北邮光纤通信复习提纲
光纤通信复习提纲-11页文档资料
《光纤通信技术》复习提纲第一章概论小结一、名词概念1、光纤：光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。
2、光纤通信：光纤通信是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式。
3、光纤通信系统：光纤通信系统是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信系统。
4、光纤通信：就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
5、色散：在光纤中，不同信号的各频率或各模式成份的传播速度不同，经过光纤传输一定距离后，不同成份之间出现时延差，从而引信号畸变。
二、光在电磁波谱中的位置三、光纤通信所用光波的波长范围光纤通信的波谱在1.67×1014Hz～3.75×1014Hz之间，即波长在0.8μm～1.8μm之间，属于红外波段，将0.8μm～0.9μm称为短波长，1.0μm～1.8μm称为长波长，2.0μm以上称为超长波长。
四、光纤通信中常用的低损耗窗口:810nm,1310nm,1550nm五、光纤通信的特点与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下：(1)传输频带极宽，通信容量很大；(2)由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；(3)串扰小，信号传输质量高；(4)光纤抗电磁干扰，保密性好；(5)光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；(6)耐化学腐蚀；(7)光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大量有色金属六：光纤结构: 光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成七、光纤分类:若按传输模的数量分类可分为多模光纤和单模光纤若按传输波长分类可分为短波长光纤和长波长光纤若按套塑结构分类可分为紧套光纤和松套光纤全反射是光信号在光纤中传播的必要条件。
第二章小结一、名词概念1、阶跃型光纤:阶跃型光纤在纤芯和包层交界处的折射率呈阶梯形突变，纤芯的折射率n1和包层的折射率n2是均匀常数。
2、渐变型光纤：渐变型光纤纤芯的折射率nl随着半径的增加而按一定规律逐渐减少，到纤芯与包层交界处为包层折射率n2，纤芯的折射率不是均匀常数。
光纤通信期末复习提纲——光纤资料文档
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 fλ=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 kmγααγγααααγα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）12212112122ccf f f c f c thenf 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 thewaveguide.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 mc f f f m c mc c f Ln Ln Ln∆∆+=-+=-=2cc oo co c c of ff f ccλλλλλλ∆∆∆∆∆===7、平面边界上的反射，全反射临界角计算1212n n n n ρ-=+221212power reflected R power incidentR n n R n n ρ≡=⎛⎫-= ⎪+⎝⎭分界面上损耗计算什么是消逝场？发生全反射时低折射率材料中仍然有光能量 五、 光纤波导1、相对折射率与数值孔径：fractional refractive ；NUMERICAL APERTURE121n n n -∆=00sin NA n α== 单模光纤的NA 和多模光纤NA 通常哪个更大？光纤包层和纤芯折射率关系是怎样的？2、光纤损耗Losses may be classified as: AbsorptionScattering ： Rayleigh Scattering Geometric effects目前光纤损耗水平大致是多少？在什么波长？ 光纤三个透光窗口是什么，中心波长分别是多少3、归一化频率计算；V is called the normalized frequency or V parameter2a V NA πλ==归一化频率和光斑尺寸关系是什么？