光纤通信习题解答..
光纤通信期末试题及答案
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：C2. 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：A3. 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：D4. 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、LEDD. 钬铝激光器、碘钨灯答案：B5. 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：- 带宽大：光纤通信传输带宽能力远大于传统的铜缆通信，可以支持高速宽带传输。
- 传输距离长：光纤传输损耗较低，信号可以在光纤中传输较长距离而不损失质量。
光纤通信试题及答案
光纤通信试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 光纤通信中，光纤的传输介质是什么？A. 铜线B. 玻璃纤维C. 塑料D. 无线电波答案：B2. 下列哪个是光纤通信的优点？A. 传输距离短B. 抗干扰能力差C. 传输容量大D. 传输速度慢答案：C3. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪一项？A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：D4. 在光纤通信中，下列哪种光纤损耗最小？A. 多模光纤B. 单模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：B5. 光纤通信系统中，光信号的接收设备是什么？A. 调制解调器B. 光端机C. 路由器D. 交换机答案：B二、多选题（每题3分，共15分）1. 光纤通信中，下列哪些因素会影响光纤的传输性能？A. 光纤的折射率B. 光纤的直径C. 光纤的弯曲度D. 光纤的材质答案：A, B, C, D2. 下列哪些是光纤通信系统的主要组成部分？A. 光纤B. 光端机C. 路由器D. 光放大器答案：A, B, D3. 光纤通信中，下列哪些是光信号的调制方式？A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：A, B, C4. 在光纤通信中，下列哪些是光纤的类型？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：A, B, C5. 光纤通信中，下列哪些是光信号的传输特性？A. 高频带宽B. 低损耗C. 抗电磁干扰D. 传输距离远答案：A, B, C, D三、判断题（每题1分，共10分）1. 光纤通信的传输介质是铜线。
（错）2. 光纤通信的传输容量比传统的铜线通信大。
（对）3. 光纤通信中，光信号的调制方式包括调时。
（错）4. 单模光纤的损耗比多模光纤大。
（错）5. 光纤通信系统中，光信号的接收设备是调制解调器。
（错）6. 光纤的折射率不会影响光纤的传输性能。
（错）7. 光纤通信系统的主要组成部分包括光纤和光端机。
（对）8. 光纤通信中，光信号的调制方式只有调幅。
光纤通信考试试题及答案
光纤通信考试试题及答案光纤通信技术作为现代通信领域的重要支柱，对于提高通信效率、保障信息安全具有重要意义。
下面我们将给大家介绍一些光纤通信的考试试题及答案，希望能帮助大家更好地了解光纤通信技术。
一、选择题：1. 光纤通信中常用的传输介质是：A. 铜线B. 空气C. 光纤D. 红外线答案：C. 光纤2. 光纤通信中的“光”是指：A. 可见光B. 紫外线C. X射线D. 红外线答案：D. 红外线3. 光纤通信系统中，光信号的发射器和接收器之间传输的信号是：A. 电信号B. 声波信号C. 光信号D. 磁信号答案：C. 光信号4. 光纤通信的主要优点是：A. 传输距离短B. 传输速度慢C. 传输带宽窄D. 传输容量大答案：D. 传输容量大5. 光纤通信系统中常用的调制方式是：A. 幅度调制B. 频率调制C. 相位调制D. 光强调制答案：C. 相位调制二、判断题：1. 光纤通信系统只能传输声音信号，不能传输视频信号。
【错误】2. 光纤通信系统比传统铜线传输系统更易受电磁干扰。
【错误】3. 光纤通信系统的传输速度远高于传统的铜线传输系统。
【正确】4. 光纤通信系统的安全性比铜线传输系统更低。
【错误】5. 光纤通信系统的成本比铜线传输系统更高。
【正确】三、简答题：1. 请简要说明光纤通信系统的工作原理。
答：光纤通信系统是利用光纤作为传输介质，通过光信号的发射器将电信号转换为光信号并发送至接收器，再由接收器将光信号转换为电信号。
光信号的传输速度快、传输容量大，能够实现长距离、高速率的通信传输。
2. 请简要介绍光纤通信系统与铜线传输系统的区别。
答：光纤通信系统的传输速度快、传输容量大，信号传输稳定，抗干扰能力强，安全性高；而铜线传输系统速度慢、传输距离短、易受电磁干扰和窃听。
另外，光纤通信系统的成本相对较高，但具有长期性和稳定性，适合长距离、大容量通信。
以上就是关于光纤通信考试试题及答案的内容，希望对大家有所帮助。
光纤通信基础考试题(附答案)
光纤通信基础考试题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1.110kV及以上光传输成环率指标属()类指标。
A、通信运行B、通信管理C、通信服务能力D、通信规模正确答案：C2.电力安全事故，是指电力生产或者电网运行过程中发生的影响电力系统()或者影响电力正常供应的事故。
A、可靠运行B、经济运行C、安全稳定运行D、环保运行正确答案：C3.电力二次系统包括自动化、()、安全自动、继电保护。
A、通信B、调度C、方式D、输电正确答案：A4.通信设备发生故障，运行维护单位应立即向()汇报。
A、领导B、网调C、本级通信调度D、省中调正确答案：C5.设备风险分为几个级别？A、3B、4C、6D、5正确答案：C6.整个电力二次系统原则上分为两个安全大区()。
A、生产控制大区、生产应用大区B、实时控制大区、信息管理大区C、实时控制大区、生产管理大区D、生产控制大区、管理信息大区正确答案：D7.通信管理类指标是指用以反映通信运行管理及()管理的情况，包括检修计划完成情况、机构和人员、科技等方面的统计指标。
A、设备B、专业C、业务D、网络正确答案：B8.进行光纤线路损耗测量和光纤背向散射信号曲线测量，抽检数量不少于光纤芯数()。
A、75%B、50%C、25%D、100%正确答案：C9.通信故障处理完毕，当值通信调度员可要求运行维护单位提交书面故障处理报告，运行维护单位必须在几个工作日内提交。
A、3B、4C、2D、5正确答案：A10.装设接地线()，且必须接触良好。
拆接地线的顺序与此相反。
A、必须先接导体端，后接接地端B、必须先接接地端，后接导体端C、导体端、接地端同时接D、上述两种方式均可正确答案：B11.月检修计划完成率指标属()类指标。
A、通信管理B、通信服务能力C、通信运行D、通信规模正确答案：A12.IP地址采用4分组，每组()位，用4个字节来表示A、16B、8C、4D、32正确答案：B13.发生二级事件，由()组织调查组进行调查。
光纤考试题及答案
光纤考试题及答案一、单选题1. 光纤通信中，光信号的传输介质是（）。
A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波答案：B2. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括（）。
A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：D3. 光纤的折射率分布特性中，阶跃型光纤的折射率分布是（）。
A. 均匀的B. 线性的C. 抛物线的D. 阶跃的答案：D4. 光纤通信中，单模光纤的中心折射率比包层折射率（）。
A. 相同B. 低C. 高D. 无法确定答案：C5. 光纤通信中，光纤的损耗主要由（）引起。
A. 散射损耗B. 吸收损耗C. 弯曲损耗D. 以上都是答案：D二、多选题1. 光纤通信的优点包括（）。
A. 传输容量大B. 抗电磁干扰能力强C. 保密性好D. 传输距离短答案：ABC2. 光纤的类型按折射率分布特性可以分为（）。
A. 阶跃型光纤B. 梯度型光纤C. 多模光纤D. 单模光纤答案：AB3. 光纤的损耗因素包括（）。
A. 散射损耗B. 吸收损耗C. 弯曲损耗D. 连接损耗答案：ABCD4. 光纤通信系统中，常用的光源包括（）。
A. 发光二极管(LED)B. 激光二极管(LD)C. 光纤放大器D. 光电探测器答案：AB三、判断题1. 光纤通信中，多模光纤的带宽比单模光纤的带宽大。
（）答案：×（单模光纤的带宽比多模光纤的带宽大）2. 光纤的损耗随着波长的增加而增加。
（）答案：×（光纤的损耗随着波长的增加而减少）3. 光纤通信中，光纤的折射率越高，光的传播速度越快。
（）答案：×（光纤的折射率越高，光的传播速度越慢）四、简答题1. 简述光纤通信的基本原理。
答案：光纤通信是利用光作为载波，通过光纤传输信息的一种通信方式。
在发送端，电信号经过电光转换器转换成光信号，然后通过光纤传输到接收端。
在接收端，光信号经过光电转换器转换成电信号，最后还原成原始信息。
