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西院光纤通信练习题复习整理答案

练习题

光纤通信练习题

一、填空题

1.单模光纤中不存在模式色散，仅存在波长色散，具体来讲，可分为波导色散和材料色散。

2. 光纤中的最低阶非线性效应起源于三阶电极化率，它是引起三次谐波、四波混频、非线性折射和自相位调制等现象的原因。

3．光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为1.31um ，0.85um ， 1.55um 最低损耗窗口的中心波长是在 1.55um 。

4.数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越强，光纤与光源之间的耦合效率就越高。

5．光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是自发辐射，受激吸收，受激辐射；产生激光的最主要过程是受激辐射。

6．光纤单模传输条件，归一化频率V应满足V小于2.4048 。

7、光源的作用是将电信号变换为光信号；光检测器的作用是将光信号转换为电信号。

8.散射损耗与光纤自身缺陷及材料不均匀有关。

9. 单模光纤只能传输一个模式，即HE11模，称为光纤的基模。

10.光缆的种类很多，但是不论它的具体结构如何，都是由缆芯、护套和加强元件组成。

11.限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是带宽和长度。

12.LD是一种光源器件，它通过受激发射发光，具有输出功率大、输出光发散角窄、与单模光纤耦合效率高、辐射光谱线窄等优点。

13. PIN二极管的特点包括响应速度快、转换效率高和量子效率高。

14. LED的主要特性参数为频谱特性、温度特性和调制特性

15.光纤和光纤连接的方法有两大类永久性连接和可拆卸连接。

16.影响光纤耦合性能的主要因素有插入损耗、功率耦合系数、隔离度和分光比。

17. 在光波系统中得到广泛应用的两种光检测器是PIN光电二极管和APD光电二极管。

18. 光发送机主要由光源、驱动器和调制器组成。

19. 接收机中存在的噪声源可分为光电检测器和光接收机的电路组成。

20. 构成SDH网络的基本单元称为网元。该设备有TM（终端复用器）、ADM（分/插）复用器、REG（再生中继器）和DXC(数字交叉连接设备）四种。

21. 段开销可以实现再生断层监控、复用段层监控、低阶通道段层监控和高阶通道层监控等功能。

22. 对于码速率不同的信号，如果进行复接，则会出现重叠和错位现象。

23. 数字复接中的码速调整有正马速调节、正负马速调节和正负零马速调节三种方式。

24.光传输设备包括光发送机、光中继和光接收机等。

25. 1.7Gb/s的单个比特间隔是 0。0685 ns。

26. 光纤衰减为0.00435dB/m，则10km长光纤的总衰减为 43.5db 。

27. SDH线路码型一律采用加扰的NRZ码。

二、简答

1. 光接收机前端的作用是什么？有哪三种不同的前端设计方案？各有何特点？

前端的作用：实现光/电转换，并实现低噪声的前置放大。

三种前置放大器：

1双极性晶体管，码间干扰小，适用于高速传输系统。

2场效应管型，噪音小，高频特性较差，适用于低速率传输系统。

3跨阻型，改善了带宽特性和动态范围，并具有良好的噪音特性。

2.论述光纤损耗和色散对系统设计的限制。

答：1.光线的损耗特性是一个非常重要的对光信号的传播产生制约作用的特性光线的损耗限制了光信号的传播距离。

2.光线色散是光纤通信的另一个重要特性，光线的色散会使输入脉冲在传输过程中展宽产生码间干扰，增加误码率，这样就限制了通信容量。

3、WDM系统是按什么标准进行分类的？各自的特点是什么？

答：WDM系统的工作原理是在发送端将1300～1600nm波段中许多不同波长的光信号经光合波器复用在一起，复用信号经过同一根光纤传输到接受端，在接收端又将组合波长的光信号经光分波器分离成单一的光信号送入不同的终端。

WDM带来的好处有充分的利用光纤的带宽资源；多种信号的透明传输；组网的高度灵活性、经济性和可靠性；扩容升级简单方便，费用低廉；支持全光交换。

4、光接收机中存在哪些噪声？

答：光接收机的噪声有两部分：一部分是外部电磁干扰产生的；另一部分是光接收机内部产生的随机噪声。光接收机噪声的主要来源是光检测器的噪声和前置放大器的噪声。

光接收机内部的噪声分为两类：散弹噪声(又称散粒噪声)和热噪声。散弹噪声包括量子噪声、暗电流噪声、漏电流噪声和APD倍增噪声。热噪声包括光检测器偏置电阻的热噪声和放大器的噪声。

5.光放大器的作用？它在哪些方面得到应用？

答：光放大器的作用是在长距离传输中补偿光信号在光纤中传输时的损耗。即对信号进行放大和再生。

其主要应用有：

1.功率放大器：配置在发送端激光管输出之后，其主要作用是提高光功率的。

2.前置放大器：配置在接收端检测器输入之前，作为接收端的预放大。

3.线路放大器：配置在远离局站处进行在线远端放大。

6.试比较PN结光电二极管、PIN光电二极管以及APD雪崩光电二极管的优缺点。

答：在半导体材料的PN结中，由于有内建电场的作用，光电子和光空穴的运动速度加快，从而使光电流能快速地跟着光信号变化，即响应速度快。而在耗尽层以外产生的光电子和光空穴，由于没有内建电场的加速作用，运动速度慢，因而响应速度低，而且容易发生复合，使光电转换效率差。

改善PIN光电二极管的工作特性更有效的方法是采用异质结结构，轻掺杂的I层采用

InGaAs(铟砷化镓)材料，I 层两端重掺杂的P ＋层和N ＋

层采用InP 材料。由于InP 材料对入射光几乎透明，从而进一步提高了量子效率。另一方面，由于光的吸收发生在由InGaAs 材料构成的耗尽区内，所以，这种PIN 光电二极管的上截止波长λc 增大，其波长响应特性也有所改善(可以检测长波长的光信号)。同时，其暗电流也远小于硅(或锗)半导体光电二极管。PIN 光电二极管的量子效率可以高达90％左右。

雪崩光电二极管（APD ）是一种具有把微弱光信号变成电信号并在管子内部进行放大的器件，它可以在有效地检测微弱光信号的同时，输出与检测的光信号呈线性变化的较大的光生电信号。拉通型雪崩光电二极管（RAPD ）具有光电转换效率高、响应速度快和附加噪声低等优点。

