光纤通信原理复习要点提示

学习必备欢迎下载 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：①光纤通信的定义②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：①光的吸收，色散n=f （）和散射；②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：①光纤的结构，类型和各自的导光原理；②基膜LP 01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；③光纤的损耗特性，色散特性，

传输带宽；④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n1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 m。

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; 1.55

5. 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S i O2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 C .1.27 m m B. 1.05 D 1.31 m m

8．阶跃型光纤中，已知纤芯折射率n1=1.51，包层折射率 n2=1.45；工作波长为=1.31m。

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。

Sin n12n22 =1.31m。

9．假设阶跃折射率光纤n1 =1.48，包层折射率n2=1.478；工作波长为

求：（ 1）光纤端面光线容许的最大入射角m ax ；

（ 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：①半导体中的几种能带；②发光二极管LED 和半导体激光器LD;

③PIN 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< I t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） 4． PN 结具有双向导电性能。（ F ）

5．费米能级E f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：

①光电检测器的暗电流I d；p96

②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：①光纤的温度和机械特性；②光缆的结

构和种类；③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 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 A. 上升沿的 0～ 100%点 C. 下降沿的 0～ 100%点 B之间的时间间隔来衡量。 B. 上升沿的10%～ 90%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：①光源与光纤的耦合；②光调制；③光发射机；④光接收机；⑤

光中继器

1． LD 与单模光纤的耦合效率较高，可以达到 效率较低，可能小于1%；

30-50%。而LED与单模光纤的耦合

2. 采用具有自聚焦功能的GRIN 透镜后，3．光源与光纤的耦合方式有：直接耦合和LD与多模光纤的耦合效率达

透镜耦合。 50-80%。

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SNR

8. 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

码(NRZ)。其中B的占空比为1。 (RZ) 和非归零 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.3Z

10．名词解释：

①光源的直接强度调制；P128

②光中继器。 P145-146 11．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：①数字光纤通信系统；②线路码型；③性能指标；④光纤损耗对

中继距离的限制；⑤ 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

A ．155.52Mb/s B ． 311.04 Mb/s

C．622.08 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P T =11dBm ，接收机灵敏度为

P R=-37 dB m，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M C=6 dB ，设备富余度 M E＝ 3dB,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= （PT10－PR-37－ A CT0.4-A-Pd1-M） / (Af？ + CR0.4E3 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。T A ．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 -P169

10. 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：①波分复用 WDM 的定义，分类和系统使用方式；②掺铒光纤放大器

EDFA

1．EDFA 功率增益的定义式为 ______。

2．EDFA 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。3．EDFA 的工作波长范围为 __1530-1565nm____。

4.名词解释：光波分复用技术p186

5.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=ture

8. 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：①光相干检测的作用；②光纤的非线性效应；光瓠子通信的定义；

③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）主要是为了提高接收灵敏度和

选择性。（ T ）

2.名词解释：光纤瓠子通信P211

3.全光通信网指不使用任何的光电转换技术的通信网，目前已经全面实用化了。（ F ）

4.光纤的非线性效应指的是光纤的各种特征参数随光场的变化呈非线性效应。（ T ）

70 分 +30 分（ 10 次）

学位：优秀，良好，中等，及格，不及格 一．选择题15 分 二．填空题15分 三．判断题10分 四．名词解释4*5=20 分 五．画图题2*10=20 分 六．计算题2*10=20 分 1月 8号下午2： 00