光纤通信复习提纲
第一章概论
1、光纤通信的主要优点是什么?
2、光纤通信系统有哪几个基本组成部分？
3、PCM的原理
4、什么是NRZ和RZ码？
第二章光纤和光缆
1、用光线光学方法简述光纤的导光原理。
2、光纤的种类有哪些？
什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？它们的尺寸及使用场合有什么不同？
多模光纤有哪两种？单模光纤又有哪几种？G.652，G.653，G.655
3、光纤数值孔径的定义是什么？其物理意义是什么？
4、归一化频率的定义，光纤单模传输的条件是什么？
5、什么是光纤的色散？对通信有何影响？色散的种类有哪些？多模光纤的色散由什么色散决定？单模光纤色散又有什么色散决定？
6、材料色散和波导色散引起的时延差Δτ与色散系数D的关系是什么？色散系数D工程通常采用什么单位？
材料色散和波导色散引起的时延差Δτ与色散系数D成正比，色散系数D工程上单位采用ps/(nm·km)
7、普通单模光纤的零色散波长大约为多少？色散位移光纤(DSF) 是利用什么原理制成的？
图1普通单模光纤的材料色散系数D m、波导色散系数D w和总色散D随波长变化的曲线，总色散在 1.31μm附近为零，这个波长称为零色散波长。而在
1.55μm附近色散系数D=15～18ps/(km·nm)。
在1.55μm附近的损耗最低，如果合理地设计光波导的结构就可以把零色散波长位移到1.55μm附近，这样1.55μm附近色散也最小，利用这种原理制成色散位移光纤(DSF)。无疑对长距离大容量的光纤通信是十分有利的。
图1 普通单模光纤的D M、D w和D随波长的变化曲线
8、造成光纤传输损耗的主要因素有哪些？哪些是可以改善的？最小损耗在什么波长范围内？
9、写出光纤的衰减系数表达式。衰减系数的单位是什么？
10、简述G.652光纤、G.653光纤、G.655光纤的特征及其用途。
11、目前光纤通信采用那几个工作波长？为什么？
12、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？
13、什么是光纤的自聚焦现象？
14、如何判断光纤的正常色散区和反常色散区？
15、什么是弱导光纤？弱导光纤中纤芯和包层中光场的分布如何？单模光纤中横向场分布可以作怎样的近似？
16、什么是单模光纤的偏振色散？
17、光纤光栅在光通信中有什么用途？
第三章光源与光发送机
1、光与半导体物质的三个基本作用过程是什么？半导体激光器、光检测器、光放大器分别基于哪个过程？
2、光纤通信广泛使用的光源有哪些？LED的光谱有什么特点，可以用于何种光纤系统？
发光二级管又称LED，广泛应用在各类电子设备中，也是光纤通信中经常使用的光源。它的优点在于较小的尺寸和较长的使用寿命。但它也具有发光亮度低，光谱宽等缺陷，故发光二极管(LED)通常使用在低速、短距离光通信系统。
3、试画出LED和LD的光输出功率P与注入电流I的关系曲线，即P-I曲线。它们有什么区别？
LED是无阈值器件，它随注入电流的增加，输出光功率近似的线性增加。通常使用使用光输出功率P与注入电流I的关系，即P-I曲线，来描述LED的输出光功率特性。
LD是阈值器件。
4、LED和LD的主要区别是什么？
LED本质上是非相干光源，它的发射光谱是半导体材料导带和价带的自发辐射谱线，所以谱线较宽；而LD是相干光源，它的谱线很窄。
5、什么是激光器的纵模？
6、光纤通信对半导体激光器有哪些主要要求？
半导体激光器（LD）是光纤通信最主要的光源，非常适合于高码速率长距离的光纤通信系统的基本要求有以下几点：
（1）光源应在光纤的三个低损耗窗口工作，即发光波长为0.85μm、1.31μm或
1.55μm。
（2）光源的谱线宽度较窄，Δλ=0.1～1.0nm。
（3）能提供足够的输出功率，可达到10mW以上。
（4）与光纤耦合效率高，30%～50%。
（5）能长时间连续工作，工作稳定，提供足够的输出光功率。
7、半导体激光器由哪三个部分构成？
8、DFB激光器与普通的F-P腔激光器结构上有什么不同？画出DFB-LD结构示意图。DFB激光器的输出波长由什么决定？DFB-LD光谱与普通的F-P腔LD 的光谱有何不同？
分布反馈半导体激光器(DFB-LD)，它是在异质结激光器具有光放大作用的有源层附近，刻上波纹状的周期的光栅来构成的，如图3所示。
图3 分布反馈半导体激光器结构示意图
LD多模光谱和单模光谱的比较可以看出，单纵模LD中除了一个主模外，其它纵模都被抑制了，同时主模的谱线宽度非常窄，通常小于1nm，用于高速光纤通信系统是非常理想的。
9．FP-LD、DFB-LD、DBR-LD、VCSEL-LD的中文名是什么？
DFB激光器的工作原理与F-P腔LD的工作原理不同？
F-P腔的反射只发生在解理端面，在腔体的任一点，都是这些端面反射的左
右行波的干涉；而DFB内部具有一个对波长有选择性的衍射光栅，从而使只有满足布拉格波长条件的光波才能建立起振荡。
DFB激光器在腔内的每一点都有反射，其腔体损耗与纵模有关。增益曲线首先和模式具有最小损耗的曲线接触的模开始起振，并且变成主模。其它相邻模式由于其损耗较大，不能达到阈值，因而也不会从自发辐射中建立起振荡。这些边模携带的功率通常占总发射功率的很小比例(<1%)。
10、半导体激光器的温度变化对阈值电流有什么影响?对输出功率有什么影响？怎么解决这个问题？
温度对激光器阈值电流影响很大，阈值电流随温度升高而加大。所以为了使光纤通信系统稳定、可靠地工作，一般都要采用自动温度控制电路，来稳定激光器的阈值电流和输出光功率。
11、光探测器的作用是什么?