7、在设计一个光纤通信系统时，路由、系统传输速率及光纤的类型如何选择？答：最大中继距离受光纤本身的损耗和色散限制。

在实际的系统中，功率预算和色散预算都需要进行计算，取其中较小者为最大中继距离。

8、简要描述自愈环两类结构的工作特点。

答：根据自愈环业务保护的范围的不同，自愈环结构可分为两大类：通道倒换环和复用段倒换环。

通道倒换环属于子网连接保护，其业务量的保护是以通道为基础，是否倒换以离开环的每一个通道信号质量的优劣而定，通常利用通道AIS 信号来决定是否应进行倒换。

复用段倒换环属于路径保护，其业务量的保护以复用段为基础，以每对结点的复用段信号质量的优劣来决定是否倒换。

三、计算

1、阶跃光纤的纤层和包层的折射率指数分别为n 1 =1.46, n 2 =1.45,试计算：（1）光纤纤层

和包层的相对折射指数差△；（2）光纤的数值孔径NA ；（3）在1km 光纤上，由于子午光线的光程差所引起的最大时延△τmax ；(4)若将△τmax 减小为10ns/km ，n 2的取值。

(1)Δ=121()/n n n -=1.46-1.45/1.46=0.007

(2)NA= 1*(2)n ?=0.171

(3)ΔT=2

1()*sin c n L L n L c c n φ-=?=0.00000333*1.47*0.007=0.000000034s (4) 2n =21***L n c T ?

?=4.97

2、已知阶跃光纤纤层的折射率n 1=1.465，相对折射率差△=0.01，纤芯半径a=25um.。试

求：（1）LP 01, LP 02, LP 11, LP 12模的截止波长；（2）若λ0=1.3um,计算光纤的归一化频率V 及光纤中传输的模的数量。

解 1）11010121LP TE TM HE =++

12020222LP TE TM HE =++

0111LP HE =

0212LP HE =

查表得到c V 的值。

1022c V n a πλ=

? 0122c

n a V πλ=? ∴01LP 02LP 11LP 12LP 的截止波长分别为：0，8.493 , 4.511 , 1.965

2）10

2225.02v n a πλ=?= 23132v N =

3、多模光纤芯径为100um,在λ=0.85 um ，折射率n 1=1.457，n 2=1.455情况下，求：（1）

光纤V 参数，估计允许传输的模式数量；（2）单模工作的波长；（3）数值孔径；（4）最大可接受角；（5）若方均根色散σ=0.29τ?，τ?是全宽，计算模式色散τ?以及比特速率和距离的成绩BL 。

（1）101222v n k a n a π

λ=?=?

10.0014n n n -?==

∴v=28.48

4062v N ==个（2）实现单模传输的条件是0

λ?<2.405

1222.405n a πλ?

>=10.1um (3) 22max 121sin 20.077NA n n n θ

==-=?= (4) 2

sin 0.99987.44c c n n φφ==∴= 最大可接受角max 2θ=174.88

(5) 0.29στ=?

3.448τσ?= 123LN c σ?

≈,1

11dn N n d λλ

=- 122v

n a λπ=?,1 1.71322dn v d a λπ==?

11 1.4570.85 1.7130.00095dn N n d λλ∴=-=-?=

设距离为1000m 有：1121.281023LN c σ-?

≈

=? 123.448 4.4110τσ-?==?

5.67104BL L τ==??

4、如果一个光纤的零色散波长在1312nm 处，零色散斜率为0.090ps/(nm 2.km),长度为

100km,工作于1310nm ，计算由色度色散引起的脉冲扩展。其中LD 的光谱宽度为1nm. 解：|()*chrom L t D λλ?=? 00()()D s λλλ=-

λ=1312nm 0λ=1310nm 020.090(*)ps

s nm km = L=100km λ?=1nm ()D λ=0.18(*)ps nm km ()**c h r o m t D L

λλ?=?=18ps 5、对于某激光器的工作物质谱线展宽的跃迁线宽为1.5GH Z ，，激光器的F-P 腔长为0.5m,

该激光器会出现几种模式？如若实现单纵模输出，应该采取什么办法？此时的腔长为多少？

解：c

v λ=

83*100.21.5c

m v

λ∴=== 8

93*102 1.5*10c

v L ?===0.3GHZ<1.5GHZ

∴会出现纵模和横模两种。若实现单纵模输出，应降低腔长，使v ?大于跃迁线宽。

1.52c v GHZ L ?=>∴L<1.5c GHZ

=0.1m

6、一半导体激光器，谐振腔长L=300um ，工作物质的损耗系数a=1mm ，谐振腔两镜面的

反射率R 1R 2=0.33?0.33，求激光器的阈值增益系数。若后腔镜的反射率提高到R 2=0.9，求阈值增益系数的变化，并解释原因。

解：121

()ln 2th G v L R R α=+=3666.67m

1()ln 2th G v L R R α=+ ∴()th G v =2023.3m

2R 增大，121R R 将减小，进而121ln R R 减小，所以()th G v 减小。

7、若光发送电路输出全“1”码时的平均输出光功率为10nW ，输出全“0”时的平均输出

光功率为1nW ，求该光端机的消光比。解：0

1ln 0.0522*10XT p w E p nw ===

8、一个GaAsPIN 光电二极管平均每三个入射光子产生一个电子-空穴对。假设所有的电

子都被收集，那么请回答下列问题：

（1）试计算该器件的量子效率；

（2）当在0.8um 波段、接收功率是10-7W 时，计算平均输出光电流。

（3）若禁带宽度Eg=1.424Ev,计算这个光电二极管的上截止波长λc 。

解：(1)量子效率1

η＝ (2)平均输出光电流

700.81021.51.243 1.24p I P nA ηλ-?=?==?

(3)上截止波长λc

()()1.241.240.871.424

c g m E e v λμ=== 9、设PIN 光电二极管的量子效率为80%，计算在1.3 um 和1.55 um 波长时的响应度，说

明为什么在1.55 um 处光电二极管比较灵敏。

解：1.3μm 波长时的响应度

080% 1.3

0.84/1.24 1.24R A W ηλ?===

1.55μm 波长时的响应度

080% 1.55

1/1.24 1.24R A W ηλ?===

10、已知某光接收机的灵敏度为—40dBm(BER=10-10)，动态范围为20dB ，若接收到的

光功率为2 uW ，问系统能否正常工作？为什么？

答：根据已知条件，系统能正常工作时以W 为单位的光功率变化范围为0.1μW ～10μW ，所以若接收到的光功率为2μW ，系统能正常工作。

12、某数字光纤通信系统的误码率为10-9，理想PIN 光接收机的量子效率η=0.7，接收波

长λ=0.85 um ，码速f b =8.44Mb/s 的光脉冲信号。求此时理想光接收机的灵敏度为多少dBm?