2. 光纤通信有哪些主要优点？答案：光纤通信的主要优点包括：1) 传输容量大，可实现高速数据传输；2) 抗电磁干扰能力强，适用于电磁环境复杂的场合；3) 保密性好，难以被窃听；4) 传输距离远，适合长距离通信；5) 抗腐蚀、抗潮湿，适用于恶劣环境；6) 体积小、重量轻，便于敷设和维护。
自考光纤通信试题及答案
自考光纤通信试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 光纤通信中，光信号传输的介质是：A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波答案：B2. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括：A. 振幅调制B. 频率调制C. 相位调制D. 脉冲编码调制答案：D3. 光纤通信系统中，用于放大光信号的设备是：A. 光放大器B. 光调制器C. 光滤波器D. 光分路器答案：A4. 下列哪个参数不是光纤的特性参数？A. 模场直径B. 色散C. 衰减D. 带宽答案：D5. 光纤通信中，单模光纤的中心折射率比包层折射率高：A. 相等B. 略高C. 略低D. 明显高答案：D二、填空题（每题2分，共10分）1. 光纤通信中，光纤的损耗主要由________和________引起。
答案：材料吸收、散射2. 光纤通信系统中，________光纤能够限制光信号在光纤内部传播，减少光信号的损耗。
答案：单模3. 光纤通信中，________是指光信号在光纤中传播时，不同波长的光信号传播速度的差异。
答案：色散4. 在光纤通信系统中，________是一种用于连接不同光纤段的设备，以实现光纤的连续传输。
答案：光纤连接器5. 光纤通信中，________是指光纤中光信号的强度随着距离的增加而逐渐减弱的现象。
答案：衰减三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述光纤通信的优点。
答案：光纤通信的优点包括传输距离远、传输速度快、抗干扰能力强、保密性好、体积小重量轻、能耗低。
2. 光纤通信中，色散对信号传输有什么影响？答案：色散会导致光信号在光纤中传播时波形展宽，从而影响信号的传输质量和传输距离，严重时可能导致误码率增加。
四、计算题（每题5分，共10分）1. 已知光纤的衰减系数为0.5dB/km，求光纤在10km处的衰减值。
答案：衰减值= 0.5dB/km × 10km = 5dB2. 已知光纤的色散参数为17ps/(nm·km)，波长为1550nm，求光纤在100km处的色散值。
光纤通信原理习题库与参考答案
光纤通信原理习题库与参考答案一、单选题（共10题，每题1分，共10分）1、光缆形式分类代号GY表示（）。
A、室内光缆B、通信用室外光缆C、海底光缆D、特殊光缆正确答案：B2、光电型中继器主要由（ )和光发送部分组成。
A、区间通信接口B、再放大（re-amplifying）C、再定时（re-timing）D、光接收部分正确答案：D3、（）为客户提供端到端的传送网络业务，即提供客户信号端到端的传送。
A、段层B、通路层C、伪线层D、通道层（TMC）正确答案：D4、SDH的复用采用（）。
A、按比特间插B、同步复用、按字节间插C、异步复用、D、按字节间插正确答案：B5、它有全世界统一的网络节点接口（NNI），从而简化了信号的互通以及信号的传输，交叉连接和交换过程。
它有一套标准化的信号结构等级，称为同步传输模块( )。
A、STM-16B、STM-1C、STM-4D、STM-N正确答案：D6、以下不是光有源器件的是（）。
A、开关B、光检测器C、光放大器D、光源正确答案：A7、光缆中的GY指（）。
A、室(局)内光缆B、通信用室(野)外光缆C、特殊光缆D、设备内光缆正确答案：B8、SDH系统是（）。
A、准同步数字系列B、同步数字系列C、码分数字复用系统D、频分复用系统正确答案：B9、下列哪项是光纤的光学特性？( )A、偏心度B、带宽C、直径D、折射率分布正确答案：D10、基群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为（）。
A、2.048Mb/s，HDB3B、8.448Mb/sC、2.048Mb/sD、8448Mb/s正确答案：A二、多选题（共40题，每题1分，共40分）1、光纤的特性主要包括（）、（）、（）、（）。
A、几何特性B、物理特性C、化学特性D、传输特性正确答案：ABCD2、光纤通信系统是由以下哪几部分组成的?（）、（）、（）、（）A、光端机B、中继器C、光纤光缆线路D、电端机正确答案：ABCD3、掺铒光纤放大器主要由（）、（）、（）、（）及光滤波器等组成。
《光纤通信》课后习题答案
1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和A PD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤通信试题及答案
光纤通信试题及答案一、选择题1. 光纤通信中，光信号的传输介质是？A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 卫星答案：B2. 下列哪项不是光纤通信的优点？A. 带宽大B. 抗干扰能力强C. 传输距离短D. 保密性好答案：C3. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪项？A. 强度调制B. 频率调制C. 相位调制D. 振幅调制答案：D二、填空题1. 光纤通信的基本原理是利用_________传输光信号。
答案：光纤2. 光纤通信系统中，光信号的接收端设备通常称为_________。
答案：光接收机3. 光纤通信中，常用的光纤类型有单模光纤和_________。
答案：多模光纤三、简答题1. 简述光纤通信的基本原理。
答案：光纤通信的基本原理是利用光纤作为传输介质，通过激光器等光源产生光信号，然后通过光纤传输到接收端，接收端的光接收机将光信号转换为电信号，再经过解调等处理，还原成原始信息。
2. 光纤通信相比其他通信方式有哪些优势？答案：光纤通信相比其他通信方式具有传输带宽大、传输距离远、抗干扰能力强、信号损耗小、保密性好等优势。
四、计算题1. 假设光纤通信系统中，光信号的传输速率为10Gbps，光纤的损耗为0.3dB/km，求在100km距离上的信号损耗。
答案：根据损耗公式，损耗(dB) = 损耗系数(dB/km) × 距离(km)，所以信号损耗= 0.3dB/km × 100km = 30dB。
五、论述题1. 论述光纤通信在现代通信网络中的应用及其重要性。
答案：光纤通信在现代通信网络中扮演着极其重要的角色。
由于其高带宽、长距离传输能力以及抗干扰性等特点，光纤通信已成为长距离数据传输、宽带接入、数据中心互联等场景的首选技术。
随着互联网和大数据的快速发展，光纤通信的需求日益增长，其在保障信息传输的高效性、稳定性和安全性方面发挥着不可替代的作用。
光纤通信习题解答
则每秒钟到达太阳能电池上每平方米板上的光子数为I/E=4.927×1021个
3.如果激光器在λ=0.5μm上工作，输出1W的连续功率，试计算每秒从激活物质的高能级跃迁到低能级的粒子数。
解：在λ=0.5μm上出射的光子的能量为：E= =39.78×10-20焦耳
6.简述WDM的概念。
答：WDM的基本思想是将工作波长略微不同，各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号，一起注入同一根光纤，进行传输。这样就充分利用光纤的巨大带宽资源，可以同时传输多种不同类型的信号，节约线路投资，降低器件的超高速要求。
7.解释光纤通信为何越来越多的采用WDM+EDFA方式。
答：WDM波分复用技术是光纤扩容的首选方案，由于每一路系统的工作速率为原来的1/N，因而对光和电器件的工作速度要求降低了，WDM合波器和分波器的技术与价格相比其他复用方式如OTDM等，有很大优势；另一方面，光纤放大器EDFA的使用使得中继器的价格和数量下降，采用一个光放大器可以同时放大多个波长信号，使波分复用（WDM）的实现成为可能，因而WDM＋EDFA方式是目前光纤通信系统的主流方案。
输出功率1W=1J/s，即每秒输出的能量为1J，则光子数为1/39.78×10-20=2.5138×1018
那么每秒从激活物质的高能级跃迁到低能级的粒子数等于出射光子数的一半，即1.2569×1018
4.光与物质间的互作用过程有哪些？
解：在介质材料中存在着受激吸收，自发发射和受激发射等三种光与物质的相互作用过程。
（c）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？
解：（a） =5*1.49*0.01/3*105=2.48×10-7s
光纤通信系统复习题答案
光纤通信系统复习题答案
1. 光纤通信系统的主要组成部分是什么？
答案：光纤通信系统主要由光源、光纤、光检测器和相应的电子设备
组成。
2. 光纤通信有哪些主要的传输窗口？
答案：光纤通信的主要传输窗口包括850nm、1310nm和1550nm。
3. 光纤通信中，单模光纤和多模光纤的区别是什么？
答案：单模光纤只允许一种模式的光传输，而多模光纤可以同时传输
多种模式的光。
4. 光纤通信系统如何实现信号的调制？
答案：光纤通信系统通过改变光源的强度、频率或相位来实现信号的
调制。
5. 在光纤通信中，色散是如何影响信号传输的？
答案：色散会导致不同波长的光在光纤中传播速度不同，从而引起信