光探测器的作用是利用光电效应把光信号转变为电信号。
12、光接收机的作用是什么?
光接收机的作用是把光信号转变为电信号，并放大、整形、再生成原输入信号13、光纤通信中最常用的光电检测器是哪两种？
光纤通信中最常用的光电检测器是PIN和APD
14、PIN和APD探测器的主要区别是什么?
PIN和APD探测器的主要区别是APD利用雪崩倍增效应使光电流得到倍增，所以APD能够提供内部增益，而PIN却不能
15、光纤通信常用的光检测器有哪些？光检测器是利用半导体材料的什么原理制成的？
16、PIN光电二极管，是在P型材料和N型材料之间加上一层什么？
17、光耦合器的功能是什么？
耦合器的功能是把一个或多个光输入分配给多个或一个光输出。
18、光隔离器的作用是什么？
光隔离器是一种只允许单方向传输光的器件，通常用于消除反射光的影响，使系统工作稳定。
19、什么是光源的直接调制和外调制？它们分别用于哪些光纤通信系统？光源的外部调制是如何实现的？
光源的间接调制通常称为光源的外部调制，它是由恒定光源输出激光后，外加光调制器对光进行调制来实现的。目前可以使用的外部调制方式有电光调制、声光调制和磁光调制。电光调制最容易实现，在光纤通信系统广泛使用。
20、最常用、最有用的光调制器是什么调制器？是利用什么效应工作的？
第四章光检测器与光接收机
1、光探测器的作用是利用光电效应把光信号转变为电信号。
2、光接收机的作用是把光信号转变为电信号，并放大、整形、再生成原输入信
号。
3、光纤通信中最常用的光电检测器是PIN和APD。
4、PIN和APD探测器的主要区别是APD利用雪崩倍增效应使光电流得到倍
增，所以APD能够提供内部增益，而PIN却不能。
5、数字光接收机由前置放大器、线性放大以及数据恢复三部分组成。线性放大
由主放大器、均衡器和自动增益控制电路组成，数据恢复又由判决电路和时钟恢复电路组成。
6、 通常数字光接收机要求BER 是910-。
7、 接收机灵敏度定义为保证比特误码率为109-时要求的最小平均接收光功率(rec P )。
8、 在实验室里观察码间干扰是否存在的最直观、最简单的方法是眼图分析法。
9、信号电平超过或低于判决门限电平，分别被判为什么码？
10、工程上光接收机的灵敏度常用单位是什么？
某光纤通信系统光发送端机输出光功率为0.5mW ，接收端机灵敏度为0.2μW ，若用dBm 表示分别是多少?
(提示lg2≈0.3) 解：dBm P T 32lg 105.0lg 1010
105.0lg 10133
-===?=--- dBm P R 37)10lg 2(lg 10)102lg(1010
102.0lg 104436
-=+=?=?=---- 11、数字光纤通信系统中，按照“1”码时码元周期T 的大小可分哪两种码型?它们的占空比分别是什么?
按照“1”码时码元周期T 的大小，分为归零码(RZ 码)与非归零码(NRZ 码)两种，见图。显然，RZ 码的占空比为0.5，而NRZ 码的占空比为1。
图 数字光纤通信系统中的码元
12、什么是误码率？
13、数字光接收机主要由哪几部分组成?
数字光接收机由前置放大器、线性放大以及数据恢复三部分组成。线性放大由主放大器、均衡器和自动增益控制电路组成，数据恢复又由判决电路和时钟恢复电路组成。
14、通常数字光接收机要求BER是多少?
通常数字光接收机要求BER是9
10-
15、接收机灵敏度的定义是什么?