解：此时理想光接收机的灵敏度

3486

1721 6.626103108.4481010lg 10lg 220.850.710lg 2.9610165.3b r nhcf P dBm

λη--??????==??=?=-

13、已知PIN 光接收机的工作参数如下：光波长λ=0.85um ，速率f b =8.448Mb/s ，光电二

极管响应度R 0=0.4，互阻抗前置放大器(FET)的n A ≈10-18。要求误码率Pe=10-9,即超扰

比Q=6,求实际光接收机的灵敏度为多少dBm?

解：实际光接收机的灵敏度

180961010lg 10lg 0.410lg151078.2A r Q n P R dBm

--?===?=-

14、假设光纤连接器两端的光纤参数完全一样，连接精度也非常好，但连接端面上有8%

的光反射回来，试计算此光纤连接器的连接损耗及回波损耗。答：根据连接损耗的计算公式可得连接损耗为10092log 102-，计算得0.36dB 。回波损耗为1008log 102-，计算得10.97dB 。

15、有一根1.5km 长的国产多模光纤，测出输入、输出光脉冲的宽度分别为3ns 和5ns ，

试求光纤总宽和每千米光纤的带宽。

解：根据已知，先求光纤的展宽宽度Δτ

222221()()534ns τττ?=?-?=-=

于是得到光纤总带宽

441

110.254B MHz τ≈==?

每公里光纤的带宽

0.70110.25 1.5146.6q B BL MHz ==?=

16、现已测得光纤的色散系数为120ps/(nm.km)，当光源的谱线宽度时2.5nm 时，此时光纤

的3dB 带宽有多宽？

解：时延差

120 2.5300D ns τλ?=??=?=

光纤的3dB 带宽

441441 1.47300B MHz τ≈

==?

17、．一个PIN 光电二极管，它的P +接触层为1um(1*10-6

)厚。假设仅仅在耗尽区里（I 区）

吸收的光子才能有效地转换成光电流。当波长为0.9um 时，a=5×104m -1忽略反射损耗，求：

(1)此光电二极管可以得到的最大量子效率；95%

（2）为使量子效率达到80%，耗尽区厚度最小应为多少？37um

《光纤通信技术》模拟试题

《光纤通信技术》模拟试题一、填空（共10题，每题3分） 1、均匀光纤的导光原理为全反射原理，它的数值孔径表示了光纤收集光线的能力。 2、单模光纤的色散包括材料色散和波导色散。 3、线极化波是指波的电场矢量空间取向不变，即合成矢量的端点的轨迹为一直线的波，以 LP 表示。 4、在弱波导光纤中，光射线几乎与光纤轴线平行，因此，弱波导光纤中的和分布是一种近似的TEM 波。 5、在研究光和物质相互作用时,爱因斯坦指出存在三种不同的基本过程: 自发辐射、受激吸收、受激辐射。 6、谐振腔的谐振条件是2 11ln 21r r L G +==内αα。 7、光纤通信系统所使用的光源与光纤色散相互作用，给系统引进了的干扰和噪声主要有三种，即码间干扰、模分配噪声、啁啾声。 8、发送机的消光比是全“0”码时的平均输出光功率与全“1”码时的输出光功率之比. 9、判决器和时钟恢复电路和起来构成码形成电路。 10、STM-N 帧结构分为三个区域：段开销区、净负荷区和管理单元指针。 11、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于4 2 V 。 12、当物质中处于高能级上的粒子数大于处于低能级上的粒子数时，则物质处于粒子数反转状态。 13、光电检测器是利用材料的光电效应来实现光电转换的。 14、传输网主要由传输设备和网络节点构成的。 15、在SDH 帧结构中，段开销是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。三、画图题（共1题，每题10分） 1、画出采用直接调制的数字光纤通信光发射端机的方框图。见教材P 100 四、问答题：（共1题，每题15分） 1、什么是模分配噪声？它是如何产生的五、计算题：（共3题。共35分） 1、.已知阶跃光纤的n 1=1.62，n 2=1.52, 试计算：相对折射率Δ （2）数值孔径 (1）22 221222162 .1252.162.12?-=-=?n n n (2)56.006.0262.121=??=?=n NA 2、计算STM-1帧结构中段开销SOH 的容量(速率)。

光纤通信模拟试题 J

光纤通信模拟试题1 一、选择题 1. 目前光纤通信中所使用的光波的波长区域是( ) A. 红外区 B. 远红外区 C. 紫外区 D. 近红外区 2. 表示光纤色散程度的物理量是( ) A. 时延 B. 频带带宽 C. 时延差 D. 相位差 3. 在外来光子的激发下，低能级E1上的电子吸收了光子的能量hf(=E2-E1)而跃迁到高能级 E2的过程称为( ) A. 自发辐射 B. 受激辐射 C. 受激吸收 D. 康普顿效应 4. EDFA中，光滤波器的主要作用是( ) A. 使泵浦光和信号光耦合 B. 滤除光放大器的输出噪声 C. 提高光放大增益 D. 使信号再生 5. 目前，掺铒光纤放大器的噪声系数可低达( ) A. -3 dB～0 dB B. 0 dB～3 dB C.4 dB～5 dB D. 10 dB～15 dB 二、填空题11. 利用光波作为载频的通信方式称为___________________。 12. 通常根据传播方向上有无电场分量或磁场分量，可将光(电磁波)的传播形态分成TE波， TEM波和___________________三类。 15. 按照射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有___________________和斜射线两类。 16. 渐变型光纤中，子午射线的自聚焦是指光纤中不同的射线具有___________________的现象。 17. 光纤是一种介质光波导,具有把光封闭在其中进行传播的导波结构。它是由直径大约只有 ___________________的细玻璃丝构成。 18. 处于粒子数反转分布状态的工作物质称为___________________。 19. 激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的___________________。 20. 随着激光器温度的上升，其输出光功率会___________________。 21. EDFA的输出饱和功率是指___________________时所对应的输出功率。 22. EDFA作为发射机功率放大器使用的主要作用是___________________。 23. 在光纤通信系统中，利用光纤来传输监控信号时，通常可采用频分复用和____________ _______两种传输方式。 24. 对光隔离器的主要要求是：插入损耗低和___________________。 25. 光纤通信系统中(武汉自考)常用的线路码型有：mBnB码、插入比特码和_____________ ______等。 26. STM-1帧结构中，管理单元指针的位置在___________________列中的第4行。 27. 虚容器是SDH中最重要的一种信息结构，它由容器输出的信息净负荷和_________来组成。 28. STM-1信号中，一帧中包含的字节数为___________________。 29. 由光电检测器引入的噪声主要有量子噪声、___________________和雪崩管倍增噪声等三种。 30. 在保证系统误码率指标的要求下，测得接收机的最低输入光功率为0.1 μW，最大允许输入光功率为0.1 mW，则该接收机的动态范围为___________________dB。三、名词解释题