4、多模光纤模式数目计算对于阶跃折射率光纤，若V>1022V N =对于抛物线分布折射率光纤，若V>1024V N =5、单模传播条件2.405V =<aλ<2.4052aNAλπ<6、多模光纤中的畸变阶跃折射率：11211122()()n n n nn n L cn cn c τ-∆⎛⎫∆==∆≈ ⎪⎝⎭对于 GRIN 模式展宽近似表达式为:212n L c τ∆⎛⎫∆= ⎪⎝⎭可知多模阶跃折射率光纤中模式畸变一般情形下远大于GRIN 光纤这里大家需要记住的是模式失真不依赖于光源波长或者光源线宽. 因此总的脉冲展宽:τ∆=modal modal pulse spread τ∆=dispersion material and waveguide dispersive pulse spread τ∆=那么总的色散可计算如下()g M M L τλ⎛⎫∆=-+∆ ⎪⎝⎭由于色散导致的展宽和那几个因素有关？L 、D 、λ∆7、单模截止波长2.4052aNAλπ<=那么截止波长 (小于截止波长光纤将以多模形式传输) 为:c (2)2.612.405a NA a NA πλ==8、普通光纤中传输的光信号一般是非偏振的.六、光源和光放大器1、LED P-I 特性的斜率计算. 禁带宽度(能带间隙 bandgap)与辐射波长关系g i P W e η⎛⎫= ⎪⎝⎭P g W i η=2、量子效率定义，计算。
光纤通信复习（各章复习要点）
光纤通信复习（各章复习要点）光纤通信复习（各章复习要点）第⼀章光纤的基本理论1、光纤的结构以及各部分所⽤材料成分2、光纤的种类3、光纤的数值孔径与相对折射率差4、光纤的⾊散5、渐变光纤6、单模光纤的带宽计算7、光纤的损耗谱8、多模光纤归⼀化频率，模的数量第⼆章光源和光发射机1、光纤通信中的光源2、LD的P-I曲线，测量Ith做法3、半导体激光器的有源区4、激光器的输出功率与温度关系5、激光器的发射中⼼波长与温度的关系6、发光⼆极管⼀般采⽤的结构7、光源的调制8、从阶跃响应的瞬态分析⼊⼿，对LD数字调制过程出现的电光延迟和张弛振荡的瞬态性质分析（p76）9、曼彻斯特码10、DFB激光器第三章光接收机1、光接收机的主要性能指标2、光接收机主要包括光电变换、放⼤、均衡和再⽣等部分3、光电检测器的两种类型4、光电⼆极管利⽤PN结的什么效应第四章光纤通信系统1、光纤通信系统及其⽹管OAM2、SDH系统3、再⽣段距离的设计分两种情况4、EDFA第五章⽆源光器件和WDM1、⼏个常⽤性能参数2、波分复⽤器的复⽤信道的参考频率和最⼩间隔3、啁啾光纤光栅4、光环形器的各组成部分的功能及⼯作原理其他1、光孤⼦2、中英⽂全称：DWDM 、EDFA 、OADM 、SDH 、SOA第⼀章习题⼀、单选题1、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）⽽是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2、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、间断变换D、基本不变3、⽬前，光纤在（B）nm处的损耗可以做到0.2dB/nm左右，接近光纤损耗的理论极限值。
A、1050B、1550C、2050D、25504、普通⽯英光纤在波长（A）nm附近波导⾊散与材料⾊散可以相互抵消，使⼆者总的⾊散为零。
A、1310B、2310C、3310D、43105、⾮零⾊散位移单模光纤也称为（D）光纤，是为适应波分复⽤传输系统设计和制造的新型光纤。
光纤通信系统复习提纲
光纤通信系统复习提纲PS ：红色不要求第一章 绪论 第五章 系统和其它1． 光纤通信系统基本构成（单波长系统（第一章）各部分功能），DWDM各部分要求（第五章）2． 光纤通信系统优缺点（第一章），频率间隔和波长间隔的转换（第一章），光纤通信容量的表示方法（BL ），各代光纤通信系统特点（第一章）3． NRZ 和RZ 格式（第一章和第三章一起看，会画眼图，其中66%占空比的也称为CS-RZ ），复用方式（第一章），调制方式：第一种分法：（第一章：IM （intensity modulation ，强度调制）（也叫OOK 或者ASK ）和PSK ）；第二种分法：模拟调制，数字调制；第三种分法：内调制、外调制。
频谱图（注意CS-RZ 没有载波分量）眼图4．光纤通信系统典型拓扑结构（广播和分配网（HUB和BUS拓扑结构）、局域网（BUS拓扑结构：Ethernet，Ring拓扑结构：FDDI(FiberDistribution Data interface)）注意：功率分配不要求。
5．光纤通信系统功率预算和上升时间预算6．光放大器的分类（3种），EDFA、波分复用器等重要器件，波长控制等关键技术会画示意图。
第二章光纤1．光纤基本参量计算：数值孔径（NA），归一化频率（V<2.405），模场半径（w：最大值1/e处的半径），相对折射率差delta，光纤的分类。