号失真。
6. 光纤通信系统中，光放大器的作用是什么？
答案：光放大器用于放大光信号，以补偿在光纤中传输过程中的损耗。
7. 光纤通信系统中，如何实现信号的复用？
答案：光纤通信系统中，通过波分复用（WDM）技术，可以在一根光纤
中同时传输多个不同波长的光信号。
8. 光纤通信系统的主要优势有哪些？
答案：光纤通信系统的主要优势包括高带宽、低损耗、抗电磁干扰能力强和远距离传输能力。
9. 光纤通信中，光时域反射仪（OTDR）的作用是什么？
答案：光时域反射仪（OTDR）用于测量光纤的损耗特性和定位光纤中的故障点。
10. 光纤通信系统在实际应用中可能面临哪些挑战？
答案：光纤通信系统在实际应用中可能面临的挑战包括光纤的损耗、色散、非线性效应以及成本和维护问题。
光纤通信习题解答
第1章1.光通信的优缺点各是什么答：优点有：通信容量大；传输距离长；抗电磁干扰；抗噪声干扰；适应环境；重量轻、安全、易敷设；保密；寿命长;缺点：接口昂贵；强度差；不能传送电力；需要专用的工具、设备以及培训；未经受长时间的检验;2.光通信系统由哪几部分组成,各部分功能是什么答：通信链路中最基本的三个组成部分是光发射机、光接收机和光纤链路;各部分的功能参见节;3.假设数字通信系统能够在载波频率1%的比特率下工作,试问在5GHz的微波载波和μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道答：5GH z×1％/64k＝781路3×108/×10-6×1％/64k＝3×107路4.SDH体制有什么优点答：主要为字节间插同步复用、安排有开销字节用于性能监控与网络管理,因此更加适合高速光纤线路传输;5.简述未来光网络的发展趋势及关键技术;答：未来光网络的发展趋势为全光网,关键技术为多波长传输和波长交换技术;6.简述WDM的概念;答：WDM的基本思想是将工作波长略微不同,各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号,一起注入同一根光纤,进行传输;这样就充分利用光纤的巨大带宽资源,可以同时传输多种不同类型的信号,节约线路投资,降低器件的超高速要求;7.解释光纤通信为何越来越多的采用WDM+EDFA方式;答：WDM波分复用技术是光纤扩容的首选方案,由于每一路系统的工作速率为原来的1/N,因而对光和电器件的工作速度要求降低了,WDM合波器和分波器的技术与价格相比其他复用方式如OTDM等,有很大优势；另一方面,光纤放大器EDFA的使用使得中继器的价格和数量下降,采用一个光放大器可以同时放大多个波长信号,使波分复用WDM的实现成为可能,因而WDM＋EDFA方式是目前光纤通信系统的主流方案;8.WDM光传送网络OTN的优点是什么答：1可以极大地提高光纤的传输容量和节点的吞吐量,适应未来高速宽带通信网的要求;2OXC和OADM对信号的速率和格式透明,可以建立一个支持多种电通信格式的、透明的光传送平台;3以波长路由为基础,可实现网络的动态重构和故障的自动恢复,构成具有高度灵活性和生存性的光传送网;第二章1.光波从空气中以角度θ1=330投射到平板玻璃表面上,这里的θ1是入射光线与玻璃表面之间的夹角,根据投射到玻璃表面的角度,光束部分被反射,另一部分发生折射;如果折射光束和反射光束之间的夹角正好为900,请问玻璃的折射率等于多少这种玻璃的临界角又为多少解：入射光束与玻璃表面的法线角度即入射角θ=90-33=57度;则反射角θr=θ,折射角θ2=180-90-57=33度,假设空气的折射率为n1=1,由折射定理n 1sinθ=n 2sinθ2 得到玻璃的折射率为 n2=n 1sinθ/ sinθ2 =全反射发生在从玻璃射向空气的时候,此时θc =sin -1n 1/n 2=度;2. 计算n 1=及n 2=的阶跃折射率光纤的数值孔径;如果光纤端面外介质折射率n=,则允许的最大入射角θmax 为多少解：最大入射角θmax=arcsin 度3. 弱导波阶跃光纤纤芯和包层折射率指数分别为n 1=,n 2=,试计算： （1） 纤芯和包层的相对折射指数差Δ; （2） 光纤的数值孔径NA;解：12122212n n n -=∆=4. 已知阶跃光纤纤芯的折射率为n 1=,相对折射指数差Δ=,纤芯半径a=25μm ,若λ0=1μm ,计算光纤的归一化频率V 及其中传播的模数量M; 解：221/221/212122()(2)aaV n n n ππλλ=-=∆=2π×25μm/1μm×2××=模数量22V M ≈=5555. 一根数值孔径为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：（a ） 其纤芯直径为多少（b ） 在1310nm 波长上可以支持多少个模式 （c ） 在1550nm 波长上可以支持多少个模式 解：a 221/21222()aaV n n NA ππλλ=-=,而22V M ≈从而得到纤芯半径：a=V λ/2πNA =μm ,则直径为μmb 22()2V aM NA πλ≈=,与波长的平方成反比因此在1310nm 上的模式数为M=850/13102×1000=421c 在1550nm 上的模式数为M=850/15502×1000=3006. 纤芯折射指数为n 1=,长度未知的弱导波光纤传输脉冲重复频率f 0=8MHz 的光脉冲,经过该光纤后,信号延迟半个脉冲周期,试估算光纤的长度L; 解：脉冲周期T=1/ f 0=×10-4 s;路径最短的光通过光纤的时间为1/Lc n =T/2＝×10-4 s 从而解得：L= 12.5 km 7. 阶跃型光纤,若n 1=,λ0=μm,（1） Δ=,为保证单模传输,光纤纤芯半径a 应取多大（2） 若取芯径a=5μm,保证单模传输时,Δ应怎样选择 解：1单模传输要求 221/221/212122()(2) 2.405aaV n n n ππλλ=-=∆<解得到 a < μm（3） 同样用21/212(2) 2.405an πλ∆<得到 Δ<8. 渐变型光纤的折射指数分布为求光纤的本地数值孔径;解：n 2=n01-2Δ1/2 ∆⋅-=2)0()0(2222n n nNA ()∆=-=2)0()0(222n n n r9. 某光纤在1300nm 处的损耗为km,在1550nm 波长处的损耗为km;假设下面两种光信号同时进入光纤：1300nm 波长的150μW 的光信号和1550nm 波长的100μW 的光信号,试问这两种光信号在8km 和20km 处的功率各是多少以μW 为单位; 解：)/()()0(log 10)(km dB L z p z p L ===λα因此 ()()10()(0)10Lp z L p z αλ-===将数值代入可得到：对1310nm 、150μW 的光信号,在8km 和20km 处的功率分别为μW 和μW ； 对1550nm 波长的100μW 的光信号,在8km 和20km 处的功率分别为μW 和μW; 10. 一段12km 长的光纤线路,其损耗为km ；（a ） 如果在接收端保持μW 的接收光功率,则发送端的功率至少为多少 （b ） 如果光纤的损耗变为km,则所需的输入光功率为多少 解：a 利用 ()()10(0)()10Lp z p z L αλ===,得到(0)p z ==μWb ()()10(0)()10Lp z p z L αλ=== ,得到 (0)p z ==μW11. 考虑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n 1=,相对折射率差Δ=：（a ） 求接收端最快和最慢的模式之间的时间差； （b ） 求由模式色散导致的均方根脉冲展宽；（c ） 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 解：a 1n t Lc∆=∆=53105=×10-7 s b 均方根脉冲展宽就是最快和最慢的模式之间的时延差,即×10-7 s c 带宽距离积为12cn =∆10Mb/s km 12. 考虑10km 长,NA=的多模阶跃折射率光纤;如果纤芯折射率为,计算光纤带宽;解：最大带宽距离积为BL =12cn ∆,而NA=n ,将以上数据带入可得到B=;13. 考虑10km 长,NA=的多模阶跃折射率光纤;如果纤芯折射率为,计算光纤带宽; 解：最大带宽距离积为BL =12cn ∆,而NA=n ,将以上数据带入可得到B=; 14. 某工程师想测量一根1895m 长的光纤在波长1310nm 上的损耗,唯一可用的仪器是光检测器,它的输出读数的单位是伏特;利用这个仪器,使用截断法测量损耗,该工程师测量得到光纤远端的光电二极管的输出电压是,在离光源2m 处截断光纤后测量得到光检测器的输出电压是,试求光纤的损耗是多少dB/km解：光检测器输出电压与光功率成正比;因此 1010 3.78lg lg 1.893 3.31N F V L V α=== dB/km; 14. 根据光纤损耗测量中截断法所依据的公式,要测量的功率正比于光检测器的输出电压;如果两次功率测量时电压读数相差±%,则损耗精度的偏差有多大若要获得优于±km 的灵敏度,光纤至少应有多长 解：10×±%=±1%dB/km 光纤至少5Km;15.现已测得光纤的色散系数为120ps/nm ·km,当光源谱宽是时,此时单位长度光纤的3dB 带宽有多宽 解：根据公式 λ∆⋅=D B 441.0将数据代入得到B=;16. 