光纤通信考试知识点
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8、突变多模光纤数值孔径的概念及计算.
突变型多模光纤相对折射率差（纤芯和包层折
射率分别为 n1 和 n2）定义：n=(n1-n2)/n1
数值孔径 NA sinC n12 n22 n1 2 ,
时间延迟
n1l c
n1L c
sec
1
n1L c
(1 12 ) ,最大入
2
射角(θ=θc)和最小入射角(θ=0)的光线之
置？色散位移光纤是采用什么原理制成的？
色散：（模式、材料、波导色散）在光纤中传
输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不
同而产生的一种物理效应。影响：模拟调制中
限制带宽，若是数字脉冲信号将使脉冲展பைடு நூலகம்，
限制系统传输速率。单模:色度色散、偏振模
色散。多模：模内、模间色散。1.31um。
5、目前光纤通信为什么采用以下三个作波长：
λ0=0.85μm,λ2=1.31μm,λ3=1.55μm？
这是光纤的三个低损耗窗口
6、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向
发展？
长波长、单模光纤比短波、多模光纤具有更好 的传输特性。一：单模光纤没有色散模式，不 同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程 度显著限于经过多模光纤的传输时间；二：由 光纤损耗和波长的关系曲线可知，随着波长增 大，损耗呈下降趋势，且在 1.55um 处有最低 值，而且 1.31um 和 1.55um 处的色散很小，故 目前长距离光纤通信一般都工作在 1.55um 处。 7、光能量在光纤中传输的必要条件. 纤芯折射率大于包层折射率。
间时间延迟差近似为
L 2n1c
2 c
L 2n1c
( NA)2
n1L c
9、弱导波光纤的概念.
纤芯折射率为 n1 保持不变，到包层突然变为
n2。这种光纤一般纤芯直径 2a=50~80 μm，光
线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点
是信号畸变大。带宽只有 10~20 MHz·km，一
般用于小容量（8 Mb/s 以下）短距离（几 km
际光源不是纯单色光),其时间延迟不同而产 生的.这种色散取决于光纤材料折射率的波长 特性和光源的谱线宽度.3 波导色散：是由于 波导结构参数与波长有关而产生的,它取决于 波导尺寸和纤芯与包层的相对折射率差 18、光纤色散的表示,时域和频域的表达式的 关系. 频域：色散限制了传输信号的带宽；色散通常
用 3dB 光带宽 =>f3db 时域：色散引起脉冲展宽.脉冲展宽Δτ表示
渐变型光纤,g=2,M=V2/4
15、单模传输条件为V 2a
n12 n22 2.405
截止波长
c
2a 2.405
n12 n22 ,
归一化频率
V 2 a
n12 n22
16、归一化双折射
B:
(x
y )
,
拍长：两正交偏振模的相位差达到 2π的光纤 长度 Lb 2 / . 17、三种色散的定义. 色散是在光纤中传输的光信号由于不同成分 的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应. 色散的种类：1 模式色散：是由于不同模式的 时间延迟不同而产生的,它取决于光纤的折射 率分布,并和光纤材料折射率的波长特性有 关.2 材料色散：是由于光纤的折射率随波长 而改变,以及模式内部不同波长成分的光(实
利散射和光线结构缺陷引起散射产生的。
0.85um、1.31um、1.55um 附近时光纤传输损耗
较小或最小的波长“窗口”相应损耗为
2—3dB/km,0.5dB/km,0,2dB/km。
4、什么是色散？色散对光信号有什么影响？
单模光纤中有哪几种色散？多模光纤中有哪
几种色散？单模光纤的零色散波长在什么位
塑料包层光纤、多成分玻璃纤维、塑料光纤
3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是
什么？硅光纤的光谱衰减曲线表明存在三个
低损耗窗口，这三个窗口分别是多少。
传输过程中光信号幅度的减小。原因：吸收、
散射、弯曲损耗，吸收损耗是由于 SiO2 材料
引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的，散
射损耗主要是由材料微观度不均匀引起的锐
※第三章知识点小结
※二知识点小结
1、光纤由那几层构成,各层的主要作用是什
么？
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..纤芯的折射率比包层稍高,损
耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输.包
层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定
的机械保护作用.
