光纤通信原理复习要点提示
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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：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
光纤通信原理及应用
光纤通信原理及应用 摘要：光纤通信技术是利用半导体激光器等光电转换器将电信号转换成光信号，并使其在光纤中快速、安全地传输的一门新兴技术。光纤是一种理想的传输媒体，它具有传输时延低、高通信质量、高带宽、抗干扰能力强等特点。光纤在高速以太网中有着广泛的应用。论文主要分析了光电信号的转换、光纤通信的基本原理并介绍了光纤在通信领域中的一些应用。 关键词：光纤通信；光电转换；全反射 1. 引言 光纤是用光透射率高的电介质构成的光通路，它是一种介质圆柱光波导，它是用非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。光纤通信就是在发送端利用半导体激光转换器将电信号转换成光信号并利用光导纤维传递光脉冲来进行通信，光波通过纤芯以全反射的方式进行传导，有光脉冲相当于1，没有光脉冲相当于0。同时，接收端利用光电二极管或半导体激光器做成光检测器，检测到光脉冲时将光信号还原成电信号。在由于可见光的频率非 常高，约为8 10MHz的量级，因此一能做到使用一根光个光纤通信系统的传输带宽远远大于其它的传输媒体的带宽。同时利用光的频分复用技术，就纤来同时传输多个频率很接近的光载波信号，使得光纤的传输能力成倍地提高。 2.理论模型 在光纤通信系统的发送端使用光电信号检测电路将电信号转换成光信号，并使得光信号以大于某一角度入射到光通道，此时光信号在光纤以全反射的方式不断向前传输，并在接收端再将光信号转换成电信号进行进一步的处理。 2.1 光电信号检测电路的基本原理 光电检测电路主要由光电器件、输入电路和前置放大器组成。其中，光电检测器件是实现光电转换的核心器件，它把被测光信号转换成相应的电信号；输入电路为光电器件正常的工作条件，进行电参量的变换并完成前置放大器的电路匹配；前置放大器能够放大光电器件输出的微弱电信号，并匹配后置处理电路与检测器件之间的阻抗。 2.1.1 光电信号输入电路的静态计算 图解计算法是利用包含非线性元件的串联电路的图解法对恒流源器件的输入电路进行计算。反射偏置电压作用下的光电二极管的基本输入电路如下：
光纤通信原理试题讲解学习
1.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 2.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< 光纤通信原理作业 1、 LP01是单模光纤中的基模，它是一种B模。 A. 双折射 B. 线极化 C. 圆极化 D. 园双折 2、在目前的实用光纤通信系统中采用A调制方式，即将调制信号 直接作用在光源上，使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。 B. 间接 C. 外 D. 分接 3、费米能级E f可视为能级被电子占据的界限，它是反映物质中电子在各能级 上A的参量。 A. 分布 B. 跃迁 C. 辐射 D. 放大 4、电子占据某能级的几率服从A分布。 A. 费米统计 B. 柏松 C. 指数 D. 平方 5、色散位移单模光纤是在A um处，实现衰减最小和色散最小. A. 1.55 B. 1550 C. 1560 D. 1.5１ 6、零色散光纤是指工作波长为A nm的单模光纤，可获得最小的衰 减特性和特性。 ，色散 B. 1310 ，色散 C. 1.55 ，放大 D. 1.51，复用 光电检测器是利用材料的B，来实现光电转换的器件。 A. 受激吸收 B. 光电效应 C. 非线性 D. 受激辐射 8、光学谐振腔中的纵模是指腔中驻波沿轴向的分布状态，纵模间隔Δf= B。A. B. C. D. 9、光纤色散包括C、和模式色散。 单纵模、多纵模 B. 极化色散、多纵模 C. 材料色散、波导色散 D. 双折射、圆极化 10、受激辐射中产生一个C。 A. 菲涅尔现象 B. 费米能级 C. 全同光子 D. 耦合模式 11、光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、C μm。 B. 1550 C. 1.55 D. 1.51 12、当光纤纤芯的折射率与包层的折射率C时，称为弱导波光纤。 《光纤通信原理与技术》课程教学大纲 英文名称：Fiber Communication Principle and its Application 学时：51 学分：3 开课学期：第7学期 一、课程性质与任务 通过讲授光纤通信技术的基础知识，使学生了解掌握光纤通信的基本特点，学习光纤通信系统的三个重要组成部分：光源（光发射机）、光纤（光缆）和光检测器（光接收机）。