将3根500m 长的光纤有序地连接在一起,然后使用OTDR 测量这段光纤的损耗,得到的数据如图所示;这三段光纤的损耗分别是多少dB/km 接头损耗是多少dB 第二段和第三段光纤接头处接头损耗较大的原因是什么 解：1根据光纤的损耗PL=P0Leα-可知⎪⎪⎭⎫⎝⎛=12ln p p α,p1、p2的值由图给出如下： 第一段P1L=0和P2L=2×0.5km 读数分别是70 和30； 第二段P1L=1km 和P2L=2km 读数分别是30 和10； 第三段P1L=2km 和P2L=3km 读数分别是7 和； 第一个接头损耗： 第二个接头损耗：2第二段和第三段光纤的模场直径MFD 不一样;17. 如果使用OTDR 将光纤故障定位在真实位置±0.5m 范围内,试证明光脉冲的宽度应不大于5ns; 解： 2T n c L ⋅= 得到9822 1.50.5510310nL T c -⨯⨯===⨯⨯=5 ns f 的高斯近似表达式为：()[]2/2exp )()()(2σπf f P f P f H in out -==至少对幅度为峰值75%的频域内的点是精确的;利用这个关系式,分别画出光纤脉冲响应的rms 脉冲全宽2σ等于,和时的Pf/P0与频率的关系曲线,频率范围是0～1000MHz;这些光纤的3dB 带宽分别是多少 解：从图中可以得到,这些光纤的3dB 带宽分别是 , MHz, MHz第3章 光源和光检测原来书上第3章的题目1. 计算一个波长为λ=1μm 的光子能量,分别对1MHz 和100MHz 的无线电波做同样的计算; 解：光子的能量E=8-34-2063106.631019.8910110chv hλ-⨯===⨯⨯焦耳; 对1MHz 的无线电波E=hf = ×10-34×106=×10-28焦耳; 100MHz, E=hf = ×10-34×108=×10-26焦耳;2. 太阳向地球辐射的光波,设其平均波长λ=μm ,射到地球外面大气层的光强大约为I=cm 2;如果恰好在大气层外放一个太阳能电池,试计算每秒钟到达太阳能电池上每平方米板上的光子数; 解：波长λ=μm 的光子的能量为：E=chv hλ==×10-20焦耳每平方米的太阳能电池的光强为 I=1400W=1400焦耳/秒 则每秒钟到达太阳能电池上每平方米板上的光子数为I/E=×1021 个3. 如果激光器在λ=μm 上工作,输出1W 的连续功率,试计算每秒从激活物质的高能级跃迁到低能级的粒子数;解：在λ=μm 上出射的光子的能量为：E=chv hλ==×10-20焦耳输出功率1W=1J/s,即每秒输出的能量为1J,则光子数为1/×10-20=×1018那么每秒从激活物质的高能级跃迁到低能级的粒子数等于出射光子数的一半,即×1018 4. 光与物质间的互作用过程有哪些解：在介质材料中存在着受激吸收,自发发射和受激发射等三种光与物质的相互作用过程; 5. 什么是粒子数反转什么情况下能实现光放大解：粒子数反转是高能级上的粒子数量大于低能级上的粒子数的状态,是一种非平衡状态; 实现光放大的条件是粒子数反转、光学腔、增益介质; 6. 什么是激光器的阈值条件;解：当注入电流较小时,激活区不能实现粒子数反转,自发发射占主导地位,激光器发射普通的荧光;随注入电流量的增加,激活区里实现了粒子数反转,受激辐射占主导地位,但当注入电流小于阈值电流时,谐振腔内的增益还不足以克服损耗如介质的吸收、镜面反射不完全等引起的谐振腔的确损耗,不能在腔内建立起振荡,激光器只发射较强荧光;只有当注电流大于阈值电流时,才能产生功率很强的激光;7. 由表达式E=hc/λ,说明为什么LED 的FWHM 功率谱宽在长波长中会变得更宽些; 解：由E=hc/λ可得到, λ=hc/E ；求λ关于光子能量E 的微分,可以得到 2d hc dE Eλ=-, 则 2hcE E λ∆≈∆,而()E hv ∆=∆,通常为2B k T ,这样再将E=hc/λ带入,得到 8. 试画出APD 雪崩二极管的结构示意图,并指出高场区及耗尽区的范围; 解：见书中图;9. 一个GaAs PIN 光电二极管平均每三个入射光子,产生一个电子-空穴对;假设所有的电子都被收集;a 试计算该器件的量子效率；b 当在μm 波段接收功率是10-7W 时,计算平均输出光电流；c 计算波长,当这个光电二极管超过此波长时将停止工作,即长波长截止点λc ; 解：a 、入射光子的数量的数量光生并被收集的自由EHP =η=1/3=%b 、由(/)p INI R A W P =和(/)e R A W hvη=可得到 I p =IN IN e e P P hv hcηηλ==×10-6 A C 、c g hchf E λ=≥ 而g E = eV,则波长截止点λc =hc/g E =μm10. 什么是雪崩增益效应解：光生载流子穿过一个具有非常高的电场的高场区;在这个高场区,光生电子或空穴可以获得很高的能量,因此它们高速碰撞在价带的电子上使之产生电离,从而激发出新的电子一空穴对,这种载流子倍增的机理称为碰撞电离;新产生的载流子同样由电场加速,并获得足够的能量从而导致更多的碰撞电离产生,这种现象就是所谓的雪崩效应;11. 设PIN 光电二极管的量子效率为80%,计算在和μm 波长时的响应度,说明为什么在μm 光电二极管比较灵敏; 解：e e R hv hcηηλ==在和处的响应度分别为0.838A/W,0.999 A/W波长越长,频率越低,光子能量越低,对于同等的入射光功率则光子数量就越多,则电子-空穴对也就越多,那么光生电流也就越大;第4章 光发送机和光接收机1. 光接收机中有哪些噪声 解：主要有三种;第一种就是热噪声信号,在特定温度下由电子的随机运动产生的,它总是存在的,第二种是散弹粒噪声,是由光子产生光生电流过程的随机特性产生的,即使输入光功率恒定也存在,散粒噪声不同于热噪声,它不是叠加在光电流上,它作为独立的一部分仅仅是产生光电流过程随机性的一种方便的描述;第三种是在光检测器之前使用的光放大器产生的放大的自发辐射噪声ASE;2. RZ 码和NRZ 码有什么特点解： NRZ 码与其他格式相比,其主要优点是占据的频带宽度窄,只是RZ 码的一半,缺点是当出现长连“1”,或“0”时,光脉冲没有有和无的交替变化,这对于接收时比特时种提取是不利的;RZ 码克服了这个问题,解决了连“1”的问题有了电平的交替变化,但长连“0”问题仍然存在; 3. 通信中常用的线路码型有哪些 解：4B/5B 、8B/10B4. 光源的外调制都有哪些类型内调制和外调制各有什么优缺点解：目前常用的外调制器有电折射调制器、电吸收MQW 调制器、M-Z 型调制器等;内调制优点：简单、经济、容易实现；缺点：随着传输速率的不断提高,直接强度调制带来了输出光脉冲的相位抖动即啁啾效应,使得光纤的色散增加,限制了容量的提高;外调制优点：可以减小啁啾；缺点：比较复杂,成本较大5. 假定接收机工作于1550nm,带宽为3GHz,前置放大器噪声系数为4dB,接收机负载为R L =100Ω,温度T=3000K,量子效率为η=1,ℜ==1.25A/W,G m =1,试计算接收机灵敏度;解：24B n e Lk T F B R σ==热×10-10 A 2对于BER=10-7,γ≈7； ()A m F G =(1)A F =1(())R e A m mP eB F G RG σγγ=+热=10-5 W=10-2 mW = dbm6. 在考虑热噪声和散弹噪声的情况下,设APD 的F A G m =G x m x ∈0,1,推导APD 的G m 的最佳值G Opt ,此时APD 接收机的SNR 最大; 解：e n LB B F R TK 42=热σ SNR=()()222211224422m x x B B e m en e m m eLLRPG m RPm K TK TB eG RPB F B G eG RPB R R +=++可见当x=0时,APD 的SNR 最大;7. 证明对于OOK 直接检测接收机的误码率公式：)(BER 1001σσ+-=I I Q 解：则由BER=1/2[0|1]P +1/2[1|0]P8. 对于PIN 直接接收机,假设热噪声是主要噪声源,且方差由给出,对于误码率为10-12,速率为100Mbit/s 和1Gbit/s,以每1比特的光子数表示的接收灵敏度是多少设工作波长为1550nm,响应度为1.25A/W; 解：B hf P M c R 2=,01()2R m P G Rσσγ+=,σ02=σ热2,σ12=σ热2+σ散2, 22224 1.65610 A B n e Lk TF B B R σ-==⨯热 而忽略散弹噪声,有σ12=σ02=221.65610 B -⨯, 误码率为10-12,则γ=7;对PIN ,m G =1,则计算010()2R m P G R Rσσγσγ+==,则02c c M hf BR σγ===×109速率为100Mbit/s 时,M=×105速率为1Gbit/s 时,M= ×104 9. 推导10. 推导证明：在放大系统中信号与自发辐射噪声差动噪声与其他噪声相比占主导地位,因此 且 I RGP = ,因此根据误码率公式)(1001σσ+-=I I Q BER ,以及以上的假设,则误码率为=Q , 得证;11 发全“0”码时的光功率为40μW,全“1”码时的光功率为100μW,若信号为伪随机码序列,则消光比为多少解：伪随机码序列,消光比为EXT=P 00/2P T =40/200=20%12已知某光端机的灵敏度为-40dBm,动态范围为20dB,若系统能正常工作,则接收的光功率在多少微瓦的范围之内解：P min = - 40dbm= 10-4 mW= 微瓦P max = - 40+20=- 20dbm =10-2 mW =10微瓦 则接收的光功率范围为 微瓦 到10微瓦第5章 无源光器件1. 