2、光纤是怎样分类的？
按折射率—突变型多模光纤、渐变性多模光
纤、单模光纤；按材料—石英系光纤、石英芯
以内）系统。
12、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理.
自聚焦效应：不同入射角相应的光线,虽然经
历的路程不同,但是最终都会聚在 P 点上,这种
现象称为自聚焦效应.
14、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的
计算.传输模数 M
(
g
g
2
)a
2k
2
n12
g V2 () g2 2
对于突变型光纤,g→∞,M=V2/2；对于平方律
二者的关系通过推导可得： =441/Δτ （MHZ） 式中：Δτ为信号通过光纤产生的脉冲展宽, 单位为 ns；用脉冲展宽表示时,光纤色散可以 写成Δτ=(Δτ2n+Δτ2m+Δτ2w)1/2.Δτ n 模式色散；Δτm 材料色散；Δτw 波导色 散,所引起的脉冲展宽的均方根值. 19、光纤损耗产生的机理. 1)吸收损耗(a)本征吸收（固有吸收）： 电子跃迁吸收（紫外吸收）分子共振吸收（红 外吸收）(b)杂质吸收 (2)散射损耗：由于光纤中介质的不均匀性而 使光向各个方向散射开而引起的损耗.（a）线 性散射：瑞利散射,波导散射(b)非线性散射： 受激拉曼散射和受激布里渊散射 (3)弯曲损耗：由光纤结构缺陷(如气泡)引起 的散射 20、非零色散光纤. 光纤在 1.55μm 有微量色散 21、光缆缆芯的结构类型. 缆芯通常包括被覆光纤(或称芯线)和加强件 两部分.被覆光纤是光缆的核心,决定着光缆 的传输特性.加强件起着承受光缆拉力的作用, 通常处在缆芯中心,有时配置在护套中.四种 基本类型：层绞式、骨架式、中心束管式、带 状式 22、光纤特性参数的测量方法. 损耗测量：一种是测量通过光纤的传输光功率, 称剪断法和插入法；另一种是测量光纤的后向 散射光功率,称后向散射法. 带宽测量：时域法又称脉冲法；频域法又称扫 频法. 光纤色散测量有相移法、脉冲时延法和干涉法 等.相移法是测量单模光纤色散的基准方法.
突变型多模光纤相对折射率差（纤芯和包层折
射率分别为 n1 和 n2）定义：n=(n1-n2)/n1
数值孔径 NA sinC n12 n22 n1 2 ,
时间延迟
n1l c
n1L c
sec
1
n1L c
(1 12 ) ,最大入
2
射角(θ=θc)和最小入射角(θ=0)的光线之
置？色散位移光纤是采用什么原理制成的？
色散：（模式、材料、波导色散）在光纤中传
输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不
同而产生的一种物理效应。影响：模拟调制中
限制带宽，若是数字脉冲信号将使脉冲展பைடு நூலகம்，
限制系统传输速率。单模:色度色散、偏振模
色散。多模：模内、模间色散。1.31um。
5、目前光纤通信为什么采用以下三个作波长：
λ0=0.85μm,λ2=1.31μm,λ3=1.55μm？
这是光纤的三个低损耗窗口
6、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向
发展？
长波长、单模光纤比短波、多模光纤具有更好 的传输特性。一：单模光纤没有色散模式，不 同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程 度显著限于经过多模光纤的传输时间；二：由 光纤损耗和波长的关系曲线可知，随着波长增 大，损耗呈下降趋势，且在 1.55um 处有最低 值，而且 1.31um 和 1.55um 处的色散很小，故 目前长距离光纤通信一般都工作在 1.55um 处。 7、光能量在光纤中传输的必要条件. 纤芯折射率大于包层折射率。
间时间延迟差近似为
L 2n1c
2 c
L 2n1c
( NA)2
n1L c
9、弱导波光纤的概念.