通过本课程的学习，学生将掌握光纤通信的基本原理、光纤通信系统的组成和系统设计的基本方法，了解光纤通信的未来与发展，为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下基础。 二、课程教学的基本要求 要求通过课堂认真听讲和实验课，以及课下自学，基本掌握光纤通信的基础理论知识和应用概况，熟悉光纤通信在电信、通信中的应用，为今后的工作打下坚实的理论基础。 三、课程内容 第一章光通信发展史及其优点（1学时） 第二章光纤的传输特性（2学时） 第三章影响光纤传输特性的一些物理因素（5学时） 第四章光纤通信系统和网络中的光无源器件（9学时） 第五章光纤通信技术中的光有源器件（3学时） 第六章光纤通信技术中使用的光放大器（4学时） 第七章光纤传输系统（4学时） 第八章光纤网络介绍（6学时） 第九章光纤通信原理与技术实验（17课时） 四、教学重点、难点 本课程的教学重点是光电信息技术物理基础、电光信息转换、光电信息转换，光电信息技术应用，光电新产品开发举例。本课程的教学难点是光电信息技术物理基础。 五、教学时数分配 教学时数51学时，其中理论讲授34学时，实践教学17学时。（教学时数具体见附表1和实践教学具体安排见附表2） 六、教学方式 理论授课以多媒体和模型教学为主，必要时开展演示性实验。 七、本课程与其它课程的关系 1.本课程必要的先修课程 《光学》、《电动力学》、《量子力学》等课程 2.本课程的后续课程 《激光技术》和《光纤通信原理实验》以及就业实习。 八、考核方式 考核方式：考查 具体有三种。根据大多数学生学习情况和学生兴趣而定其中一种。第一种是采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定。对于理论和常识部分采用闭卷考试，期末考试成绩占总成绩的55％，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15％；第二种是采用课程设计（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程设计占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。第三种是采用课程论文（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程论文占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。 九、教材及教学参考书 1.主教材 《光纤通信原理与技术》，吴德明编著，科学出版社，第二版，2010年9月 2.参考书 （1）《光纤通信原理与仿真》，郭建强、高晓蓉、王泽勇编著，西南交通大学出版社，第一版，2013年5月 （2）《光通信原理与技术》，朱勇、王江平、卢麟，科学出版社，第二版，2011年8月 光纤通信原理试题＿1 参考答案 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1. 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； D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2.已知某Si-PIN 光电二极管的响应度R 0＝0.5 A/W ，一个光子的能量为2.24×10－19 J ，电子电荷量为1.6×10 －19 C ，则该光电二极管的量子效率为（ ） A.40％ B.50％ C.60％ D.70％ R 0=e 错误！未找到引用源。 /hf 3.STM-4一帧中总的列数为（ ） A.261 B.270 C.261×4 D.270×4 4.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ1满足（ ） A.θc13<θ1<θc12 B.θ1=0° C.θ1<θc13<θc12 D.θc12<θ1<90° 5.光纤色散系数的单位为（ ） A.ps/km B.ps/nm C.ps/nm.km ? D.nm/ps?km 6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（ ） A.20 dB B.30 dB C.40 dB D.60 dB 7.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（ ） A.逐渐减少 B.保持不变 C.逐渐增大 D.先逐渐增大后逐渐减少 8.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（ ） A.LP00 值为0 B.LP01 C.LP11为第一高次模 D.LP12 9.在薄膜波导中，导波的截止条件为（ ） A.λ0≥λC B.λ0<λC C.λ0≥0 D.λ0≤1.55μm 10.EDFA 在作光中继器使用时，其主要作用是（ ） A.使光信号放大并再生 ? B.使光信号再生 C.使光信号放大 D.