接收机灵敏度定义为保证比特误码率为109-时要求的最小平均接收光功率(
P)。
rec
第五章光放大器
1.全光传输中继器和传统的再生中继器的主要区别
传统的再生中继器要完成光-电-光转换过程；而全光传输中继器不需要光-电-光变换，它直接对光信号进行放大。
2.EDFA是集中式放大，光纤喇曼放大器是分布式放大。EDFA工作在C波段，
光纤喇曼放大器可以在光纤的全波段工作。
3.EDFA的增益特性与泵浦方式及光纤掺杂剂有关。
光纤喇曼放大器的增益频谱只由泵浦波长决定，而与掺杂物的能级电平无关，所以只要泵浦波长适当，就可以在任意波长获得信号光的增益。
EDFA的增益介质是掺铒光纤，光纤喇曼放大器的增益介质就是传输光纤本身。
4光放大器对不同传输速率的数字和模拟信号都能放大。对PDH和SDH信号都能放大。对调制方式没有选择性。
4、SOA、EDFA的工作原理；SOA、EDFA、FRA各有什么优点？
5、EDFA的构成和特性
6、光放大器可同时放大多个WDM信道，只要WDM波长在光放大器的增益带宽内。
7、要想把半导体激光器（LD）变为半导体光放大器（SOA），必须把解理面的反射损耗减小到足够小。
9、光放大器有四种主要用途：
（1）在长距离通信系统中，取代电中继器做在线放大器；
（2）把它插在光发射机之后，来增强光发射机功率；
（3）为了提高接收机的灵敏度，也可以在接收机之前，插入一个光放大器，对微弱光信号进行预放大，这样的放大器称为前置放大器；
（4）光放大器的另一种应用是用来补偿局域网（LAN）的分配损耗。10、如何解决EDFA增益不平坦？如何解决宽带拉曼放大器增益不平坦？
第六章光纤通信系统
1、光纤通信系统中，为什么要进行线路编码？
PCM系统与光纤通信系统接口的两种码型并不都适合在光纤数字通信系统中传输，因为在光纤数字通信系统中使用了光源发出光信号，传输手段是光导纤维，由此会带来的新问题。例如HDB3码有+1，0，-1三种状态，而在光纤数字通信系统中，光源只有发光和不发光两种状态，没有发负光这种状态。因此，在光纤系统中无法传输HDB3码。为此，在光发射机中传输140Mb/s以下码速率时，必须将HDB3解码，变为单极性的“0”，“1”码。但是HDB3解码后，这种码型所具有的上述误码监测等功能都将失去。以上是需要重新编码的一个原
因。
另一方面，在光纤线路中，除了需要传输主信号外，还需增加一些其他的功能，如传输监控信号、区间通信信号、公务通信信号、数据通信信号，当然也仍需要有不间断进行误码监测功能等。为此，需要在原来码速率基础上，提高一点码速率，以增加一些信息余量(冗余度)从而实现上述目的。具体作法是在原有码流中插入脉冲，这也需要重新编码。另外编码的目的是使输出的二进制码不要产生长连“1”或长连“0”，而是使“1”码和“0”码尽量相间排列。这样既有利于时钟提取，也不会使判决产生误码。
2、数字光纤通信系统常用的线路码型有哪些？
3、在PDH光纤通信系统和SDH光纤通信系统分别采用什么线路码型？
在PDH光纤通信系统中，常用的码型有分组码和插入比特码；在SDH光纤通信系统中广泛使用加扰NRZ码。
4、什么是分组码?
分组码常用mBnB表示，它是把输入信码流中每m比特码分为一组，然后变换为n比特(n＞m)输出。分组码有1B2B，2B3B，3B4B，5B6B，5B7B，6B8B 等。
5、什么是插入码，插入码的类型有几种?
插入比特码是将信码流中每m比特划为一组，然后在这一组的末尾一位之后插入一个比特码输出，根据插入码的类型分为：mB1P码，mB1C码，mB1H 码。
6、调制是用数字或模拟信号改变载波的幅度、频率或相位的过程。
改变载波幅度的调制叫非相干调制，而改变载波频率或相位的调制叫相干调
制。
7、直接调制是信息信号直接调制光源的输出光强；外调制是信息信号通过外调制器对连续输出光进行调制。
7、IM/DD方式是用电信号直接调制（IM）光载波的强度，在接收端，光信号
被光电二极管直接探测（DD），从而恢复发射端的电信号。
8、什么是副载波调制？
副载波调制（SCM）是首先用信息信号调制一个比基带信号最高频率高几倍的载波，然后用该载波信号再去调制光波，因为信号是用光波传输的，载波对光波而言只扮演着副载波的作用，所以这种技术就称为副载波调制(SCM)。
9、编码的目的是使输出的二进制码不要产生长连“1”或长连“0”，而是使“1”码
和“0”码尽量相间排列。这样既有利于时钟提取，也不会使判决产生误码。
10、SDH干线系统采用扰码的NRZ码。
11、为了便于光纤传输，把多个低容量信道复用到一个大容量传输信道的过
程叫信道复用。在电域内，信号复用可分为时分复用(TDM)、频分复用(FDM)和码分复用；在光域内，信号复用可分为光时分复用(OTDM)、光频(波)分复用(OFDM，WDM)和光码分复用。
12、电时分复用(TDM, Time-Division Multiplexing)光纤通信系统是采用交
错排列多路低速模拟或数字信道到一个高速电信道上传输的技术。在光纤信道上只有一个波长。在接收端采用电解复用器。
13、WDM是在发射端，多个信道调制各自的光载波，波长复用后在光纤线路上传输。在光纤信道上有多个波长。在接收端使用光频选择器件对复用信道解复用。
14、光滤波器和光波分复用器在WDM系统中有什么作用？
14、什么是WDM技术？WDM系统的复用、解复用器有哪些？简述A WG的
工作原理
15、简述光孤子通信的原理。
第七章光网络
1、SDH中STM-1的一幀结构。
例题：
填空：
1. 用光导纤维进行通信最早在1966年由英籍华人
提出。
2. 单模光纤的传输特性用、、表示。
3. 越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。
4. 色散导致光脉冲，从而构成对系统BL 乘积的限制。
6. 色散是由于不同成分的光信号在光纤中传输时，因速度不同产生不同的时间延迟引起的一种物理效应。
7. 光纤的最小损耗在 m波段。
8. 引起光纤衰减的原因是光纤对光能量的吸收损耗、散射损耗和辐射损耗，其中
损耗是可以改善的。
问答：
1.用光导纤维进行通信最早在1966年由英籍华人高锟提出。
2.光纤通信的优点是：
频带宽、传输容量大；
损耗小、中继距离长；
重量轻、体积小；
抗电磁干扰性能好；
泄漏小、保密性好；
节约金属材料，有利于资源合理使用。
3．点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成，如下图所示：
光纤
光放大器
光发射机的作用是把电信号转变为光信号注入光纤传输，它通常由复用器、调制器和光源组成。
复用器的作用是把多路信息信号复用为时分复用（TDM）信号或频分复用（FDM）信号。
调制器的作用是用复用信号直接调制（IM）激光器（LD）的光强，或通过外调制器调制LD 的相位。
光源是把电信号转换为光信号，以便在光纤中传输。
光接收机的作用是把经光纤传输后的微弱光信号转变为电信号，对其放大并解调出原基带信号。
光中继器的作用是对经光纤传输衰减后的信号进行放大。光中继器有光-电-光中继器和全光中继器。如需对业务进行分出和插入，可使用光-电-光中继器；
如只要求对光信号进行放大，则可以使用光放大器。
光纤是光信号传输的介质。
一、选择题
1. 如只要求中继器对光信号进行放大则可以
(a) 使用光放大器(b) 使用光-电-光中继器
2. PIN和APD探测器的主要区别是：
(a) APD能够提供内部增益，而PIN不能
(b) PIN能够提供内部增益，而APD不能
3. 光探测器的原理:
(a) 使光能转变为电能(b) 将电能转变为光能
4. SDH干线系统采用扰码的
(a) NRZ码(b) NR码
5. EDFA的增益介质是
(a) 掺铒光纤(b) 传输光纤本身
6. 光放大器对不同传输速率和调制方式的数字和模拟信号都能放大吗?
