光纤通信期末考试复习提纲
光纤通信复习提纲
题型:
一、选择题，共15小题，总计30分
二、填空题，共20空,总计20分
三、简答题，共4小题,总计20分
四、计算题，共3小题，总计30分
一、选择题
1.光纤通信是以（ A ）为载体，光纤为传输媒体的通信方式。
A。光波 B。电信号 C。微波 D.卫星
2。要使光纤导光必须使（ B ）
A.纤芯折射率小于包层折射率
B.纤芯折射率大于包层折射率
C.纤芯折射率是渐变的
D.纤芯折射率是均匀的
3。（ D ）是把光信号变为电信号的器件
A.激光器 B。发光二极管 C.光源 D.光检测器
4。在系统光发射机的调制器前附加一个扰码器的作用是（ A ）
A.保证传输的透明度
B.控制长串“1"和“0”的出现
C。进行在线无码监测 D.解决基线漂移
5.SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1，其信号速率为（ A ）kbit／s。
A.155520 B。622080
C.2488320
D.9953280
6.掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（ B ）nm波段。
A。1310 B.1550 C.1510 D.850
7.发光二极管发出的光是非相干光,它的基本原理是（ B ）。
A.受激吸收 B。自发辐射 C.受激辐射 D.自发吸收
8.下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是（ A )
A.两者都能提供动态的通道连接
B.两者输入输出都是单个用户话路
C。两者通道连接变动时间相同 D。两者改变连接都由网管系统配置9。下列不是WDM的主要优点是( D )
A。充分利用光纤的巨大资源 B.同时传输多种不同类型的信号C。高度的组网灵活性，可靠性 D.采用数字同步技术不必进行码型调整
10.下列要实现OTDM解决的关键技术中不包括( D ）
A.全光解复用技术
B.光时钟提取技术
C.超短波脉冲光源
D.匹配技术
11。下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是（ A ）
A.光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率
B。光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率
C.光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量
D。光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数
12.数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为( A )dBm。
A. -10 B。10 C。-20 D。-30
13。光孤子源主要有哪几种( A )
A。掺铒光纤孤子激光器、锁模半导体激光器
B.掺铒光纤孤子激光器、窄纤谱半导体激光器
C。锁模半导体激光器、锁模半导体激光器
D。掺铒光纤孤子激光器、信道频率激光器
14。为增大光接收机的接收动态范围，应采用（ B ）电路。
A. ATC
B. AGC
C. APC D。 ADC 15。下面说法正确的是( C ）
A.光纤通信只能用于数字通信，不能用于模拟通信
B.光纤通信不能用于数字通信，只能用于模拟通信
C.光纤通信即可以用于数字通信，也可用于模拟通信
D.光纤通信不能用于数字通信,也不能用于模拟通信
16。下列现象是光纤色散造成的，是（ B ）
A。光散射出光纤侧面B。随距离的增加，信号脉冲不断展宽
C.随距离的增加，信号脉冲收缩变窄D。信号脉冲衰减
17.衰减器（ C ）
A。一个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
18.为了使雪崩光电二极管正常工作,在其P－N结上应加( D ）
A。高正向偏压 B.低正向偏压
C。低反向偏压 D.高反向偏压
19。在误码性能参数中，严重误码秒（SES）的误码率门限值为（ D ）A。10—6 B。10—5
C。10—4D。10—3
20。不属于
．．．无源光器件的是（ B ）
A.光定向耦合器 B。半导体激光器
C.光纤连接器 D。光衰减器
21。光纤通信指的是（ B ）
A 。以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式
B .以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式
C 。以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式
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光纤通信复习提纲
D.以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式
22。弱导光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是( A )
A.n1≈n2
B.n1=n2
C。n1〉>n2 D.n1〈 23.当V→∞时，光纤中的光能( D ) A.大部分集中在纤芯，小部分在包层B。大部分集中在包层,小部分在纤芯 C.都集中在包层中，纤芯中没有D。都集中在纤芯中，包层中没有 24.下列哪一种吸收属于光纤的本征吸收（ A ） A.SiO2的吸收 B.OH-的吸收 C。Cu2+的吸收 D.V3+的吸收 25.光纤通信需要从光纤的主传输信道中取出一部分光作为测试用时,需用（Ｂ） Ａ。光衰减器Ｂ。光耦合器Ｃ.光隔离器D。光纤连接器 26。光隔离器的作用是（ B ) A.调节光信号的功率大小 B.保证光信号只能正向传输 C。分离同向传输的各路光信号 D.将光纤中传输的监控信号隔离开 27.光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( A ) A.光源不能产生负信号光B。将出现长连“1”或长连“0” C。编码器太复杂D。码率冗余度太大 28.下列哪一个不是SDH网的特点( D ） A.具有全世界统一的接口标准 B.大量运用软件进行系统配置的管理 C.复用映射结构灵活D。指针调整技术降低了设备复杂性29。映射是指（ B ） A.支路信号装入C的过程 B.支路信号适配装入VC的过程 C。VC和TU指针构成TU的过程 D。N个STM-1同步复用进STM—N的过程30。目前EDFA采用的泵浦波长是( C ) A。 0.85μm和1。3μm B。 0。85μm和1.48μm C. 0.98μm和1。48μm D。 0。98μm和1。55μm 31. 决定光纤通信中继距离的主要因素是（ B ) A。光纤的型号 B.光纤的损耗和传输带宽 C.光发射机的输出功率 D。光接收机的灵敏度 32.光纤单模传输条件，归一化频率V应满足( B ） A.V>2。405 B. V<2。405 C。V〉3。832 D。V<3。832 33。使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续,将会造成（ D ）Ａ.光功率无法传输Ｂ。光功率的菲涅耳反射 Ｃ。光功率的散射损耗Ｄ.光功率的一部分散射损耗或以反射形式返回发送端34。在激光器中，光的放大是通过( D ) A。光学谐振腔来实现 B。泵浦光源来实现 C.外加直流来实现 D.粒子数反转分布的激活物质来实现. 35.掺铒光纤的激光特性（ A ） A.主要由掺铒元素决定 B。主要由起主介质作用的石英光纤决定 C。主要由泵浦光源决定 D.主要由入射光的工作波长决定 二、填空题 1.今后光纤通信的发展主方向是__扩大通信容量______、延长中继距离。 2. 根据传输方向上有无电场分量以及磁场分量，可将光电磁波传播形式分成三类：一为TEM波，二为 TE波 ,三为 TM波。 3。在多模光纤中，纤芯的半径越___大____,可传输的导波模数量就越多。 4。光缆由缆芯、___加强元件（或加强芯）____和外护层组成。 5。激光振荡器必须包括增益介质、激励源和____光学谐振腔(或激光腔)___。 6。对LD的直接调制将导致___激光器动态谱线增宽（或激光器光谱加宽）____,限制光纤通信系统的传输速率和容量。 7.LD属于受激发射发光,而LED属于___自发辐射____发光。 8.APD的雪崩放大效应具有随机性,由此产生的附加噪声称为__倍增噪声_____. 9。限制光接收机灵敏度的主要因素是___噪声____。 10。