光纤的连接损耗有哪些如何降低连接损耗 解：连接损耗可分为外部损耗和内部损耗;外部损耗主要有轴向位移、连接间隔、倾斜位移、截面不平整;内部损耗主要是由于光纤的波导特性和几何特性差异导致的损耗,包括纤芯的直径、纤芯区域的椭圆度、光纤的数值孔径、折射率剖面等;采用较好的连接方法,改善连接器的性能;2. 试用2×2耦合器构成一个8×8空分开关阵列,画出连接图和输入输出端口信号间流向,计算所需开关数; 解：需开关数12个;3. 讨论图所示平面阵列波导光栅的设计思想和方法;解：设计思想：将同一输入信号分成若干路分别经历不同的相移后又将它们合在一起输出； 设计方法：将N 个输入波导和N 个输出波导,二个聚焦平面波导星型耦合器和通道阵列波导,集成在单一衬底上;使得输入／输出波导的位置和阵列波导的位置满足罗兰圆规则; 4. 简述光耦合器和WDM 分波器有什么不同;解：在宽带光纤耦合器中,通常通过改变熔融拉锥工艺,使耦合器输出端口的分光比不受波长的影响;相反,在WDM器件中则改变熔融拉锥工艺,使分光比随波长急剧变化;5.光滤波器有哪些种类,滤波器应用在什么场合解：光滤波器主要有F-P腔滤波器、M-Z干涉滤波器、阵列波导光栅滤波器、声光可调滤波器,光纤光栅滤波器;光滤波器用于滤出特定波长的光信号;6.光开关有哪些性能参数,在光纤通信中有什么作用解：光开关的性能参数主要有开关时间、通断消光比、插入损耗、串扰、偏振依赖损耗；光开关在光纤通信技术中作光路切换之用,如系统的主备切换等;它是光交换的关键器件,在光网络中有许多应用场合;7.简述F-P腔可调谐滤波器的工作原理;解：F-P腔型滤波器的主体是F-P谐振腔,是由一对高度平行的高反射率镜面构成的腔体,当入射光波的波长为腔长的整数倍时光波可形成稳定振荡,输出光波之间会产生多光束干涉,最后输出等间隔的梳状波形;通过改变腔长L或腔内的折射率n来改变滤波器的中心波长;8.讨论光纤光栅在光通信中的应用;解：光纤光栅的应用范围有光纤激光器、WDM合/分波器、超高速系统中的色散补偿器、固定或可调滤波器、光纤放大器、光纤光栅全光分插复用器等;9.NLOM是否可作光开关解：可以;改变环的长度或光波的波长,使来自传输光纤的光波与绕环后的光波之间产生相移,两者之间产生相长和相消,达到开和关的作用;第6章光放大器1.光放大器包括哪些种类,简述它们的原理和特点,EDFA有哪些优点;解：掺饵光纤放大器EDFA,原理：在制造光纤过程中,向其掺入一定量的三价饵离子,利用饵离子的三能级系统,形成粒子数反转,当入射光近来时,由受激辐射产生光放大,实现了信号光在掺铒光纤的传输过程中不断被放大的功能;优点：转移效率高、放大的谱宽适合于WDM光纤通信、具有较高的饱和输出光功率、动态范围大、噪声指数小、与光纤的耦合损耗小、增益稳定性好、增益时间常数较大；缺点：存在ASE噪声、串扰、增益饱和等问题;受激拉曼光纤放大器,原理：利用光纤媒质中传输高功率信号时发生的非线性相互作用-拉曼效应,频率为ωp和ωas的泵浦光和信号光通过WDM合波器输入至光纤,当这两束光在光纤中一起传输时,泵浦光的能量通过受激拉曼散射转移给信号光,使信号光得到放大;特点：不需要粒子数反转,能够提供整个波段的光放大,主要问题在于所需泵浦的种类;受激布里渊光纤放大器,原理：利用强激光与光纤中的弹性声波场相互作用产生的后向散射光来实现对光信号的放大;其主要特点是高增益、低噪声、窄小带宽;半导体光放大器,原理：采用正向偏置的PN结,对其进行电流注入,实现粒子数反转分布,利用受激辐射来实现对入射光功率的放大;特点：小型化的半导体器件,易于和其他器件集成；与偏振有关；具有大的带宽；但由于非线性现象四波混频,SOA的噪声指数高,串扰电平高;2.EDFA的泵浦方式有哪些,各有什么优缺点解：EDFA常用的结构有三种,即同向泵浦、反向泵浦和双向泵浦;同向泵浦：优点是构成简单,噪声低, 信号一进入光纤即得到较强的放大；缺点是由于吸收,泵浦光将沿光纤长度而衰减;反向泵浦：优点是当光信号放大到很强的时候,泵浦光也强,不易达到饱和,从而获得较高增益;双向泵浦：结合了同向泵浦和反向泵浦的优点,使泵浦光在光纤中均匀分布,从而使其增益在光纤中也均匀分布;3. 一个EDFA 功率放大器,波长为1542nm 的输入信号功率为2dBm,得到的输出功率为P out =27dBm,求放大器的增益;解：放大器在1542nm 处的增益为10logP out /P in =;4. 简述SBA 与SRA 间的区别,为什么在SBA 中信号与泵浦光必定反向传输; 解： SRA 是靠非线性介质的受激散射,一个入射泵浦光子通过非弹性散射转移其部分能量,产生另一个低能和低频光子,称为斯托克斯频移光,而剩余的能量被介质以分子振动光学声子的形式吸收,完成振动态之间的跃迁;而SBA 是泵浦光被注入光纤传输时,由于光波与晶体结构互作用产生一个声振动,同时光波被散射,在入射光的反方向上产生最大的散射频移和散射光强;SBA 中由于除了满足能量守恒定理外,还要满足动量守恒定理或相位匹配条件,当散射光与入射光夹角为180度时得到最大的散射频移和散射光强;因此,在SBA 中信号与泵浦光必定反向传输; 5. 一个长250μm 的半导体激光器做F-P 放大器,有源区折射率为4,则放大器通带带宽是多少解：/2c nL υ∆==3×108/2×4×250×10-6= 6. EDFA 在光纤通信系统中应用形式有哪些解：主要有1在宽带光波分配系统中的应用；2作前置放大器,3作功率放大器；4作线路放大器; 7. EDFA 的主要性能指标有哪些,说明其含义;解：增益,是输出光功率与输入光功率的比值dB 为单位;增益带宽,是放大器放大信号的有效频率范围;增益饱和,一般情况下输入信号应该足够大,以便能引起放大器的饱和增益;增益饱和时增益随信号功率增加而减小;增益波动,是增益带宽内的增益变化范围以dB 为单位;噪声,EDFA 的噪声主要有信号光的散射噪声,ASE 噪声,以及信号-ASE,ASE-ASE 差拍噪声等; 8. 分别叙述光放大器在四种应用场合时各自的要求是什么解：在线放大器：用在线放大器代替光电光混合中继器;要求：光纤色散和放大器自发辐射噪声累积尚未使系统性能恶化到不能工作时,且需要考虑光学滤波和隔离等问题/后置放大器：是将光放大器接在光发送机后以提高光发送机的发送功率,增加传输距离,要求：需要考虑最大饱和输出功率,而对绝对增益和噪声系数的要求则要低一点;前置放大器：将光放大器接在光接收机前,以提高接收功率和信噪比;要求：前置放大器其主要的品质因数是高增益和低噪声,由于接收机灵敏度主要受限于光放大器的噪声而不是接收机本身的热噪声,因此对前置放大器的噪声系数有极为苛刻的要求;功率补偿放大器：将光放大器用于补偿局域网中的分配损耗,以增大网络节点数;还可以将光放大器用于光子交换系统等多种场合;9. 叙述SOA －XGM 波长变换的原理解： CW 探测波λs 和泵浦波λp 经耦合器注入SOA,SOA 对入射光功率存在增益饱和特性;因而当有调制信息“1”或“0”的泵浦波注入SOA 时,此时,泵浦信号将调制SOA 的载流子密度,从而调制增益“无”或“有”,同时,注入的CW 探测波的强度变化也受增益变化影响而按泵浦信号的调制规律变化,用带通滤波器取出变换后的λs 信号,即可实现从λp 到λs 的波长变换;第7章 光纤通信系统及设计1 商业级宽带接收机的等效电阻为R eq =75Ω;当R eq =75Ω时,保持发送机和接收机的参数和图的例子相同,在接收机光功率范围为0～-16dBm 时计算总载噪比,并画出相应的曲线,如同7.2.2节的推导一样,推出其载噪比的极限表达式;证明当R eq =75Ω时,在任何接收光功率电平下,热噪声都超过量子噪声而成为起决定作用的噪声因素; 解：利用以及相关参数,m=,RIN=-143dB/Hz,R=0.6A/W,B=10MHz,I D =10nA,R eq =75Ω,F t =3dB ；G=1,=10-19C; 玻尔兹曼常数 k= × 10-23 m 2 kg s -2 K -1, 设定温度为300K计算总载噪比,并画出相应的曲线如下图;注意计算过程中单位的统一,以及RIN 和 F t 在计算过程中db 要转化为绝对单位;载噪比的极限表达式同7.2.4节的推导,将参数代入即可;在R eq =75Ω时,计算三种噪声极限下的载噪比并画图如下图,可见在任何接收光功率电平下,热噪声都超过量子噪声而成为起决定作用的噪声因素;也可以通过计算比较两种噪声的大小得到结论;2 假设一个SCM 系统有120个信道,每个信道的调制指数为%,链路包括一根损耗为1dB/km 的12km长的单模光纤,每端有一个损耗为的连接器；激光光源耦合进光纤的功率为2mW,光源的RIN=-135dB/Hz ；pin 光电二极管接收机的响应度为0.6A/W,B=5GHz,I D =10nA,R eq =50Ω,F t =3dB,试求本系统的载噪比; 解：m==⨯120=;计算接收光功率：Ps-Pr=⨯+1⨯12=13dB,而Ps=2mW=3dBm,所以Pr= -10dBm ； 代入公式计算载噪比为 ;3 如果题3中的pin 光电二极管用一个G=10和FG=的InGaAs 雪崩光电二极管替代,那么系统的载噪比又是多少 解：即计算公式中的 G=10,2xG+=+2,代入计算公式得到：载噪比为 ;4 假设一个有32个信道的FDM 系统,每个信道的调制指数为%,若RIN=-135dB/Hz,假定pin 光电二极管接收机的响应度为0.6A/W,B=5GHz,I D =10nA,R eq =50Ω,F t =3dB; （a ） 若接收光功率为-10dBm,试求这个链路的载噪比；（b ） 若每个信道的调制指数增加到7%,接收光功率减少到-13dBm,试求这个链路的载噪比; 解：m==⨯32=;（a ） 代入计算公式得到链路的载噪比为;（b ） m==⨯32=,接收光功率为-13dBm,代入计算公式得到链路的载噪比为 dB; 5 已知一个565Mbit/s 单模光纤传输系统,其系统总体要求如下：1光纤通信系统光纤损耗为km,有5个接头,平均每个接头损耗为,光源的入纤功率为-3dBm,接收机灵敏度为-56dBmBER=10-10;2光纤线路上的线路码型是5B6B,光纤的色散系数为2ps/kmnm,光源光谱宽度,求：最大中继距离为多少 注：设计中选取色散代价为1dB,光连接器损耗为1dB 发送和接收端个一个,光纤富余度为km,设备富余度为;解：功率限制中继距离为：-3--56=⨯+⨯+1+1⨯2+⨯+,得到L=;而色散限制中继距离为：λσεBD L 610⨯=,而信息速率为565Mb/s 的单模光缆传输系统,采用5B6B码型,其传输速率为677990kb/s;,因此60.11510677.992 1.8L ⨯=⨯⨯ =47.1164km显然这是一个色散限制系统,最大中继距离应小于;6 一个二进制传输系统具有以下特性：单模光纤色散为15ps/nmkm,衰减为km;。