(a) 能(b) 不能
7. EDFA噪声指数的理想值是:
(a) 3 dB (b) 4 dB
8. 编码的目的是使输出的二进制码
(a)不要产生长连“1”或长连“0”
(b) 产生长连“1”或长连“0”
9. 直接调制是信息信号直接调制光源的
(a) 输出光的强度(b) 输出光的频率
10. EDFA是:
(a) 集中式放大(b) 分布式放大
1. 系统在光纤信道上有多个波长, 在接收端使用光频选择器件对复用信道解复用。
2. 光探测器的作用是利用效应把光信号转变为电信号。
3. 光纤喇曼放大器可以在光纤的波段工作。
4. 通常数字光接收机要求BER是。
5. 观察码间干扰是否存在的最直观、最简单的方法是法。
6. 光放大器噪声指数定义是
名词解释
1. IM/DD
2. SCM
3. WDM
4. APD
5. 接收机灵敏度
6. 调制
7. PIN
8. 归零码
光纤通信技术 分题型期末考试复习
光纤通信 分题型复习 前言 水平有限，仅供参考。如有错误，敬请纠正。 （一）选择填空判断或名词解释 第一章 1、利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。 2、属于光波范围之内的电磁波主要包括紫外线、可见光和红外线。目前光纤通信使用的工作波长0.85μm （损耗2dB/km ）,1.31μm （损耗0.5dB/km ）和 1.55μm （损耗0.2dB/km ）（0.8~1.8μm ），对应的频率是167~375THz 。 3、光纤通信系统的形式：强度调制/直接检波（IM/DD ），主要由光发射机，光纤，光接收机，及光中继器组成。（光发射机将电信号转化成光信号耦合进光纤，光接收机将光信号转换成电信号，中继器分为光-电-光和光层上直接进行放大的光放大器）。 4、光纤通信优越性：1、传输频带宽，通信容量大，2、传输损耗小，中继距离长。3、抗电磁干扰能力强。4、光纤细，重量轻，制作资源丰富。 第二章 1、外层的折射率比内层低。折射率高的叫纤芯，其折射率为n 1，直径为2a ，折射率低的叫包层，其折射率为n 2，直径为2b 。n 1>n 2。 2、光纤的分类：1、按光纤横截面折射率分布不同：阶跃型光纤（均匀光纤）和渐变型光纤（非均匀光纤）。2、按纤芯中的传输模式:单模光纤 (直径较小，为4~10μm ，纤芯较小，适合于大容量，长距离)，多模光纤（直径约为50μm ，传输多种模式） 3、反射定律：θ1=θ1'，反射角=入射角。折射定律：n 1 sin θ1=n 2 sin θ2 。 4、全反射的条件： n 1>n 2； θc <θ1<90o 。 5、弱波导光纤：1 21n n -n ≈? 。 6、数值孔径:光纤捕捉光射线能力的物理量，用NA 表示。?=-==2n n n sin 121max 22φNA 7、全反射形成导波的条件：221n n sin 2-≤φ ，是入射角。 8、渐变型光纤的本地数值孔径：()()()a n r n r 22-= NA ， 9、光纤的自聚焦：渐变型光纤中，不同射线具有相同的轴向速度的现象。 10、截止：光纤中出现了辐射模时，即认为导波截止。 11、0 《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)。 一、单项选择题（共20道小题，共100.0分） 1.目前光纤通信的长波长低损耗工作窗口是1310nm 和 nm。 A.1550 B.1480 C.980 D.1510 知识点: 第一章概述 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 2.在目前的实用光纤通信系统中采用___________ 调制方式，即将调制信号 直接作用在光源上，使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。 A.直接 B.间接 C.外 D.分接 知识点: 第一章概述 学生答 案: [A;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 3.渐变型光纤是指___________是渐变的。 A.纤芯和包层的折射率 B.纤芯的折射率 C.包层的折射率 D.模式数量 知识点: 光纤结构和分类 学生答 案: [B;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 4.变化的电场和变化的磁场的相互激发，从而形 成的传播。 A.色散 B.误码 C.时延 D.电波 知识点: 光纤基础理论 学生答 案: [D;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 5.如果电磁波的横向场的极化方向在传输过程中保持不变的横电磁波称 为。 A.园偏振光 B.椭圆极化波 C.圆极化波 D.线极化波 知识点: 光纤基础理论 学生答 案: [D;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 提示: 6.全反射条件是____________________。 A.n1 sinθ1=n2 sinθ2 B.k0n1<β< k0n2 C.0≤φ≤φmax D.n1 > n2，900>θ1≥θc 知识点: 光纤基础理论 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 、选择题 3. （ D ）是把光信号变为电信号的器件 A. 激光器 B. 发光二极管 C. 光源 D. 光检测器 4. 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” 题型： 、选择题，共 15小题，总计 30 分 二、填空题，共 20 空，总计 20 分 三、简答题，共 4 小题，总计 20 分 四、计算题，共 3 小题，总计 30 分 1. 光纤通信是以（ 式。 A. 光波 B. 电信号 2. 要使光纤导光必须使（ B ） A. 纤芯折射率小于包层折射率 层 折射率 C.纤芯折射率是渐变的 的 A ）为载体，光纤为传输媒体的通信方 C. 微波 D. 卫星 B. 纤芯折射率大于包 D. 纤芯折射率是均匀 的出现 C. 进行在线无码监测 D. 解决基线漂移 5 传输网最基本的同步传送模块是1 ，其信号速率为（A ）／s。 A. 155520 B.622080 C.2488320 D.9953280 6. 掺铒光纤放大器（）的工作波长为（B ）波段。 A. 1310 B.1550 C.1510 D.850 7. 发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（B ）。 A. 受激吸收 B. 自发辐射 C. 受激辐射 D. 自发吸收 8. 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 9. 