光纤通信原理复习要点提示

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

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2O S i 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

m μ B. 1.05m μ C .1.27 m μ D 1.31m μ

8．阶跃型光纤中，已知纤芯折射率1n =1.51，包层折射率2n =1.45； 工作波长为λ=1.31m μ。 求： （1）光纤的数值孔径NA ；NA=

（2

a 的取值范围 。

9．假设阶跃折射率光纤1n =1.48λ=1.31m μ。

求： （1）光纤端面光线容许的最大入射角m ax φ；

（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

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f E 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：

I；p96

①光电检测器的暗电流

d

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

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．光电检测器的响应时间用输出脉冲 B 之间的时间间隔来衡量。

A. 上升沿的0～100%点

B. 上升沿的10%～90%点

C. 下降沿的0～100%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(RZ)和非归零码(NRZ) 。其中 B 的占空比为1。

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。