光纤通信期末考试题

一、填空题（每空1分，共30分）（1）写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n之间的关系：。（2）光由折射率为n1的光密媒质向折射率为n2的光疏媒质传播时(n1> n2)，全反射临界角的正弦为sinθIC= 。（3）光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85μm、和。（4）光纤的色散分为色散、色散和色散。（5）光纤的主要材料是，光纤的结构从里到外依次是____ 和_ __（6）光纤中的传输信号由于受到光纤的和_______影响，使得信号的幅度受到衰减，波形出现失真。（7）半导体激光器工作时温度会升高，这时会导致阈值电流，输出光功率会。（8）光衰减器按其衰减量的变化方式不同分________ 衰减器和______ _衰减器两种。（9）光纤通信的光中继器主要是补偿衰减的光信号和对畸变失真信号进行整形等，它的类型主要有和。（10）光纤通信是利用________波，在光导纤维中传播，实现信息传输的，它具有传输信息量大、不受外界电磁场干扰和____________等优点。（11）光与物质作用时有受激吸收、和__________ 三个物理过程，产生激光的主要过程是__________。（12）光纤的数值孔径NA=__________，其表征了光纤的_________能力，当相对折射率和色散值越大时，NA__________。（13）光源的作用是将转换成；光检测器的作用是将转换成。第 1 页共5 页

二、选择题（每小题2分，共20分） 1、光纤包层需要满足的基本要求是() A.为了产生全反射，包层折射率必须比纤芯低 B.包层不能透光，防止光的泄漏 C.必须是塑料，使得光纤柔软 D.包层折射率必须比空气低 2、在激光器中，光的放大是通过（）Ａ．粒子数反转分布的激活物质来实现的Ｂ．光学谐振腔来实现的Ｃ．泵浦光源来实现的Ｄ．外加直流来实现的 3、为了使雪崩光电二极管能正常工作，需在其两端加上( ) A.高正向电压 B.高反向电压 C.低反向电压 D.低正向电压 4、光纤的数值孔径与( )有关。 A. 纤芯的直径 B. 包层的直径 C. 相对折射指数差 D. 光的工作波长 5、PIN光电二极管，因无雪崩倍增作用，因此其雪崩倍增因子为( )。 A. G＞1 B. G＜1 C. G＝1 D. G＝0 6、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为( )。 A. 均衡器 B. 判决器和时钟恢复电路 C. 放大器 D. 光电检测器 7、EDFA中将光信号和泵浦光混合起来送入掺铒光纤中的器件是( ) A.光滤波器 B.光耦合器 C.光环形器 D.光隔离器 8、光时域反射仪（OTDR）是利用光在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密仪表，它不可以用作（）的测量。 A.光纤的长度 B.光纤的传输衰减 C.故障定位 D.光纤的色散系数 9、光隔离器的作用是( ) A.调节光信号的功率大小 B.保证光信号只能正向传输 C.分离同向传输的各路光信号 D.将光纤中传输的监控信号隔离开 10、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( ) A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大第 2 页共5 页

光纤通信课后习题参考答案邓大鹏

光纤通信课后习题答案第一章习题参考答案 1、第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？答：第一根光纤大约是1950年出现的。传输损耗高达1000dB/km 左右。 2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。答：光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。 3、光纤通信有哪些优缺点？答：光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节省有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。第二章光纤和光缆 1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。 2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。（2）阶跃型光纤的折射率分布 () 2 1 ?? ?≥<=a r n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121? ????≥

光纤通信技术试题及答案2

试题2 《光纤通信技术》综合测试（二）一、填空题 1、为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须纤芯的折射率。 2、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由、和三部分组成。 3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是：，，；最低损耗窗口的中心波长是在：。 4、光纤的色散分为色散色散色散和色散。 5、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：，，；产生激光的最主要过程是：。 6、光源的作用是将变换为；光检测器的作用是将转换为。二、单项选择题 1 光纤通信指的是：[ ] A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式； D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。

2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：[ ] A V>2.405 B V<2.405 C V>3.832 D V<3.832 3 使用连接器进行光纤连接时，如果接续点不连续，将会造成：[ ] A 光功率无法传输； B 光功率的菲涅耳反射； C 光功率的散射损耗； D 光功率的一部分散射损耗，或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光的放大是通过：[ ] A 光学谐振腔来实现； B 泵浦光源来实现； C 粒子数反转分布的激活物质来实现； D 外加直流来实现。 5 掺铒光纤的激光特性：[ ] A 主要由起主介质作用的石英光纤决定； B 主要由掺铒元素决定； C 主要由泵浦光源决定； D 主要由入射光的工作波长决定 6 下面说法正确的是：[ ] A 多模光纤指的是传输多路信号； B 多模光纤可传输多种模式； C 多模光纤指的是芯径较粗的光纤； D 多模光纤只能传输高次模。 7 下面哪一种光纤是色散位移单模光纤？[ ] A 光纤； B 光纤； C 光纤；