下列不是的主要优点是（ 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 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； 2007-2008年度教学质量综合评估测验试卷 《光纤通信》试题 注：1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·张延锋 2、考试时间：90分钟。 试卷满分：100分。 3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答，考试前提前带好必要物件（含计算器）。 4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上，考试结束后请将试卷与答题 一、 选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的，共10小题，每小题2分，共20分） 1、表示光纤色散程度的物理量是 A.时延 B.相位差 C.时延差 D.速度差 2、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 3、当平面波的入射角变化时，在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是 A.TEM 波、TE 波和TM B.导波、TE 波和TM 波 C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模 D.TEM 波、导波和TM 波 4、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于 A. 121n n n - B. ?21n C. 22V D. 4 2 V 5、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 6、在光纤通信系统中，EDFA 以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度 A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用 7、EDFA 中用于降低放大器噪声的器件是 A.光耦合器 B.波分复用器 C.光滤波器 D.光衰减器 8、关于PIN 和APD 的偏置电压表述，正确的是 A.均为正向偏置 B.均为反向偏置 C.前者正偏,后者反偏 D.前者反偏,后者正偏 9、下列哪项技术是提高每个信道上传输信息容量的一个有效的途径？ A.光纤孤子(Soliton)通信 B. DWDM C. OTDM D. OFDM 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 二、 填空题（本题共三部分，每部分6分，共18分） （一）、基本概念及基本理论填空（每空1分，共4小题6小空，共6分） 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 光纤通信期末总复习 一、总述 题型：判断（15% ）（1.5×10）+选择（30%）（2.5×12）+简答计算（55%）（5~6题） 考试范围（第一章～第十章），重点第五章、第六章、第七章，第四章自学 （不考） 要求：考试可以用中文答题，但是要熟悉英文专业术语（已经将常用专业术 语做了整理，可在网络教学平台下载）， 平时每次作业一定要会做，期末总成绩=考试成绩×60%+实验成绩× 20%+平时成绩（讨论+作业）×20% 二、第一章 光纤通信系统 1、光通信所用波长（红外、可见、紫外）， 2、dB ，dBm 计算，光通信系统功率预算 3、分清波长，频率，介质中波长，介质中的频率 v f λ= 4、基本光通信系统构成（框图），各个模块的功能 4、光子能量（以J 为单位，eV 为单位），会计算光线中的光子数 5、光纤（光纤通信）优点与缺点 三、光学概要 1、Snell 定律：计算纤芯包层上临界角，空气和纤芯入射面入射光锥大小 2、数值孔径（NA ）定义，意义 3、什么是光斑尺寸 四、 波动学基础 1、α与γ的换算 Proof: :dB km 10lgexp(2)1dB 110lgexp(2)km -220=108.685ln10 2.3026dB L L L km dB km γααγ γααααγα 用表示的衰减值；：衰减系数 ：传输距离 当时值就是；单位为=-==--=≈- 2、带宽和谱宽的换算（频率范围和波长范围换算） 12212 112122c c f f f c f c then f f f c f f λλλλλλλλλλλλλλλλ??-?=-=- = ???????== ? ?? ?????? ?=??=?= ??? 3、色散，材料色散，波导色散定义，展宽计算，单位长度展宽计算 Dispersion （色散）: Wavelength dependent propagation velocity. 传输速度随波长 变化的特性称为色散 Material Dispersion （材料色散）: Dispersion caused by the material. Waveguide Dispersion （波导色散）: Dispersion caused by the structure of the waveguide. L L ττ??????= ??????? ''n M L c τλλλ?? ?=-?=-? ??? 4、光纤通信系统电带宽与光带宽关系 5、谐振腔（F-P 腔），纵模概念 1(1)222c m m c f f f m c mc c f Ln Ln Ln ??+=-+=-= 2c c o o c o c c o f f f f c c λλλλλλ?????== = 7、平面边界上的反射，全反射临界角计算 12 12 n n n n ρ-= + 1、1966年7月，英籍华人（高锟）博士从理论上分析证明了用光纤作 为传输介质以实现光通信的可能性。 2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。 3、数值孔径越大，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)。 4、目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：（0.85μm、1.31μm、 1.55μm）。 5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（PIN光电二极管；雪崩光电二极 管）。 6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的( 受激辐射)强于( 受激吸 收)，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态 的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。 