使光信号的噪声降低 二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.根据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光（电磁波）的传播形式分为三类：一为_TEM_波；二为TE 波；三为TM 波。 2.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_折射率相同_的薄膜波导。 3.光学谐振腔的谐振条件的表示式为__错误！未找到引用源。______。q L c n 2= λ 4.渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的这种现象称为_自聚焦_现象。 5.利用_光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。 6.在PIN 光电二极管中，P 型材料和N 型材料之间加一层轻掺杂的N 型材料，称为本征层（I ）层。 7. 光源的作用是将 电信号电流变换为光信号功率 ；光检测器的作用是将 光信号功 光纤通信的基本原理 光纤是由单根玻璃光纤、紧靠纤心的包层、一次涂履层以及套塑保护层组成。纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高，因此当光从折射率高的一侧射入折射率低的一侧时，只要入射角度大于一个临界值，就会发生反射现象，能量将不受损失。这时包在外围的覆盖层就象不透明的物质一样，防止了光线在穿插过程中从表面逸出。 由发光二极管LED 或注入型激光二极管ILD 发出光信号沿光纤传播，在另一端则有PIN 或APD 光电二极管作为检波器接收信号。为确保信号的有效传输，在光发送端之前需增加光放大器，以提高入纤的光功率，在接收端的光电检测器之后将微信号进行放大，以提高接收能力。 光纤类型 根据光在光纤中的传播方式可将光纤划分为两种类型：即多模光纤和单模光纤。多模光纤又根据其包层的折射率进一步分为突变型折射率光纤和渐变型折射率光纤。多模光纤主要用于短距离、低速率的通信，用于干线传输网建设的光纤主要有三种，即G.652 常规单模光纤、G.653 色散位移单模光纤和G.655 非零色散位移光纤。而其中的G.65 3 光纤除了在日本等国家的干线网上有应用之外，在我国的干线网上几乎没有应用。G.655 光纤中的新型光纤最多，如低色散斜率光纤、大有效面积光纤、无水峰光纤等。 G.652 单模光纤：在C 波段1530 ～1565 nm 和L 波段1565 ～1625nm 的色散较大，系统速率达到2.5 Gbit/s 以上时，需要进行色散补偿，在10 Gbit/s 时系统色散补偿成本较大，它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光纤。 G.653 色散位移光纤：在C 波段和L 波段的色散很小，在1550nm 是零色散，系统速率可达到20 Gbit/s 和40 Gbit/s ，是单波长超长距离传输的最佳光纤。但是，由于其零色散的特性，在采用DWDM 扩容时会出现非线性效应，产生四波混频（FWM ），导致信号串扰，因此不太适用于DWDM 。 G.655 非零色散位移光纤：在C 波段和L 波段的色散较小，避开了零色散区，既抑制了四波混频，也可以开通高速系统。新型的G.655 光纤可以使有效面积扩大到一般光纤的1.5 ～2 倍，大有效面积可以降低功率密度，减少光纤的非线性效应。 光纤的优点 传输频带宽、通信容量大。 光纤传输损耗低、中继距离长。 光纤传输的信号不受电磁的干扰、保密性强、使用安全。 光纤具有抗高温和耐腐蚀的性能，因而可以抵御恶劣的工作环境。 光纤的体积小、重量轻，便于敷设。 制作光纤的原材料丰富，石英光纤的主要成分是二氧化硅（SiO 2 ）。 光缆的制造： 光缆的制造过程一般分以下几个过程： 光纤的筛选：选择传输特性优良和张力合格的光纤。 光纤的染色：应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色不迁移。 1.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 C.光发射机的输出功率 D.光接收机的灵敏度 2.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< 光纤通信基本理论 第四章光纤通信基本理论 一、填空题 1．光纤通信中所使用的光纤是截面很小的可绕透明长丝，它在长距离内具有(束缚)和传输光的作用。 2．光具有波粒二像性，既可以将光看成光波，也可以将光看作是由光子组成的(粒子流)。 3．波动光学是把光纤中的光作为经典(电磁场)来处理。 4．光纤色散是指由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，由于不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，从而导致(信号畸变)的一种物理现象。 