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光纤通信原理复习要点提示（2010年12月） 第一章 光纤通信概述本章主要掌握要点提示：光纤通信的定义组成。并了解其优点、发展史和发展趋势1近代通信技术分为电通信和光通信两类。目前广泛使用的光通信方式是利用 光纤 传输光波信号。2光纤通信的容量通常用BL积来表示，其中B表示为比特率，L为： 中继距离 。3 画图：画出光纤通信系统的组成结构图，并简述系统中各部分的主要作用。 第二章 光的性质本章主要掌握要点提示：光的吸收，色散n=f（）和散射；激光1要产生激光，须选择传播方向和频率一定的某一光信号优先放大，而将其他方向和频率的光信号加以抑制。为了获得单色性、方向性都很好的激光，需要加入一个 光学谐振腔 。2电磁波是一种横波，横波指质点的振动方向与传播方向 垂直 的机械波。3 色散 是指介质的折射率n随光波波长而变化的现象。介质的折射率n是随着波长的增加而减小的称为 正常色散 。4激光形成的条件有： 能实现粒子束反转的物质 ；泵浦和光学谐振腔。5激光的模式有两种：纵模和横模，其是激光腔内与腔轴垂直的横截面内的稳定光场分布。6当光通过不均匀介质时，会偏离原来的方向而向四周传播，这种现象称为光的： C 。 A. 吸收 B. 色散 C. 散射 D. 辐射7光与物质的作用实质上就是光与原子的相互作用，下列 D 不属于光与原子的相互作用。 A. 受激吸收 B. 受激辐射 C . 自发辐射 D. 散射8激光是通过 A 产生的。 A. 受激辐射 B. 自发辐射 C. 热辐射 D. 电流第三章 光纤本章主要掌握要点提示：光纤的结构，类型和各自的导光原理；基膜LP01的概念，阶跃型光纤只传输基膜的条件；第一高阶模是指哪种标量模；光纤的损耗特性，色散特性，传输带宽；单模光纤1 光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为： 纤芯 ， 包层和涂覆层。纤芯折射率通常是折射率为的高纯度 二氧化硅 。2 对于渐变型光纤，具有不同条件的子午射线，从同一地点出发，达到相同的终端。这种现象称为光纤的 自聚焦 。 3 光在光纤中传输时的衰减量可用光纤的损耗系数来表示，其单位为： dB/km 。4光纤通信中，石英光纤的三个低损耗窗口为： A 。 A. 0.85; 1.31; 1.55 B. 0.85; 1.27; 1.55 C .0.85; 1.27 ; 1.31 D 1.27 ; 1.31; 1.555. 下面那种色散不属于光纤的色散： D A. 材料色散 B. 波导色散 C. 模式色散 D. 辐射色散6对阶跃型光纤，将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是： C A. 折射 B. 在包层折射边界上的全内反射 C 在纤芯-包层界面上的全内反射 D 光纤塑料涂覆层的反射7在单模光纤中，材料色散和波导色散相互抵消，总色散等于零时的光波长是： C A. 0.85 B. 1.05 C .1.27 D 1.318阶跃型光纤中，已知纤芯折射率=1.51，包层折射率=1.45； 工作波长为=1.31。 求： （1）光纤的数值孔径NA；NA= （2）若要实现单模传输，则纤芯半径如何选择，即求半径a的取值范围 。9假设阶跃折射率光纤=1.48，包层折射率=1.478； 工作波长为=1.31。 求： （1）光纤端面光线容许的最大入射角； （2）若要实现单模传输，则纤芯半径如何选择，即求半径a的取值范围 。名词解释：8. 阶跃型光纤的相对折射率差，以及弱导波光纤的定义及其近似。P55； 9. 渐变型光纤的本地数值孔径NA(r) 。 第四章 光源和光电检测器本章主要掌握要点提示：半导体中的几种能带；发光二极管LED和半导体激光器LD;PIN和APD的原理和有关特性 价带；导带；满带；禁带1锗、硅等一些重要的半导体材料，根据电子所占据的概率不同分为不同的能带。其中，价带和导带、价带与满带之间的宽度不能被电子占据，称为 禁带 。2在半导体激光器（LD）的P-I曲线上，当I时，激光器发出的是 荧光 。3半导体激光器（LD）只发出一种单纵模。（ F ）4PN结具有双向导电性能。（ F ）5费米能级在能级系统中，也是一个可以被电子占据的实在的能级。（ F ）6价带下面被电子占满了的能带称为满带，满带中的电子不可以起导电作用。（ T ）7半导体激光器（LD）的一个缺点是： B 。直接耦合和透镜耦合 A. 能长时间连续工作，工作稳定 B. 温度特性较差 C .与光纤的耦合效率高，达30% -50% GRIN透镜80% D. 平均发光功率较高8原子的电离以及电子与空穴的复合发光过程，主要发生在 。 A. 满带 B. 禁带 C .费米能级 D. 价带与导带之间9半导体激光器（LD）产生激光输出应满足三个基本条件，下列 D 是不需要满足的。 A. 粒子数反转分布 B. 光反馈，即光学谐振腔C .激光振荡的域值条件：光增益大于光损耗 D. 光增益等于光损耗10. 名词解释： 光电检测器的暗电流；p96半导体材料的雪崩倍增效应。加一个大的反向电压-100V-p93第五章 光缆和光纤通信器件本章主要掌握要点提示：光纤的温度和机械特性；光缆的结构和种类；无源光器件1. 光纤的特性受温度的影响不大，但是在温度很低时，损耗随温度降低而增加。