(整理)光纤通信(朱宗玖)习题解答

第一章

1. 简述光纤通信的特点。

答：（1）频带宽、信息容量大

（2）损耗低、传输距离长

（3）体积小、重量轻、便于敷设

（4）抗干扰性好、保密性强、使用安全

（5）材料资源丰富

2. 简述光纤通信系统中基本组成部分及其重要作用。

答：基本组成部分：光纤通信系统是以光纤作为传输介质、光波作为载波的通信系统。它主要由光发射机、光纤、光中继器、光放大器、光接收机等组成，当然，一般系统中还包括一些连接器、隔离器、波分复用器、耦合器等器件。

重要作用：光发射机的作用是将电信号转换成光信号，并通过连接器将光信号注入光纤。光接收机的主要作用是将光纤传输过来的光信号转换成发射端的电信号。光纤的作用是将光信号以尽可能小的衰减及畸变传输到对端。中继器的作用是延长光信号的传输距离，分为光/电/光中继器和光中继器(或称光放大器)两种。

3. 查阅相关资料，简述当前光纤研究的一些最新技术。

答：高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术、光波技术。

第二章

1．什么是单模光纤？什么是多模光纤？

答：单模光纤是指只能传输基模(HE 11)，即只能传输一个最低模式的光纤，其它

模式均被截止。多模光纤是指可以传输多种模式的光纤，即光纤传输的是一个模群。

2．光纤和光缆的区别？

答：光纤，即光导纤维，是一种传输光能波导全介质，通常由纤芯和包层组成，利用光在玻璃及塑料中的全反射原理而被用于光传导工具。光缆由光导纤维和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路，即由光纤经过一定的工艺而形成的线缆。

3．光纤的导光原理是怎么样的？

答：光进入光纤后由于外包层的折射率低于芯层的折射率，光在芯层中进行传播，且损耗小。其中空气的折射率为n 0(n 0≈1)，纤芯的折射率为n 1,包层的折射率为

n 2，在空气与纤芯端面形成的界面1上，入射角为θ0，折射角为θ。在纤芯和

包层形成的界面2上，入射角为Ф1，折射角为Ф2。根据光的传输原理，我们知

道光波在光纤中传输会出现临界状态、全反射状态和部分光进入包层三种状态。总之，利用纤芯与包层界面折射率(n 1>n 2)的关系，当光线在空气与纤芯界面上的

入射角小于θ0时，就会纤芯与包层界面上出现全反射现象，光被封闭在纤芯中

以“之”字形曲线向前传输，这时的入射角称为接收角。

4．什么是数值孔径，其表达式是怎么样的？

答：接收角最大值θ0的正弦与n 0的乘积，称为光纤的数值孔径，用NA 表示。

000sin sin θθ==n NA

5．在损耗谱上有三个窗口指的是什么波长？

答：（1）λ

0=0.85μm短波长波段（2）λ

=1.31μm长波长波段（3）λ

=1.55μm

长波长波段

6．色散的定义是什么？用什么表示？其单位是什么？

答：光脉冲在通过光纤传播期间，其波形在时间上发生了展宽，这种现象就称为色散。色散用色散系数来表示，单位为ps/(nm·km)。

7．损耗的定义是什么？用什么表示？单位是什么？

答：光能在光纤中传播时，会有一部分光能被光纤内部吸收，有一部分光可能辐射到光纤的外部，从而使光能减少，进而产生损耗。损耗用光纤损耗系数α表示，单位为db/km

8．色散和带宽的关系。

答：色散将导致光脉冲在光纤中传输时的脉冲展宽，从而限制了信号的频带宽度，通信距离变短。

9．光纤的制造有几种方法？

答：光纤的制造工艺主要有原材料的提取、预制棒的熔炼、预制棒的拉丝涂覆以及光纤成品的测试四道工序。其中，预制棒的熔炼方法很多，常见的方法有：外部汽相氧化法棒外汽相沉积法(OVPO)、改进的化学气相沉积法(MCVD)、气相轴向沉积法(VPAD)、等离子体激活化学气相沉积法(PCVD)。

10．光缆的敷设有几种方法？分别要注意什么？

答：一般光缆线路的敷设要点

(1) 敷设前按路由进行复测，对局部由于外界条件变化或其它原因影响光缆敷设的地方进行适当修正。

(2) 施工方法：人工或机械。

(3) 光缆布放时及安装后，其曲率半径：①布放时，光缆的曲率半径不小于光缆外径的20倍；②安装后，光缆的曲率半径不小于光缆外径的10倍。

(4) 光缆布放时及安装后，其所受张力、侧压力不超过前述光缆机械性能要求指标要求。

(5) 光缆的接续：采用专用接头盒: ①光缆直埋或架空光缆接续时，接头盒安排在人孔内。②架空光缆与直埋光缆接续时，接头盒安排吊线上。③光纤接续采用熔接法，一个中继段内，同一根光纤的接头损耗的平均值≤0.08dB/个。

1.架空光缆的敷设

(1) 架空光缆在平地敷设光缆时，使用挂钩吊挂，山地或陡坡敷设光缆，使用绑扎方式敷设光缆。光缆接头应选择易于维护的直线杆位置，预留光缆用预留支架固定在电杆上。

(2) 架空杆路的光缆每隔3-5档杆要求作U型伸缩弯，大约每1公里预留15米。

(3) 引上架空(墙壁)光缆用镀锌钢管保护，管口用防火泥堵塞。

(4) 空吊线与电力线交叉处应增加三叉保护管保护，每端伸长不得小于1米。

(6) 近公路边的电杆拉线应套包发光棒，长度为2米。

(7) 为防止吊线感应电流伤人，每处电杆拉线要求与吊线电气连接，各拉线位应安装拉线式地线，要求吊线直接用衬环接续，在终端直接接地。

2.管道光缆的敷设

(1) 按设计核对光缆占用的管孔位置，并将所用管孔清刷干净。

(2) 施工前对光缆进行单盘检测。

(3) 光缆布放时，采用一段牵引绳与光缆中间加强件相连，并用网套和胶带