光纤通信系统中监控信号的传输途径有两个，一个是在光纤中传输,另一个是__通过光缆中附加的金属导线传输_____。 11。在mBnB编码过程中不使用的码组称为___禁字____。 12.数字光纤通信系统的抖动常用___ UI（或码元时隙）____作单位来描述。 13。造成光纤中传输的光波信号出现畸变的重要原因是____光纤色散___。 14。激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的__阈值条件_____ 15.由于___双折射____的存在，将导致光波的偏振状态沿光纤长度变化. 16。数字光纤通信系统的抖动是指数字信号的___有效瞬间____与其理想时间位置的短时间偏离. 17。SDH传输系统每秒传送8000帧STM—16帧，则该系统的传送速率为___2.488Gbit/s （或2488.32Mbit/s）____。 18。在SDH网中,为了网络的OAM，在SDH的帧结构中设置了段开销和___通道开销（或路开销）____. 19。EDFA_____不能__（能/不能）对1。3μm的光信号进行放大。 20.EDFA在光纤通信系统中的作用包括作前置放大器、作功率放大器和___作中继器____。 21。对于单模光纤来说，主要是材料色散和波导色散 ,而对于多模光纤来说，模式色散占主要地位。 22。响应度和量子效率都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。23.数字光接收机最主要的性能指标是灵敏度和动态范围。 第 4 页共9 页 光纤通信复习提纲 24.半导体激光器中光学谐振腔的作用是提供必要的光反馈以及进行频率选择。 25。渐变型光纤中,不同的射线具有相同轴向速度的现象称为自聚焦现象。 26。EDFA中光耦合器的主要作用是将输入光信号和原泵浦光混合起来。 27。常用的SDH设备有终端复用器、分插复用器和交叉连接设备等。 28。电信网有两大功能群：传送功能群和控制功能群。 29.自愈环结构可分为两大类,分别是通道倒换环和复用段倒换环。 30。耦合器的结构有许多类型，其中比较实用的有光纤型、微器件型 和波导型。 31.光纤可分为单模光纤和多模光纤 ,其中多模光纤又可以分为突变型多模光纤和渐变型多模光纤。 32。光和物质相互作用时,存在的三种基本跃迁过程是受激吸收、受激辐射和自发辐射。 33.数字光纤通信系统常用的线路码型有扰码、 mBnB码和插入码。34。STM—N帧结构中段开销包括再生段开销(RSOH）和复用段开销（MSOH）。 35.各种SDH业务信号在复用进STM-N帧的过程中都要经历映射、定位和复用 . 36.通信网中交换节点时钟的同步方式主要采用主从同步方式和相互同步方式两种基本方式. 37.SDH网的基本网络拓扑结构包括链形、星形、树形、环形和网孔形5种类型。 38.掺铒光纤放大器EDFA的应用方式有三种，即中继放大器、前置放大器和线路放大器。 39。SDH传送网分为电路层网络、通道层网络、传输媒质层网络。40。光放大器有半导体光放大器和光纤放大器两种类型。 三.简答题 1.光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用.P218（1-2） 答：光纤通信系统由发射机、接收机和光纤线路三个部分组成。发射机又分为电发射机和光发射机。相应地，接收机也分为光接收机和电接收机。电发射机的作用是将信（息)源输出的基带电信号变换为适合于信道传输的电信号，包括多路复接、码型变换等：光发射机的作用是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器、调制器组成，光源是光发射机的核心。光发射机的性能基本取决于光源的特性；光源的输出是光的载波信号，调制器让携带信息的电信号去改变光载波的某一参数(如光的强度）.光纤线路把来自于光发射机的光信号，以尽可能小的畸变（失真）和衰减传输到光接收机。光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体,接头和连接器是不可缺少的器件。光接收机把从光纤线路输出的产生畸变和衰减的微弱光信号还原为电信号。光接收机的功能主要由光检测器 完成,光检测器是光接收机的核心。电接收机的作用一是放大，二是完成与电发射机相反的变换，包括码型反变换和多路分接等. 2.比较半导体激光器(LD)和发光二极管（LED)的异同。P229(3-4） 答 LD和LED的不同之处: 工作原理不同，LD发射的是受激辐射光，LED发射的是自发辐射光。LED不需要光学谐振腔，而LD需要。和LD相比，LED输出光功率较小，，光谱较宽，调制频率较低。但发光二极管性能稳定,寿命长,输出功率线性范围宽，而且制造工艺简单，价格低廉。所以，LED的主要应用场合是小容量（窄带）短距离通信系统；而LD主要应用于长距离大容量（宽带)通信系统。 LD和LED的相同之处： 使用的半导体材料相同、结构相似，LED和LD大多采用双异质结(DH)结构，把有源层夹在P型和N型限制层之间。 3。光与物质间的相互作用过程有哪些?并分别解释其含义.P234（3—19） 答：光与物质之间的三种相互作用包括受激吸收、自发辐射和受激辐射。 (1）受激吸收。在正常状态下，电子处于低能级E1，在入射光作用下，它会吸收光子的能量跃迁到高能级E2上，这种跃迁称为受激吸收。 （2）自发辐射。在高能级E2的电子是不稳定的，即使没有外界的作用，也会自动地跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量转换为光子辐射出去,这种跃迁称为自发辐射. (3）受激辐射。在高能级E2的电子,受到入射光的作用，被迫跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁称为受激辐射. 4.在数字光接收机中,为什么要设置AGC电路？P237（4—8) 答：自动增益控制（AGC）使光接收机具有较宽的动态范围,以保证在入射光强度变化时输出电流基本恒定。由于使用条件不同，输入光接收机的光信号大小会发生变化，为实现宽动态范围,采用AGC是十分有必要的。AGC一般采用接收信号强度检测（一般设在放大器输出端）及直流运算放大器构成的反馈控制电路来实现。对于APD光接收机，AGC控制光检测器的偏压和放大器的增益；对于PIN光接收机，AGC只控制放大器的增益. 5。光发射机中外调制方式有哪些类型？内调制和外调制各有什么优缺点？P238（4—15）答：外调制有电折射调制器、电吸收MQW调制器和M-Z干涉型调制器。 内调制的优点是简单、经济、易实现，适用于半导体激光器LD和发光二极管LED;缺点是带来了输出光脉冲的相位抖动（即啁啾效应),使光纤的色散增加，限制了容量的提高。 外调制的优点是可以减少啁啾,不但可以实现OOK方案,也可以实现ASK、FSK、PSK等调制方案；缺点是成本高，不易实现。 6.在模拟光纤传输系统中,为了增加中继距离，必须采用扩展信号带宽的调制方式。具体方法有哪几种？并简述各种调试方法的原理。P242（6—3） 答：为了增加中继距离，采用扩展信号带宽的调制方式有频率调制、脉冲频率调制和方波频率调制。 频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对正弦载波进行调频，产生等幅的频率 第 6 页共9 页 光纤通信复习提纲 受调的正弦信号，其频率随输入的模拟基带信号的瞬时值而变化。然后用这个正弦调频信号对光源进行光强调制,形成FM—IM光纤传输系统。 脉冲频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对脉冲载波进行调频，产生等幅、等宽的频率受调的脉冲信号，其脉冲频率随输入的模拟基带信号的瞬时值而变化。然后用这个脉冲调频信号对光源进行光强调制,形成PFM—IM光纤传输系统。 方波频率调制方式是先用承载信息的模拟基带信号对方波进行调频,产生等幅、不等宽的方波脉冲调频信号，其方波脉冲频率随输入的模拟基带信号的幅度而变化.然后用这个方波脉冲调频信号对光源进行光强调制，形成SWFM—IM光纤传输系统。 7。在模拟光纤传输系统中，为什么宁可采用扩展信号带宽的调制方式来增大传输距离，而不采用增设中继站的方法?P243（6—4） 答：在模拟光纤通信中，存在噪声积累效应，信噪比随中继器数目的增加而下降.因此,在输出信噪比指标一定的条件下，中继器数目受到限制，即传输距离较短.而采用扩展信号带宽的调制方式,如调频，存在制度增益,可以提高输出信噪比;而在要求信噪比一定的条件下，就可以增大传输距离。 8。EDFA工作原理是什么？有哪些应用方式？P246（7-1) 答掺铒光纤放大器(EDFA)的工作原理：在掺铒光纤(EDF)中，铒离子有三个能级:其中能级1代表基态,能量最低;能级2是亚稳态，处于中间能级;能级3代表激发态，能量最高。