7、在多模光纤中，纤芯的半径越( 大)，可传输的导波模数量就越多。 8、光缆由缆芯、( 加强元件(或加强芯) )和外护层组成。 9、（波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。 10、按光纤传导模数量光纤可分为多模光纤和( 单模光纤)。 11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于( 开销比特 )的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。 12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度）。 13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的（阈值条件）。 14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。 15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一，产生误码的主要 原因是传输系统的脉冲抖动和（噪声）。 二、选择题：（每小题2分，共20分。1-7:单选题，8-10：多选题） 1、光纤通信是以（A ）为载体，光纤为传输媒体的通信方式。 A、光波 B、电信号 C、微波 D、卫星 2、要使光纤导光必须使（ B ） A、纤芯折射率小于包层折射率 B、纤芯折射率大于包层折射率 C、纤芯折射率是渐变的 D、纤芯折射率是均匀的 3、（D ）是把光信号变为电信号的器件 A、激光器 B、发光二极管 C、光源 D、光检测器 4、CCITT于（C）年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。 A、1985 B、1970 C、1988 D、1990 5、SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1，其信号速率为（ A ）kbit／s。 A、155520 B、622080 C、2488320 D、9953280 6、掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（B）nm波段。 A、1310 B、1550 C、1510 D、850 7、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（B）。 A、受激吸收 B、自发辐射 C、受激辐射 D、自发吸收 8、光纤通信系统的是由（ABCD ）组成的。 A、电端机 B、光端机 C、中继器 D、光纤光缆线路 9、要精确控制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是控制（B）；二是控制（D）。 A、微型半导体制冷器 B、调制脉冲电流的幅度 C、热敏电阻 D、激光器的偏置电流 10、光纤传输特性主要有（AB ） A、色散 B、损耗 C、模场直径 D 、截止波长 一. 1 光纤通信的基础：利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信。 光纤通信的载波是光波。光纤通信用的近红外光（波长为0.7-1.7um）频率约为300THZ 频带宽度约为200THZ,在常用的1.31um和1.55um两个波长窗口频带宽度也在20THZ以上. 2 光纤通信的优点：（1）容许频带很宽，传输容量很大（2）损耗很小，中继距离很长且误码率很小（3）重量轻，体积小（4）抗电磁干扰性能好（5）泄漏小，保密性能好（6）节约金属材料，有利于资源合理使用. 二 1 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. 纤芯和包层的折射率若分别为n1和n2，光能量在光纤中的传输的必要条件：n1>n2 2 按折射率分类：突变型，浙变型按传输模式分：多模光纤，单模光纤 光纤的三种基本类型： （1）突变型多模光纤：纤芯直径2a=50-80um，光线以拆线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大. 适用于小容量，短距离传输. （2）渐变型多模光纤：纤芯直径2a为50um，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小，适用中等距离传输，中等容量 （3）单模光纤：纤芯直径只有8-10um，光线以直线型状沿纤芯中心轴线方向传播. 信号畸变小，适合长距离传输方式. 3 光纤传输原理：全反射 数值孔径NA=√（n1*n1-n2*n2)=n1√2△纤芯和包支的相对折射率差△=（n1-n2)/n1 NA表示光纤接收和传输光的能力，NA越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。NA越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量. 时间延迟：θ不大时：τ=n1L/c=(n1L/c )*(1+θ1的平方/2) c为光速 最大入射角θc和最小入射角0： △τ=θc的平方L/2n1c=(NA*NA)L/2n1c=△n1L/c 4 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点上渐变型多模光纤具有自聚焦效应，不仅不同入射角相应的光线会聚集在同一点上，而且这此光线的时间延迟也近似相等。 5 归一化频率：V=√（n1*n1-n2*n2)*2πa/λ 对于光纤传输模式有模式截止，模式远离截止 6 M是模式总数 M=（g/g+2)(akn1)的平方△=（g/g+2)V*V/2 单模传输条件：V=√（n1*n1-n2*n2)*2πa/λ<=2.405 临界波长（截止波长）λc λ<λc 多模传输>单模传输 7 光纤传输特性：（1）损耗（2）色散 色散是在光纤中传输的光信号，包括： 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. 