2．TE、TM、HE、EH、LP模下标之间的关系（下标分别表示什么，在图上要知道），什么是模式折射率，模式折射率满足的条件。
3．光纤损耗机理和作用效果（分类，掌握本征损耗两个，其中瑞利散射的特点和波长4次方成反比），损耗系数单位的转换0.2（dB/km）/4.343，光纤通信的三个工作窗口4．光纤色散（模间色散和模内色散，模间色散（多模阶跃和多模渐变）两个BL限制），色散单位的含义（常用ps/(nm*km）），群速度色散D（也叫模内色散=材料色散+波导色散，图要会画），色散位移光纤（G.653）（色散图+原因），偏振模色散，高阶色散，色散补偿光纤（DCF）实现色散补偿的原理（要求D1L1+D2L2=0，S1L1+S2L2=0），考虑D和S的BL限制（或色散大小T)5．色散致脉冲展宽：正色散、负色散、正常色散、反常色散的定义关系和脉冲速度随频率的关系：D>0时（反常色散区），频率高的速度快；反之，频率高的速度慢，知道这个即可。
《光纤通信技术》复习提纲汇总
光纤通信技术》复习提纲参考书籍：（任选其一即可）《光纤通信系统》，杨祥林，国防工业出版社《光纤通信系统》，顾畹仪，北京邮电大学出版社《Fiber－optic Communication Systems》，G.P.Agrawal, Wiley Interscience.要掌握知识点：（复试和面试）1．DWDM 光通信系统基本构成和各部分功能2．光纤通信系统优缺点，各代光纤通信系统特点3．模拟信号和数字信号的转换，NRZ 和RZ 格式，复用方式，调制方式4．光纤的基本概念，光纤损耗, 损耗系数单位的转换，损耗的机理，光纤通信的三个工作窗口5．光纤色散，色散单位，群速度色散，偏振模色散，高阶色散，色散补偿的原理6．光纤中非线性：SRS、SBS、SPM、XPM 的产生机理，FWM 的危害和克服方法7. 各种光纤的特点：G651、G.652、G.653、G655、大有效面积光纤、DCF、全波光纤8. 半导体发光的物理基础：三种跃迁过程，费米能级，粒子数反转，正向偏置PN 结，双异质结结构对半导体发光器件的性能改善，非辐射复合，如何决定半导体材料的组分？9. LED 的特性，为什么LED 适合用在短距离、低速、模拟通信中？10 . LD 的工作条件，阈值条件，纵模条件11. LD 的典型结构，增益导引和折射率导引条形激光器，同质结、异质结、条形激光器、多量子阱结构如何实现阈值电流的降低？12. 如何实现单纵模？DBR、DFB、外腔、VCSEL13. 光发射机驱动电路，LED 和LD 驱动电路的不同，PI 曲线表示调制过程，LED 的数字驱动电路，带光反馈的LD 数字驱动电路14. 光探测器的设计思想，PN、PIN、双异质结PIN、APD、SAM-APD、SAGM-APD 、SAGCM-APD 每一种的特点15. 光接收机三部分的设计思想：前端、线性通道、判决16. 光接收机噪声分析，散粒噪声、热噪声、放大器噪声指数、APD 过剩噪声17. 数字光接收机误码率分析，灵敏度求解18. 数字光接收机的极限灵敏度分析19 . 功率代价的意义20. 光纤通信系统典型拓扑结构21. 光放大器的种类及简单工作原理。
光纤通信复习提纲解析
《光纤通信技术》复习提纲第一章概论小结一、名词概念1、光纤：光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。
2、光纤通信：光纤通信是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式。
3、光纤通信系统：光纤通信系统是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信系统。
4、光纤通信：就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
5、色散：在光纤中，不同信号的各频率或各模式成份的传播速度不同，经过光纤传输一定距离后，不同成份之间出现时延差，从而引信号畸变。
二、光在电磁波谱中的位置三、光纤通信所用光波的波长范围光纤通信的波谱在1.67×1014Hz～3.75×1014Hz之间，即波长在0.8μm～1.8μm之间，属于红外波段，将0.8μm～0.9μm称为短波长，1.0μm～1.8μm称为长波长，2.0μm以上称为超长波长。