当泵浦光的光子能量等于能级3和能级1的能量差时，铒离子吸收泵浦光从基态跃迁到激发态(1→3）.但是激发态是不稳定的，铒离子很快返回到能级2.如果输入的信号光的能量等于能级2和能级1的能量差，则处于能级2的铒离子将跃迁到基态（2→1）,产生受激辐射光,因而信号光得到放大。由此可见，这种放大是由于泵浦光的能量转换为信号光能量的结果。为提高放大器增益，应提高对泵浦光的吸收，使基态铒离子尽可能跃迁到激发态。 EDFA的应用,归纳起来可以分为三种形式: (1）中继放大器。在光纤线路上每隔一定距离设置一个光纤放大器，以延长传输距离。 (2）前置放大器。此放大器置于光接收机前面，放大非常微弱的光信号，以改善接收灵敏度。作为前置放大器，要求噪声系数尽量小。 （3）后置放大器。此放大器置于光发射机后面，以提高发射光功率。对后置放大器的 噪声要求不高，而饱和输出光功率是主要参数. 四。计算题 1.一阶跃折射率光纤的相对折射率差Δ=0。005，n1=1。5，当波长分别为0。85μm、1.31μm、1.55μm时，要实现单模传输，纤芯半径a应小于多少？ P222(2—10）解由单模传输的条件 推导出 当时， 同理,当时，;当时，. 2.一根数值孔径为0。20的阶跃折射率多模光纤在850nm波长上可以支持1000个左右的传播模式。试问： (1)其纤芯直径为多少？ (2）在1310nm波长上可以支持多少个模？ （3）在1550nm波长上可以支持多少个模？ P225（2-19) 解（1）对于阶跃光纤，传输的模数量，则 根据公式 得 （2)在1310 nm波长上,归一化频率 则传播模数量 （3）在1550 nm波长上，归一化频率 则传播模数量 3。有一段由阶跃折射率光纤构成的5km长的光纤链路，纤芯折射率n1=1。49，相对折射率差Δ=0.01。 (1）求接收端最快和最慢的模式之间的时延差; （2)求由模式色散导致的均方根脉冲展宽; （3)假设最大比特率就等于带宽,则此光纤的带宽距离积是多少？ P227（2—25）解（1）由得光纤包层折射率 则接收端最快和最慢的模式之间的时延差 （2） （3） 带宽距离积为：。 4. 设140 Mb / s 数字光纤通信系统发射光功率为-3 dBm ，接收机-38 dBm ,系统余量为4 dB ，连接器损耗为0。5 dB /对，平均接头损耗为0。05dB/km, 光纤衰减系数为0.4 dB / km ,光纤损耗余量为0.05 dB / km 。 （1）计算中继距离L .P239（5-4） （2）根据上述计算结果，设线路码传输速率F b=168Mb/s，单模光纤色散系数=5ps/(nm•km)。问该系统应采用rms谱宽为多少的多纵模激光器作光源?P240（5-5） 解：（1） 由题可知P t = —3 dBm,P r = —38 dBm，M e = 4 dB，αc = 0。5 dB/对,αs =0。05 dB/km，αf = 0．4 dB/km，αm = 0。05 dB/km。故得 所以受损耗限制的中继距离等于60 km。 (2）根据,代入由上题计算的L=60km及F b=168 Mb/s,=0。115， =5 ps/(nm·km),可得多纵模激光器的rms谱宽=2。28 nm。 5。一个二进制传输系统具有以下特性： (1）单模光纤色散为15ps/(km•nm），损耗为0.2dB/km。 （2）发射机用λ=1550nm的GaAs激光器，发射平均功率为5mW，谱宽为2nm。 第8 页共9 页 光纤通信复习提纲 （3）为了正常工作，APD接收机需要接收平均1000个光子/比特。 （4）在发射机和接收机耦合损耗共计3dB,系统余量为3dB。 求：数据速率为10Mb/s和100Mb/s时,最大中继距离各为多少。P240(5—7）解：假设系统余量为3 dB。数据速率为10 Mb/s时: 数据速率为100 Mb/s时： 根据 数据速率为10Mb/s时：=383.3km 数据速率为100Mb/s时：=38.3km 数据速率为10Mb/s时,最大中继距离受损伤限制为314.5km 数据速率为100Mb/s时，最大中继距离受色散限制为38.3km 6.假设我们想要频分复用60路FM信号，如果其中30路信号的每一个信道的调制指数mi=3%,而另外30路信号的每一个信道的调制指数mi=4%，试求激光器的光调制指数。P245（6-8） 解因为总调制指数m=m c N0.5，其中m c是每一路的调制指数，所以有 m1=0.03×300.5=0.16，m2=0。04×300。5=0.22 激光器的光调制指数为 光纤通信期末试题及答案 一、选择题 1. 下列哪个不是光纤通信的优点？ A. 带宽大 B. 传输距离长 C. 抗干扰能力弱 D. 体积小 答案：C 2. 光纤通信系统主要包括哪些组成部分？ A. 发光器、光纤、接收器 B. 发射机、中继机、收发器 C. 发送端、传输介质、接收端 D. 中继器、光纤放大器、光开关 答案：A 3. 光纤通信中，衰耗是指光信号在光纤中逐渐减弱的现象。下列哪个不是光纤衰耗的类型？ A. 吸收衰耗 B. 反射衰耗 C. 散射衰耗 D. 倍增衰耗 答案：D 4. 光纤通信中使用的主要光源有哪些？ A. 红外激光器、氦氖激光器 B. LED、半导体激光器 C. 氦氖激光器、LED D. 钬铝激光器、碘钨灯 答案：B 5. 光纤光谱宽度对光纤通信有何影响？ A. 光纤传输距离增加 B. 光纤衰耗增加 C. 光纤通信速率下降 D. 光纤通信质量提高 答案：D 二、填空题 1. 光纤通信的传输介质是_________。 答案：光纤 2. 光纤通信的主要优点之一是其_________。 答案：带宽大 3. 光纤通信中，光纤信号经过_________转换为电信号。 答案：接收器 4. 光纤通信中，信号传输时受到的减弱现象称为_________。 答案：衰耗 5. 光纤通信中使用的光源有_________和_________。 答案：LED和半导体激光器 三、简答题 1. 请简述光纤通信的工作原理。 答案：光纤通信是利用光的全反射原理，通过光纤传输光信号的一种通信方式。发光器会将电信号转换为光信号，通过光纤传输到接收器。光纤的光在一定角度范围内从光纤内壁全反射，使光信号能够在光纤中一直传输。接收器将接收到的光信号转换为电信号，实现光纤通信。 2. 光纤通信相比于其他通信方式有何优点？ 答案：光纤通信相比于其他通信方式具有以下优点： 光纤通信技术复习题（非考试题序） 一、填空题 P9 1、（1）：光纤通信是指利用（光纤）作为传输介质，实现（光信号）传输的通信方式。（5）WDM的含义是（波分复用），FTTH的含义是（光纤入户）。（这是名词解释的题目）SDH:同步数字系统WDM:波分复用系统DWDM：密集波分复用系统OTDR:光时域反射仪 P44 1、（3）：未经涂覆和套塑的光纤称为裸光纤，是由（纤芯）和（包层）构成的。（6）纤芯的折射率n1（大于）（大于或小于）包层的折射率n2。 （7）按折射率分布划分，光纤可分为（阶跃型光纤）、（渐变型光纤）。 （9）光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是（0.85）（1.31）（1.55），最低损耗窗口的中心波长是（1.55）。 （24）按缆芯结构的特点，光缆可分为（层绞式）光缆、（中心管式）光缆和（骨架式）光缆等。 （25）按线路敷设方式分类，光缆可分为（架空）光缆、（管道）光缆、（直埋）光缆、隧道光缆和水底光缆等。 P65 1、（3）：光的发射和吸收行为，包括三种基本过程，即（自发辐射）、（受激吸收）和（受激辐射）。 （8）激光器是由三个部分组成的，即：（工作物质）、（谐振腔）和（泵浦源或激励源）。（14）发光二级管，发出的是（荧光），光谱的谱线（宽），发散角（大）。而半导体激光器，发出的是（激光），光谱的谱线（窄），发散角很（小）。 P113 （9）光发送机的消光比越（大）越好，即全“0”时，发光功率越（小）越好，但在实际上，消光比越（大），光接收机的灵敏度会下降。 （10）在光端机中，除了光发送机外，还有（光发射机）机。 （11）当光电检测器受到光束照射时，光束横截面上包括（光子）数目的随机起伏，引起（电子--空穴对）的随机起伏，使光电检测器的（光生载流子）了随机起伏，这种随机起伏产生的的噪声就是量子噪声。 （12）暗电流是指（无光）照射时光电检测器中产生的电流。 （13）光接收机灵敏度是指在保证给定的（误码率）条件下，所需的最（小）平均接收光功率。 （14）光接收机的灵敏度越（小），光接收机的质量越高。 P172 （22）对供电系统的一般要求是（可靠性）、（质量）、（经济性）和（灵活性）。（23）供电系统的供电方式主要有四种，即（集中供电）、（分散供电）、混合供电和一体化供电方式。 （24）接地系统有（交流）接地、（直流）接地、（避雷）接地等方式。 （28）光缆线路遇到水库时，宜在水库的（上）游通过。 （32）G.651光纤是（渐变型多模）光纤，G.652光纤是（非色散位移单模）光纤，G.653光纤是（色散位移单模）光纤，G.655光纤是（非零色散）光纤。 （33）一般地，SDH系统选用（G.652）光纤，而高速、大容量、多信道的WDM或DWDM 干线系统选用（G.655）光纤。 P247 （42）OTDR上显示的后向散射功率曲线，其横坐标表示（纤长），其纵坐标表示（损耗）。 试题三 一、选择 1、为增大光接收机的接收动态范围，应采用（ B ）电路。 A．ATC B．AGC C．APC D．ADC 2、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( A ) A.光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大 3、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度( A ) A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用 4、STM－4每秒可传输的帧数是( D ) A.1000 B.2000 C.4000 D.8000 5、决定光纤通信中继距离的主要因素是( B ) A.光纤的型号 B.光纤的损耗和色散 C.光发射机的输出功率 D.光接收机的灵敏度 6、下列哪一个不是SDH网的特点( D ) A.具有全世界统一的接口标准 B.大量运用软件进行系统配置的管理 C.复用映射结构灵活 D.指针调整技术降低了设备复杂性 7、目前光纤通信系统中广泛使用的调制─检测方式是(D) A.相位调制—相干检测 B.强度调制—相干检测 C.频率调制—直接检测 D.强度调制—直接检测 8、光合波器是:(D) A .将多个光波信号合成一个光波信号在一根光线中传输 B.将多路光信号合并成一路光信号在光纤中传输 C.将同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输 D.将不同波长的多个光多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输 9、光纤的纤芯折射率应(A)包层折射率，光纤才能导光。 A.大于 B、小于 C、等于 D、大于等于 10、单模光纤中主要色散是()。多模光纤中主要色散是(A)。 A.波长色散，模式色散 B .波长色散材料色散 C .材料色散、偏振模式色散 D .偏振模式色散、模式色散 二、填空 1、无源器件主要有（光纤连接器）、（波分复用器）、（光调制器）、（光隔离器）、（光耦合器）和（光衰减器）、（光开关）等。 2、单模光纤纤芯直径一般为（8~10um ），多模光纤纤芯直径为（50~80um），光纤包层直径一般为（125 um ）。 3、光缆结构包括（缆芯）、（铠装）和（护套）。常用光缆有（层绞式）、（骨架式）、（中心管式）、（带状式）等结构。 4、在光纤通信系统中，对光源的调制可分（外调制）和（内调制）两类。 5、EDFA的泵浦结构方式有：（同向泵浦）；（反向泵浦） 6、SDH的主要复用步骤是（映射）、（定位）和（复用）。 7、光中继器实现方式有（光-电-光形式中继放大器）和（光放大器）两种 8、光接收机中,PIN光电二极管引入的主要噪声有(暗电流)噪声和(量子)噪声。 9、光隔离器是一种只允许光沿(一个方向)通过而在(相反方向)阻挡光通过的光无源器件。 10、光源的作用是将(电信号)变换为(光信号)。 11、光检测器的作用是将(光信号)转换为(电信号)。 光中继器实现方式主要有(光-电-光中继器 )和(对光信号直接放大的中继器)两种。 光纤通信技术复习 1、目前，通信用光纤的纤芯和包层绝大多数是由材料构成的。 2、STM－4一帧的字节数是。 3、EDFA泵浦光源的典型工作波长是。 4、为了得到较好的信噪比，对光接收机中前置放大器的要求是。 5、随着激光器温度的上升，其输出光功率会 6、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度。 7、工作波长位于附近的单模光纤，可以获得最低损耗。 8、关于半导体光源和半导体光电检测器的偏置电压应分别设置为 9、在光纤通信系统中，当需要从光纤的主传输信道中取出一部分光作为测试用时，需要 器来完成。 10、EDFA和激光器的基本构成中都有 11、光纤通信指的是以作载波、以为传输媒介的通信方式。 12、光纤单模传输条件，归一化频率V应满足。 13、掺铒光纤放大器的工作波长范围是 14、目前光纤通信系统中广泛使用的调制─检测方式是 15、为了使雪崩光电二极管能正常工作，需在其两端加上电压。 16、1970年出现的第一根光纤损耗是。 17、现在通信用光纤包层直径一般为。 18、在外来光子的激发下，低能级E1上的电子吸收了光子的能中hf（＝E2一E1）而跃迁到高能级E2的过 程称为。 19、以下几种光纤分别是什么光纤。 20、目前世界上敷设的90%光缆线路采用以下G.光纤。 21、在多模光纤中占主导地位、最终限制了多模光纤带宽的是色散。 22、掺铒光纤放大器的工作波长范围是。 23、阶跃型光纤中，导模的传输条件为 24、下列器件的作用分别是什么？ A. 光衰减器 B. 光隔离器 C. 光耦合器 D. 光纤连接器 25、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是 A. 光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率 B. 光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率 C. 光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量 D. 光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数 26、目前光纤通信的长波波长低损耗工作窗口是1.31μm和。 27、单模光纤纤芯直径一般为。 28、光缆的构造一般分为和护层。 29、构成光纤损耗的理论极限值的是本征吸收损耗和损耗。 30、准同步数字体系的帧结构中，如果没有足够的，就不能适应网络管理、运行和维 护。 31、我国PDH的基群速率是。 32、EDFA的泵浦结构方式有：结构、反向泵浦结构、双向泵浦结构。 33、光纤中的传输信号由于受到光纤的和色散的影响，使得信号的幅度受到衰减， 波形出现失真。 一、填空题： 1、开销在SDH中的作用非常重要，其中为避免定时成环，会用到S1(b1~b5)字节；设备间通讯用到DCC(D1~D12)字节；为进行复用段保护而采用的APS协议使用K1、K2(b1~b5)字节。 2、根据不同的应用场合，ITU-T建议对不同类型的SDH光接口进行了规范，如L-4. 1，其中L表示长距离局间通信，4表示传输速率为STM-4，1表示波长为1310nm的G.652光纤。 3、DWDM是一种能在一根光纤上同时传送多个携带有信息（模拟或数字）的光载波，只需通过增加波长实现系统扩容的光纤通信技术。 4、为保证设备正常运行，防尘网至少每隔15天清洁一次。 5、F1：使用者通路，为网络营运者提供一个64kbit/s通路，为特殊维护目的提供临时的数据/话音通道。 6、STM-1的传送速率为_____155.520Mbit/s__________（要求写出具体数值和单位）。 14、在SDH中，STM-1的速率为（155.520M）bps，STM-4的速率为（622.080M）bps，STM-16的速率为（2488.240M）bps。 7、中兴的SDH设备在实现EOS功能中，能提供___PPP_____，_____LACP_____， _____GFP_____三种封装协议，其中_______GFP___封装效率比其它高，可以实现与净荷内容无关的封装效率。 8、复用段的误码校验字节是B2字节，再生段的误码校验字节是___B1______。 9、对于4 节点STM－4 二纤环，若为双向复用段倒环，环的最大可保护的业务容量为 ___504____ 个E1 信号。 10、现有的PDH制式共有欧洲系列、北美系列和日本系列三种不同的信号速率等级。其中，欧洲系列的基准速率为___2Mbit/s_________，北美和日本系列的基准速率为 ______1.5Mbit/s_____。 11、在SDH系统内传送网管消息的逻辑通道为____ECC_________，其物理通道为DCC；STM-N帧中再生段DCC的传输带宽为______192_kbps_______，复用段DCC的传输带宽为______576kbps______。 