北京邮电大学信息与通信工程专业考博备考指导 一、北邮电子信息与通信工程专业目录及导师 专业、研究方向指导教师考试科目备注 081000信息与通信工程 01光通信与宽带网技术 张杰 ①1101英语②2201概率论与随机过程③2204数学物理方法④3305通信网理论基础⑤3306光波导技术理论基础⑥3309电磁场理论 ②③选一④⑤⑥选一02光载无线系统与数据光网络技术 黄善国 ①1101英语②2201概率论与随机过程③2204数学物理方法④3305通信网理论基础⑤3306光波导技术理论基础⑥3309电磁场理论 ②③选一④⑤⑥选一03相干光通信 喻松 ①1101英语②2201概率论与随机过程③2204数学物 理方法④3305通信网理论基础⑤3306光波导技术理论基础⑥3309电磁场理论 ②③选一④⑤⑥选一 04光通信与网络融合技术陈雪 ①1101英语②2201概率论与随机过程④3305通信网理论基础 05宽带通信网唐雄燕 ①1101英语②2201概率论与随机过程③2204数学物理方法④3305通信网理论基础⑤3306光波导技术理论基础⑥3309电磁场理论 ②③选一④⑤⑥选一兼职导师06光纤通信前沿技术 任晓敏 ①1101英语②2204数学物理方法③3306光波导技术理论基础④3307半导体物理学 ③④选一07光纤通信前沿技术黄永清 ①1101英语②2201概率论与随机过程③2204数学物理方法④3305通信网理论基础⑤3306光波导技术理论基础⑥3307半导体物理学 ②③选一④⑤⑥选一二、2014年北邮信息光子学与光通信研究院博士录取人数及考试内容 三、2014年公开招考博士生初试合格标准 1、单科不低于35分，总分不限。 2、初试成绩有一科或两科成绩低于35分，低于部分累计不超过10分（含），复试成绩优异且获得省部级（含）以上科研学术奖励；或作为第一作者发表的论文被SCI、EI、CSSCI 收录；或获得发明专利以及其它反映考生科研创新能力的获奖证明等。 专业 招生方式 初试考试科目汇总 复试内容 080300光学工程 录取总数37人公开招考10人硕博连读26人本科直博1人 ①1101英语 ②2201概率论与随机过程 ③2204数学物理方法④3305通信网理论基础⑤3306光波导技术理论基础⑥3307半导体物理学⑦3309电磁场理论⑧3318现代光学 ①外国语听力②外国语口语③综合面试（总分100分） 080900电子科学与技术 081000信息与通信工程 同等学力考生初试加考政治理论，复试须加试两门所报专业硕士学位主干课程。最终成绩=初试成绩+复试成绩 2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。 5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（ PIN光电二极管）、（雪崩光电二极管）。 6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的( 受激辐射 )强于( 受激吸收 )，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。 7、在多模光纤中，纤芯的半径越( 大 )，可传输的导波模数量就越多。 9、（波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。 11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于( 开销比特 )的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。 12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度）。 13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的（阈值条件）。 14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。 15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一，产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和（噪声）。 二、选择题：（每小题2分，共20分。1-7:单选题，8-10：多选题） 4、CCITT于（）年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。 A、1985 B、1970 C、1988 D、1990 6、掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（）nm波段。 A、1310 B、1550 C、1510 D、850 7、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（）。 A、受激吸收 B、自发辐射 C、受激辐射 D、自发吸收 9、要精确控制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是控制（ B ）； 第一章 1.光纤通信的优缺点。 答：优点：一是通信容量大。光载波的中心频率很高，约为，最大可用带宽一般取载波频率的10%。二是中继距离长。三是抗电磁干扰，光纤通信系统具有良好的电磁兼容性。四是传输误码率极低。缺点：一是有些光器件比较昂贵。二是光纤的机械强度差。三是不能传送电力。四是光纤断裂后的维修比较困难，需要专用的工具。 3.光纤通信系统的应用。 答：一通信网，包括全球通信网、各国的公共电信网、各种专用通信网、特殊通信手段。二计算机局域网和广域网。三有线电视的干线和分配网。四综合业务光纤接入网，分为有源接入网和无源接入网。 4.未来光网络的发展趋势及关键技术 答：发展趋于智能化、全光化。关键技术：长波长激光器、低损耗单模光纤、高效光放大器、WDM复用技术和全光网络技术。 第二章光纤和光缆 1光纤结构和分类 答：光纤是由中心的纤心和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。类型：突变型多模光纤、渐变型多模光纤、单模光纤、双包层光纤、三角芯光纤、椭圆芯光纤 2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，色散限制系统的传输带宽。色散包括模式色散、材料色散、波导色散，其中单模色散只包括后两者。 第三章通信用光器件 1.光源有半导体激光器和发光二极管。其中半导体激光器是向半导体PN结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，再利用光学谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光的振荡 2.光与物质间的互相作用过程。 答：一受激吸收。在正常状态下，电子处于低能级，在入射光的作用下，它会吸收光子的能量跃迁到高能级上，这种跃迁称为受激吸收。二、自发辐射。在高能级的电子是不稳定的，即使没有外界的作用，也会自动跃迁到低能级上与空穴复合，释放的能量转换为光子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射。