶體管噪聲。12.f(E)=11?e(E?Ef)/KT

式中f(E)——費(fèi)米分布函數(shù)，即能量為E的能級(jí)被一個(gè)電子占據(jù)的幾率。E——某一能級(jí)的能量值。K——波爾茲曼常數(shù)，K=1.38×10

?2

3J/K T——絕對(duì)溫度 Ef——費(fèi)米能級(jí)

13.由于光波的傳播是由大量光子傳播來(lái)進(jìn)行的。這樣大量的光量子其相位和幅度都是隨機(jī)的。因此，光電檢測(cè)器在某個(gè)時(shí)刻實(shí)際接收到的光子數(shù)是在一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值附近浮動(dòng)，因而產(chǎn)生了噪聲。這就是量子噪聲，這就是量子噪聲，這也是量子噪聲的形成原因。

14.高速率的激光器，其譜線(xiàn)呈現(xiàn)多縱模譜線(xiàn)特性，而且各譜線(xiàn)的能量呈現(xiàn)隨機(jī)分配。因而單模光纖具有色散，所以激光器的各譜線(xiàn)（各頻率分量）經(jīng)光纖傳輸之后，發(fā)生不同的延時(shí)，在接收端造成脈沖展寬。又因?yàn)楦髯V線(xiàn)的功率呈現(xiàn)隨機(jī)分布，因此當(dāng)它們經(jīng)過(guò)上述光纖傳輸后，在接收端取樣點(diǎn)得到取樣信號(hào)就會(huì)有強(qiáng)度起伏，至此引入了附加噪聲，這種噪聲就稱(chēng)為模分配噪聲，這也是模分配噪聲產(chǎn)生的原因。

15.劣化分：1分鐘的誤碼率劣于1×10嚴(yán)重誤碼秒：1分鐘內(nèi)誤碼率劣于1×10

?6。

?3誤碼秒：1秒內(nèi)出現(xiàn)誤碼。

16.所謂接收靈敏度是指滿(mǎn)足給定誤碼率（BER）的條件下，光端機(jī)光接口R的最小平均光功率電平值。

所謂動(dòng)態(tài)范圍是指在滿(mǎn)足給定誤碼率的條件下，光端機(jī)輸入連接器R點(diǎn)能夠接收的最大功率電平值LR與最小功率電平值LR（即接收靈敏度）之差。'D?L'R?LR

17.由于激光器發(fā)出的光波是由許多根線(xiàn)譜構(gòu)成，而每根譜線(xiàn)的傳播速度不同，因而前后錯(cuò)開(kāi)，使合成的波形的寬度展寬，出現(xiàn)拖尾，造成相鄰兩光脈沖之間的相互干擾，這種現(xiàn)象稱(chēng)為碼間干擾。這也是碼間干擾產(chǎn)生的原因。

18．可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽慷仁侵府a(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率?？煽啃詫?duì)產(chǎn)品做出了定性的 分析，它反映了總的性能，可靠度對(duì)產(chǎn)品做出了定量的分析，它反映出一種數(shù)量特性。

19.若光纖數(shù)字通信系統(tǒng)由幾個(gè)部分串聯(lián)而成，系統(tǒng)的可靠度 表示為：

RS?R1?R2????????Rn

式中R1，R2，·······Rn分別是串聯(lián)系統(tǒng)中n個(gè)部分的可靠度。

RS?e??St?R1?R2????????Rn =e??1te??2t??????e??nt =e?(?1??2????????n)t

?S??1??2????????n???i?1ni

由上式可見(jiàn)，系統(tǒng)總的故障率等于各串聯(lián)部件故障率之和。

20.抖動(dòng)容限的指標(biāo)分為輸入抖動(dòng)容限和無(wú)輸入抖動(dòng)時(shí)的最大輸出抖動(dòng)容限。

輸入抖動(dòng)容限是指光纖通信系統(tǒng)（或設(shè)備）允許輸入脈沖存在抖動(dòng)的范圍。

無(wú)輸入抖動(dòng)時(shí)的最大輸出抖動(dòng)容限是指輸入信號(hào)無(wú)抖動(dòng)的情況下，光纖通信系統(tǒng)（或設(shè)備）輸出信號(hào)的抖動(dòng)范圍。