四、光纤通信中常用的低损耗窗口:810nm,1310nm,1550nm五、光纤通信的特点与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下：(1)传输频带极宽，通信容量很大；(2)由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；(3)串扰小，信号传输质量高；(4)光纤抗电磁干扰，保密性好；(5)光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；(6)耐化学腐蚀；(7)光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大量有色金属六：光纤结构: 光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成七、光纤分类:若按传输模的数量分类可分为多模光纤和单模光纤若按传输波长分类可分为短波长光纤和长波长光纤若按套塑结构分类可分为紧套光纤和松套光纤全反射是光信号在光纤中传播的必要条件。
第二章小结一、名词概念1、阶跃型光纤:阶跃型光纤在纤芯和包层交界处的折射率呈阶梯形突变，纤芯的折射率n1和包层的折射率n2是均匀常数。
2、渐变型光纤：渐变型光纤纤芯的折射率nl随着半径的增加而按一定规律逐渐减少，到纤芯与包层交界处为包层折射率n2，纤芯的折射率不是均匀常数。
北邮《光纤通信技术》
《光纤通信技术》复习题一．基本概念1．什么样的电磁波叫做“光”？目前的光纤通信用的是什么光？波长是多少？2．光纤通信的特点？3．光纤的NA和LNA各是什么意义？什么是光线模式的分立性？4．什么是光纤的色散？光纤的色散分为哪几种？在单模光纤中有哪些色散？5．归一化频率V和截止频率V C各如何定义？有何区别和联系？6．什么是单模光纤？单模传输的条件是什么？7．什么是模耦合？什么EMD？8．什么是光纤的近场和远场？什么是模场直径？什么是光纤的截止波长？9．什么是光子的自发辐射、受激吸收、受激辐射？10．什么是信号的抖动？抖动的性能参数有哪些？11．满注入和LPS注入条件是怎样规定的？二．基本原理1．光在不同的界面上发生反射和折射的方向规律如何？发生全反射的条件是什么？2．什么是散射？光被介质吸收有几种形式？为什么“波长有选择性”？3．光纤芯区折射率为什么比包层高？4．光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？5．无源光器件有那些？作用是什么？6．为什么发光二极管的发射谱线宽、发射角大，而半导体激光器的发射谱线窄、发射角小？7．试分析光通过介质时，在什么情况下，（1）光波被吸收；（2）光波被放大；（3）光波强度保持不变。
8．简述LD和LED的工作原理9．简述PIN和APD管的工作原理10．光接受机是由几部分组成的？各部分的作用是什么？11．辅助设备有哪些？作用是什么？12．公务通信有几种方式？区间通信主要解决什么问题？13．光纤通信系统中的接口电路的作用是什么？14．实用化的光纤通信系统是由哪些部分组成的？各部分的作用分别是什么？三．计算1．已知多模光纤的Δ=0.01，n0=1.5，将此光纤端浸没于水中（n水==1.33），求其在水中的数值孔径。
2．已知目前的单模光纤芯直径为10μm，Δ=0.004，n0=1.5，并为阶跃分布，若以0.63μm波长的红光注入，其中导模约有多少？若想实现单模传输，芯经应作如何调整？3．某光纤损耗系数为2.5dB/km，长度为1.5km，输入光功率为10μW时，输出应为多少？4．用脉冲展宽法测量某多模光纤链的带宽，光纤链长10km，输入光脉冲FWHM为3ns，输出为5ns，求此光纤链的带宽。
光纤通信系统复习提纲
1. 光纤通信概念，特点光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输介质的一种通信方式。
特点：优点：1、频带宽，通信容量大。
2、损耗低，中继距离长。
3、抗电磁干扰能力强。
4、光泄露小，保密性好。
重量轻体积小。
5、原材料丰富，节约有色金属。
缺点：1、质地脆，不可弯曲太大，机械强度低。
2、光 纤接口需要一定的工具、设备和技术。
3、分路，耦合不灵活。
2. 光纤通信系统组成原理框图，每部分功能。
光发送机：将电发送机发送过来的电信号，转换成光信号码流。
光中继器：补偿光信号的幅度损耗，对畸变失真的信号波形进行整形，恢复光信号的形状。
光接收机：将从光纤传输过来的微弱光信号，经光电检测器，将其转换成电信号，并对电信号进行足够的放大，输出一个适合于定时判决的脉冲信号到判决电路使之能够正确的恢复出原始电信号，送给电接收机。
3. 光纤结构，规格，全反射原理，NA ，单模传输的条件，归一化频率，截止波长，SM 和MM 判断和特点，渐变型和阶跃型光纤，几何和温度特性，损耗(dB)特性，色散(ps)特性，ITU-T 规范的光纤。
结构：多层同轴圆柱体，从里到外依次是 纤芯、包层、涂覆层。
规格：单模光纤 ： 纤芯直径8-10μm多模光纤 ： 纤芯直径50μm 或者 62.5μm单模光纤和多模光纤的包层直径均为125μm全反射原理： 光从光密介质射向光疏介质时，当入射角超过某一角度C(临界角)时，折射光完全消失，只剩下反射光线的现象叫做全反射。