三、受激辐射、在高能级的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到低能级上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，称为受激辐射。 3.比较半导体激光器和发光二极管的异同。 答：不同之处：工作原理不同，LD发射的是受激辐射光，LED发射的是自发辐射光。LED不需要光学谐振腔，而LD需要。和LD相比，LED输出光功率小，光谱较宽，调制频率较低。但发光二极管性能稳定，寿命长，输出功率线性范围窄，制造工艺简单，价格低廉。LED主要应用于小容量的短距离通信系统，ＬＤ主要应用于长距离大容量通信系统。相同之处：使用的半导体材料相同、结构相似，ＬＥＤ和ＬＤ大多此阿勇双异质结结构，把有源层夹在Ｐ型和Ｎ型限制层中间。 4.光检测器是光接受机关键器件，功能室把光信号转换为电信号。光检测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管APD。PIN 主要特性有量子效率和光谱特性、响应时间和频率特性、噪声。APD新引入参数是倍增因子和附加噪声指数 5、APD和PIN在性能上的区别 答：APD具有雪崩增益，灵敏度高，有利于延长系统的传输距离，APD的响应时间短。APD的雪崩效应会产生过剩噪声，因此要适当控制雪崩增益。APD要求较高的工作电压和复杂的温度补偿电路，成本较高。 6.光检测过程有哪些噪声。 答：包括由光生信号电流和暗电流产生的散粒噪声以及负载电阻产生的热噪声。热噪声来源于电阻内部载流子的不规则运动。散粒噪声源于光子的吸收或光生载流子的产生，具有随机起伏的特性，光生信号电流产生的散粒噪声，称为量子噪声，这种噪声的功率与信号成正比。在没有外界入射光的作用下，光检测器中仍然存在少量载流子的随机运动，从而形成很弱的散粒噪声，称为暗电流噪声。所以在有信号光作用的时间内，主要考虑量子噪声和热噪声； 而在没有信号光的作用下，主要考虑暗电流噪声和热噪声。 7.什么是粒子数反转，什么情况下实现光放大。 答：假设能级E1和E2上的粒子数分别为N1和N2,在正常的热平衡状态下，低能级E1上的粒子数是大于高能级上的粒子数 北邮考研详解与指导 081000信息与通信工程60分钟光纤通信 现代通信技术二选一光纤通信参考书目：《光纤通信》，顾畹仪主编，人民邮电出版社 现代通信技术参考书目：《现代通信技术》， 纪越峰等编著，北邮出版社 085208电子与通信工程60分钟电磁场与电磁波光纤通信现代通信技术三选一 电磁场与电磁波参考书目：《电磁场与电磁 波》，焦祺祥，北邮出版社 光纤通信参考书目：《光纤通信》，顾畹仪等 编著，人民邮电出版社 现代通信技术参考书目：《现代通信技术》，纪越峰等编著，北邮出版社一般来讲，复试的英语考核涉及到听力及口语，之前大多数的同学是没有准备的或者准备不够充分，但是只要考生能够找到科学的学习方法、技巧，复试英语成绩是能够提高很多的！ 口语：根据不同的学校的情况，口语考试一般有2到3个考官和1到4个考生，考官一般是本校的外语系的老师或研究生，甚至是本专业的导师，所以说难度一般不会太大。老师问的问题也比较常规或者说是模式化，如：个人自我介绍，让考生介绍一下自己或者自己的学校或家乡；或者是一些压力性的问题，如What is your greatest weakness?(你最大的弱点是什么？)；有极少数的学校是让考生朗读文章，这个是比较简单的；还有一种是两个考生对话，考官给两个考生一个话题，给一段准备的时间，然后让考生进行对话讨论。所以，提前撰写英文自我介 绍，熟读至背诵还是有必要的。此外，自我发挥时，多介绍自己英语方面的高水平弥足重要，因为硕士导师往往比较喜欢英语成绩好的学生。 听力：一方面，要摆正听、读顺序，即使一下子听不懂，也不要忙于看文字材料，这时再听第二遍、第三遍，如果还是听不懂，在求助于文字材料；另一方面，边听边记，训练短期的记忆能力。平时听录音时就要有意识地将关键信息写下来，训练信息瞬间接受的准确性，主要的还是要强迫自己全神贯注、积极思考。另外，还要熟悉语篇的衔接词功能，也就是一些关键的信号词，如and、but、by contrast、although、therefore等，以把握文章信息的主要流向。还有一点，建议考生在拿下试卷之后，快速把题目及答案看一遍，把一些关键的词语、短语划下来。因为英语听力的语速还是非常快的，加上紧张情绪，还是很难看完的，所以有必要提前熟悉问题及选项。因为每个院校的情况在命题方面有它的特点，建议同学们争取了解你所报考的学校是采用什么方式。至于具体怎么练习，建议同学用六级和考研的听力真题来进行听力、朗读和模仿的练习，每天的点点滴滴可以让你向征服考研英语复试的目标迈进一大步。 口语的测试一般将学生分组，每组两人就某一话题进行对话，老师根据学生的表现来打分。英语听说能力的训练一定要提前做好充分的准备。 专业课复试的准备.随着考研专业课复试的逐渐正规化和透明化，好多同学想要在专业课考试前拜访某个老师以此来提高专业课复试成绩的做法是行不通的.专业课考试老师主要想通过测试来考察大家对专业知识所了解的广度和深度以及大家个人的学习态度等，因此在准备专业课复试时大家只要把握以下几点即可.第一，掌握所报考院校指定教材中的基本概念、问题和观点。相信紧张的考研初试后，大家绷紧的神经都已经放松下来，许多教材中的基本概念问题虽有印象但是都已经难以形成完整准确的概念框架，因此对此部分内容的重新掌握对每个参加复试的同学来说都是必须的，无论你报考哪个学校哪个专业；第二，关注所考专业理论前沿、热点问题。这部分内容大家可以通过上网查询或是阅读相关期刊来了解；第三，就是对大家面试答题的一点建议。对于老师提出的问题应该向自己掌握的方向多说一点，不懂的、模棱两可的地方应尽量回避。如果老师的问题自己并不是很了解，不要盲目的乱答，应该虚心的向老师请教并对老师的提示做出积极地回应，实在不懂的问题也可以请老师换一题，请大家放心老师是不会因为你一题答不出而对你做出全盘否定的。 专业课面试 回答问题技巧：第一，反应很重要。第二，不要紧张。熟悉的地方可以多说一点，不懂得地方尽量避开，老师一般会就一个问题深入问。如果一开始就察觉到自己的把握不是很大，就不要顺着老师的思路走，把老师引到你熟悉的领域去。 复试过程中经常问的问题: 1、介绍你自己及你的专业。 2、你有什么优缺点？ 3、你报考研究生的真正动机是什么？ 4、请你谈谈你对国内外研究生制度的看法，有什么建设性的意见？ 5、你是否有出国的打算，你对出国有什么看法。 6、你有什么特长和爱好？ 7、你对自己的学习成绩是否满意？ 1.决定光纤通信中继距离的主要因素是( B ) A.光纤的型号 B.光纤的损耗和传输带宽 C.光发射机的输出功率 D.光接收机的灵敏度 2.弱导光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是( A ) A.n1≈n2 B.n1=n2 C.n1>>n2 D.n1<《光纤通信技术》模拟试题
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