光纤通信复习资料必看3

光纤通信复习

延长中继距离

入纤功率

灵敏度

五、计算题

1．弱导波阶跃型光纤芯子和包层的折射指数分别为n1=1.5, n2=1.48, 试计算：光纤的数值孔径。

2．上题中，若纤芯半径a=6μm, λ0=1μm, 试计算光纤中传输的模数量。

3．阶跃型光纤，若n1=1.5, λ0=1μm, 若Δ=0.018，当保证单模传输时，光纤芯径取多大？

4.已知阶跃光纤的n1=1.62，n2=1.52, 试计算：

（1）相对折射率Δ（2）数值孔径

5.已知阶跃型光纤的n1=1.5，Δ=0.01，芯子半径a=10μm，波长λ0=1.5μm, 试计算：

（1）数值孔径NA （2）归一化频率（3）入射光线的激励角范围

6. 已知均匀光纤的n1=1.51，Δ=0.01，工作波长λ0=0.85μm, 当纤芯半径a=25μm，此光纤中传输的导模数是多少？若要实现单模传输，纤芯半径应为多少？

7. 已知阶跃型光纤的n1=1.5，Δ=0.5%，λ0=1.3μm, 若光纤中的导模数量N=2，试问至少纤芯半径为多大？

8．已知光功率为2.4mw，光波频率为1015Hz,求单位时间传播的光子数。

9．某光纤通信系统，其发送光功率为-4dBm，光接收机灵敏度为-40dBm，设备富余度为6 dB，光缆富余度为0.1dB/km，光纤接头损耗为0.2dB/km，且不考虑色散的影响，求当无光缆配线架时，如果希望最长中继距离为60 km，此时的光缆的衰减系数为多大？

10．有622Mbit/s速率的单模光缆传输系统，应用InGaAs-LD，其It<50mA，标称波长为1310nm，光谱宽度为2nm，发送光功率为-2.3dBm, 接收灵敏度为-38dBm, 动态范围≥20dB。采用的光缆其固有损耗为0.3dB/km, 接头损耗为0.1dB/km，光连接器衰减为1dB，光纤色散系数≤2.0ps/nm·km, 光纤富余度为0.1dB/km。若考虑1dB色散代价（ε取0.115），5dB 设备富余度，试计算在系统设计时，最大中继距离为多少？

11、若一个2.5Gbit/s单模光缆通信系统，其系统总体要求如下：

系统中采用的激光器为单纵摸激光器，其阈值电流小于50mA，激光器工作于1550nm.光脉冲谱线宽度Δλmax≤1.8nm。发送光功率PT=2.3dBm。如用高性能的光接收组件，可在BER=1×10-10条件下得到接收灵敏度PR=-35dBm，动态范围D≥20dB。试计算系统中所允许的最大中继距离。

注：考虑光通道功率代价PP =1dB，光连接器衰减AC=1dB（发送和接收端各一个），光纤接头损耗AS=0.1dB/km，光纤固有损耗α=0.22dB/km，光纤色散系数D≤2ps/(km·nm)取ME=3dB MC=0.1dB/km，频率啁啾系数为3。

12．某激光器的输出光功率为500mw, 问此功率可折合为多少dBm?

五、计算题：

2．故≈41

3．单模传输条件：0

0< <2.4048

0< <2.4048

0

6. 若要实现单模传输，需0

7.V>2.40483

>2.40483

a>3.3 光纤半径至少为3.3

10最大中继距离为46.2km。

11、衰减的影响：

= 74.52km

色散的影响：

= = 792.5km

最大中继距离为74.52km

12、26.99dBm

一、填空题：

1、相位常数是。

2.强度调制直接检波光纤数字通信系统是由、、

、、、构成的。

3.目前，实用光纤的三个低损耗窗口在、、附近,色散位移单模光纤是在处，实现和 .