5．在数字光纤通信系统中，色散使(光脉冲)发生展宽。 6．波导色散主要是由光源的光谱宽度和光纤的(几何结构)所引起的。 7、光纤的非线性可以分为两类，即受激散射效应和（折射率扰动）。 8．当光纤中的非线性效应和色散(相互平衡)时，可以形成光孤子。 9．单模光纤的截止波长是指光纤的第一个(高阶模)截止时的波长。 10．单模光纤实际上传输两个(相互正交)的基模。 11、光纤通信是以（光波）为载频，以光纤为（传输媒介）的通信方式。 12、目前光纤通信在（1550nm）波段附近的损耗最小。 13、（数值孔径）表征了光纤的集光能力。 14、G．653光纤又称做色散位移光纤是通过改变折射率的分布将(1310)nm 附近的零色散点，位移到(1550)nm附近，从而使光纤的低损耗窗口与零色散窗口重合的一种光纤。 15、G．655在1530-1565nm之间光纤的典型参数为：衰减<（0.25）dB/km; 色散系数在(1-6ps/nm·km)之间。 16、克尔效应也称作折射率效应，也就是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的（非线性）现象。 17、在多波长光纤通信系统中，克尔效应会导致信号的相位受其它通路功率的（调制），这种现象称（交叉相位调制）。 18、当多个具有一定强度的光波在光纤中混合时，光纤的（非线性）会导致产生其它新的波长，就是（四波混频）效应。 19、G．652光纤有两个应用窗口，即1310nm和1550nm,前者每公里的典型衰耗值为（0.34dB）,后者为（0.2dB）。 20、单模光纤的（模场直径）是作为描述单膜光纤中光能集中程度的度量。 二、单项选择题 1．将光纤的低损耗和低色散区做到1 450～1 650 rim波长范围，则相应的带宽为( B)THz。 A.2．5 B．25 C．5.0 D．50 2．阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界面上( B )而使能量集中在芯子之中传输。 A．半反射B．全反射 C．全折射D．半折射 3．多 模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是( A )的。 A．连续变化B．恒定不变C．间断变化D．基本不变 4．目前，光纤在( B )nm处的损耗可以做到0．2dB／km左右，接近光纤损耗的理论极限值。 A．1050 B．1550 C．2050 D．2550 5．石英光纤材料的零色散系数波长在( B )nm附近。 偏振模色散受限的最大理论传输距离 B 当比特率大于10Gbs 偏振模色散必须考虑降低光纤偏振模色散值 改进光纤的几何形状导致裸纤的旋转 10 PMD ps4 km 25 Gbs 10 Gbs 40 Gbs 30 180km llkm lkm 10 1600 km 100 km 6km 05 6400 km 400 km 25km 02 40000 km 2500 km 156km 光纤的光学及传输特 性参数之一------偏振模色散受限的最大理 论传输距离光纤的基本参数固有和非固有的偏振模色散原因包层 中心为椭圆包层偏心进入气体侧压涂层椭圆涂层偏心非固有 原因侧压弯曲扭曲光纤的光学及传输特性参数之一------偏振 模色散光纤的基本参数定义光纤作为单模光纤工作的最 短波长工作波长超过此波长时只能传输基模此时光纤为单模光纤工作波长低于此波长 时除基模外高次模也可传输此时光纤为多模光纤光纤的光学及 传输特性参数之一------截止波长光纤的基本参数弯曲损耗 宏观弯曲损耗是指光纤在以远远大于光纤外径的曲率半径弯曲时所 引入的附加损耗微观弯曲损耗是指光纤受到不均匀应力的 作用光纤轴产生的微小不规则弯曲所引入的附加损耗光纤的光学及 传输特性参数之一------弯曲损耗光纤的基本参数衰减系数 色散系数截止波长弯曲损耗 1310nm波长处036dBkm 1550nm 波长处022dBkm 1310nm波长处 0ps nmkm 1550nm波长处19ps nmkm cc1260nm 以75mm为直径松绕100圈1550nm波长处附加衰减005dB 光纤通信原理光纤传输原理图 光纤通信原理 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维 中的全反射原理而达成的光传导工具。掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒(Er)离子的光纤，它是掺铒光纤放大器的核心。从20世纪80年代后期开始，掺铒光纤放大器的研究工作不断取得重大的突破。WDM技术、极大地增加了光纤通信的容量。成为当前光纤通信中应用最广的光放大器件。 光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件。在使用光纤的通信系统中，不需将光信号转换为电信号，直接对光信号进行放大的一种技术。