NA ： NA =sin θmax =2221n n -=n 1∆2单模传输的条件：光纤的工作波长λ>λ截止。
归一化频率 ：表征光纤中传播模式的数量。
截止波长 ：截止波长指的是,单模光纤通常存在某一波长,当所传输的光波长超过该波长时,光纤只能传播一种模式(基模)的光,而在该波长之下,光纤可传播多种模式(包含高阶模)的光。
SM 和MM 的判断和特点：能传播两种以上模式的光纤称为多模光纤渐变型和阶跃型光纤：阶跃型光纤：单包层光纤，纤芯和包层折射率都是均匀分布，折射率在纤芯和包层的界面上发生突变；渐变型光纤：单包层光纤，包层折射率均匀分布，纤芯折射率随着纤芯半径增加而减少，是非均匀连续变化的；几何特性：包括纤芯直径、包层直径、纤芯不圆度，与包层同心度等 温度特性：温度对光纤损耗的影响损耗特性：光纤传输的光能有一部分在光纤内部被吸收，有一部分可能辐射到光纤外，使得光能减少。
光纤通信复习提纲
光纤通信复习提纲Chapter11. 为什么使用石英光纤的光纤通信系统工作波长只能选择850nm，1310nm，1550nm三种？答：光纤通信系统的传输容量取决于光纤特性和调制特性。
而现在的光纤通信系统使用的是Si O2为主要材料的光纤。
根据Si O2的损耗-波长特性曲线，850nm，1310nm，1550nm波长分别有一个低损耗区，而其他波长均处在高损耗区，所以光纤通信系统只能选择850nm，1310nm，1550nm三种波长。
2. 光纤通信系统的组成及各部分的主要功能。
答：组成：信息源电端机光发送机光纤线路光接收机电端机信息宿功能：光发送机：把输入的电信号转换成光信号，并将光信号最大限度地注入光纤线路。
光纤线路：光信号的传送煤质，可把来自发送机的光信号以尽可能小的衰减和脉冲展宽传送到接收机。
光接收机：把由发送机发送的、经光纤线路传输后的输出的已产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大、再生恢复为原来的电信号。
Chapter21. 什么是阶跃型光纤？渐变型光纤？单模光纤？多模光纤？答：（阶跃型光纤、渐变型光纤都是对多模光纤的一个描述）阶跃型光纤：光纤纤芯折射率呈均匀分布，入射进光纤传播的光线分为子午光线和倾射光线两种，进入纤芯的子午光线在纤芯内沿直线或折射传播。
模间时延大，带宽小，不满足高码传输。
渐变型光纤：渐变型光纤的纤芯折射率连续变化，故光线在纤芯内沿曲线传播。
模间时延小，带宽大。
单模光纤：如果V<2.405,则光纤只能容纳单模，则称这种光纤为单模光纤。
多模光纤：允许多个传导模通过。
2. 什么是光纤的损耗？包含哪些类型的损耗？答：1.光纤性能是有限制的，随着信道数据率和传输距离的增加，光纤不再是一个透明管道.由于损耗的存在，在光纤中传输的光信号，不管是模拟信号还是数字脉冲，其幅度都要减小。
光纤的损耗在很大程度上决定了系统的传输距离(中继距离)。
2.类型：光纤本身+光纤与光源的耦合+接口（材料吸收、瑞利散射、辐射损耗）3. 什么是光纤色散？有哪些色散？答：1. 在光纤中传输的光信号的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播，而引起的信号畸变，引起光脉冲展宽和码间串扰，最终影响通信距离和容量，这种现象称为光纤的色散或弥散。
光纤通信复习重点
光纤通信复习重点《光纤通信》课程复习提纲2012.61.光纤通信的优点（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2.光纤通信系统的基本组成(单向传输)3.光纤通信对光源的要求对光源的要求：输出光功率⾜够⼤，调制频率⾜够⾼，谱线宽度和光束发散⾓尽可能⼩，输出功率和波长稳定，器件寿命长。
4.直接调制和间接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。
外调制的优点是调制速率⾼，缺点是技术复杂，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。
5.光接收机由光检测器、放⼤器和相关电路组成光接收机由光检测器、放⼤器和相关电路组成；光检测器是光接收机的核⼼。
光接收机最重要的特性参数是灵敏度。
灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标，它反映接收机调整到最佳状态时，接收微弱光信号的能⼒。
6.检测⽅式有直接检测和外差检测的区别。
检测⽅式有直接检测和外差检测两种。
直接检测是⽤检测器直接把光信号转换为电信号。
这种检测⽅式设备简单、经济实⽤，是当前光纤通信系统普遍采⽤的⽅式。
外差检测要设置⼀个本地振荡器和⼀个光混频器，使本地振荡光和光纤输出的信号光在混频器中产⽣差拍⽽输出中频光信号，再由光检测器把中频光信号转换为电信号。
