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2)插入损耗
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第4章无源光器件 4.1光纤连接器 4.2光纤耦合器 4.3光开关 4.4光纤光栅 4.5光滤波器 4.6WDM合波/分波器 4.7光隔离器与光环形器 4.8光锁相环与非线性光环镜NLOM 习题四 4.1光纤连接器 对于任何一个光纤线路，必须考虑的一个重要问题是光纤之间的低损耗连接方法。这些连接存在于光源与光纤，光纤与光纤以及光纤与光检测器之间。光纤连接需要采用何种技术，取决于光纤是永久连接还是可拆卸的连接。一个永久性的连接通常指的是一个接头，而一个易拆卸的连接则称为连接器。接头一般常见于线路中间两根光缆中的光纤之间的连接，连接器常位于光缆终端处，用于将光源或光检测器与光缆中的光纤连接起来。 每种连接方法都受限于一些特定的条件，它们在接头处都将导致不同程度的光功率损耗。这些损耗取决于一定参数，如两根光纤的几何特性、波导特性、光纤端面的质量以及它们之间的相对位置等。
4.1.1光纤连接损耗 连接损耗可分为外部损耗和内部损耗。 外部损耗又称为机械对准误差或连接错位损耗，它顾名思义是由于光纤之间的连接错位引起的损耗。 内部损耗又称为与光纤相关的损耗，这主要是由于光纤的波导特性和几何特性差异导致的损耗。连接错位一般有以下几种情况：轴向位移、连接间隔、倾斜位移、截面不平整。这些损耗如图4.1所示。
轴向位移即两根光纤连接处有轴向错位。其耦合损耗在零点几分贝到几个分贝之间，若错位距离小于光纤直径的5%，则损耗一般可以忽略不计。 连接间隔有时又称端分离。如果两根光纤直接对接，则必须接触在一起，光纤分得越开，光的损耗越大。如果两根光纤通过连接器相连，则不必接触，因为在连接器接触产生的相互摩擦会损坏光纤。 倾斜错位有时称为角错位。若角错位小于2°，则耦合损耗不会超过0.5dB。 截面不平整。光纤连接的两个截面必须经过高精度抛光和正面粘合。如果截面与垂直面的夹角小于3°，则耦合损耗不会超过0.5dB。
除了错位连接之外，任何相连的光纤的几何特性和波导特性的差异对光纤间的耦合损耗都有大的影响。这些特性包括纤芯的直径、纤芯区域的椭圆度、光纤的数值孔径、折射率剖面等。由于这些参数与生产厂家相关，因而使用者不能控制特性的变化。理论结果表明，与折射率剖面、纤芯区域的椭圆度相比，纤芯的直径和数值孔径的差异对连接损耗的影响更大。 4.1.2光纤连接方法 光纤连接是指两根光纤之间的永久或半永久连接，它的典型应用在于建立一个很长的光链路，或者用在不需要经常连接和断开光纤的情况中。为了实施和计算这样的连接，必须考虑的因素有两根光纤的几何差异、光纤在接点时的对准误差和接头的机械强度。这里介绍光纤通信中常用的连接方法。 光纤连接方法包括光纤熔接法、V型槽机械连接和弹性管连接。第一种方法可产生永久性的连接，而后两种连接方法在需要时可以将已连接的光纤拆开。
光纤熔接是通过加热的方法使已制备好的光纤端面连接在一起，如图4.3所示。这种技术产生非常小的连接损耗(典型的平均值小于0.06dB)。
但是，在采用这种连接方法时必须注意到，由于用手接触时产生的光纤表面损伤、加热时引起的表面损伤加深、光纤连接处附近的残余应力等都会在光纤介质熔化时导致化学成分的变化，从而产生不牢固的连接。 在V型槽机械连接方法中，首先要将预备好的光纤端面紧靠在一起，如图4.4所示。然后将两根光纤使用粘合剂连接在一起或先用盖片将两根光纤固定。V型通道既可以是槽状石英、塑料、陶瓷，也可以是金属基片作成槽状。这种方法的连接损耗在很大程度上取决于光纤的尺寸(外尺寸和纤芯直径)变化和偏心度(纤芯相对于光纤中心的位置)。
图4.5所示为弹性管连接装置的剖面图。这是一种可以自动进行横向、纵向、角度对准的独特器件。使用它连接多模光纤可以得到和商用熔接机同一大小范围的连接损耗，但它所需要的设备和技巧却要少得多。这种连接器件基本上就是一根用弹性材料做成的管子。管子中心孔的尺寸稍小于待连接的光纤。在孔的两端做成圆锥形以便于光纤插入。当插入光纤时，光纤使孔膨胀，于是塑料材料对光纤施加均匀的力。 这种对称特征让两根待连接光纤的轴自动准确地对齐。尺寸范围较宽的光纤都能够插入弹性管中。由于每一根光纤在插入到弹性管中时，其各自位置与弹性管管轴相关，因此两根待连接的光纤在尺寸上并不一定要相等。
4.1.3常用的几种连接器 光纤连接器常采用螺丝卡口、卡销固定、推拉式三种结构。