掺铒光纤放大器(EDFA即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器)是1985年英国南安普顿大 学首先研制成功的光放大器，它是光纤通信中最伟大的发明之一。掺铒光纤放大器的工作原理： 铒光纤放大器主要是由一段掺铒光纤（长约10-30m）和泵浦光源组成。其工作原理是：掺铒光纤在泵浦光源（波长980nm或1480nm）的作用下产生受激辐射，而且所辐射的光随着输入光信号的变化而变化，这就相当于对输入光信号进行了放大。研究表明，掺铒光纤放大器通常可得到15-40db的增益，中继距离可以在原来的基础上提高 100km以上。那么，人们不禁要问：科学家们为什么会想到在光纤放大器中利用掺杂铒元素来提高光波的强度呢？我们知道，铒是稀土元素的一种，而稀土元素又有其特殊的结构特点。长期以来，人们就一直利用在我学器件中掺杂稀土元素的方法，来改善光学器件的性能，所以这并不是一个偶然的因素。另外，为什么泵浦光源的波长选在980nm或1480nm呢？其实，泵浦光源的波长可以是520nm、650nm、980nm、和1480nm，但证明波长980nm的泵浦光源激光效率最高，次之是波长1480nm的泵浦光源。 掺铒光纤放大器的基本结构： EDFA的基本结构，它主要由有源媒质(几十米左右长的掺饵石英光纤，芯径3-5微米，掺杂浓度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nm LD)、光耦合器及光隔离器等组成。信号光与泵浦光在铒光纤内可以在同一方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或两个方向(双向泵浦)传播。当信号光与泵光同时注入到铒光纤中时，铒离子在泵光作用下激发到高能级上，三能级系统)，并很快衰变到亚稳态能级上，在入射信号光作用下回到基态时发射对应于信号光的光子，使信号得到放大。其放大的自发发射(ASE)谱，带宽很大(达20-40nm)，且有两个峰值分别对应于1530nm和1550nm。 掺铒光纤放大器的优点: 一 填空题 1光波属于电磁波范畴,包括可见光、红外线和紫外线. 2.目前实用通信光纤的基础材料是 二氧化硅 . 3.目前光纤通信采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波的光纤数字通信系统. 4.光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤。 5.光接收机的主要作用是将光纤送过来的光信号转换成电信号。 6.目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即0.8～1.8μm 波长区，对应频率为 167~375THz 7.目前光纤通信的三个实用窗口为0.85μm 、1.31μm 及1.55μm 。 8.在传播方向上既无电场分量也无磁场分量，称为横电磁波。 9.在传播方向上有磁场分量但无电场分量，称为横电波。 10.在传播方向上有电场分量但无磁场分量，称为横磁波。 11. 光纤损耗的单位是dB/km 。 12. 单位长度光纤传输带宽的单位是MHz .km 。 13. 光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN ）和雪崩光电二极管（APD ）。 14.光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体激光器（LD ）或半导体发光二极管（LED ）。 15.光纤纤芯的折射率n 1大于包层折射率n 2。 16.按照光纤横截面折射率分布不同来划分，光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。 17.按照纤芯中传输模式的多少来划分，光纤可分为单模光纤和多模光纤。 18. 单模光纤的纤芯直径约为4～10μm 。 19. 多模光纤的纤芯直径约为50μm 。 20.光缆的结构可分为缆芯、加强元件和护层三大部分。 21.影响光纤最大传输距离的主要因素是光纤的损耗和色散。 22.光纤损耗包括：光纤本身的损耗，光纤与光源的耦合损耗，光纤之间的连接损耗等。 23.色散的大小用时延差来表示。 24.色散的程度用时延差来表示，时延差越大，色散就会越严重。 25.时延差的单位是ps/km.nm 。 26.单模光纤中的色散不存在模式色散，只有材料色散和波导色散。 27.光纤通信系统中，误码性能和抖动性能是传输性能中的两个主要指标． 28.抖动的程度原则上可以用时间、相位、数字周期来表示，现在多数情况是用数字周期表示． 29.抖动容限可分为输入抖动容限和输出抖动容限． 30. 掺铒光纤放大器的英文缩写是EDFA 。 31.渐变型光纤由于芯子中的折射指数n 1是随半径r 变化的，因此子午线是曲线。 32.渐变型光纤靠折射原理将子午线限制在芯子中，沿轴线传输。 33.弱导波光纤中的光线几乎与光纤轴平行。 34.弱导波光纤中的光波是近似的横电磁波。 35.