在多模光纤中，由于芯径大,可存在多横模，如图：
4 光通信用光无源器件
4.1 种类 光通信用光无源器件品种、规格很多，它们起着光纤接续、聚光和准直、 衰减、功率分配、波长分配、光学隔离、色散补偿、开关等作用。其主要 种类有： a) 光连接器(包括光纤跳线) b) 光衰减器 c) 光耦合器(包括分光片） d) 光隔离器 e) 波分复用器 f) 光调制器 9) 色散补偿器 h) 光开关 i) 微光透镜/光准直器(GRIN)
3.2 光纤主要特性
光纤主要特性有衰减、色散和模式。 a) 衰减
由于介质（如OH-）吸收、不均匀物质散射和弯曲泄露，在光纤传输的 光会产生衰减。 衰减(dB/km)
2
0.2 波长(m)
1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 衰减系数 = (10/L) Lg (Pi / Po) 对波长为1310nm的光，其衰减系数为0.35dB/km；而对波长1550nm 的光，其衰减指标为0.2dB/km左右。
一个主干光通信系统，主要由信源和信宿、电端机（发 送、接收）、光端机（发送、接收）、光纤、中继器和无 源器件组成。
信源 电端机 光端 机(发)
EDFA
色散 补偿
光端 机(收)
电端机
信宿
在电端机（发）中要实现模/数变换和信源编码，在光 端机（发）中要实现线路编码、扰码和数字调制；在光端 机（收）中要实现光接收放大和时钟提取和判决再生。光 模块就是光端机中的关键部件。
光 纤低损耗区有两个窗口：1260-1360nm, 1480-1580nm；
b) 色散 不同波长的光的传播速度和路径与折射率紧密相关，从而分开的现象， 就是色散。如夏天雨后彩虹、三棱镜分色，示意图如下： 1、 2、。。。 n
1
2
含有一定光谱宽度的光束在光纤中传播时也会产生色散，从而导致脉冲 信号展宽，引起码间干扰,示意图如下：
2
关于光系统
2.1 光通信简要发展历史
a)
1966年,英国标准电信研究所华裔学者高锟博士和霍克海姆先生,根据介 质波导理论大胆预言,如果通过杂质提纯,把玻璃(石英)光纤的传输损耗较 由2000dB/km降低到20dB/km,就有可能用于光通信,这种预言完全为科研 进步所证实,因此人们把高锟博士称为光纤通信之父;
c) 不怕电磁干扰,保密性好;因为光纤有很厚的包层和涂敷层; d) 光纤不怕高温和腐蚀(与铜缆比较),寿命长,因为光纤的主要成份是SIO2
e) 体积小,重量轻.光纤芯径仅10-50 m,成缆光纤直径也仅1mm左右;
f) 光纤原料广泛,取之不尽,用之不竭 .
2.3 各种各样的光通信网络
通过二三十年的发展，光通信系统发展到光网络，可分为光骨干网（干 线）、广域网、局域网和用户接入网。
根据集成度和功能特点，可分为半导体芯片、组件（如TO-CAN)、和 光模块（包括光电收发模块、光电控制和调制模块、光放大模块）等。
还有其它未列入上述的产品类别。
1967年,美国贝尔实验室潘尼希等人发明并制作出了第一只近红外光半 导体异质结AlGaAs/GaAs 激光器;同期前苏联约飞研究所也制作出了短波 长半导体异质结激光器.
1978年左右,武汉邮科院赵梓森院士和他的同伴们,在实验室内拉制出了中 国第一根光纤,于是人们通常把赵梓森院士称为中国的光纤之父。
b)
光纤实用化.1970年,美国康宁玻璃公司研制出损耗为20dB/km的石英 光纤,1972-1973年,在0.85微米波段,光纤的损耗已下降到2dB/km.
C)
第一条光纤通信. 1976年第一条速率为44.7Mb/s 光纤通信系统在美国 亚特兰大的地下管道中诞生.
上世纪80年代,由短波长(0.85m)通信,发展到长波长1.31 m通信,再发 展到1.55 m通信;并在全世界范围内统一了同步传输体制(SDH) (这是 因为1.31 m光传输损耗降到0.5dB/km左右,1.55 m传输损耗降低到 0.2dB/km左右. 上世纪90年代, 推出波分复用(WDM)和掺铒光纤放大器,实现了Tb/s的 传输;并实现了传输速率4010Gb/S的通信,中国几乎同步进行. 2000年左右,国际上实现了单通道传输速率为40Gb/S的通信试验; 武汉邮科院2005年通过了国家攻关项目STM-256(40Gb/S)光系统设备 专家验收.