《光纤通信》课后习题及答案
1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和APD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和 1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s的音频信道。
光纤通信试题及答案
一、填空题(每空格0.5分，40空格共20分)1、光纤通信系统按光纤的模式可分为_______和_______通信系统。
答案：单模光纤、多模光纤2、光纤通信是以_______为载频，以_______为传输媒质的一种通信方式。
答案：光波、光导纤维3、本地传输网采用的主要传送技术有_______、_______、_______等。
答案：SDH、PDH、微波4、对于4 节点STM－4 二纤环，假设为双向复用段倒环，环的最大可保护的业务容量为_______ 个E1 信号。
答案：5045、传输设备使用标称电压________伏。
答案：–48V6、传输设备接地应该_____极接地。
答案：正(或+)7、STM－N 帧中再生段DCC 的传输速率为_____；复用段DCC 的传输速率为_____。
答案：192kb/s、576kb/s8、在主从同步数字网中，从站时钟通常有_____、_____、_____三种工作模式。
答案：锁定上级时钟模式、保持模式、自由振荡模式。
9、SDH的四种开销分别是：〔再生段〕开销、〔复用段〕开销、〔高阶通道〕开销、〔低阶通道〕开销。
10、目前联通本地网广泛使用光纤的种类为〔G.652〕常规单模光纤，在1550nm处实际的衰减为〔≤0.3〕dB/km。
G.655光纤为〔非零色散〕光纤，将零色散点移到〔1570〕nm附近，适用开通DWDM系统。
11、根据维护过程中不同阶段的不同要求。
维护限值可分为四种为〔投入业务〕限值、〔维护〕限值、〔修复〕限值、〔不可接受退出业务和恢复业务〕限值。
12、4、SDH网络管理结构目前实际运用可以分为〔网元层NE〕〔网元管理层EM〕〔网络管理层NM〕三层。
13、SDH系统的VC-12通道的在线监测采用的方式是〔BIP-2〕。
14、在SDH传输系统中，指针的调整会引起〔抖动〕。
15、应用G.652光纤，局内或短距离通信宜选用(1310 nm)波长，长距离通信宜选用(1550 nm)波长。
光纤通信原理练习题(含参考答案)
光纤通信原理练习题（含参考答案）一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1、光缆以牵引方式敷设时，主要牵引力应加在光缆的（）上。
A、光纤B、加强构件C、内层D、外层正确答案：B2、下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是（）。
A、两者输入输出都是单个用户话路B、两者改变连接都由网管系统配置C、两者都能提供动态的通道连接D、两者通道连接变动时间相同正确答案：C3、（）也称为色散非位移单模光纤，可以应用于1310nm波长和1550nm 波长窗口的区域。
A、G.652B、G.6530C、G.6550D、G.6540正确答案：A4、纤芯的颜色按顺序分为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、（）。
A、天蓝B、荧光色C、玫红色D、奶油白正确答案：A5、通常，影响光接收机灵敏度的主要因素是（）。
A、光纤色散B、暗电流C、光接收机噪声D、光纤衰减正确答案：C6、在SDH帧结构中，（）是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。
A、容器B、单元C、段开销D、信息正确答案：C7、光隔离器的作用是（）。
A、监控信号隔离B、调节光信号大小C、保证光信号只能正向传输D、分离光信号正确答案：C8、全光型波长转换器的核心器件是（）。
A、半导体光放大器（SOA）B、激光放大器C、激光器D、波长转换器正确答案：A9、表示光纤色散程度的物理量是（）。
A、速度差B、相位差C、时延差D、时延正确答案：C10、SDH是一种基于时分复用的（），SDH网络可提供高质量、高可靠性的传输通道。
A、码分数字复用系统B、同步数字技术C、频分数字复用系统D、超级准同步数字系列正确答案：B11、光纤（光缆）是（）系统中重要的组成部分。
A、光纤通信B、纤维C、通信D、结构正确答案：A12、EDFA的泵浦光源的典型工作波长为（）。
A、85nmB、98nmC、131nmD、1550nm正确答案：D13、光缆一般由缆芯、( )、护层三大部分组成。
光纤通信技术习题及答案
光纤通信概论一、单项选择题1.光纤通信指的是：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 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的：A 近红外区B 可见光区C 远红外区D 近紫外区3 目前光纤通信所用光波的波长范围是：A ～B ～C ～D ～4 目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：A 、、；B 、、；C 、、；D 、、。
6 下面说法正确的是：A 光纤的传输频带极宽，通信容量很大；B 光纤的尺寸很小，所以通信容量不大；C 为了提高光纤的通信容量，应加大光纤的尺寸；D 由于光纤的芯径很细，所以无中继传输距离短。
二、简述题1、什么是光纤通信2、光纤的主要作用是什么3、与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信有何优点4、光纤通信所用光波的波长范围是多少5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别是多少光纤传输特性测量一、单项选择题1 光纤的损耗和色散属于：A 光纤的结构特性；B 光纤的传输特性；C 光纤的光学特性；D 光纤的模式特性。
2 光纤的衰减指的是：A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少；B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少；C光信号沿光纤传输时，光功率的损耗；D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。
3 光纤的色散指的是：A 光纤的材料色散；B光在光纤中传播时，不同波长光的群时延不一样所表现出来的一种物理现象；C 光纤的模式色散；D 光纤的波导色散。
4 测定光纤衰减的测试方法有三中，它们是：A 切断法、插入损耗法和后向散射法；B 相移法、切断法和散射法；C插入损耗、脉冲时延法和散射法；D 切断法、插入损耗法和相移法。
5 下面说法中正确的是：A 脉冲时延法是测量光纤色散的基准测试方法；B 脉冲时延法是测量光纤色散的标准测试方法；C 相移法是测量光纤色散的基准测试方法；D 相移法是测量光纤色散的替代测试方法。
光纤通信试题答案
光纤通信试题答案一、选择题1. 光纤通信中，光信号的主要传输媒介是什么？A. 无线电波B. 铜线C. 光导纤维D. 激光答案：C2. 以下哪种光纤结构不属于光纤的基本组成部分？A. 核心B. 包层C. 缓冲层D. 传输介质答案：D3. 在光纤通信系统中，光放大器的主要作用是什么？A. 转换信号B. 放大信号C. 过滤信号D. 压缩信号答案：B4. 光纤通信中，多模光纤和单模光纤的主要区别在于什么？A. 光纤的直径B. 光纤的材料C. 光纤的传输速度D. 光纤的损耗答案：A5. 以下哪种光纤属于特种光纤？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 偏振保持光纤D. 梯度折射率光纤答案：C二、填空题1. 光纤通信系统主要由________、________、________和________四部分组成。
答案：光源，光调制器，光纤，光接收器2. 光纤的数值孔径（NA）是指________与________之间的比值。