（ T ）2.光纤分路器和耦合器均为无源光器件。（ T ）3.光缆的基本结构为：缆芯、 加强元件 、外护层。4.在一个相对紧密的结构中包含了许多元器件或电路块，这些元器件或电路块的数目称为集成单元数量。集成单元数量少的称为组件，而数量多的称为 模块 。5.有些光器件对反射光非常敏感，进而导致其性能恶化。因此需要用 光隔离器 来阻止反射光，使单向光通过。6.光衰减器是： C 。A 阻挡某个波长的光而使其他波长的光透过的滤波器B.使输入光偏振，引起其他偏振光的损耗C.在一定的波长范围内均匀减小光强D.有选择地阻挡由自辐射产生的光子7光电检测器的响应时间用输出脉冲 B 之间的时间间隔来衡量。A. 上升沿的0100%点 B. 上升沿的10%90%点 C. 下降沿的0100%点 D. 下降沿的10%90%点 第六章 光端机本章主要掌握要点提示：光源与光纤的耦合；光调制；光发射机；光接收机；光中继器1LD与单模光纤的耦合效率较高，可以达到 30-50% 。而LED与单模光纤的耦合效率较低，可能小于1%；2. 采用具有自聚焦功能的GRIN透镜后，LD与多模光纤的耦合效率达 50-80% 。3光源与光纤的耦合方式有：直接耦合和 透镜耦合 。4. 一般要求光发射机的消光比小于_0.1_。5.一台质量好的光接收机，应有_较宽_的动态范围。6. 光接收机中，判决器和时钟恢复电路合起来构成_C_电路。 A. 光接收机前端 B. 线性通道 C. 数据恢复 D. 前置放大器7为了得到较高的信噪比，对光接收机中的前置放大器的要求是( D )A高增益B低噪声C低增益、低噪声D高增益、低噪声 SNR8. 在数字光纤通信系统中，按照“1”码时码元周期T的大小，可分为归零码(RZ)和非归零码(NRZ) 。其中 B 的占空比为1。A. RZ B. NRZ C. RZ 和 NRZ D. 两者都不是9光中继器的基本功能有均衡放大、识别再生和再定时。具有前两者功能的称为： A 中继器。 A. 2R B.3R C. 2Z D.3Z10名词解释： 光源的直接强度调制；P128 光中继器。P145-14611画图题：请画出直接检测数字光纤通信接收机的组成框图，并说明各部分主要包括哪些成分。第七章 光纤通信系统本章主要掌握要点提示：数字光纤通信系统；线路码型；性能指标；光纤损耗对中继距离的限制；SDH.。 并了解光纤局域网1. 已知STM-1是SDH中基本的标准模块，其速率为155.52Mb/s,那么STM-4的速率为： C A155.52Mb/sB 311.04 Mb/sC622.08 Mb/s,D 2488.32Mb/s 2. 在准同步数字体系中，我国和欧洲采用PCM30/32基群系列，其相应码速率为_2.048Mb/s。3.光纤通信系统的监控系统是监视、监测和 控制 系统的总称。4. 某单盘光缆的光纤通信系统，光发射机的平均发送光功率为PT=11dBm，接收机灵敏度为PR=-37 dBm，中继段平均接头损耗为As/Lf =0.04 dB/km，设计要求光缆富裕度为MC=6 dB，设备富余度ME3dB,无中继传输距离为80 km，试问在选取光缆时，光纤的每公里损耗Af最大为多少？其中： L80=（PT10PR-37ACT0.4-ACR0.4-Pd1-ME3）/ (Af ？+ As/Lf0.04+Mc6/80 ) Pmin=0.1微瓦 5.PCM端机的任务是把模拟信号转换成数字信号，包括取样、量化和 编码 三个步骤。6.用光纤来传输监控信号，采用的两种方式为： 频分复用 和时分复用传输技术。7.光纤通信的线路码型中，可插入区间通信、公务联络以及误码监测码功能的是 D 。A分组码B伪双极性码C加扰二进码D插入比特码 8. 光纤通信系统中，系统的误码性能是衡量其好坏的一个重要指标，其中，在长时间观测中误码数与总码元数之比，称之为： a 。TA长期平均误码率B误码的时间百分数C误码秒百分数D以上皆不是9. 名词解释：信号净负荷区-P16910. SDH中管理单元指针是用来指示净负荷的第 1 个字节在STM-N帧内的准确位置。 第八章 波分复用技术本章主要掌握要点提示：波分复用WDM的定义，分类和系统使用方式；掺铒光纤放大器EDFA1EDFA功率增益的定义式为_。2EDFA主要由掺饵光纤、泵浦光源、光耦合器、光隔离器和光滤波器等组成。3EDFA的工作波长范围为_1530-1565nm_。4.名词解释：光波分复用技术p1865. 光波分复用技术一般分为： 波分复用 ；密集波分复用和光频分复用技术。6. 实用的WDM系统大都采用 B 系统。A单纤双向B双纤单向C单纤单向D双纤双向7. 对于EDFA，功率增益会随着泵浦功率的增加而增加，因而可以通过不断提高泵浦功率来取得高的功率增益。 （ F ）F=false, T=ture8. 对于EDFA，开始时功率增益会随着掺铒光纤长度的增加而上升，但当光纤长度达到一定值时，增益反而下降。 （ T ）9. EDFA按照它的泵浦方式不同，有三种基本结构形式，下列哪种不是： D 。A同向泵浦结构B反向泵浦结构C双向泵浦结构D双反泵浦结构10. 掺铒光纤放大器的最大输出能力指：当饱和增益下降 3dB 时所对应的输出功率值。第九章 现代光纤通信技术简介本章主要掌握要点提示：光相干检测的作用；光纤的非线性效应；光瓠子通信的定义；全光通信网的概念1. 光纤通信中采用外差或零差检测方式（即相干光纤通信）