4.光波在均匀介质里，是以传播，当光射线遇到两种介质交界面时，将产生或。

5.均匀光纤的导光原理为，它的数值孔径表示了，定义式为，也可表示为。

6. 光纤中光路的长度是随着的变化而变化，从而不同光线经过光纤的不同，从而引起。

7. 采用非均匀光纤的目的是为了，这样会在光纤中近似产生

现象，这需要纤芯折射率服从分布。

8. 在非均匀光纤中，处的折射率最大，因而此处的

达到最大值，即表示该点捕捉光线的能力最。

9.单模光纤的色散包括色散和色散，此外，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、和。

10.一般光纤分为单模光纤和多模光纤，单模光纤的芯径为，存在

色散和色散，传输的基模是。

11.多模光纤的芯径为，存在色散、色散和色散。

12．按照纤芯折射率分布的不同，光纤可分为、，按照传输模式的多少来分，可分为、。

13．光纤的数值孔径是的物理量。

14. 在非均匀光纤中，其集光能力是用数值孔径表示，定义式为。

15．所谓线极化波是指，

以表示。

16．在弱波导光纤中，光射线几乎与平行，因此，弱波导光纤中的和分布是一种。

17．导波的径向归一化相位常数U是表明，而波导的径向归一化衰减常数W是表明。

18．渐变型光纤中，纤芯折射率是，包层折射率是。

19.多纵模激光器在高速调制下的输出谱线呈谱线，各谱线功率总合，但每根谱线的功率，即各谱线的。

20.在采用多纵模激光器的光纤通信系统中，激光器的谱线特性和

相互作用，产生了一种叫的现象，它限制了和。

21.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: 、、。

22．在热平衡条件下，一个电子占据一个能级的几率为

23．激活物质是指。

24.谐振腔的谐振条件是。

25.发送机的消光比是 .

26.检测器在光纤通信系统中的作用是，常采用的半导体光电检测器为、。

27.接收灵敏度的定义是。

28.暗电流是指。

29.检测器引入的噪声有、、。

30.响应度R0和η之间的关系式为。

31.APD管是在二极管P-N结上加。

32.判决器和时钟恢复电路和起来构成。

33.监控系统是指、、的总称。

34.网络节点接口是指。

35.STM-N正结构分为三个区域：、和。

36.光波分复用是指。

37.光纤数字传输系统的误码性能用来描述，

定义为。

38.光纤数字传输系统的抖动定义是，抖动的程度目前大多用来表示，其符号为。

39.掺饵光纤放大器的工作波长范围在，与光纤的窗口一致。

40.现有接入MSTP平台的多业务包括、和以太网业务。

二、单项选择题：[在备选答案中只有一个是正确的，将其选出并把它的标号写在题前面的括号内]

（）1、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

（）2、是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。

（a）光纤通信（b）数字通信 (c) 模拟通信 (d)波分复用

（）3、反射定律表明了和之间的关系。

（a）入射波、反射波（b）反射波、入射波

(c) 折射波、反射波 (d)入射波、折射波

（）4、全反射条件是。

（a）（b）

(c) n1>n2, (d)

（）5、光纤中光射线主要有和斜射线。

（a）极化线（b）折射线 (c) 子午线 (d)入射线

（）6、光纤中产生衰减的主要原因是和。（a）吸收损耗、散射损耗（b）自发辐射损耗、散射损耗

(c) 吸收损耗、色散代价 (d) 菲涅尔散射损耗、本特征吸收损耗

（）7、是指描述光纤横截面上，基模场强分布的物理量。

（a）截止波长（b）色散系数 (c) 模场直径 (d)数值孔径

（）8、非零色散光纤的零色散点 1.55μm.，而且色散值较。（a）等于、大（b）不等于、小 (c) 趋于、大 (d)等于、小

（）9、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于。（a）（b） (c) (d)