光纤通信试题43903

1.光纤通信一般采用的电磁波波段为( )。 A 、可见光 B 、红外光 C 、紫外光 D 、毫米波 2.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口就是( )。 A.0、85 μm,1、27 μm,1、31 μm B.0、85 μm,1、27 μm,1、55 μm C.0、85 μm,1、31 μm,1、55 μm D.1、05 μm,1、31 μm,1、27 μm 3.限制光纤传输容量(BL 积)的两个基本因素就是( )与光纤色散。 A.光纤色散 B.光纤折射 C.光纤带宽 D.光纤损耗 4.一光纤的模色散为20ps/km,如果一瞬时光脉冲(脉冲宽度趋近于0)在此光纤中传输8km,则输出端的脉冲宽度为( ) A 、20ps B 、40ps C 、80ps D 、160ps 5.下列说法正确的就是( ) A.为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须等于纤芯的折射率 B.为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须大于纤芯的折射率 C.为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须小于纤芯的折射率 D.为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须大于涂层的折射率 6.对于工作波长为1、31μm 的阶跃折射率单模光纤,纤芯折射率为1、5,包层折射率为1、003(空气),纤芯直径的最大允许值为( )。 A 、0、34μm B 、0、90μm C 、3、0μm D 、4、8μm 7.在阶跃型光纤中,导波的传输条件为( ) A.V ＞0 B.V ＞Vc C.V ＞2、405 D.V ＜Vc 8.下列现象就是光纤色散造成的,就是( )。 A 、光散射出光纤侧面 B 、随距离的增加,信号脉冲不断展宽 C 、随距离的增加,信号脉冲收缩变窄 D 、信号脉冲衰减 9.将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理就是( )。 A 、折射 B 、在包层折射边界上的全内反射 C 、纤芯—包层界面上的全内反射 D 、光纤塑料涂覆层的反射 10. 1mW 的光向光纤耦合时,耦合损耗为1、0dB,而在光纤输出端需要0、1mW 的信号,则在衰减为0、5dB/km 的光纤中,可以将信号传输多远？( )。 A 、1、8km B 、10km C 、18km D 、20km 11. 光纤的数值孔与( )有关。 A 、纤芯的直径 B 、包层的直径 C 、相对折射指数差 D 、光的工作波长 12. 阶跃型光纤中数值孔径的计算式为( )。 A 、21n n - B 、?2a C 、?2n 1 D 、21n n a -

光纤通信期末复习题(湖二师物机学院)

光纤通信复习提纲第一章光纤的基本理论一、基本概念 1、什么叫数值孔径？光纤从光源获得的能量和数值孔径之间有何关联？入射到光纤端面的光并不能全部被光纤传输，只是在某个角度围的入射光才可以。这个角度A 对应的正弦值就称做数值孔径。数值孔径表征了光纤的激光能力。数值孔径越大，光纤手机射线的能力越强获得的能量也越多。NA=?≈-212221n n n 2、什么叫相对折射率差？如何计算？ n1光纤纤芯的折射率，n2光纤包层的折射率。▲=2 122212/)(n n n - 3、什么叫归一化频率？如何计算？表示在光纤中传输的模式数量V=a k n 012?其中a 表示纤芯的半径在阶跃光线中模式数量N=2/2V 在渐变光纤中模式数量N=4/2V 4、什么是自聚焦光纤？其主要特点是什么？折射率是渐变的，n （r ）随着半径r 的增加而减小。折射率分布指数最佳时可以使全部的子午射线以同样的同样速度在光纤中传播，这种模式色散起了均衡作用从而消除了模式色散。 5、什么是单模光纤？什么是多模光纤？在光纤通信中各适用于什么情形？单模光纤：光纤中之传输一种模式（基模）纤芯直径为4-10um 适用于大容量的长距离的光纤通信系统多模光纤：光线中传输不止一个模式，纤芯直径一般为50um 包层外径为125um 多模光纤适用于中距离，中容量的光纤通信系统。 6、什么是模场直径？它对于光纤传输有何意义？光纤横截面上光功率减小到其最大值的1/e 的宽度，衡量光纤光斑大小的物理量模场直径大的光纤，能量在芯子中集中的程度较差包层中存在的光能量角度，光纤弯曲造成的损耗较大不利于光在光线中的传输。模场直径小的光纤，能量在芯子中集中地程度较好光纤弯曲照成的损耗较小 7、什么叫色散？光纤色散的来源有哪些？色散对光纤通信有何影响？光信号在光纤中传输是用于群速度的不同，产生时延差对模拟信号就会产生波形失真，对脉冲信号波形被展宽。影响：产生误码，限制了光纤通讯线路的最高信息传输速率（通信容量） 8、损耗的来源有哪些？光纤通信的三个低损耗窗口是什么？其中损耗最低的窗口是哪一个？这三个窗口主要由什么因素决定？

光纤通信课后第2章习题答案

第2章复习思考题参考答案 2-1 用光线光学方法简述多模光纤导光原理答：现以渐变多模光纤为例，说明多模光纤传光的原理。我们可把这种光纤看做由折射率恒定不变的许多同轴圆柱薄层n a 、n b 和n c 等组成，如图 2.1.2（a ）所示，而且 >>>c b a n n n 。使光线1的入射角θA 正好等于折射率为n a 的a 层和折射率为n b 的b 层的交界面A 点发生全反射时临界角()a b c arcsin )ab (n n =θ，然后到达光纤轴线上的O'点。而光线2的入射角θB 却小于在a 层和b 层交界面B 点处的临界角θc (ab)，因此不能发生全反射，而光线2以折射角θB ' 折射进入b 层。如果n b 适当且小于n a ，光线2就可以到达b 和c 界面的B'点，它正好在A 点的上方（OO'线的中点）。假如选择n c 适当且比n b 小，使光线2在B '发生全反射，即θB ' >θC (bc) = arcsin(n c /n b )。于是通过适当地选择n a 、n b 和n c ，就可以确保光线1和2通过O'。那么，它们是否同时到达O'呢？由于n a >n b ，所以光线2在b 层要比光线1在a 层传输得快，尽管它传输得路经比较长，也能够赶上光线1，所以几乎同时到达O'点。这种渐变多模光纤的传光原理，相当于在这种波导中有许多按一定的规律排列着的自聚焦透镜，把光线局限在波导中传输，如图2.1.1（b ）所示。