12、误码校验字节常见的有B1、B2，其中B1是用于再生段（RSOH）段的误码校验字节，B2是用于复用段（MSOH）段的误码校验字节。 13、某中心网元光方向过多，容易造成DCC拥塞导致网管监管不利，因此需要采用DCC 屏蔽来避免这种现象的发生。 14、中兴的SDH设备在实现EOS功能中，能提供___PPP_____，_____LACP_____， _____GFP_____三种封装协议，其中_______GFP___封装效率比其它高，可以实现与净荷内容无关的封装效率。 光纤通信复习提纲 题型: 一、选择题，共15小题，总计30分 二、填空题，共20空,总计20分 三、简答题，共4小题,总计20分 四、计算题，共3小题，总计30分 一、选择题 1.光纤通信是以（ A ）为载体，光纤为传输媒体的通信方式。 A。光波 B。电信号 C。微波 D.卫星 2。要使光纤导光必须使（ B ） A.纤芯折射率小于包层折射率 B.纤芯折射率大于包层折射率 C.纤芯折射率是渐变的 D.纤芯折射率是均匀的 3。（ D ）是把光信号变为电信号的器件 A.激光器 B。发光二极管 C.光源 D.光检测器 4。在系统光发射机的调制器前附加一个扰码器的作用是（ A ） A.保证传输的透明度 B.控制长串“1"和“0”的出现 C。进行在线无码监测 D.解决基线漂移 5.SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1，其信号速率为（ A ）kbit／s。 A.155520 B。622080 C.2488320 D.9953280 6.掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（ B ）nm波段。 A。1310 B.1550 C.1510 D.850 7.发光二极管发出的光是非相干光,它的基本原理是（ B ）。 A.受激吸收 B。自发辐射 C.受激辐射 D.自发吸收 8.下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是（ A ) A.两者都能提供动态的通道连接 B.两者输入输出都是单个用户话路 C。两者通道连接变动时间相同 D。两者改变连接都由网管系统配置9。下列不是WDM的主要优点是( D ) A。充分利用光纤的巨大资源 B.同时传输多种不同类型的信号C。高度的组网灵活性，可靠性 D.采用数字同步技术不必进行码型调整 10.下列要实现OTDM解决的关键技术中不包括( D ） A.全光解复用技术 B.光时钟提取技术 C.超短波脉冲光源 D.匹配技术 11。下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是（ A ） A.光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率 B。光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率 C.光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量 1光纤由那几层构成，各层的主要作用是什么？ 光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝••纤芯的折射率比包层稍高，损耗 比包层更低，光能量主要在纤芯内传输•包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用• 2、光纤是怎样分类的？ 按折射率一突变型多模光纤、渐变性多模光纤、单模光纤；按材料一石英系光纤、石英芯塑 料包层光纤、多成分玻璃纤维、塑料光纤 3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？硅光纤的光谱衰减曲线表明存在三个低损耗窗口，这三个窗口分别是多少。 传输过程中光信号幅度的减小。原因：吸收、散射、弯曲损耗，吸收损耗是由于SiO2材料引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的，散射损耗主要是由材料微观度不均匀引起的锐利 散射和光线结构缺陷引起散射产生的。0.85um、1.31um、1.55um附近时光纤传输损耗较小 或最小的波长“窗口”相应损耗为2—3dB/km,0.5dB/km,0,2dB/km。 4、什么是色散？色散对光信号有什么影响？单模光纤中有哪几种色散？多模光纤中有哪几 种色散？单模光纤的零色散波长在什么位置？色散位移光纤是采用什么原理制成的？色散：（模式、材料、波导色散）在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。影响：模拟调制中限制带宽，若是数字脉冲信号将使脉冲展宽，限制系统传输速率。单模：色度色散、偏振模色散。多模：模内、模间色散。 1.31um。 5、目前光纤通信为什么采用以下三个作波长：入0=0.85讥2=1.31询3=1.55 ©m 这是光纤的三个低损耗窗口 6、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？ 长波长、单模光纤比短波、多模光纤具有更好的传输特性。一：单模光纤没有色散模式，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著限于经过多模光纤的传输时间；二：由光 纤损耗和波长的关系曲线可知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在1.55um处有最低值， 而且1.31um和1.55um处的色散很小，故目前长距离光纤通信一般都工作在 1.55um处。 7、光能量在光纤中传输的必要条件. 纤芯折射率大于包层折射率。 8、突变多模光纤数值孔径的概念及计算. 突变型多模光纤相对折射率差（纤芯和包层折射率分别为n1和n2）定义：n=（n1-n2）/n1 数值孔径NA sin e .厂n22 m.厂时间延迟巴吐sej nL（1丄）,最大入射角（9 = 9 c）和最小入射角 T c c c 2 （9 =0）的光线之间时间延迟差近似为上:上（耐叫 2qc c 2QC c 9、弱导波光纤的概念. 纤芯折射率为n1保持不变，到包层突然变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a=50~80卩m, 光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。带宽只有10~20 MHz • km, 一般用于小容量（8 Mb/s以下）短距离（几km以内）系统。 12、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理 自聚焦效应：不同入射角相应的光线，虽然经历的路程不同，但是最终都会聚在P点上,这种现象称为自聚焦效应• 14、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算•传输模数M（旦）『茁（旦芒 g 2 g 2 2 ★★第一章★★ ★光纤通信：是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。 ★光纤通信工作在什么区，其波长和频率：目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤。它是工作在近红外区，波长为0.8～1.8μm，对应的频率为167～375THz。 ★光纤通信的主要优点： 1 通信容量大； 2 中继距离远； 3 抗电磁干扰能力强，无串话； 4 光纤细，光缆轻； 5 资源丰富，节约有色金属和能源。 光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。因而经济效益非常显著。 ★光纤通信系统：光发送设备、光接收设备、光传输设备。 1 光发送设备：主要有驱动器和光源，其作用试吧店端机输入的信号对光源进行调制，使光源产生出与电信号相对应的光信号进入光纤。 2 光接收设备：主要有光检测器和光放大器， 3 光传输设备：短距离的是电缆，长距离时要加中继器。 4 中继器：由光检测器、电信号放大器、判决再生电路、驱动器和光源等组成。作用是将光信号变成电信号。 ★★第二章★★ ★光与物质的作用实质上就是光与原子的相互作用，这种相互作用有三种主要过程：自发辐射、受激辐射、受激吸收。 自发辐射：该过程与外界作用无关，各个原子的辐射是自发地、独立地进行，彼此毫无关联。