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1、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
2、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
3、&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山的高纯度二氧化硅。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：
4、Am。A. 0.85; 1.31;1.55B. 0.85;1.27;1.55C .0.85;1.27 ;1.31D 1.27 ;1.31;1.555. 下面那种色散不属于光纤的色散：DA.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：CA. 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SiO2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. 0.85mB.1.05 mC .1.27mD1.31 m&阶跃型光纤中，已知纤芯折射率 6=1.51，包层折射率门2=
5、1.45 ;工作波长为=1.31 m。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 山=1.48，包层折射总化=1.47翻 工作波长为=1.31 m。求： （1）光纤端面光线容许的最大入射角max ；（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
6、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llt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Ef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
7、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&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，下列一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Id ； 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
8、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
9、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1. LD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
10、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. RZB. NRZC. RZ和 NRZD.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：一A-中 继器。A. 2RB.3RC. 2ZD.3Z10. 名词解释： 光源的直接强度调制；P128 光中继器。
11、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其速率为155.52Mb/s,那么STM-4的速率为：_C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，A . 155.52Mb/sB .311.04 Mb/sC. 622.08 Mb/s,2.在准同步数字体系中，我国和欧洲采用D.2488.32Mb/sPCM30/32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
12、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Me= 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AfPmi n=0.1 微瓦最大为多少？其中：L80= (PT10 PR-37 Acto.4-A CR0.4-Pd1-M E3)/ (Af ? +As/Lf0.04+Mc6/80 )编码三个步骤。5. PC M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6.用光纤来传输监控信号，采用的
13、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 .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EDFA1.
14、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
15、，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D 双反泵浦结构当饱和增益下降3dB时所对应的输出功率值。C 双向泵浦结构10. 掺铒光纤放大器的最大输出能力指: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）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P2113. 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