图2.1.2 渐变（GI）多模光纤减小模间色散的原理 2-2 作为信息传输波导，实用光纤有哪两种基本类型答：作为信息传输波导，实用光纤有两种基本类型，即多模光纤和单模光纤。当光纤的芯径很小时，光纤只允许与光纤轴线一致的光线通过，即只允许通过一个基模。只能传播一个模式的光纤称为单模光纤。用导波理论解释单模光纤传输的条件是，当归一化波导参数（也叫归一化芯径） V时，只有一种模式，即基模01LP（即零次模，.2 405 N= 0）通过光纤芯传输，这种只允许基模01LP传输的光纤称为单模光纤。 2-3 什么叫多模光纤？什么叫单模光纤答：传播数百到上千个模式的光纤称为多模（MultiMode，MM）光纤。 2-4 光纤传输电磁波的条件有哪两个答：光纤传输电磁波的条件除满足光线在纤芯和包层界面上的全反射条件外，还需满足传输过程中的相干加强条件。

《光纤通信技术》试题.doc

2014-2015年度《光纤通信技术》期末考试试题 1 .用图示的方法介绍现代数字光纤通信系统构成，并简述各主要部分的功能？（10分） 1、答：X 光发送机 0 ?---------------------------- □----------------------------- □ （1）光发送机功能：将数字或者模拟电信号加载到光波上，并耦合进光纤中进行传输（2）光放大器功能：补偿光信号在通路中的传输衰减，增大系统的传输距离（3）光接收机功能：将光信号转换回电信号，恢复光载波所携带的原信号 2 .用图示的方法介绍光发射机的构成，并简要说明各部分的功能？简单阐述直接调制和外调制的区别？（10分） 3.请用图示的方法简述光纤的构成，比较单模与多模光纤的区另 U?光纤数值孔径是衡量光纤什么的特性物理量？对于光纤

输入信号光掺钳光纤光隔离器. + 八光隔离器光滤波器！ Z\ 输出 !信号光通信系统而言，是否光纤数值孔径越大越好？（10分） 4.由于光纤本身导致通信系统性能下降的因素有哪些？如何克服？（10分） 5.用图示的方法说明掺钥光纤放大器EDFA的工作原理和构成, 各部分的作用是什么？掺钳光纤放大器级联后增益不平坦情况恶化，列举两种解决方法？（10分） 1.掺钳光纤放大器主要由一段掺钳光纤，泵浦光源，光隔离器，光耦合器构成5'。采用掺银单模光纤作为增益物质，在泵浦光激发下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大；2'泵浦光和信号光一起由光耦合器注入光纤：2'光隔离器的作用是只允许光单向传输，用于隔离反馈光信号，提高性能。2，滤波器均衡技术：采用透射谱与掺杂光纤增益谱反对称的滤波器使增益平坦° 2' 增益钳制技术:监测放大器的输入光功率，根据其大小调整泵浦源功率,从而实现增益钳制，是目前最成熟的方法° 2 6 .请简要阐述波分复用技术的工作原理，并用图示的方法说明？（10 分） 7.简述受激布里渊散射与受激拉曼散射的概念？它们有什么区另U? （io分） 8.请说出五种你所了解的无源光器件的名称，并简述其用途？光耦合器

《光纤通信》试题选择题练习

要自信，绝对的自信，无条件的自信，时刻自信，即使在错的时候！！！《光纤通信》选择题练习公布精选精炼+课后精讲（QQ在线讲解）张延锋 2014/8/1 忍人之所不能忍，方能为人知所不能为！！！

选择题练习 1. 目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是 A.0.85 μm, 1.27 μm, 1.31 μm B.0.85 μm, 1.27 μm, 1.55 μm C.0.85 μm, 1.31 μm, 1.55 μm D.1.05 μm, 1.31 μm, 1.27 μm 2．在阶跃型光纤中，传输模式的传输条件为 A.V＞0 B.V＞Vc C.V＞2.40483 D.V＜Vc 3．在阶跃型光纤中，当模式处于截止的临界状态时，其特性参数 A.W＝0 B.β＝0 C.V＝0 D.U＝0 4. 下列不属于影响光电二极管响应时间的因素是 A.零场区光生载流子的扩散时间 B.有场区光生载流子的漂移时间 C.RC时间常数 D.器件内部发生受激辐射的时间 5．通常，影响光接收机灵敏度的主要因素是 A．光纤色散B．噪声C．光纤衰减D．光缆线路长度6．目前实用光纤通信系统普遍采用的调制─检测方式是 A. 相位调制—相干检测 B. 直接调制—相干检测 C. 频率调制—直接检测 D. 直接调制—直接检测7．下列属于掺铒光纤放大器泵浦光源的典型工作波长是 A.1550 nm B.1310 nm C.980 nm D.850 nm 8．下列属于描述光电检测器光电转换效率的物理量是 A. 响应度 B. 灵敏度 C. 消光比 D. 增益 9．下列属于有源光器件的是 A.光定向耦合器 B.半导体激光器 C. 光纤连接器 D. 光隔离器 10．在下列的传输码型中，不属于插入比特码的是 A. mB1P B. 4B1H C. 5B6B D. mB1C 11. 在激光器中，光的放大是通过 A．粒子数反转分布的激活物质来实现的B．光学谐振腔来实现的C．泵浦光源来实现的D．外加直流来实现的12. 下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因? A．光纤的损耗可能发生变化 B．光源的输出功率可能发生变化 C．系统可能传输多种业务 D．光接收机可能工作在不同系统中 13. 光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时，需用 A．光衰减器B．光耦合器C．光隔离器D．光纤连接器14. 使用连接器进行光纤连接时，如果接头不连续时将会造成 A．光功率无法传输 B．光功率的菲涅耳反射

光纤通信课后习题解答第2章习题参考答案

第二章光纤和光缆 1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。 2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G.652光纤（常规单模光纤）、G.653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。（2）阶跃型光纤的折射率分布 () 2 1?? ?≥<=a r n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121? ????≥

光纤通信技术试题1及答案

一、填空题（20分) 1、目前光纤通信所用光波得光波波长范围为:0、８～1、8μm,属于电磁波谱中得近红外区。 2、光纤得典型结构就是多层同轴圆柱体，它由、与三部分组成. 3、光纤通信中常用得三个低损耗窗口得中心波长就是: , ，；最低损耗窗口得中心波长就是在: 。 4、光纤得色散分为色散色散与色散。 5、光与物质得粒子体系得相互作用主要有三个过程就是：，，；产生激光得最主要过程就是: 。６、光源得作用就是将变换为；光检测器得作用就是将转换为. 二、单项选择题(15分） 1光纤通信指得就是：［Ｂ] A以电波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介得通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介得通信方式。 2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：［Ｂ］ -－－-A—V>2、40５——--—－B－V〈２、405-——－－-C- V＞3、832————－D- Ｖ〈3、832 3 使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续，将会造成:[Ｃ］ A 光功率无法传输； B 光功率得菲涅耳反射; Ｃ光功率得散射损耗； D 光功率得一部分散射损耗，或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光得放大就是通过：［Ｃ] A 光学谐振腔来实现; B 泵浦光源来实现； C粒子数反转分布得激活物质来实现; D 外加直流来实现. ５掺铒光纤得激光特性：［B] A主要由起主介质作用得石英光纤决定; B 主要由掺铒元素决定; C 主要由泵浦光源决定; D 主要由入射光得工作波长决定. 三、（15分)如图所示,用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中得传输原理.