答案：光纤核心的接受角度，临界角3. 光纤通信中的色散可以分为________和________两种。
答案：模式色散，材料色散4. 光纤通信中，________是用来衡量光纤传输信号质量的一个重要参数。
答案：信噪比5. 光纤的带宽通常用________来表示。
答案：MHz·km三、简答题1. 简述光纤通信的工作原理。
答：光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式。
首先，发送端的光源（如激光器或LED）将电信号转换为光信号，并通过光调制器将信息编码到光波上。
然后，光信号在光纤的核心中通过全反射原理传输，沿途可能会经过光放大器进行信号增强。
最后，光信号到达接收端，由光接收器（如光电二极管）将光信号转换回电信号，并通过解调恢复原始信息。
2. 描述单模光纤和多模光纤的主要区别及其各自的应用场景。
答：单模光纤的直径较小，核心直径一般为9微米左右，只能传输一种模式的光波，因此具有较高的带宽和较低的衰减，适用于长距离和高速度的通信。
光纤通信考试试题及答案
光纤通信考试试题及答案第一部分：选择题1. 光纤通信系统中，光信号的主要传输方式是：A. 广播传输B. 串行传输C. 并行传输D. 随机传输答案：B. 串行传输2. 光纤通信中，下列哪个参数不属于光纤特性：A. 折射率B. 纤芯直径C. 数字传输速率D. 衰减系数答案：C. 数字传输速率3. 光纤通信系统中，起到光信号放大作用的设备是：A. 光开关B. 光放大器C. 光电探测器D. 光纤衰减器答案：B. 光放大器4. 光纤传输速率的单位是：A. MbpsB. GbpsC. KbpsD. Hz答案：B. Gbps5. 光纤通信系统中，用于将光信号转换为电信号的设备是：A. 光开关B. 光放大器C. 光电探测器D. 光纤衰减器答案：C. 光电探测器第二部分：填空题6. 光纤通信中，被称为“光之窗”的波长范围是________。
答案：1310nm-1550nm7. 光纤通信系统中，光纤的主要组成部分是由________和________组成。
答案：纤芯（core）和包层（cladding）8. 光纤通信中，衰减是指光信号在传输过程中的________损耗。
答案：光功率9. 光纤通信中，常用的光纤连接器有________和________两种类型。
答案：FC和LC10. 光纤通信中，光纤主要通过________的方式进行信号传输。
答案：全内反射第三部分：简答题11. 请简要介绍光纤通信的基本原理及优势。
答：光纤通信是利用光的全内反射原理，将信息信号转换为光信号，通过光纤进行传输的通信方式。
其优势包括传输速率高、信号衰减小、抗干扰性强、带宽大等。
12. 请简述光纤通信系统中的光放大器的作用及常见类型。
答：光放大器是光纤通信系统中起到放大光信号的作用的设备。
常见的光放大器类型包括EDFA（Erbium-Doped Fiber Amplifier）、Raman放大器等。
13. 请解释光纤衰减的原因及常见的衰减方式。
光纤通信(题和答案)
一、填空1. 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；为实现光能量在光纤中的传输，要求中心的 的折射率 稍高于 外围的 包层 的折射率。
2. 渐变型光纤的 自聚焦效应 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. 单模光纤传输的条件为 v=（2πa/λ）405.22122<=-n n 。
4. 由于 色散 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 损耗 决定了系统的 传输距离 。
（色散限制了带宽）5. 通信网由 SDH 传送网 、 WDM 光网络 、光接入网 组成。
6. PON 即 无源光网络 多址(TDMA) 波分多址(WDMA) （AON 有源光网络）7. 接入网由 业务节点接口（SNI ） 和 用户网络接口（UNI ） 之间的一系列传送实体组成，为供给电信业务而提供所需的传送承载能力，可经由网络管理接口 3Q 配置和管理。
8. 在SDH 中，将低速的支路信号复接为高速信号，需经过 传输媒质层网络 、通道层网络 、 电路层网络 。
9.DWDM系统可分为双纤单向传输 WDM系统和单纤双向传输 WDM系统。
光与物质互相作用时有三种基本过程：受激吸收/自发辐射/受激辐射二、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（ A ）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/km2.光纤中传送的电磁场模式为 DA）TM波 B）EM波 C) TEM波 D) TM、EM及其混合波3.影响多模光纤中的色散主要是 C>A>BA）材料色散 B）波导色散 C) 模式色散 D)色度色散4.下列哪项不属于光无源器件 :DA）连接器 B）光耦合器 C)光隔离器 D)光检测器5.下列不属于数字光发射机调制特性的是 DA）电光延迟 B）弛张振荡 C)自脉动现象 D)暗电流噪声6.平均故障间隔时间常用下列哪项表示 BA）MTTR B）MTBF C)MFRB D)MRTT7.EDFA工作的窗口是 BA）1310 nm B）1550nm C)980nm D)1480nm8.下列哪项不属于我国在传输参考模型中提出的参考数字DA）420 km B）5000km C)280km D)6400km （美国）9.二纤单向复用段倒换环利用下列甚磨协议实现倒换环功能（A）A）APS B）AIS C)AC D)SOA10.STM-1是SDH的同步传输模块，传输速率是AA）155.520 Mb/s B）2.048 Mb/s C)1.544 Mb/sD)622.080 Mb/s三、判断正确与错误1.1960年，美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器（T ）2.NA越大，则光纤中的信息传输量越大。
光纤通信课后习题参考答案
光纤通信课后习题答案第一章习题参考答案1、第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？答：第一根光纤大约是1950年出现的。
传输损耗高达1000dB/km 左右。
2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。
答：光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。
中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。
3、光纤通信有哪些优缺点？答：光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节省有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。
第二章 光纤和光缆1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。
纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。
2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。
（2）阶跃型光纤的折射率分布 () 21⎩⎨⎧≥<=ar n ar n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121⎪⎩⎪⎨⎧≥<⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=ar n a r a r n r n cm α 3．阶跃型光纤和渐变型光纤的数值孔径NA 是如何定义的？两者有何区别？它是用来衡量光纤什么的物理量？答：阶跃型光纤的数值孔径2s i n 10∆==n NA φ 渐变型光纤的数值孔径 ()() 20-0s i n220∆===n n n NA c φ两者区别：阶跃型光纤的数值孔径是与纤芯和包层的折射率有关；而渐变型光纤的数值孔径只与纤芯内最大的折射率和包层的折射率有关。
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Chap.5 No.1 光纤连接器应用在什么地方？影响 光纤连接器损耗的因素有哪些？
光纤连接器是使一根光纤与另一根光纤之间完成 活动连接的器件，主要用于光源器件尾纤输出或光电 检测器尾纤输入与传输光纤之间的连接。 光纤连接时引起的损耗与多种因素有关，诸如光 纤的结构参数（如纤芯直径、数值孔径等）、光纤的 相对位置（如横向位移、纵向间隙等）以及端面状态 （如形状、平行度）等。
范围界定：由3个接口来定界，即网络侧经业务节点接口（SNI） 与业务节点 (SN) 相连；用户侧经用户网络接口 (UNI) 与用户相 连；管理侧经Q接口与电信管理网(TMN)相连，无Q接口时由协 调设备(MD)与TMN相连。
有三种结果容量。哪种映射的效率最高？哪种映射的效率 最低？哪种映射方式最为灵活？
根据复用路径不同，可以有C4 、C3和C12三条 路径，对应的最终等效业务容量分别是 64 、 48 和 63 个2Mbit/s。 其中C4路径映射效率较高，而C12路径最为灵活。
15