（LED） 受激辐射：在受激辐射中，通过一个光子的作用，可以得到两个特征完全相同的光子，如果这两个光子再引起其他原子产生受激辐射，就可以得到四个特征完全相同的光子，…，如此进行下去，将形成“雪崩”反应。（LD） 受激吸收：该过程对外来光有严格的频率选择性。 ★形成粒子反转的条件：首先要有能实现粒子数反转分布的物质，也就是激光器的工作物质，它具有对光信号放大的能力；其次，要实现粒子数反转，还必须从外界输入能量，使工作物质中有尽可能多的粒子吸收能量后从低能级跃迁到高能级上去。这一过程也称为激励。当激励强度足够大时，便可在一堆激光能级之间实现粒子数反转。 ★★第三章★★ ★通信光纤的纤芯通常是折射率为n1的高纯度SiO2，并有少量掺杂剂，以提高折射率。 ★光纤结构：涂覆层、包层、纤芯。 ★按模式分类：单模光纤、多模光纤。 ★按折射率分类：阶跃型光纤、渐变型光纤。 ★数值孔径 ★标量模：利用标量近似解法得到的电磁场的结构形式称为标量模，用LPmn来表示。它们表示相应模式的光纤截面上的分布规律，m表示沿圆周方向光场出现最大值的对数，而n表示沿半径方向光场的最大值的个数。 ★LPmn单模传输条件：0＜V＜2.405。LP01模是最低工作模式，LP11是第一高阶模。 ★LPmn模可导的条件V>Vc(LPmn)。 ★LP11模的截止的归一化频率Vc=2.40483。 SDH光传技术复习题库 2、光纤通信中常用的三个低损耗窗口分别为（ 850nm ）、（ 1310ns ）、 （ 1550nm ）。 3、根据光纤中传输模式数量来分，可分为（单模光纤）和（多模光纤）。 4、影响光纤的传输特性的因素：（损耗特性），（色散特性）。 5、SDH光传输设备的传输距离主要由（损耗）和（色散决定）。 6、根据不同的应用场合，ITU-T建议对不同类型的SDH光接口进行了规范，如 S-16.2，其中，S表示（短距离局间通信），16表示（ STM-16 ），2表示波长为（ 1550nm ）光纤。 7、根据不同的应用场合，ITU-T建议对不同类型的SDH光接口进行了规范，如L-4.1，其中，L表示（长距离局间通信），4表示（ STM-4 ），1表示波长为（ 1310nm ）光纤。 8、TU－12指针的调整单位是（ 1 ）个字节，可知的指针范围为（ 0～139 ）。 9、SDH的中文翻译是：（同步数字体系）。 10、STM-1的速率为（ 155.52MB/S ），可以收容（ 63 ）个2M业务，可收容（ 3 ）个34M业务，可收容（ 1 ）个140M业务。 11、SDH的帧周期为（ 125 ）微秒,SDH帧结构是由（ 9 ）行8比特,（ 270 ）N列字节组成的。 11、SDH全称叫做同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）。 13、SDH传送网的同步传送模块STM-1、4、16、64，与它们对应的传输速率分别是（ 155.52 ）、（ 622.080 ）、（ 2488.320 ）、（ 9953.280 ）。 14、判断数字通信质量的一个主要因素是（误码性能）。 15、在SDH的SOH结构，E1、E2字节用于：公务联络；K1、K2字节用于：自动保护倒换协议（APS协议）。 16、按功能分，SDH的四种网络单元是（ TM ）、（ ADM ）、（ DXC ）和（ REG ）。 16、前有5种标准容器：C-11，C-12，C-2，C-3和C-4。我国定义C-12对应速 . 光纤通信大，突变型光纤有利于提高输入纤而言，光 1.光纤结构光纤的光功率，和渐变型光纤的纤增加的纤芯纤是由中心传输距离。可以偏振保持芯直径都很大，层同轴和外围的包光容纳数百个模式，所纤用在外差接收组成的圆柱形细丝。方式的相干光以称为多模光纤系 率比包纤芯的折射统，3.光纤主要用途：突这种系统最大损耗比包层层稍高，优点是提高型多模光变纤只能接收灵光能量主要在更低，敏度，增加短距离用于小容量传输距包层为纤芯内传输。离。系统。渐变型多模光 供反射的传输提光4.纤等容量分析光纤传输原适用于中并起一面和 光隔离，理的常用方法：中等距离系统。单模几何定的机械保护作用。光学法容量长光纤用在大.麦克斯韦波层的折设纤芯和包动方程法距离的系统。μ1.55 ，n2和射率分别为n15.几何光学法分析m色散移位光纤实现纤中传能量在光光问题的两容量的了10 10个出发n1>输的必要条件是点: 〓0 的超大容量超长数值孔。n2径〓色散平坦时间延距离系统。光纤主要有三种2.迟波分复纤适用于光. 通过分析光束突变型基本类型: 在用系统，光纤中传播的空这种系统可渐变型多,多模光纤间把传输容以量提高分布和时间分光单模,纤光模布. 几何光学法分三角几倍到几十倍。相对于单模光纤. 角个面积较光纤有效芯两的题问析1 / 17 分光走过的的折射率差很小，因: 〓突变型距离就度越长。产生全这种色散是由此多模光在交界面光反射时可能纤中的光渐变型〓 波导引有一部纤起的，.由此产生的脉分光进入包层之内，多模光纤 冲6.产生信号畸变的展宽现象在包层内传输一定叫做波导色散。能回到光纤中要原因是距离后又可主 9. 偏振模色散：纤芯中继续传输。进实存在色散，损耗和色际光纤不可入包层内的这部分是光纤最散重要的避免地存在一定缺陷，如纤光强的大小传输特性：损耗限制与光波芯椭圆度和输系统的传距长有关，即相当于光内部残余应力，色散则限制系, 传输路径长度随光使两个偏振离模的传输常数不同，统的传输容量波波长的不同而异。. 这样产生的色散是在光纤中的光脉有一定谱宽时间延7.迟差称为偏 振模色由于冲入射光纤后，传输的光信号，由于散或双折射色散。光传输同波长的光的时不同成分的不 10. 延迟不同间而产生损耗的机理包路径不完全相同，所括吸收损耗效的时间到达终点以和散射理物种的一损耗两部分。也不相同，从而出现吸收损应. 色散的种类：耗脉冲展宽。具体来是由2材料材料色式色散、模引说，起的固有. 散、波导色散入射光的波长越吸收和由长，杂质引起进入包层中的光色导波8.的吸收损射与包层纤芯散散这部强比例就越大，。的生产2 / 17 强微米级的高频微弯：耗主要由材 13. 光纤的制作要微观密度不均匀弯曲，微弯的原因：料求（1引起 的瑞利散射和光纤的生产过程中）透明（2）能将其拉制成使用沿长 度(由光纤结构缺陷如的带来的不均；方过向均匀分布的具气泡)引起的散射产程中由于光纤各有纤芯-包层结构的生的。瑞利散射损耗冷 2、光在光纤中传输是利用光的( 折射）原理。 5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（ PIN光电二极管）、（雪崩光电二极管）。 6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的（受激辐射）强于（受激吸收），即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。 7、在多模光纤中，纤芯的半径越（大），可传输的导波模数量就越多. 9、( 波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散. 11、PDH的缺陷之一:在复用信号的帧结构中，由于（开销比特）的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。 12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度 )。 13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的( 阈值条件）. 14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因,而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。 15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一,产生误码的主要 原因是传输系统的脉冲抖动和（噪声）。 二、选择题:（每小题2分，共20分.1—7:单选题，8—10：多选题） 4、CCITT于(）年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。 A、1985 B、1970 C、1988 D、1990 6、掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（)nm波段。 A、1310 B、1550 C、1510 D、850 7、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（）. A、受激吸收 B、自发辐射 C、受激辐射 D、自发吸收 9、要精确控制激光器的输出功率,应从两方面着手：一是控制（ B ）； 光纤通信期末考试题及答案分析 一、填空： 1、1966年，在英国标准电信实验室工作的华裔科学家首先提出用石 英玻璃纤维作为光纤通信的媒质，为现代光纤通信奠定了理论基础。 