光纤通信原理总复习

• 17.掺铒光纤放大器在光纤通信系统中的主 要作用是_延长中继距离 __。 • 18._灵敏度__和动态范围是光接收机的两 个重要特性指标。 • 19.EDFA泵浦光源的工作波长约为 _0.98μm __或1.48μm。 • 20.已知某Si－PIN光电二极管量子效率 η=70%，一个光子的能量为2.24×10－19 焦耳，电子电荷量为1.6×10－19库仑。问 该光电二极管的响应度为_ 0.5A/W__。 （见书中P122页公式 5-4）
三、名词解释题(每小Βιβλιοθήκη Baidu3分。共15分)
• • • • • 1.光纤的子午面 2.EDFA的输出饱和功率 3.受激辐射 4.输入抖动容限 5.光接收机的动态范围
• • • •
1.光纤的子午面 答：通过光纤轴线的平面。 2.EDFA的输出饱和功率 答：当饱和增益下降3dB时所对应的输出
功率值，它表示EDFA的最大输出功率。
• 4.阶跃型光纤中，导模的传输条件为( C ) • A.V<Vc B.V>2.405 • C.V>Vc D.V>0 • 5.STM－4每秒可传输的帧数是( D ) • A.1000 B.2000 • C.4000 D.8000 • 6.随着激光器温度的上升，其输出光功率会( A ) • A.减少 B.增大 • C.保持不变 D.先逐渐增大，后逐渐减少
• 7.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 • 8.在下列选项中，光纤通信的监控系统不能监控的项目为( C ) • A.光中继器的接收光功率 B.电源的电压 • C.光缆线路的色散特性 D.光纤通信系统的误码性能 • 9.光接收机中，雪崩光电二极管引入的噪声为( D ) • A.光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的 电路噪声 • B.量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声 • C.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪 声 • D.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声 • 10.表示光放大器放大能力的特性指标是( A ) • A.功率增益 B.带宽 • C.输出饱和功率 D.噪声系数
• 4.薄膜波导由___________、衬底和敷层三 层介质构成。 • 5.薄膜波导中，导波的特征方程2k1xd－ 2Φ12－2Φ13=2mπ的物理意义是表示薄膜 波导中的导波具有___________特性。 • 6.按射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有 子午光线和___________两类。 • 7.在阶跃型光纤中，当导波远离截止时，导 波的光能量将完全集中在___________中。
二、填空题(每小题1分，共20分)
• 1.利用光波作为载波的通信方式称为 ___________。 • 2.光纤通信的主要优点有：a.__________； b.传输损耗小；c.抗电磁干扰能力强；d.资 源丰富。 • 3.在光纤数字通信系统中，发送光端机的主 要作用是___________。
• 1.利用光波作为载波的通信方式称为__光 通信 _。 • 2.光纤通信的主要优点有： • a._传输频带宽，通信容量大_； • b.传输损耗小； • c.抗电磁干扰能力强； • d.资源丰富。 • 3.在光纤数字通信系统中，发送光端机的主 要作用是将电信号变换成光信号_。
第七章 SDH同步数字体系
• • • • • • • 1、深刻理解SDH网的基本特点 ； 2、深刻理解SDH的速率与帧结构； 3、了解SDH的复用结构和映射方法 ； 4、了解SDH的开销功能 ； 5、了解SDH的指针作用 ； 6、了解SDH中的复用和交叉设备； 7、了解SDH的自愈网概念。
第八章 光放大器
第三章 光导纤维和光缆
• • • • • • 1、理解光纤的结构和分类，光纤的导光 原理 ； 2、理解阶跃型光纤、渐变型光纤、单模 光纤 ； 3、理解光纤的传输特性； 4、掌握单模光纤的主模和传输条件 。
第四章 光源和光发射机
• 1、理解光的波、粒两重性概念，光与物质 的相互作用，粒子数反转分布及光放大，构 成激光器的必要条件，产生激光振荡的基本 原理 ； • 2、理解半导体激光器的特征，LED与LD异 同点，半导体发光二极管的工作特性； • 3、掌握光源直接调制原理，光发射机的主 要技术指标和各部分作用 。
• 7.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.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 • 8.在下列选项中，光纤通信的监控系统不能监控的项目为 ( ) • A.光中继器的接收光功率 B.电源的电压 • C.光缆线路的色散特性 D.光纤通信系统的误码性能 • 9.光接收机中，雪崩光电二极管引入的噪声为( ) • A.光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机 的电路噪声 • B.量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声 • C.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路 噪声 • D.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声 • 10.表示光放大器放大能力的特性指标是( ) • A.功率增益 B.带宽 • C.输出饱和功率 D.噪声系数
• 4.薄膜波导由_薄膜_、衬底和敷层三层介质 构成。 • 5.薄膜波导中，导波的特征方程2k1xd－ 2Φ12－2Φ13=2mπ的物理意义是表示薄膜 波导中的导波具有_横向谐振 _特性。 • 6.按射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有 子午光线和_斜射（光）线_两类。 • 7.在阶跃型光纤中，当导波远离截止时，导 波的光能量将完全集中在_光纤的纤芯_中。