图6-4 我国的SDH基本复用映射结构
应用范围-长距离大容量高速光通信。
Chap.3 No.2 为什么LD要工作在正向偏置状态？何谓激 光器的阈值电流？激光器的阈值电流与激光器的使用温度、 使用时间有什么关系？
LD加正向偏置电压用以克服 PN结中自建场的影 响，从而降低势垒，以形成粒子数反转分布。
激光器阈值电流指满足克服谐振腔内损耗而产生 激光的最小的外加激励电流。 激光器的阈值电流与温度和使用时间成正比关系。
17
图6-35 伪同步和主从同步原理图
至国外国际局 伪同步 国际局 MS 端局 MS 端局 MS 国内局 MS 汇接局 MS 端局 MS … 国内局 MS 汇接局 MS 端局 国际局 MS 国内局 MS 汇接局 MS 端局 MS … 国内局 MS 汇接局 MS 端局
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MS：主从同步
Chap.7 No.3 什么是“四波混频”效应？“四波混频”对于
25
Chap.9 No.1 在电信网中，接入网是怎样定义的？ 接入网的范围由什么来界定？
参见9.1.1，接入网的定义由建议G.902给出。
接入网的范围界定见9.1.1中第2点。
定义：接入网是由业务节点接口(SNI)和用户网络接口（UNI） 之间的一系列传送实体（如线路设施和传输设施）组成的、为 传送电信业务提供所需要传送承载能力的实施系统。
5
LED:优点-线性度好,无阈值;温度特性好;结构简单、 价格低、寿命长、使用简单。 缺点-自发辐射荧光，谱线宽；与光纤耦合效率低。 应用范围-短距离小容量低速光通信。 LD:优点-有谐振腔的受激发光，谱线窄；与光纤耦合 效率高；有阈值条件，需加偏置（加偏置可提高LD的 调制速率）。 缺点-温度特性差；线性度较差；寿命较短。
22
图8-6 误码率随时间的变化
只 要 T0 和 TL 选 择 恰 当 ， 就可以用来评价各种数字 信息在单位时间内误码的 程度以及误码超过某一规 定值的时间占总测量时间 的百分数。因此，是比较 适用和便于测量的评定方 法。
T0为取定的适合于评定各种业务的 单位时间，TL为测量误码率总时间。
23
Chap.8 No.5 何谓光纤通信系统的可用性？ 有一数字段长420km，有6个中继站，采用不间断电源供 电……（题目略）
注：段开销 SOH区域中，第1～3行又被成为再生段开销 RSOH。 第5～9行被称为复用段开销MSOH。
13
STM-N 帧结构
9 270 N 字节
1 3 4 5
传输方向
SOH
AU PTR
STM－N 净负荷 （含POH）
SOH
9
9N 270 N 列
261 N
14
（教材p.12）
Chap.6 No.4 将2Mbit/s映射复用进SDH，为什么会
×N STM-N AUG ×1 AU-4 VC-4 C-4
139264kb /s
×3
TUG-3
×1
TU-3
VC-3
C-3
34368kb /s
指针处理 复用 定位校准
×7 TUG-2
×3 TU-12
VC-12
C-12
2048kb/ s
映射
16
Chap.6 No.8 说明SDH网同步的工作模式。
SDH网同步的工作模式有主从同步和伪同步两种 工作模式。伪同步是指数子网内各节点都具有独立的 基准时钟，时钟精度高，各节点之间误差值小，接近 同步。主从同步是指网内设一主局，配有较高精度的 时钟（主时钟），网内其他节点均受控于主局，并逐 局下控，直至最末端的节点。
19
（5）四波混频（FWM）
信道间相互作用产生新的频率，
FWM是影响系统性能的主要非线性效应： 当FWM产生的新频率落入信道带宽范围内时，会引起信道 强度起伏和信道间串扰。
光纤
f f1
f f1 fFWM f3
f3
f2
f2
20
Chap.7 No.4 叙述WDM系统的工作原理。 p177
WDM系统有哪几种基本结构形式？p178
生瑞利散射？瑞利散射损耗的大小与什么有关？
瑞利散射是由于光纤内部的密度不均匀引起的， 从而使折射率沿纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸 比光波波长还要小。光在光纤中传输时，遇到这些比 波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输 方向，产生了散射。瑞利散射损耗的大小与 1 / 4 成正 比。
2
Chap.2 No.7 何谓模式截止？光纤单模传输的条件是什么？
WDM系统的工作原理:波分复用(WDM)技术是在一根光纤中同 时传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不 同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根 光纤中进行传输。在接收端又将组合波长的光信号分开(解复用)， 并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。
WDM系统的基本构成主要有以下三种形式： 1)双纤单向传输 2）单纤双向传输 3）光分路插入传输
3
Chap.2 No.10 某阶跃折射率光纤的参数为……试问该入 射光线在光纤中是成为传导模还是辐射模？为什么？
此题包括光在空气与纤芯分界面以及纤芯与包层 分界面两次反射，可以先由纤芯/包层分界面全反射条 件求出临界角，再利用三角关系计算入射角，或直接 利用教材上公式
2 ，将n1＝1.5，n2＝1.485代 入 n0 sin a n12 n2
可知，最大接收角为 12.22°，而入射角大于临界角， 所以入射光纤不满足全反射条件，不能传输，是辐射 模。
4
Chap.3 No.1 比较半导体激光器和发光二极管的异同。半 导体激光器（LD）有哪些特性？半导体发光二极管（LED） 有那些特性？ 解答题
LD和LED都可以用作通信光源。
LD原理是受激辐射，而LED是自发辐射。 LD是阈值器件，需要较完善的驱动和外围电路， 发散角较小,其发出的光谱线窄，适宜于高速率系统； LED没有阈值，结构简单，但其发散角较大,谱线 较宽，适用于要求较低的场合。
光纤通信系统的可用性是指光纤通信系统在给定的时 间间隔内处于良好工作状态的能力。 参见例题的解法，见辅助文档。
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Chap.8 No.6 某单模光纤传输系统的参数如下，……
求：系统最大的中继距离能达多少公里？ 解：由条件可知 Ac＝1.0×2＝2dB； As＝0.1 dB／Km； Af＝0.5 dB／Km； Mc＝0.3 dB／Km ASR=PS－PR－Me PS＝-3 dBm；PR＝-40 dBm；Me＝4 dB L＝34.44 km。
Chap.2 No.1 光纤产生衰减的原因是什么？衰减对通信有什 么影响？……则该光纤的衰减系数α为多少？
光纤产生衰减的原因包括吸收、散射和辐射。衰 减会导致信号功率损失，造成接收困难。
α (1550nm)＝10lg(Pin/Pout)/L=10lg(4/3)/5≈0.25dB/km
1
Chap.2 No.2 光脉冲在光纤中传输时，为什么会产
8
Chap.4 No.1 光纤通信系统对光检测器有什么要 求？比较PIN和APD各自的特点。
参见4.1，光纤通信系统对光检测器的基本要求是：
波长段内响应度或灵敏度要高 具有足够的带宽，暗电流、漏电流和并 联电导必须最小
较低的偏压或偏流，具有高可靠性和长寿命
WDM系统有何影响？为什么G.653光纤不适宜使用在WDM系 统中？
四波混频是指当多个频率的光波以很大的功率在 光纤中同时传输时，由于非线性效应引发多个光波之 间出现能量交换的一种物理过程，这种能量转移不仅 导致信道中光功率的衰减，而且引起各信道之间的彼 此干扰。
G.653光纤在1550nm波长附近是零色散，易产 生四波混频效应，所以G.653光纤不适于用于WDM系 统。
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Chap.8 No.2 在光纤通信系统中产生误码的原因有哪些？ 为能正确的反应误码的分布信息，应采用什么方法来评定 误码性能？为什么？
各种噪声源，色散引起的码间干扰，定位抖动产 生的误码，复位器，交叉连接设备和交换机的误码 （见8.2.2）。 为了能正确地反映误码的分布信息，ITU-T G.821 建议采用时间率的概念来代替平均误码率的评定方法。
12
Chap.6 No.3 计算STM-1帧结构中RSOH、 MSOH和AU PTR的速率。
对于STM-1，每帧为9×270=2430字节，其中
RSOH：3行×9列×8比特/字节×8000帧/秒＝1.728Mb/s MSOH： 5行×9列×8比特/字节×8000帧/秒＝2.88Mb/s
AU PTR：1行×9列×8比特/字节×8000帧/秒＝0.576Mb/s
单模光纤中传输的是什么模式？其截止波长为多大？阶跃折射 率光纤中线性极化模LP11模对应的是什么矢量模？
对每一个传播模来说，在包层中它应该是衰减很大，不 能传输。如果一个传播模，在包层中不衰减，也就是表明该 模是传过包层而变成了辐射模，则就认为该传播模被截止了。 所以一个传播模在包层中的衰减常数W=0时，表示导模截止。 单模光纤传输条件：归一化频率V≤2.4048 单模光纤中传输的是LP01模，对应的矢量模是HE11模。 截止波长由下式计算 2 2a n12 n2 c 2.4048 LP11模对应的矢量模是TE01，TM01，HE21。