外差检测⽅式的难点是需要频率⾮常稳定，相位和偏振⽅向可控制，谱线宽度很窄的单模激光源；优点是有很⾼的接收灵敏度。
基本光纤接收发射7.灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标，它反映接收机调整到最佳状态时，接收微弱光信号的能⼒。
灵敏度主要取决于组成光接收机的光电⼆极管和放⼤器的噪声，并受传输速率、光发射机的参数和光纤线路的⾊散的影响，还与系统要求的误码率或信噪⽐有密切关系。
最新光纤通信复习纲要
光纤通信复习纲要光纤通信期末复习纲要一、总述题型：判断（10% ）（1×10）+选择（24%）（2×12）+简答（25%）（4题）+计算（41%）（4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，每次作业一定要会做二、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3、分清波长，频率，介质中波长，介质中的频率vλ=f4、一路话音信号速率4、什么是光子？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、数值孔径定义，计算3、光斑尺寸的计算四、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 dBkmγααγγααααγα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）12212112122ccf f f c f c thenf 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 thewaveguide.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、带宽距离积、NRZ ，RZ （50%）比特距离积计算3()3()0.70.350.5NRZ dB electrical RZ dB optical R L L f L R L L f L L τττ∆∆∆--⨯=⎛⎫ ⎪⎝⎭⨯==⨯⎛⎫ ⎪⎝⎭⨯=⎛⎫ ⎪⎝⎭ 6、谐振腔（F-P 腔）1(1)222c m mc f f f m c mc c f Ln Ln Ln∆∆+=-+=-=2cc oo co c c of ff f ccλλλλλλ∆∆∆∆∆===7、平面边界上的反射，全反射临界角计算1212n n n n ρ-=+ 221212power reflected R power incidentR n n R n n ρ≡=⎛⎫-= ⎪+⎝⎭分界面上损耗计算 什么是消逝场？ 五、 光纤波导1、相对折射率与数值孔径：fractional refractive ；NUMERICAL APERTURE121n n n -∆=00sin NA n α== 2、光纤损耗Losses may be classified as: Absorption Scattering ： Rayleigh ScatteringGeometric effects目前损耗水平是多少？主要限制因素是什么3、归一化频率计算；V is called the normalized frequency or V parameter2aV NA πλ==4、多模光纤模式数目计算 对于阶跃折射率光纤，若V>1022V N =对于抛物线分布折射率光纤，若V>1024V N =5、单模传播条件2.405V =<aλ<2.4052aNAλπ<单模工作区位于长波长有什么优点？6、多模光纤中的畸变阶跃折射率：11211122()()n n n nn n L cn cn c τ-∆⎛⎫∆==∆≈ ⎪⎝⎭对于 GRIN 模式展宽近似表达式为:212n L c τ∆⎛⎫∆= ⎪⎝⎭GRIN 优点是什么？这里大家需要记住的是模式失真不依赖于光源波长或者光源线宽. 因此总的脉冲展宽:τ∆=modal modal pulse spread τ∆=dispersion material and waveguide dispersive pulse spread τ∆=那么总的色散可计算如下()g M M L τλ⎛⎫∆=-+∆ ⎪⎝⎭7、单模截止波长2.4052aNAλπ<=那么截止波长 (小于截止波长光纤将以多模形式传输) 为:c (2) 2.612.405a NA a NA πλ==8、在实际中，对于常见的通信用光纤，在其中传播的光是何种偏振的？六、光源和光放大器1、LED P-I 特性的斜率计算. 禁带宽度与辐射波长g i P W e η⎛⎫= ⎪⎝⎭P g W i η=2、量子效率定义，计算。
光纤通信复习提纲
光纤通信复习提纲一、单项选择题类（10x1）1. 光纤通信系统中最常用的光源是（）光源。