21.①光波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性高

②不同容量的光纖系統(tǒng)以及不同性質(zhì)的信號(hào)均可兼容傳輸

③提高光纖的頻帶利用率

④可更靈活地進(jìn)行光纖通信組網(wǎng) ⑤存在插入損耗和串光問(wèn)題

22⑴傳輸媒質(zhì)不同，WDM系統(tǒng)是光信號(hào)上的頻率分割，同軸系統(tǒng)是電信號(hào)上的頻率分割利用。

⑵在每個(gè)通路上，同軸電纜系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號(hào)4kHz語(yǔ)音信號(hào)，而WDM系統(tǒng)目前每個(gè)波長(zhǎng)通路上是2.5Gbit/sSDH或更高速率的數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)。

23當(dāng)一定強(qiáng)度的光入射到光纖中時(shí)，會(huì)引起光纖材料的分子振動(dòng)，低頻邊帶稱(chēng)斯托克斯線(xiàn)，高頻邊帶稱(chēng)反斯托克斯線(xiàn)，前者強(qiáng)度強(qiáng)于后者，兩者之間的頻差稱(chēng)為斯托克斯頻率

24當(dāng)兩個(gè)頻率間隔恰好為斯托克斯頻率的光波同時(shí)入射到光纖時(shí)，低頻波將獲得光增益，高頻波將衰減，高頻波的能量將轉(zhuǎn)移到低頻波上，這就是所謂的受激拉曼散射(SRS)。

25在理論上，克爾效應(yīng)能夠引起下面三種不同的非線(xiàn)性效應(yīng)，即自相位調(diào)制(SPM)、交叉相位調(diào)制(XPM)和四波混頻(FWM)。

26直接調(diào)制：即直接對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制，通過(guò)控制半導(dǎo)體激光器的注入電流的大小，改變激光器輸出光波的強(qiáng)弱，又稱(chēng)為內(nèi)調(diào)制。傳統(tǒng)的PDH和2.5Gbit／s速率以下的SDH系統(tǒng)使用的LED或LD光源基本上采用的都是這種調(diào)制方式。直接調(diào)制方式的特點(diǎn)是，輸出功率正比于調(diào)制電流，簡(jiǎn)單、損耗小、成本低。一般情況下，在常規(guī)G.652光纖上使用時(shí)，傳輸距離≤100km，傳輸速率≤2.5Gbit/s。

27由于光纖中所傳信號(hào)的不同頻率成分，或信號(hào)能量的各種模式成分，在傳輸過(guò)程中，因群速度不同互相散開(kāi)，引起傳輸信號(hào)波形失真，脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱(chēng)為色散。光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘?hào)脈沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。從機(jī)理上說(shuō)，光纖色散分為材料色散，波導(dǎo)色散和模式色散。前兩種色散由于信號(hào)不是單一頻率所引起，后一種色散由于信號(hào)不是單一模式所引起。28 G.652稱(chēng)為非色散位移單模光纖，也稱(chēng)為常規(guī)單模光纖其性能特點(diǎn)是：(1)在1310nm波長(zhǎng)處的色散為零。

(2)在波長(zhǎng)為1550nm附近衰減系數(shù)最小，約為0.22dB/km，但在1550nm附近其具有最大色散系數(shù)，為17ps/(nm2km)。

(3)這種光纖工作波長(zhǎng)即可選在1310nm波長(zhǎng)區(qū)域，又可選在1550nm波長(zhǎng)區(qū)域，它的最佳工作波長(zhǎng)在1310nm區(qū)域。G.652光纖是當(dāng)前使用最為廣泛的光纖。G.653 稱(chēng)為色散位移單模光纖。色散位移光纖是通過(guò)改變光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)、折射率分布形狀，力求加大波導(dǎo)色散，從而將零色散點(diǎn)從1310nm位移到1550nm，實(shí)現(xiàn)1550nm處最低衰減和零色散波長(zhǎng)一致。這種光纖工作波長(zhǎng)在1550nm區(qū)域。它非常適合于長(zhǎng)距離單信道光纖通信系統(tǒng)。