（）10、极化是指电场或磁场的空间方位随的变化关系。

（a）相位（b）空间 (c)频率 (d)时间

（）11、双折射可分为线双折射、圆双折射和双折射。

（a）椭圆（b）圆锥 (c) 正方形 (d)斜射

（）12不同频率的光子具有不同的。

（a）色散（b）能量 (c) 时延 (d)衰减

（）13、是反映电子在各能级中分布情况的一个参数。

（a）色散系数（b）菲涅尔反射系数 (c) 费米能级 (d)吸收系数

（）14、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

状态。

（a）全反射（b）粒子数反转 (c) 受激吸收 (d)自发辐射

（）15、半导体激光器是有的器件。

（a）色散（b）电谐振腔 (c) 相位差 (d)阈值

（）16、光电检测器是利用材料的来实现光电转换的。

（a）光电效应（b）能量 (c) 时延。(d)衰减

（）17、APD中的电场分为两部分，其中发生在高电场区。

（a）光电效应（b）粒子数反转 (c) 雪崩倍增效应 (d)光生载流子加速（）18、EDFA的工作范围与光纤窗口一致。

（a）基模（b）最小色散 (c) 最小损耗 (d)零色散点

（）19、EDFA中使用的光滤波器的作用是滤除光放大器中的。

（a）色散（b）能量 (c) 时延 (d)噪声

（）20、EDFA的功率增益与和等因素有关。

（a）光纤色散、光滤波器带宽（b）泵浦光功率、光纤长度

(c) 光纤时延、隔离器带宽 (d) 光纤衰减、工作频率

（）21、能够使信号从一个波长转换到另一个波长的器件被称为。（a）波长转换器（b）光放大器 (c)波分复用器 (d)光电检测器

（）22、在一根光纤中能够同时传输多种波长的光信号的技术就是。（a）频分复用（b）码分复用 (c) 时分复用 (d)波分复用

（）23、根据调制信号的性质不同，内调制又分为和调制。（a）时域、频域（b）间接、直接 (c) 模拟、数字 (d)强度、外

（）24、激光器的P-I曲线随温度的变化而变化，从而导致的变化。（a）波长（b）输出光功率 (c) 谱宽 (d)频率啁啾

（）25、前置放大器是指与紧紧相连接的器件。

（a）光谐振腔（b）激光器 (c) 光放大器 (d)光电检测器

（）26、光接收机的动态范围是指在保证系统的误码率指标要求下，光接收机的最大输入光功率和之比。

（a）幅频特性（b）最大输出光功率 (c) 最小输入光功率 (d)最大增益

（）27、监控系统是监视、监测和系统的简称。

（a）控制（b）操作 (c) 放大 (d)传输

（）28、传输距离与码速率、以光源的谱宽成反比。

（a）光纤的带宽（b）光纤的色散系数 (c) 光纤的时延 (d)光纤的衰减（）29、传输网主要由和构成的。

（a）传输设备、网络节点（b）交换设备、路由器

(c)网关、节点设备 (d)信令设备、节点

（）30、在SDH帧结构中，是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。

（a）容器（b）支路单元 (c) 信息净负荷 (d)段开销

（）31、STM-4的码速率等于。

（a） 2.048Mbit/s （b）155.520Mbit/s (c) 622 .08Mbit/s (d)139.264Mbit/s （）32、是指复用器与中继器之间、中继器与中继器之间传输线路。

（a）通道（b）再生段 (c) 复用段 (d)耗尽层

（）33、不同波长的光信号都能在单独一根光纤中沿同一方向进行传输的系统结构方式就是 WDM传输系统。

（a）重构结构（b）广播方式 (c) 单向结构 (d)双向结构

一、填空题：

1.均匀平面波在无限大介质中传播单位距离所产生的相位变化

2.电、光发射端机，光中继器，光、电接收端机，光纤，监控系统，备用系统

3．0.85μm、1.31μm、1.55μm、1.55μm、最低损耗、最低色散

4．直线、全反射、部分反射

5. 全反射原理，光纤收集光线的能力。NA=noSinφMax, NA=n1 。

6.光线在光纤端面上的入射角，时间，模式色散。

7.减少光纤的模式色散，自聚焦，平方律型折射指数分布。

8.r=0,本地数值孔径，强

9.材料、波导、码间干扰、模分配噪声、啁啾声

10.4～10μm，材料，波导，LP01，

11.50μm, 模式，材料，波导

12.阶跃型光纤（均匀光纤）、渐变型光纤（非均匀光纤）、单模光纤、多摸光纤

13.光纤捕捉光射线能力

14.本地，

15.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，LP

16.光纤轴线，近似的TEM波

17.在纤芯中，导波沿径向场的分布规律，在纤芯包层中，场的衰减规律

18.渐变的，常数

19.多纵模，是一定的，是随机的，能量随机分配

20.光纤色散，模分配噪声，通信距离，容量

21.自发辐射、受激吸收、受激辐射

22.

23.可以处于粒子数反转分布状态的物质

24.

25.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、

26.光电变换、PIN、APD

27.在保证接收机达到给定的误码率或信噪比指标条件下，光接收机所需要的最低的输入平均光功率Pmin。

28.在无光功率照射时，光电检测器仍有的输出电流

29.散粒噪声、暗电流噪声、雪崩倍增噪声

30.

31.高反向电压

32.码形成电路

33.监视、监测、控制

34．表示网络结点之间的接口

35．段开销区、净负荷区和管理单元指针

36．将两种或多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号，在发射端经复用器汇合，并将其耦合到同一跟光纤中进行传输，在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离，然后由光接收机做进一步的处理，使原信号复原。

37.误码率，BER=在某段时间内

38.数字信号的有效瞬间，与其理想时间位置的短时间偏离，数字周期，UI

39. 1．53～1.56μm,最小衰减

40. ATM和TDM业务

二、答案1、d 2、a, 3、b，4、c, 5、c，6、a, 7、c, 8、b, 9、d, 10、d，11、a、

12、b,13、c, 14、b，15、d, 16、a, 17、c, 18、c，19、d, 20、b，21、a，22、d, 23、c，24、b,25、d, 26、c, 27、a, 28、b, 29、a,，30、d，31、c, 32、b, 33、c,