对接类型的连接器采用金属、陶瓷或模制塑料的套圈，这些套圈可以很好地适配每根光纤和精密套管。将光纤涂上环氧树脂后插入套圈内的精密孔中。套圈连接器对机械结构的要求包括小孔直径尺寸以及小孔相对于套圈外表面的位置。 图4.6给出了用于单模光纤和多模光纤系统中的两种常用对接类型的对准设计，它们分别采用直套筒和锥形(双锥形)套筒结构。 扩展光
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有線电视试题
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有线电视机线工试题
一、填空题
1．有线电视系统中，干线传输按照传输介质来分有光缆
三种形式。
2目前光纤通信三个低损耗窗口使用的波长分别为
3．HFC网是指 光纤电缆混合网
，各业务采用的主要复用方式是
频分复用。
4．行业标准GY/T121-95规定：系统输出口电平为
dBuV; 相邻频道间电平差不大于3
dB任意频道间电平差不大于
dB；;载噪比要求
；载波复合三次差拍比要求大于54。
5. 一般来说，环境温度改变1℃，同轴电缆的衰减量改变
6． 同轴电缆的衰减量与频率的平方根
7．某放大器工作增益为30dB，输出与输入相比功率提高了
8．光缆是由
等组成。按成缆方式可分为
层胶式 、 骨干式、 中心束管式
、 叠带式 、单位式
9．光纤的损耗包括
散射损耗 ，它与所传输的光波长有关，1.31um
光波长损耗为
0.35db ，1.55um光波长损耗为
10．光纤的色散包括
、材料色散
、 结构色散
11．产生激光的三个条件
实现粒子数反转 、
满足阈值条件 、
满足谐振条件
12．有线电视骨干网的拓扑结构主要有
两种形式。分配网的拓扑结构一般有
三种形式。
13.有线电视系统主要由信号源、前端、干线传输、用户分配等四部分组成。
14.干线传输系统的任务是把前端输出的高频电视信号高质量地传输给用户分
系统，其传输方式主要有光纤、微波和同轴电缆三种。
15.光纤传输具有频带很宽，损耗极低，抗干扰能力强，保真度高，性能稳定可靠等突出的优点。
16.电缆传输是技术最简单的一种干线传输方式，具有成本较低、设备可靠、安装方便等优点。
17.用户分配系统是由支线放大器、分配器、分支器、用户终端以及它们之间的分支线、用户线组成。
18.因为左重影（前重影）是由于当地强信号从空中直接窜入电视机造成，故左重影的抑制主要从减少空中直接窜入电波的影响着手。
19.右重影（后重影）产生的原因，一是电波进入天线前的多径传播，二是电波在系统中传送时由于阻抗不匹配造成的反射。
20.同轴电缆由内导体、外导体、绝缘介质和外护套四部分组成。
21.分配器和分支器是用来把一路信号分成多路，并进而分配给不同用户的无源器件。
22.分支器的电气性能：插入损失；分支损失；分支隔离度；反向隔离度
23.载噪比（C/N）定义为图像或声音载波功率与噪声功率之比。
24.放大器是有线电视系统中最重要的器件之一，其作用是把信号放大以补偿在传输过程中的损耗，保证用户端电平足够高、失真和噪声尽可能小。
25.放大器按使用场合分：天线放大器、前置放大器、干线放大器、延长（支干）线放大器和分配（楼栋）放大器。
26.干线放大器是安装在干线上，对信号进行放大，以补偿干线电缆的损耗，使传输线路进一步延长。
27.线路放大器作用是在分支干线中随着信号的传输和分配，其电平下降，为了继续分配需要加延长放大器。
28.干线或支干线末端常设置分配（楼栋）放大器，其作用是带动更多用户终端。
29.同轴电缆连接供电器和用户盒以外，其余均用F头连接，严禁在无接头的情况下用电缆芯线直接连接。
30、由于同轴电缆的芯线传输的是高频电视信号，因此具有 集肤效应，因此可以采用铜包铝结构，则就具有价格便宜、 重量轻、导电性能良好的特点
干线放大器的电缆损耗补偿有频率特性和温度特性两部分。
利用光纤（或MMDS）、同轴电缆 将电视信号输送到用户的系统，称为有线电视系统。
光有源设备重要有光发射机、光接收机和光放大器。
光接收机的作用是将光纤中传输来的光信号转换成射频电视信号。
分配器是用来分配射频信号的 __无源__器件。
从分配器实际使用安装角度看，通常又分为
分配器和 室内型 分配器。
分支器传输信号具有方向性，因此常把分支器称为_定向耦合器______.
分支器的主要特性是_插入损耗、分支损耗、反向隔离、相互隔离、反射损耗。
分配放大器是在___干线____、或___支线__末端供多路输出的放大器。
用户分配系统的任务是把从前端传来的信号分配给用户。
用户分配系统是由有源器件延长放大器、分配放大器及无源器件分配器、分支器、终端盒、和电缆等组成。
有线电视系统中用户电视机图像有雪花点，说明载噪比指标不
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