光纤通信试题

1.光纤通信一般采用的电磁波波段为( )。 A. 可见光 B. 红外光 C. 紫外光 D. 毫米波 2.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是( )。 A ．0.85 μm,1.27 μm,1.31 μm B ．0.85 μm,1.27 μm,1.55 μm C ．0.85 μm,1.31 μm,1.55 μm D ．1.05 μm,1.31 μm,1.27 μm 3.限制光纤传输容量（BL 积）的两个基本因素是( )和光纤色散。 A ．光纤色散 B ．光纤折射 C ．光纤带宽 D ．光纤损耗 4.一光纤的模色散为20ps/km ，如果一瞬时光脉冲（脉冲宽度趋近于0）在此光纤中传输8km ，则输出端的脉冲宽度为( ) A.20ps B.40ps C.80ps D.160ps 5.下列说法正确的是( ) A ．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率 B ．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率 C ．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须小于纤芯的折射率 D ．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂层的折射率 6.对于工作波长为1.31μm 的阶跃折射率单模光纤，纤芯折射率为1.5，包层折射率为1.003(空气)，纤芯直径的最大允许值为（）。 A.0.34μm B.0.90μm C.3.0μm D.4.8μm 7.在阶跃型光纤中，导波的传输条件为( ) A ．V ＞0 B ．V ＞Vc C ．V ＞2.405 D ．V ＜Vc 8.下列现象是光纤色散造成的，是（）。 A.光散射出光纤侧面 B.随距离的增加，信号脉冲不断展宽 C.随距离的增加，信号脉冲收缩变窄 D.信号脉冲衰减 9.将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（）。 A.折射 B.在包层折射边界上的全内反射 C.纤芯—包层界面上的全内反射 D.光纤塑料涂覆层的反射 10. 1mW 的光向光纤耦合时，耦合损耗为1.0dB ，而在光纤输出端需要0.1mW 的信号，则在衰减为0.5dB/km 的光纤中，可以将信号传输多远？（）。 A.1.8km B.10km C.18km D.20km 11. 光纤的数值孔与( )有关。 A. 纤芯的直径 B. 包层的直径 C. 相对折射指数差 D. 光的工作波长 12. 阶跃型光纤中数值孔径的计算式为（）。 A.21n n - B.?2a C.?2n 1 D.21n n a -

光纤通信技术习题及答案12

光纤通信概论一、单项选择题 1、光纤通信指的就是: A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式; B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的: A 近红外区 B 可见光区 C 远红外区 D 近紫外区 3 目前光纤通信所用光波的波长范围就是: A 0、4～2、0 B 0、4～1、8 C 0、4～1、5 D 0、8～1、6 4 目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们就是: A 0、85、1、20、1、80 ; B 0、80、1、51、1、80 ; C 0、85、1、31、1、55 ; D 0、80、1、20、1、70。 6 下面说法正确的就是: A 光纤的传输频带极宽,通信容量很大;

B 光纤的尺寸很小,所以通信容量不大; C 为了提高光纤的通信容量,应加大光纤的尺寸; D 由于光纤的芯径很细,所以无中继传输距离短。二、简述题 1、什么就是光纤通信？ 2、光纤的主要作用就是什么？ 3、与电缆或微波等电通信方式相比,光纤通信有何优点？ 4、光纤通信所用光波的波长范围就是多少？ 5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别就是多少？光纤传输特性测量一、单项选择题 1 光纤的损耗与色散属于: A 光纤的结构特性; B 光纤的传输特性; C 光纤的光学特性; D 光纤的模式特性。 2 光纤的衰减指的就是: A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少; B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少; C光信号沿光纤传输时,光功率的损耗; D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。

光纤通信原理试题_1 参考答案

光纤通信原理试题＿1 参考答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1. 光纤通信指的是（ B ） A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式； D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2.已知某Si-PIN 光电二极管的响应度R 0＝0.5 A/W ，一个光子的能量为2.24×10 －19 J ，电子电荷量为1.6×10－19 C ，则该光电二极管的量子效率为（） A.40％ B.50％ C.60％ D.70％ R 0=e 错误！未找到引用源。 /hf 3.STM-4一帧中总的列数为（） A.261 B.270 C.261×4 D.270×4 4.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ1满足（） A.θc13<θ1<θc12 B.θ1=0° C.θ1<θc13<θc12 D.θc12<θ1<90° 5.光纤色散系数的单位为（） A.ps/km B.ps/nm C.ps/nm.km ? D.nm/ps?km 6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（） A.20 dB B.30 dB C.40 dB D.60 dB 7.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（） A.逐渐减少 B.保持不变 C.逐渐增大 D.先逐渐增大后逐渐减少 8.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（） A.LP00 值为0 B.LP01 C.LP11为第一高次模 D.LP12 9.在薄膜波导中，导波的截止条件为（） A.λ0≥λC B.λ0<λC C.λ0≥0 D.λ0≤1.55μm 10.EDFA 在作光中继器使用时，其主要作用是（） A.使光信号放大并再生 ? B.使光信号再生 C.使光信号放大 D.使光信号的噪声降低二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.根据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光（电磁波）的传播形式分为三类：一为_TEM_波；二为TE 波；三为TM 波。 2.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_折射率相同_的薄膜波导。 3.光学谐振腔的谐振条件的表示式为 __错误！未找到引用源。______。q L c n 2=λ 4.渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的这种现象称为_自聚焦_现象。

光纤通信技术知识点简要(考试必备)