• 3.受激辐射
• 答：处于高能级E2的电子，在受到外来能 量为hf=(E2－E1)的光子激发的情况下，跃 迁到低能级E1，从而发射出一个和激发光 子相同的光子的过程称为受激幅射。
第五章 光电检测器和光接收机
• 1、理解半导体的光电效应，PIN和APD 的 结构、原理及工作特性 ； • 2、理解光电检测器的特性，光纤通信接收 机的基本组成； • 3、理解光接收机的主要技术指标和各部分 作用，主要噪声来源，灵敏度和动态范围 。
第六章 光纤通信系统
• • • • • • • • • 1、深刻理解光中继器、监控系统的作用； 2、深刻理解光纤通信系统强度调制、线路码 型； 3、深刻理解光纤通信系统的性能指标 ； 4、深刻理解光纤通信系统设计，计算与验 算； 5、了解光路中的无源器件、光纤模拟通信系 统。
• 17.掺铒光纤放大器在光纤通信系统中的主 要作用是___________。 • 18.___________和动态范围是光接收机的 两个重要特性指标。 • 19.EDFA泵浦光源的工作波长约为 ___________或1.48μm。 • 20.已知某Si－PIN光电二极管量子效率 η=70%，一个光子的能量为2.24×10－19 焦耳，电子电荷量为1.6×10－19库仑。问 该光电二极管的响应度为___________。
• 1、深刻理解光放大器的分类和掺铒光纤放 大器的结构； • 2、深刻理解掺铒光纤放大器的工作原理和 特性指标 ； • 3、了解掺铒光纤放大器在光纤通信中的应 用。
全国2001年10月光纤通信原理试题
• 一、单项选择题(在每小题列出的四个选项中只有一 个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母 填在题干的括号内。每小题1分，共10分。) • 1.在薄膜波导的薄膜中形成导波的条件是平面波的入 射角θ1必须满足 ( ) • A.θ1>θC13 B.θ1<θC12 • C.90°>θ1>θC12 D.90°>θ1>θC13 • 2.薄膜波导中的单模传输条件为( ) • A.λc(TE0)<λ0<λc(TM0) • B.λc(TM0)<λ0<λc(TE0) • C.λc(TE1)<λ0<λc(TM1) • D.λc(TM0)<λ0<λc(TE1)
• 3.光纤相对折射指数差的定义为( ) • A.Δ=n1－n2 • B.Δ=n2－n1 • C. Δ=(n2 1－n2 2)/2 n2 1 （ n2 1=n1的平方） • D.Δ=(n21－n22)/n21
• 1.在薄膜波导的薄膜中形成导波的条件是平面波 的入射角θ1必须满足 ( C ) • A.θ1>θC13 B.θ1<θC12 • C.90°>θ1>θC12 D.90°>θ1>θC13 • 2.薄膜波导中的单模传输条件为( B ) • A.λc(TE0)<λ0<λc(TM0) • B.λc(TM0)<λ0<λc(TE0) • C.λc(TE1)<λ0<λc(TM1) • D.λc(TM0)<λ0<λc(TE1)
• 8.PDH信号“组装”为标准的同步传输模 块STM－N，主要步骤是：_________、定 位、复用。 • 9.使用8B1H线路码型的光端机设备可用 ___________方式来传输监控信号。 • 10.已知光纤单位长度的带宽为1GHz· km， 距离带宽系数q=0.5，用这种光纤构成 16km的光中继段，则该中继段的总带宽为 ___________。 • 11.SDH网中，为了便于网络的运行、管理 等，在SDH帧结构中设置了___________。
• 3.光纤相对折射指数差的定义为( C ) • A.Δ=n1－n2 • B.Δ=n2－n1 • C. Δ=(n2 1－n2 2)/2 n2 1 （ n2 1=n1的 平方） • D.Δ=(n21－n22)/n21
• 4.阶跃型光纤中，导模的传输条件为( ) • A.V<Vc B.V>2.405 • C.V>Vc D.V>0 • 5.STM－4每秒可传输的帧数是( ) • A.1000 B.2000 • C.4000 D.8000 • 6.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
• 12.SDH的STM－N是块状帧结构，有9行， ___________列。 • 13.处于粒子数反转分布状态的工作物质称 为___________。 • 14.光发射机的输出光功率通常是指 ___________。 • 15.对光源输出光功率稳定度的要求是：在 环境温度变化或器件老化的过程中，稳定 度要求在___________范围内。 • 16.EDFA的泵浦结构方式有：a.同向泵浦 结构；b.___________结构；c.双向泵浦结 构。
总复习
按照考核大纲要求： 第一章 概述
1、理解光波、光通信的基本概念； 2、理解光纤通信的基本概念； 3、理解强度调制---直接检波的基本概念； 4、理解光纤通信系统的组成； 5、了解光纤通信的发展方向。
第二章 介质薄膜波导
• 1、理解薄膜波导的结构、波的分类 ；
• 2、运用射线法分析薄膜波导中的导波 。
• 8.PDH信号“组装”为标准的同步传输模块 STM－N，主要步骤是：_映射_、定位、复 用。 • 9.使用8B1H线路码型的光端机设备可用_时 分复用 _方式来传输监控信号。 • 10.已知光纤单位长度的带宽为1GHz· km， 距离带宽系数q=0.5，用这种光纤构成16km 的光中继段，则该中继段的总带宽为 _250MHz___。(见书P159页公式6-6） • 11.SDH网中，为了便于网络的运行、管理 等，在SDH帧结构中设置了_开销比特(或管 理比特) _。
• 12.SDH的STM－N是块状帧结构，有9行， _270×N_列。 • 13.处于粒子数反转分布状态的工作物质称 为__激活物质(或增益物质) __。 • 14.光发射机的输出光功率通常是指_耦合 进光纤的功率(或入纤功率)__。 • 15.对光源输出光功率稳定度的要求是：在 环境温度变化或器件老化的过程中，稳定 度要求在_5%～10% _范围内。 • 16.EDFA的泵浦结构方式有：a.同向泵浦 结构；b._反向泵浦_结构；c.双向泵浦结构。