SC型连接器示意图如下所示。
C) ST型连接器 ST型连接器采用带键的卡口式锁紧机构,使其连接时能准确对中。其插 头示意图如下所示。
还有其它规格和种类型的连接器, 如LC型、MU-RJ型连接器等；这些连接 器有的用量比较小，有的正在发展之中。
5 关于光有源器件
5.1 定义和分类
光有源器件指的是光电子器件。 光电子器件是指具有把光转变为电（如光探测器）或把电转变为光 （如发光管、激光器）功能的单个独立的半导体器件。 光电子器件可分为光发射器件和光探测器件两大类。 光发射器件可分为一般发光管、超辐射发光管和激光器； 光探测器件可分为PIN型光电二极管和雪崩光电二极管。
1.7 无源光电子器件 不必借助外部任何光或电的能量而能自身某种功能的器件，如光连接 器、光衰减器、光功率分配器、光隔离器等。
1.8
MQW-DFB-LD 量子阱分布反馈激光器。
1.9 PIN-PD 内部具有P型-本征பைடு நூலகம்N性掺杂的半导体光电二极管。 1.10 光模块 由有源光电子器件、IC、无源元件（如电阻、电容、光隔离器）和光 纤混合集成在一起、完成某些功能的小体积线路块。
随消息变化、在规定时间内,幅值可以取连续范围内的任意数值的信号。
1.3 数字信号 在时间上分离和幅值上量化的信号。 1.4 时分复用 对来自不同低速率信道的数字信号进行交替排列,并使之在同一个高速 通信媒体上传输多个信道的综合数字信号的技术。
1.5 同步传输模式 SDH . . . 由一些网络单元（如复用器、数字交叉连接设备）组成的，在光纤上 进行同步信息传输、复用和交叉连接的系统（或网络）。 . SDH的特点是： . . .
4.2 几种主要的活动光连接器
a)
.
FC型系列连接器 FC型连接器是一种用螺纹连接、外部零件采用金属材料制作的连接器， 其插针主要有PC型、APC型两种，即FC/PC、FC/APC。
FC/APC主要用于高速、长途干线系统的光纤连接。
b) SC型连接器 SC型连接器与FC型连接器的插针和套筒完全一样，但外壳采用塑料制 作，采用矩形结构，便于密集安装，可直接插拔，且可做成多芯连接， 如两芯、四芯。其插针主要也有PC型、APC型两种。
C ) 模式 光是电磁场,光在光纤中传输可用麦克思韦电磁场理论来进行分析。 光在光纤中传输时不仅应满足麦克思韦方程,而且受边界条件的限制,于 是在光纤中只可能存在某些稳定的电磁场分布,而不是任意的电磁场分布。 所谓光纤模式就是稳定的电磁场分布. 在单模光纤中，由于芯径小,只可能存在一个模式,如右该模式称为单横 模。.
5.3 激光器主要性能 A 光功率-电流-电压（P-I-V）特性与阈值电流：
P-I-V特性 激光器组件的P-I-V特性是指，激光器输出光功率、正向注入电流以及 正向电压之间的关系曲线。其典型曲线如下图所示。 P(Mw)、 V P-I
5 I-V
1.5
I(mA) 12
B 光谱特性 激光器光谱特性如下所示。.
.
5.4 探测器主要类别和基本结构
由于材料、结构、性能、发射方式等不同，探测器有很多种类。
.
从内部结构（如掺杂、倍增层）分类，可分为PIN型光电二极管和雪崩光 电二极管（APD）； 从光入射方式分类，可分为正面进光和侧面近光探测器。 一个正面进光的平面PIN 光探测器管芯结构如下所示。
光 抗反射膜 P＋ 电极
具有全世界统一的网络节点接口和统一的时钟；
有一套标准化的信息结构等级，如STM-1，STM-4，STM-16,STM64,STM-256等 ; .. 所有网络单元都有标准光接口，从而可以在光路上互通； . . 大量采用软件进行网络管理和控制，因为其帧结构中含有丰富 . （约占5%）的用于维护管理的比特 1.6 有源光电子器件 内部具有电或光作用层、能使电变为光（如激光器）或光变为电（如 探测器）功能或电、光相互作用（如光调制器）的器件。
5.2 激光器主要类别和基本结构
由于材料、波长、结构、性能、电极形式、发射方式等不同，激光器有 很多种类。 从谐振腔结构分类，可分为F-P 腔激光器和分布反馈激光器； 从光发射方式分类，可分为側面出光和正面出光（VCSEL）激光器。 一个侧面出光的F-P 激光器管芯基本结构如下所示。
量子阱分布反馈激光器具有阈值电流小、光谱窄、输出功率大、温度特 性好等优点，是高速 直接调制激光器优选的光发射器件，其示意图如下。
FTTH（包括CATV）
数字 以太网
根据功能特点，可分为光发射组件和模块、光接收组件和模块、光放大 模块（如EDFA）和光调制器；（ 根据光谱和光功率特点，光发射器件又可 分为激光器、超辐射发光管（或激发管）、发光管；） 根据传输速率，可分为155Mb/s以下速率、（155-622）Mb/s速率、 （1.25-2.5-3.125)Gb/s速率和10Gb/s及以上速率；（45-870）MHz带宽； 根据封装结构，可分为同轴（包括TO）、直插（1X9、3X5、2X7等）、 蝶形封装、SFF、SFP（小型化可热插拔）； 根据传输波长，可分为0.85m（短波长）器件、1310 m（长波长）器 件 和1550 m（长波长）器件。
光通信用光电产品 相关知识介绍
目
录
1 基本概念 2 3 4 5 6 7 8 关于光系统 关于光纤 关于光无源器件 关于光有源器件 关于组件 关于光模块 关于光电子产品质量
1 基本概念
1.1 光纤通信 利用光学纤维做传输介质、用光作载波信号的数字通信。 光学纤维主要成分可以是二氧化硅（石英）、氟化物或塑料。 1.2 模拟信号