A、半导体激光器B、氦、氖激光器C、日光灯D、白炽灯2. EDFA的工作波长是（）附近。
A、1550nmB、1310nmC、850nmD、1550m3. 当在光敏二极管PN结两端施加（）时，电子和空穴在外加偏压和内建电场作用下作定向运动，在外电路形成光生电流I P(t)。
A、正偏压B、负偏压C、零偏压D、正、负偏压4. 对光生电流有倍增效应的光电器件是（）。
A、PIN光敏二极管B、MSM光电检测器C、APD光敏二极管D、任意光电器件5. 对语音信号进行PCM编码的位数采用( )。
A、8bit编码B、4bit编码C、2bit编码D、1bit编码6. 电光混合网的网络节点内部，进行处理和交换的是（）。
A、电信号B、光信号C、声音信号D、图像信号7. 折射角θt等于（）时的入射角θi称为临界角θc。
A、900B、1800C、00D、任意角度8. 光纤的每千米衰耗以( )为最小。
A、多模0.85μm波长B、多模1.31μm波长C、单模1.31μm波长D、单模1.55μm波长9. LED与LD相比较，LD的优点是（）。
A、结构复杂B、发出的光波长更单一C、温升高D、体积小10. 因在光纤系统中，光纤色散和电路器件速率的限制，即使理论上比特速率可超过1Tb/s，但实际通信速率限制在( )或更小。
A、10Gb／sB、50Gb／sC、100Gb／sD、500Gb／s11. NZ-DSF光纤被国际电信联盟（ITU-T）定义为( )。
A、G.651光纤B、G.652光纤C、G.653光纤D、G.655光纤12. 根据调制信号的形式不同，信号对光载波的调制方式有（）两种基本形式。
A、直接调制和间接(外腔)调制B、调频和调幅C、模拟调制和数字调制D、强度调制和功率调制13.在光纤通信系统中，对光接收机的“前置放大器”基本要求是（）。
光纤通信复习提纲
• 7、激光器LD的电光转换的效率计算？（按 定义计算）P54 • 8、光检测器的量子效率计算（按定义计算） P62复习题目3-15 • 9、光检测器响应度和量子效率的计算（公 式3.14）P62 复习题目3-17 • 10、APD 3dB带宽的计算（公式3.19）P63 复习题目3-16 • 11、利用APD的倍增因子g，计算输出光电 流（公式3.25）P65 复习题目3-16
第三章
• 1、通用光器件的分类？有源器件包括哪些？光无 源器件包括哪些？P48 • 2、光源的作用？常用的光源主要有哪些？半导体 激光机LD的工作原理？P48 • 3、何为粒子数目反转？P49 复习题目3-20 • 4、光和物质相互作用的方式有哪些？复习题目319 • 5、半导体激光器LD的发射波长计算？P53 复习题 目3-9 • 6、发光二级管LED的工作原理？P57
第七章
• 1、EDFA掺铒放大器工作原理？？第7章课 件 • 2、光弧子形成的原理？P168 • 3、采用哪种检测方式可以更充分利用光纤 带宽，增加传输的距离，提高接收机的灵 敏度？？P172
第八章
• 1、通信网发展的总趋势？？？P183 • 2、SDH传送网采用什么概念，方便了网络 的设计和管理？P184 • 3、SDH自上而下分为哪几层？P184 • 4、WDM光网络是如何对SDH网进行改进 的？P192 • 5、整个电信网可分为？？P199 • 6、在光纤的接入网中，哪一种新兴的光接 入网应运而生？？P206
第一章
1，关于光纤通信的历史中，光通信的研究从 低谷到重大的突破的转折点是？P2
2,光纤通信的优点是什么？P5-P7
3，基本光纤通信的组成是什么？P10-P11
第2章
• • • • • 1，光纤的结构？P14 2，相对折射率差Δ的计算P14复习题目2-17 3, 3中光纤的基本类型？P14-P15 4，数值孔径NA的计算p17 复习题目2-17 5，模式数目计算，（对于突变型光纤如何计 算？对于平方律渐变性光纤如何计算？） P25复习题目2-11
光纤通信复习大纲(DOC)
第一章1 光纤通信系统的分类：按传输信号的类型分：数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统。
按信号调制方式分：光强度直接调制直接检波光纤通信系统和间接调制（外差光纤通信系统） 按光纤的传输特性分：多模光纤系统和单模光纤通信系统 按使用波长分：短波长、长波长、超长波长2光纤通信系统的基本组成：光发射机、光纤线路、光接收机 光发射机：把输入的电信号转换成为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。
它的核心器件是光源（LD 或LED ）。
光纤线路：用于传输光信号。
由光纤、光纤接头、光纤连接器组成。
光接收机：把从光纤线路输出产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。