在阶跃型光纤中，不论是子午线还是斜射线，都是根据全反射原理，使光波在芯子和包层的界面上全反射，而把光波限制在芯子中向前传播的。 36.导波传输常数的变化范围 。 37.当 时，电磁场能量不能有效地封闭在纤芯中，而向包层辐射，这种状态0201k n k n β<<02k n β= 课程教案 （2015—2016学年第二学期） 课程名称：光纤通信 授课学时： 44学时 授课班级：电子信息工程13级 任课教师： 教案（首页） 第2章光纤与光缆 （一）教学内容： 基本光学定律和定义，光纤模式和结构，光纤波导传输的基本原理，圆波导的模式理论，单模光纤的基本原理，光纤材料和制造基本原理。 重点：光纤模式和结构，光纤波导传输的基本原理，单模光纤的基本原理，光 纤材料和制造基本原理。 难点：圆波导的模式理论 （四）概述 对光纤的结构和分类做简单介绍,对光纤的导光原理采用射线法和标量近似解法进行重点分析。对单模光纤的结构特点、主模及单模传输条件进行讨论。介绍光纤的传输特性及特殊光纤。 教学环节教学过程 引言 本章课程的讲授 在整个通信技术的发展中传输介质始终是人们需要不断研究和改进的课题，光通信从19世纪前就已得到应用，但由于没有找到合适的传输介质，使得光通信无法充分发挥其优点。1966年英籍华人科学家C.K.Kao发表论文提出可以利用纯度极高的石英玻璃作为传输煤质来传送光信号，从而拉开了光纤通信技术飞速发展的序幕（C.K.Kao博士也因此成就获得2009年Nobel物理学奖）。近半个世纪来，人们对光纤的结构、制造工艺不断改善，使得光纤的传输性能越来越优良，光纤已经成为现代长途干线网络信息传输的首选传输介质。 本章将对光纤进行详细的讨论，使学生对光纤通信课程建立较好的基本理解。 在讲授基本内容之前请学生回答自己对实际生活中所接触的光纤光缆的认识和理解，大家在什么地方用过光纤呢？家里或宿舍上网时信息是通过什么进行传输或如何进行传输的呢？通过提问对学生进行较好的引导，让学生上课时很快提高兴趣。 2.1 光纤的结构和分类 2.1.1 光纤的结构 光纤有不同的结构形式。目前，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玻璃体，外层玻璃的折射率比内层稍低。折射率高的中心部分叫做纤芯，其折射率为，直径为2a；折射率低的外围部分称为包层，其折射率为，直径为2b。 让学生自行思考为何要采用这种结构？提问！强调纤芯和包层的折射率很接近、差值不能太大。 采用芯包结构的目的： （1）进行全反射，减小散射损耗。 （2）增加纤芯的机械强度。 （3）保护纤芯不受外界的污染。 1 n 2 n 1.1966年由英籍华人高锟和霍克哈姆提出可以使用 光纤作为传输介质。 2.在光电二极管中只有入射波长λ< λ（>,<或=）的光入 c 射才能产生光电效应，所以 λ称为截止波长。 c 3.分析光纤中光的传输特性时有两种理论：射线光学理论和 波动光学理论。 4.光纤与光纤的连接方法有两大类：一类是活动连接，另 一类是固定连接。 5.单模传输条件是归一化参量满足归一化频率 V≤2.405 。 6.LED和LD在结构上的最大差异是：LD具有谐振腔。 7.光发送机主要由光源、驱动电路和辅助电路组成。 8.接收机中存在的噪声源可分为两类：散粒噪声和热噪声。 9.光放大器是基于受激辐射原理，实现入射光信号放大的 一种器件，其机制与激光器完全相同。 10.是无源器件的输入和输出端口之间的光功率之比。 A 插入损耗 B回波损耗 C反射系数 D偏振相关损耗 11.指利用高速光开关把多路光信号在时域里复用 到一路上的技术。[ B ] A 光波分复用技术 B 光时分复用技术 C 光频分复用技术 D 码分复用技术 12.若输入光发射机的信号全为“0”时，输出光发射机的平 均光功率为 P；输入信号全为“1”时，输出的平均光功率为 P，则消光比EXT的表达式是。[ C ] 1 A 0110lg P P B 00110lg P P P + C 1010lg P P D 10110lg P P P + 13. 波分复用光纤通信系统在发射端，N 个光发射机分别发 射 。 [ D ] A N 个相同波长的光信号，经过光波分复用器WDM 合到一 起，耦合进单根光纤中传输 B N 个不同波长的光信号，经过光波分复用器WDM 变为波 长相同的光信号，耦合进单根光纤中传输 C N 个相同波长的光信号，经过光波分复用器WDM 变为波 长不同的光信号，耦合进单根光纤中传输 D N 个不同波长的光信号，经过光波分复用器WDM 合到一 起，耦合进单根光纤中传输 14. 决定了光纤放大器所能放大的波长。 [ C ] A 光纤传导模式 B 光纤的衰减 C 掺杂到纤芯中的稀土离子的特性 D 光纤纤芯的直径 15. STM-4的速率约为 Mb/s 。 [ B ] A STM-1 155 B STM-4 622 C STM-16 2488 D STM-16 9953 16. 当使用雪崩光电二极管时，由于倍增过程的随机特性所产生 的附加噪声，称为 。[ ] A 散粒噪声 B 暗电流噪声 C 量子噪声 D APD 倍增噪声 19. 掺铒光纤放大器中泵浦光源的作用是 。