2、光纤传输是以作为信号载体，以作为传输媒质的传输方式。 3、光纤通常由、和三部分组成的。 4、据光纤横截面上折射率分布的不同将光纤分类为和 5、光纤色散主要包括材料色散、、和偏振模色散。 6、光纤通信的最低损耗波长是，零色散波长是 7、数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为 8、阶跃光纤的相对折射率差公式为 9、光纤通信中常用的低损耗窗口为、1310nm、 10、V是光纤中的重要结构参量，称为归一化频率，其定义式为 11、模式是任何光纤中都能存在、永不截止的模式，称为基模或主模。 12、阶跃折射率光纤单模传输条件为： 13、电子在两能级之间跃迁主要有3个过程，分别为、和受激吸收。 14、光纤通信中最常用的光源为和 15、光调制可分为和两大类。 16、光纤通信中最常用的光电检测器是和 17、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和 18、STM-1是SDH中的基本同步传输模块，其标准速率为： 19、单信道光纤通信系统功率预算和色散预算的设计方法有两种：统计设计法 和 20、光纤通信是以为载频，以为传输介质的通信方式。 21、光纤单模传输时，其归一化频率应小于等于 22．数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为： 23、所谓模式是指能在光纤中独立存在的一种分布形式。 24、传统的O/E/O式再生器具有3R功能，即在、和再生功能。 25、按射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有子午光线和两类。 26、光纤中的传输信号由于受到光纤的损耗和的影响，使得信号的幅度受到衰减；波形出现失真。 27、半导体材料的能级结构不是分立的单值能级，而是有一定宽度的带状结构，称为 28、半导体P-N结上外加负偏压产生的电场方向与方向一致，这有利于耗尽层的加宽。 29、采用渐变型光纤可以减小光纤中的色散。 30、SDH网中，为了便于网络的运行、管理等，在SDH帧结构中设置了 光通信概论总复习 1、原子的三种基本跃迁过程是：1、 2、4 （1）自发辐射； （2）受激辐射； （3）自发接受； （4）受激吸收; 2、光纤型光放大器可分为：1、2、3 （1）光纤拉曼放大器 （2）掺铒光纤放大器 （3）光纤布里渊放大器 （4）半导体光放大器 3、下面说法正确的是：3 （1）为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须等于纤芯的折射率； （2）为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须大于纤芯的折射率； （3）为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须小于纤芯的折射率； （4）为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须大于涂覆层的折射率; 4、光纤的单模传输条件是归一化频率满足：1 （1）V<； （2）V>； （3）V<； （4）V>; 5、STM-4一帧的传输速率是1; 19×270×8×8000； 29×270×8×8000×4； 39×270×8； 49×270×8×4; 6、光纤通信主要应用的3个波长是：1、2、3、4 （1） 850nm； （2） 1310nm； （3） 1550nm； （4）上述全部 7、下面说法正确的是：1、3 （1） F-P激光器的谱线宽度大于DFB激光器的线宽； （2） DFB激光器的线宽大于LED的线宽； （3）白炽灯的线宽大于DFB激光器的线宽； （4） LED的线宽小于DBR激光器的线宽; 8、下面说法正确的是：1 1损耗对光纤通信系统传输距离的限制可用光纤放大器克服； 2当损耗限制比色散限制距离短时,称这种光纤通信系统为色散限制系统； 3色散对光纤通信系统传输距离的限制可用光纤放大器克服； 4色散对光纤通信系统传输距离的限制可用光纤非线性克服; 2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。 5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（光电二极管）、（雪崩光电二极管）。 6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的( 受激辐射 )强于( 受激吸收 )，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。 7、在多模光纤中，纤芯的半径越( 大 )，可传输的导波模数量就越多。 9、（波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。 11、的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于( 开销比特 )的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。 12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度）。 13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的（阈值条件）。 14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。 15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一，产生误码的主要 原因是传输系统的脉冲抖动和（噪声）。 二、选择题：（每小题2分，共20分。1-7:单选题，8-10：多选题） 4、于（）年接受了概念，并重新命名为。 A、1985 B、1970 C、1988 D、1990 6、掺铒光纤放大器（）的工作波长为（）波段。 A、1310 B、1550 C、1510 D、850 7、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（）。 A、受激吸收 B、自发辐射 C、受激辐射 D、自发吸收 9、要精确控制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是控制（ B ）；二是控制（ D ）。 A、微型半导体制冷器 B、调制脉冲电流的幅度 C、热敏电阻 D、激光器的偏置电流 10、光纤传输特性主要有（） 1、画出光纤通信系统的基本组成框图。 —-基本光纤传输系统 2、光纤通信系统中，电信号对光的调制的实现方式有哪两种？简述各自含义及特点。 答：电信号对光的调制的实现方式分别为直接调制和外调制。直接调制是用电信号直接调制 半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。 这种方案的特点是技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性 所限制。 外调制是把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。 外调制的特点是调制速率高，但技术复杂，成本较高。因此只有在大容量的波分复用 和相干光通信系统中使用。 3、简述半导体激光器工作原理。 答：半导体激光器是向半导体PN 结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，再利 用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡的。 4、简述数字通信系统和模拟通信系统的区别。 答：数字通信系统用参数取值离散的信号（如脉冲的有和无、电平的高和低等）代表信息，强 调的是信号和信息之间的一一对应关系； 模拟通信系统则用参数取值连续的信号代表信息，强调的是变换过程中信号和信息之 间的线性关系。这种基本特征决定着两种通信方式的优缺点和不同时期的发展趋势。 5、什么是电光延迟和张弛振荡？会产生什么样的后果？ 答：（1）输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间，称为电光延迟时间Z d ，其 数量级一般为ns ； （2）当电流脉冲注入激光器后，输出光脉冲会出现幅度逐渐衰减的振荡，称为张弛振 荡； （3）产生的后果：张弛振荡和电光延迟的后果是限制调制速率。 