它的核心器件是光检测器（PIN 或APD ）。
3 光纤通信使用的频段范围：近红外光(波长为0.8-1.8um),频带宽度为200THz.主要使用850nm 1310nm 1550nm 三个窗口. 第二章 光纤和光缆1光纤结构 纤芯、包层、涂敷层.纤芯的折射率略高于包层的折射率. 涂敷层的折射率高于包层.2光纤的种类：单模光纤、多模光纤（阶跃和渐变） 单模光纤、阶跃折射率和梯度折射率光纤的比较 1)芯径: 单模光纤在10um 以下,多模光纤在几十um 2)损耗: 单模光纤0.3dB 左右 多模光纤4dB 左右3)色散: 多模光纤色散大,主要是模间色散起作用. 阶跃折射率光纤的色散梯度折射率光纤比大单模光纤色散没有模间色散,主要是模内色散和偏振模色散.色散较小.4)带宽: 单模光纤的带宽比多模光纤的带宽大.多模梯度折射率光纤的带宽比多模阶跃折射率光纤大.34阶跃光纤的数值孔径的物理意义及公式光纤的数值孔径与纤芯与包层直径无关，只与两者的相对折射率差有关。
若纤芯和包层的折射率差越大，NA 值就越大，即光纤的集光能力就越强。
5阶跃光纤中传光的电磁波模式总数：M=V ²/2 渐变型光纤中传光的电磁波模式总数：M=V ²/46 模式传输的条件：V>Vc 或者是λ>λc 模式截止的条件：V<Vc 或者是λ<λc 临界条件：V=Vc7LP01 矢量模HE11）8有以下三大类损耗: 1)吸收损耗● 由于光纤材料本身吸收光能量产生的。
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第一章
1、请解释将光纤分为单模和多模的判断依据
2、请解释光纤数值孔径的概念，并给出相对折射率表示的数值孔径的数学表达式。
为什么通信用的光纤数值孔径都比较小
3、为什么要设计渐变折射率光纤，请简述其工作原理
4、色散的机理是什么，有哪些类型，列出描述色散大小的三个等效参数：最大时延差，群速色散系数，色散系数之间的相互关系（两两关系，三个表达式）
5、什么是正常色散区，反常色散区，如何判别区分
6、列出光纤中损耗的类型，并说明最终决定光纤损耗（的因素），决定理论极限的包含其中哪几项
7、列出光纤非线性效应的类型，给出每一项的概念
8、简述光纤的发展过程
9、标量近似法求解光纤中的模式时的结果LPmn中m、n的物理含义，并会识别和画出示意图
第二章
1、光纤通信系统对光源的要求
2、光与物质的相互作用的三个物理过程，指出半导体激光器，发光二极管和光电检测器的工作原理各建立在什么作用的基础上
3、激光产生所需要的三个物质条件和发生激射的两大理论基础，LD谐振腔的作用
4、推导F-P腔，Bragg波纹光栅谐振腔的谐振模式间隔与腔长之间的关系
5、激光器的P-I特性曲线以及温度的影响
6、直接调制与间接调制之间的区别，列举几种间接调制的类型
7、画出光发射机的原理框图，列出两种控制电路的名称，并简述各自的作用
8、为什么经常采用双异质结的半导体制作LD
9、激光器纵模和横模的含义，各有哪些类型
10、LD与LED的区别，LED工作时有没有受激辐射，为什么说LED发射的光谱主要是自发辐射谱
11、定性描述LD瞬态特性的两个重要现象是？定量描述的工具是？列出表达式并用它求解阈值时的电子密度和电光延迟时间
12、光调制方式
第三章
1、光纤通信系统对光电检测器的要求
2、光接收机的原理框图，指出其主要性能指标
3、实现光电检测的两种常用器件，简述其结构，原理
4、为什么光电二极管波长响应同时存在上截止波长和下截止波长两个限制
5、光接收机中的噪声有哪两大类，又各自包含哪些
6、影响光接收机灵敏度的主要因素
7、相干接收的原理和关键技术
第四章
1、什么是HFC系统？什么是副载波复用技术？
2、光纤通信系统的设计考虑，特别是无中继再生段的设计考虑
3、数字系统中传输性能的两个主要指标，以及抖动和漂移的概念
4、光放大器有哪两类，简述EDFA和RFA的工作原理
5、说出EDFA的三种内部泵浦结构的三种基本应用形式
第五章
1、常用的光连接器有哪些型号
2、说明恒量无源光器件性能的常用指标参数
3、解释光环形器的工作原理（对照图说明）
4、列举出三种以上的波分复用/解波分复用器件的构成方式
5、列举出几种基于不同结构设计的机械光开关
6、解释DWDM和CWDM系统的区别
7、'推导利用介质膜或干涉膜进行滤波的原理
第六章
1、光传送网中的两种典型设备是？各说出两种典型的实现方式
2、说出三种光交换的方式和交换粒度
3、说出自动交换光网络ASON的三大平面，五大类接口，三种连接的名称
4、OCS、OBS、OPS的原理及特点，OPS冲突解决方案
5、有源光网络和无源光网络的区别是？
6、说出xPON、FTTx中的x可以代表哪些字母，并给出中文解释
7、PTN的概念及技术分类
8、MSTP概念和技术分类
第七章
1、解释以上群速度色散补偿技术原理
2、OTDM的原理和系统结构。