[ ] A 叠加加强信号光 B 叠加削弱信号光 C 使掺铒光纤处于粒子数反转分布状态 D 对信号光进行调制 单选题 （1）下列不是WDM的主要优点是( ) 。 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玛型调整 正确答案:D （2）光纤的制造工艺中，哪个环节对光纤的质量最关键？( )。A提纯 B熔炼 C拉丝 D套塑 正确答案:B （3）前置放大器的三种类型中，( )的接收带宽最大。 A低阻型 B高阻型 C跨阻型 D无阻型 正确答案:A （4）WDH系统的单纤双向传输方式可实现（）通信。 A单工 B双工 C全双工 D单工与双工 正确答案:C （5）.WDM光网络中的虚波长通道属（）路由算法。 A分布式 B集中式 C时间式 D空间式 正确答案:A （6）多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是（）的。 A连续变化 B恒定不变 C间断变化 D基本不变 正确答案:A （7）在EDFA中,用于降低放大器噪声的器件是（） A光耦合器 C光滤波器 D光隔离 正确答案:C （8）发光二极管的远场特性是距离器件输出端面一定距离的光束在（）的分布。 A时间上 B空间上 C磁场上 D电场上 正确答案:B （9）目前EDFA采用的泵浦波长是( )。 A0.85μm和1.3μm B0.85μm和1.48μm C0.98μm和1.48μm D0.98μm和1.55μm 正确答案:C （10）随着激光器温度的上升，其输出光功率会 ( ) A减少 B增大 C保持不变 D先逐渐增大，后逐渐减少 正确答案:A （11）为了获得高辐射度，发光二极管一般采用（）结构。 A多同质 B.双同质 C.多异质 D.双异质 正确答案:D （12）阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界面上（）而使能量集中在芯子之中传输。A半反射 B全反射 C全折射 D半折射 正确答案:B （13）二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为( ) 。 A2.048 Mb/s，HDB3 B8.448 Mb/s，HDB3 C2.048 Mb/s，CMI D8.448 Mb/s，CMI 正确答案:B 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（λ）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λ而变化的现象。介质的折射率n是随着波长λ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；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 n的高纯度二氧化硅。 率通常是折射率为 1 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 。 μ。 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 一填空题 1光波属于电磁波范畴,包括、和。 2.目前实用通信光纤的基础材料是。 3.目前光纤通信采用比较多的系统形式是的光纤数字通信系统。 4.光发射机的主要作用是耦合进光纤。 5.光接收机的主要作用是将光纤送过来的光信号转换成电信号。 6.目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即波长区，对应频率。 7.目前光纤通信的三个实用窗口为、及。 8.在传播方向上既无电场分量也无磁场分量，称为。 9.在传播方向上有磁场分量但无电场分量，称为。 10.在传播方向上有电场分量但无磁场分量，称为。 11.光纤损耗的单位是。 12.单位长度光纤传输带宽的单位是。 13.光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器，目前主要采用 和。 14.光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用 或。 15.光纤纤芯的折射率n1包层折射率n2。 16.按照光纤横截面折射率分布不同来划分，光纤可分为和。 17.按照纤芯中传输模式的多少来划分，光纤可分为和。 18.单模光纤的纤芯直径约为。 19.多模光纤的纤芯直径约为。 20.光缆的结构可分为、和三大部分。 21.影响光纤最大传输距离的主要因素是光纤的和。 22.光纤损耗包括：光纤的损耗，光纤与的耦合损耗，光纤之间的损耗等。 23.色散的大小用来表示。 24.色散的程度用时延差来表示，时延差越大，色散就会。 25.时延差的单位是。 26.单模光纤中的色散不存在，只有和。 27.光纤通信系统中，性能和性能是传输性能中的两个主要指标。 28.抖动的程度原则上可以用、、来表示，现在多数情况是用 。 29.抖动容限可分为容限和容限。 