光纤通信复习资料

一、填空：1、1966年，在英国标准电信实验室工作的华裔科学家高锟首先提出用石英玻璃纤维作为光纤通信的媒质，为现代光纤通信奠定了理论基础。

2、光纤传输是以激光光波作为信号载体，以光纤作为传输媒质的传输方式。

3、光纤通常由纤芯、包层和涂覆层三部分组成的。

4、据光纤横截面上折射率分布的不同将光纤分类为阶跃光纤和渐变光纤。

5、光纤色散主要包括材料色散、波导色散、模式色散和偏振模色散。

6、光纤通信的最低损耗波长是1550nm ，零色散波长是1310nm 。

7、数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为。

8、阶跃光纤的相对折射率差公式为

9、光纤通信中常用的低损耗窗口为850nm 、1310nm、1550nm 。

10、V是光纤中的重要结构参量，称为归一化频率，其定义式为

。

11、HE11 模式是任何光纤中都能存在、永不截止的模式，称为基模或主模。

12、阶跃折射率光纤单模传输条件为：V<2.405 。

13、电子在两能级之间跃迁主要有3个过程，分别为自发发射、受激辐射和受激吸收。

14、光纤通信中最常用的光源为半导体激光器和发光二极管。

15、光调制可分为直接调制和间接调制两大类。

16、光纤通信中最常用的光电检测器是光电二极管和雪崩光电二极管。

17、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和980nm 。

18、STM-1是SDH中的基本同步传输模块，其标准速率为：155.520Mbit/s 。

19、单信道光纤通信系统功率预算和色散预算的设计方法有两种：统计设计法和最坏值设计法。20、光纤通信是以光波为载频，以光纤为传输介质的通信方式

21、光纤单模传输时，其归一化频率应小于等于2.405 。

22．数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为：。

23、所谓模式是指能在光纤中独立存在的一种电磁场分布形式。

24、传统的O/E/O式再生器具有3R功能，即在再整形、再定时和再生功能。

25、按射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有子午光线和斜射线两类。

26、光纤中的传输信号由于受到光纤的损耗和色散的影响，使得信号的幅度受到衰减；波形出现失真。

27、半导体材料的能级结构不是分立的单值能级，而是有一定宽度的带状结构，称为能带。28、半导体P-N结上外加负偏压产生的电场方向与内电场方向一致，这有利于耗尽层的加宽。29、采用渐变型光纤可以减小光纤中的模式色散。

30、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）。

31、SDH的STM－N是块状帧结构，有9行，270×N 列。

32、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）。

33、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。

34、灵敏度和动态范围是光接收机的两个重要特性指标。

35、随着激光器温度的上升，其输出光功率会减少。

36、目前，通信用光纤的纤芯和包层绝大多数是由石英材料构成的。

37、在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为LP01 。

38、根据光纤中的传输模式数量分类，光纤可分为多模光纤和单模光纤。

39、LD是一种阈值器件，它通过受激发射发光，而LED通过自发发射发光。

40、光纤色散主要包括模式色散、波导色散、材料色散和偏振模色散41．常见的光线路码型大体可以归纳为3类：扰码二进制、字变换码和插入型码。

42、在一根光纤中同时传播多个不同波长的光载波信号称为光波分复用。

43、允许单模传输的最小波长称为截止波长。

44、在1.3μm波段进行光放大通常用掺镨光纤放大器，1.55μm波段通常用掺铒光纤放大器。

45、导模的传输常数的取值范围为：。

46、量子效率是用来衡量激光器的转换效率的高低，其主要分为内量子效率、外量子效率和外微分量子效率。

47、典型的光电瞬态响应有：光电延迟、张弛振荡和自脉动。

48、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和980nm 。

49、自愈环结构可以分为两大类：通道倒换环和复用段倒换环。

50、一般来说，无电中继传输距离超过1000km的系统被称为长距离传输系统，超过2000 km的被称为很长距离，超过3000 km被称为超长距离传输系统。

51、系统容量和传输距离（无电中继）是衡量长距离WDM光传输系统性能的两个基本指标。

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

光发射机将电信号转换光信号，生成的光信号注入光纤中去

光纤光缆为为光信号的传输提供媒介

中继器延长光信号的传输距离

光接收机接收光信号

5．一根数值孔径为0.20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：

（1）其纤芯直径为多少？

（2）在1310nm 波长上可以支持多少个模？

（3）在1550nm 波长上可以支持多少个模?

解：（1

）由11122V a NA ππλλ==⋅，得到纤芯直径为

11130.2722V a NA λλππ=⋅==≈ （2）当2 1.31m λμ=，有

1222λλππ=得到模的个数为

()()

2

21212220.8510004211.31M M λλ==⨯= （3）当2 1.55m λμ=，得到模的个数为 ()()

2

21312220.8510003541.55M M λλ==⨯= 11．有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1 1.49n =，相对折射率差0.01∆=。

（1）求接收端最快和最慢的模式之间的时延差；

（2）求由模式色散导致的均方根脉冲展宽；

（3）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：（1）纤芯和包层的相对折射率差∆为

2212210.012n n n -∆== 则得到

2 1.475n =

接收端最快和最慢的模式之间的时延差

23

1825100.010.113310 1.475

Ln s cn δτμ⨯=∆=⨯=⨯⨯ （2）模式色散导致的均方根脉冲展宽实际上就等于最快和最慢的模式之间的时延差