光纤通信. 1.光纤结构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。设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。 2.光纤主要有三种基本类型: 突变型多模光纤,渐变型多模光纤, 单模光纤. 相对于单模光纤而言，突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大，可以容纳数百个模式，所以称为多模光纤 3.光纤主要用途：突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。单模光纤用在大容量长距离的系统。1.55μm 色散移位光纤实现了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超长距离系统。色散平坦光纤适用于波分复用系统，这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。三角芯光纤有效面积较大，有利于提高输入光纤的光功率，增加传输距离。偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统，这种系统最大优点是提高接收灵敏度，增加传输距离。 4.分析光纤传输原理的常用方法：几何光学法.麦克斯韦波动方程法 5.几何光学法分析问题的两个出发点: 〓数值孔径〓时间延迟. 通过分析光束在光纤中传播的空间分布和时间分布. 几何光学法分析问题的两个角度: 〓突变型多模光纤〓渐变型多模光纤. 6.产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散，损耗和色散是光纤最重要的传输特性：损耗限制系统的传输距离, 色散则限制系统的传输容量. 7.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：模式色散、材料色散、波导色散. 8. 波导色散纤芯与包层的折射率差很小，因此在交界面产生全反射时可能有一部分光进入包层之内，在包层内传输一定距离后又可能回到纤芯中继续传输。进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关，即相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。有一定谱宽的光脉冲入射光纤后，由于不同波长的光传输路径不完全相同，所以到达终点的时间也不相同，从而出现脉冲展宽。具体来说，入射光的波长越长，进入包层中的光强比例就越大，这部分光走过的距离就越长。这种色散是由光纤中的光波导引起的，由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散。 9. 偏振模色散：实际光纤不可避免地存在一定缺陷，如纤芯椭圆度和内部残余应力，使两个偏振模的传输常数不同，这样产生的时间延迟差称为偏振模色散或双折射色散。 10. 损耗的机理包括吸收损耗和散射损耗两部分。吸收损耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和由光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。瑞利散射损耗是光纤的固有损耗，它决定着光纤损耗的最低理论极限。 11.光线的损耗：（1）吸收损耗： a.本征吸收损耗：紫外吸收损耗，红外吸收损耗b.杂质吸收损耗c.原子缺陷吸收损耗（2）散射损耗 a线性散射损耗：瑞利散射，光纤结构不完善引起的散射损耗（3）弯曲损耗 a.宏弯：曲率半径比光纤的直径大得多的弯曲 b.微弯：微米级的高频弯曲，微弯的原因：光纤的生产过程中的带来的不均；使用过程中由于光纤各个部分热胀冷缩的不同；导致的后果：造成能量辐射损耗. 与宏弯的情况相同，模场直径大的模式容易发生微弯损耗 12. 柔性光纤的优点：1. 对光的约束增强 2. 在任意波段均可实现单模传输：调节空气孔径之间的距离 3. 可以实现光纤色散的灵活设计 4. 减少光纤中的非线性效应5. 抗侧压性能增强 13. 光纤的制作要求（1）透明（2）能将其拉制成沿长度方向均匀分布的具有纤芯-包层结构的细小纤维；（3）能经受住所需要的工作环境。光纤是将透明材料拉伸为细丝制成的。 14. 光纤预制棒简称光棒，是一种在横截面上有一定折射率分布和芯/包比的的透明的石英玻璃棒。根据折射率的不同光棒可从结构上分为芯层和包层两个部分，其芯层的折射率较高，是由高纯SiO2材料掺杂折射率较高的高纯GeO2材料构成的，包层由高纯SiO2材料构成。制作方法: 外部气相沉积法；气相轴相沉积法；改进的化学气相沉积法；等离子化学气相沉积法。 15. 光缆基本要求：保护光纤固有机械强度的方法，通常是采用塑料被覆和应力筛选。光纤从高温拉制出来后，要立即用软塑料进行一次被覆和应力筛选，除去

光纤通信考试题库

一．单项选择题（每题1分,共20分） 1、在激光器中，光的放大是通过（Ａ）Ａ．粒子数反转分布的激活物质来实现的Ｂ．光学谐振腔来实现的Ｃ．泵浦光源来实现的Ｄ．外加直流来实现的 2、下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因?( B ) A．光纤的损耗可能发生变化B．光源的输出功率可能发生变化 C．系统可能传输多种业务D．光接收机可能工作在不同系统中 3、光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时，需用（Ｂ）Ａ．光衰减器Ｂ．光耦合器Ｃ．光隔离器Ｄ．光纤连接器 4、使用连接器进行光纤连接时，如果接头不连续时将会造成（D）Ａ．光功率无法传输Ｂ．光功率的菲涅耳反射Ｃ．光功率的散射损耗Ｄ．光功率的一部分散射损耗或以反射形式返回发送端5、在系统光发射机的调制器前附加一个扰码器的作用是（A） A．保证传输的透明度B．控制长串“1”和“0”的出现 C．进行在线无码监测D．解决基线漂移 6、下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是（A） A．两者都能提供动态的通道连接B．两者输入输出都是单个用户话路 C．两者通道连接变动时间相同D．两者改变连接都由网管系统配置 7、目前EDFA采用的泵浦波长是( C ) A．0.85μm和1.3μm B．0.85μm和1.48μm C．0.98μm和1.48μm D．0.98μm和1.55μm 8、下列不是WDM的主要优点是( D ) A．充分利用光纤的巨大资源B．同时传输多种不同类型的信号 C．高度的组网灵活性，可靠性D．采用数字同步技术不必进行玛型调整9、下列要实现OTDM解决的关键技术中不包括（ D ） A．全光解复用技术B．光时钟提取技术 C．超短波脉冲光源D．匹配技术 10、掺饵光纤的激光特性（A）Ａ．由掺铒元素决定Ｂ．有石英光纤决定Ｃ．由泵浦光源决定Ｄ．由入射光的工作波长决定 11、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是( A) A．光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率 B．光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率 C．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量 D．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数 12、光发射机的消光比，一般要求小于或等于（B） A．5％B．10％C．15％D．20％ 13、在误码性能参数中，严重误码秒（SES）的误码率门限值为（D） A．10-6B．10-5C．10-4D．10-3 14、日前采用的LD的结构种类属于（D） A．F-P腔激光器（法布里—珀罗谐振腔）B．单异质结半导体激光器 C．同质结半导体激光器D．双异质结半导体激光器 15、二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为（B）