30.掺铒光纤放大器的英文缩写是。 31.渐变型光纤由于芯子中的折射指数n1是随半径r变化的，因此子午线是。 32.渐变型光纤靠原理将子午线限制在芯子中，沿轴线传输。 33.弱导波光纤中的光线几乎与光纤轴。 34.弱导波光纤中的光波是近似的。 35.在阶跃型光纤中，不论是子午线还是斜射线，都是根据原理，使光波在芯子和包层的界面上全反射，而把光波限制在中向前传播的。 36.导波传输常数的变化范围。 37.当时，电磁场能量不能有效地封闭在纤芯中，而向包层辐射，这种状态称为导波的临界状态。 1 全国2018年10月高等教育自学考试 光纤通信原理试题 课程代码：02338 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.光发射机的消光比，一般要求小于或等于（ ） A.5％ B.10％ C.15％ D.20％ 2.EDFA 中光滤波器的主要作用是（ ） A.降低光放大器输出噪声 B.消除反射光的影响 C.提高光放大器增益 D.使光信号再生 3.在薄膜波导的导波特征方程2k 1x d -2Φ12-2Φ13=2m π中，k 1x 是导波的（ ） A.横向相位常数 B.轴向相位常数 C.横向衰减常数 D.轴向衰减常数 4.为了使雪崩光电二极管正常工作，在其P －N 结上应加（ ） A.高正向偏压 B.低正向偏压 C.低反向偏压 D.高反向偏压 5.在误码性能参数中，严重误码秒（SES ）的误码率门限值为（ ） A.10-6 B.10-5 C.10-4 D.10-3 6.当平面波的入射角变化时，在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是（ ） A.TEM 波、TE 波和TM 波 B.导波、TE 波和TM 波 C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模 D.TEM 波、导波和TM 波 7.不属于．．． 无源光器件的是（ ） 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 8.阶跃型光纤中数值孔径的计算式为（ ） A.21n n - B.?2a C.?2n 1 D.21n n a - 9.EDFA的泵浦光源的典型工作波长为（） A.850 nm B.980 nm C.1310 nm D.1550 nm 10.在阶跃型光纤中，导波的特性参数有（） A.β、α、W B.U、V、α C.U、W、β D.V、W、α 二、填空题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.随着半导体激光器温度的上升，其输出功率会_______。 12.EDFA中光耦合器的主要作用是将_______和原泵浦光混合起来。 13.目前光纤通信的长波长低损耗工作窗口是1.31 μm和_______。 14.传送一帧STM-1信号所需的时间为_______。 15.在薄膜波导中，模式的含义是能够独立存在的_______。 16.在热平衡条件下，一个电子占据一个能量为E的能级的概率f（E）的计算式为_______。 17.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_______。 18.在传播方向上没有电场和磁场分量的光（电磁波）的传播形态，称为_______。 19.EDFA噪声系数的定义式为_______。 20.渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的现象称为_______现象。 21.在SDH帧结构中，段开销又可以分为_______和复用段开销两种。 22.在薄膜波导中，衬底辐射模形成的条件是入射角θ1必须满足_______关系式。 23.目前研制的光放大器可分为半导体光放大器和_______两类。 24.常用的SDH设备有终端复用器、_______和交叉连接设备等。 25.光缆中护层的作用主要是避免光纤受_______和环境的破坏。 26.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_______。 27.光定向耦合器按其结构不同可以分为棱镜式和_______两类。 28.光纤数字通信系统中，_______和抖动性能是系统传输性能的两个主要指标。 29.零色散频移光纤是指工作波长为_______的单模光纤，在该波长上可以获得最低损耗和最小色散。 30.响应度和_______都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。 三、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分) 31.晶体的电光效应 32.网络节点接口（NNI） 33.输入抖动容限 2光纤通信原理
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