纤芯折射率为 n1 保持不变，到包层突然变为
n2。这种光纤一般纤芯直径 2a=50~80 μm，光
线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点
是信号畸变大。带宽只有 10~20 MHz·km，一
般用于小容量（8 Mb/s 以下）短距离（几 km
际光源不是纯单色光),其时间延迟不同而产 生的.这种色散取决于光纤材料折射率的波长 特性和光源的谱线宽度.3 波导色散：是由于 波导结构参数与波长有关而产生的,它取决于 波导尺寸和纤芯与包层的相对折射率差 18、光纤色散的表示,时域和频域的表达式的 关系. 频域：色散限制了传输信号的带宽；色散通常
用 3dB 光带宽 =>f3db 时域：色散引起脉冲展宽.脉冲展宽Δτ表示
渐变型光纤,g=2,M=V2/4
15、单模传输条件为V 2a
n12 n22 2.405
截止波长
c
2a 2.405
n12 n22 ,
归一化频率
V 2 a
n12 n22
16、归一化双折射
B:
(x
y )
,
拍长：两正交偏振模的相位差达到 2π的光纤 长度 Lb 2 / . 17、三种色散的定义. 色散是在光纤中传输的光信号由于不同成分 的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应. 色散的种类：1 模式色散：是由于不同模式的 时间延迟不同而产生的,它取决于光纤的折射 率分布,并和光纤材料折射率的波长特性有 关.2 材料色散：是由于光纤的折射率随波长 而改变,以及模式内部不同波长成分的光(实
利散射和光线结构缺陷引起散射产生的。
0.85um、1.31um、1.55um 附近时光纤传输损耗
较小或最小的波长“窗口”相应损耗为
2—3dB/km,0.5dB/km,0,2dB/km。
4、什么是色散？色散对光信号有什么影响？
单模光纤中有哪几种色散？多模光纤中有哪
几种色散？单模光纤的零色散波长在什么位
塑料包层光纤、多成分玻璃纤维、塑料光纤
3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是
什么？硅光纤的光谱衰减曲线表明存在三个
低损耗窗口，这三个窗口分别是多少。
传输过程中光信号幅度的减小。原因：吸收、
散射、弯曲损耗，吸收损耗是由于 SiO2 材料
引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的，散
射损耗主要是由材料微观度不均匀引起的锐
※第三章知识点小结
※二知识点小结
1、光纤由那几层构成,各层的主要作用是什
么？
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..纤芯的折射率比包层稍高,损
耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输.包
层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定
的机械保护作用.
2、光纤是怎样分类的？
按折射率—突变型多模光纤、渐变性多模光
纤、单模光纤；按材料—石英系光纤、石英芯
以内）系统。
12、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理.
自聚焦效应：不同入射角相应的光线,虽然经
历的路程不同,但是最终都会聚在 P 点上,这种
现象称为自聚焦效应.
14、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的
计算.传输模数 M
(
g
g
2
)a
2k
2
n12
g V2 () g2 2
对于突变型光纤,g→∞,M=V2/2；对于平方律
二者的关系通过推导可得： =441/Δτ （MHZ） 式中：Δτ为信号通过光纤产生的脉冲展宽, 单位为 ns；用脉冲展宽表示时,光纤色散可以 写成Δτ=(Δτ2n+Δτ2m+Δτ2w)1/2.Δτ n 模式色散；Δτm 材料色散；Δτw 波导色 散,所引起的脉冲展宽的均方根值. 19、光纤损耗产生的机理. 1)吸收损耗(a)本征吸收（固有吸收）： 电子跃迁吸收（紫外吸收）分子共振吸收（红 外吸收）(b)杂质吸收 (2)散射损耗：由于光纤中介质的不均匀性而 使光向各个方向散射开而引起的损耗.（a）线 性散射：瑞利散射,波导散射(b)非线性散射： 受激拉曼散射和受激布里渊散射 (3)弯曲损耗：由光纤结构缺陷(如气泡)引起 的散射 20、非零色散光纤. 光纤在 1.55μm 有微量色散 21、光缆缆芯的结构类型. 缆芯通常包括被覆光纤(或称芯线)和加强件 两部分.被覆光纤是光缆的核心,决定着光缆 的传输特性.加强件起着承受光缆拉力的作用, 通常处在缆芯中心,有时配置在护套中.四种 基本类型：层绞式、骨架式、中心束管式、带 状式 22、光纤特性参数的测量方法. 损耗测量：一种是测量通过光纤的传输光功率, 称剪断法和插入法；另一种是测量光纤的后向 散射光功率,称后向散射法. 带宽测量：时域法又称脉冲法；频域法又称扫 频法. 光纤色散测量有相移法、脉冲时延法和干涉法 等.相移法是测量单模光纤色散的基准方法.