6、光纤通信有哪些优点？ 答：（1）容许频带很宽，传输容量很大； （2） 损耗很小，中继距离很长且误码率很小； （3） 重量轻、体积小； （4） 抗电磁干扰性能好； （5） 泄漏小，保密性能好； （6）节约金属材料，有利于资源合理使用。 简答题 信 息 源 电发射 机 光发射 机 光纤线路 光信号 信息宿 输入 输出 输入 输出 电接收机 光纤通信期末总复习 一、总述 题型：判断（15% ）（1.5×10）+选择（30%）（2.5×12）+简答计算（55%）（5~6题） 考试范围（第一章～第十章），重点第五章、第六章、第七章，第四章自学 （不考） 要求：考试可以用中文答题，但是要熟悉英文专业术语（已经将常用专业术 语做了整理，可在网络教学平台下载）， 平时每次作业一定要会做，期末总成绩=考试成绩×60%+实验成绩× 20%+平时成绩（讨论+作业）×20% 二、第一章 光纤通信系统 1、光通信所用波长（红外、可见、紫外）， 2、dB ，dBm 计算，光通信系统功率预算 3、分清波长，频率，介质中波长，介质中的频率 v f λ= 4、基本光通信系统构成（框图），各个模块的功能 4、光子能量（以J 为单位，eV 为单位），会计算光线中的光子数 5、光纤（光纤通信）优点与缺点 三、光学概要 1、Snell 定律：计算纤芯包层上临界角，空气和纤芯入射面入射光锥大小 2、数值孔径（NA ）定义，意义 3、什么是光斑尺寸 四、 波动学基础 1、α与γ的换算 Proof: :dB km 10lgexp(2)1dB 110lgexp(2)km -220=108.685ln10 2.3026dB L L L km dB km γααγ γααααγα 用表示的衰减值；：衰减系数 ：传输距离 当时值就是；单位为=-==--=≈- 2、带宽和谱宽的换算（频率范围和波长范围换算） 12212 112122c c f f f c f c then f f f c f f λλλλλλλλλλλλλλλλ⎛⎫-∆=-=- = ⎪⎝⎭⎛⎫∆∆== ⎪ ⎝⎭ ∆∆∆∆⎛⎫ ∆=⇒∆=⇒= ⎪⎝⎭ 3、色散，材料色散，波导色散定义，展宽计算，单位长度展宽计算 Dispersion （色散）: Wavelength dependent propagation velocity. 传输速度随波长 变化的特性称为色散 Material Dispersion （材料色散）: Dispersion caused by the material. Waveguide Dispersion （波导色散）: Dispersion caused by the structure of the waveguide. L L ττ∆∆⎡⎤⎛⎫= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ ''n M L c τλλλ⎛⎫ ∆=-∆=-∆ ⎪⎝⎭ 4、光纤通信系统电带宽与光带宽关系 5、谐振腔（F-P 腔），纵模概念 1(1)222c m m c f f f m c mc c f Ln Ln Ln ∆∆+=-+=-= 2c c o o c o c c o f f f f c c λλλλλλ∆∆∆∆∆== = 7、平面边界上的反射，全反射临界角计算 1212 n n n n ρ-= + 第一章概论 一、填空题 1.1966年华人科学家首次提出利用是石英介质进行导光的概念1970年，康宁公司研 制成功低损耗石英光纤。 2.对于SiO2光纤，在有、和三个低损耗窗口，它们是目前光纤通信的实用工作波长。 3.光纤通信系统主要由、、和长途干线上必须设置的光中继器组成。 4.利用传输的通信方式称为光纤通信。 5.是光纤通信的主要传输媒质。 6.光纤的主要特性是和。 二、选择题 1.1970年，光纤研制取得了重大突破，美国康宁公司成功研制了损耗为（）的石英光纤，从而展现了光纤通信美好的前景。 A） 20 dB/km B）1000 dB/km C） 2.5 dB/km D） 4 dB/km 2.光纤通信的优越性（），多选题。 A）传输频带宽，通信容量大B）传输损耗小C）抗电磁干扰的能力强 D）光纤线径细、重量轻，而且制作光纤的资源丰富E）泄漏小，保密性好 三、判断题 1. 光波属于电磁波的范畴，属于光波范畴之内的电磁波包括紫外线、可见光和红外线，）2.光纤通信中光中继器的形式主要有两种，一种是光-电-光转换形式的中继器，另一种是在 光信号上直接放大的光放大器。（） 第一章概论习题答案 一、填空题 1.高车昆 2.0.85 pm、1.31 um及1.55 u m 3.电端机、光端机、光纤 4.光导纤维、光波信号 5. 光纤 6.损耗、色散。 二、选择题 1.A 2.ABCDE 三、判断题 1.（对） 2.（对） A） TM 波B） EM 波 波 2光缆线路按建筑形式分为（施工，确保质量。 A）直埋B）架空 3. 一条光缆线路上吊线不超过（ A) 2 B) 1 C) 6 D) 4 第二章光纤光缆习题 一、填空题 1.光纤是由中心的和外围的同轴组成的圆柱形细丝；为实现光能量在光纤中的传输，要求中心的纤芯的折射率稍高于外围的包层的折射率。 2.渐变型光纤的说明不同入射角的光线，虽然经历的路程不同， 但最终都会聚在一点上 3.由于的存在，使得在光纤中传输的光纤信号，无论是模 拟信号还是数字信号的幅度都要减小；光纤的决定了系统 的。（色散限制了带宽） 4.表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径，用 NA表示。 5.光纤按模式可以分为和o 6.光纤固定接续方法是最常用的方法，一般采用 二、选择题 1 光纤中传送的电磁场模式为（）。 0 TEM波D） TM、EM及其混合 ）等几种敷设方法，光缆敷设要做到精心 0 管道D）水下或海底 ）条。 三、判断题 1.通信用的光纤绝大多数是用石英材料做成的横截面很小的双层同心圆柱体， 外层的折射率比内层稍低。（） 2.实用的光纤并不是裸露的玻璃丝，而是在它外面附加几层塑料涂层，以保 护光纤，增加光纤的强度。经过涂塑的光纤叫做光纤芯线。涂塑有一次涂塑和二次涂塑。（） 3.紧套光纤是二次涂塑光纤，目的是为了减小外界应力对光纤的作用。优点是结构 一、填空题（每空分，共30分） 1.光纤通信中适合传输的3个波长范围为____850nm___ ，1310nm ，1550nm 。 2.光功率0dBm表示光功率为 1 mw。 3.在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术是WDM 技术。 4.光纤通信的光源常用的有（LD）和（LED） 采用（比特间插）方式复接，SDH采用（字节间插）方式复接. 6.Ｇ．６５５光纤非零色散位移单模光纤光波导有利于高速率、大容量的通信传输,适合用于密集波分复用。 7.目前我国SDH网络结构分四个层面，第一层面为长途一级干线网，第二层面为二级干线网，第三层面为中继层，第四层面为接入层。 的光线路码型为加扰的NRZ码。 的中文翻译是：同步数字体系。 的系列速率为155M 、622M、、10G 。 的速率为155MB/S ，可以收容63 个2M业务，可收容 3 个34M业务，可收容 1 个140M业务。 12.真正用于电信业务的比特的SDH帧结功能构区域是信息净负荷（9×261） 13.传送网从垂直方向上可分解为独立的三个层网络，即：物理层，数据链路层，网络层 整个帧结构分成（SOH）、（AU-PTR）、（PAYLOAD）三个区域。 －N帧中再生段DCC的传输速率为3*64Kb/s ；复用段DCC 的传输速率为9*64Kb/s 。 16.若设备只用E2通公务电话，则再生器不能（选能或不能）通公务电话。理由是E2属于复用段开销，再生器不处理。 17.设备能根据S1字节来判断时钟信号质量，S1的值越小，表示时钟信号质量越 高（选高或低)。 监测到有误码后，在本端有RSBBE(或再生误码）性能事件上报网管并显示相应的误块数。 19.复用段保护环上网元节点个数最大为16 ，因为K字节表示网元节点号的bit共4位。 设备支路板的阻抗特性主要有75 Ω和120 Ω；环回主要有内环回、外环回和不环回三种。 21.从网络的功能结构角度分类，保护包括1：1，1＋1, 1:n 。 22.复用段倒换功能测试对倒换时间的要求是倒换时间为≤50 ms。 23.常用的自愈保护方式有通道保护、复用段保护和子网连接保护。 24.单向通道保护环，A－C有业务，将A－B间光纤拨掉，A-C业务不会（会/不会）中断，若同时将A－B，B－C光纤拔掉A-C业务不会（会/不会）中断。光纤通信期末试题及答案
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