光纤通信第二版西电期末复习
光纤通信期末试题及答案
光纤通信期末试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是光纤通信的优点？A. 带宽大B. 传输距离长C. 抗干扰能力弱D. 体积小答案：C2. 光纤通信系统主要包括哪些组成部分？A. 发光器、光纤、接收器B. 发射机、中继机、收发器C. 发送端、传输介质、接收端D. 中继器、光纤放大器、光开关答案：A3. 光纤通信中，衰耗是指光信号在光纤中逐渐减弱的现象。
下列哪个不是光纤衰耗的类型？A. 吸收衰耗B. 反射衰耗C. 散射衰耗D. 倍增衰耗答案：D4. 光纤通信中使用的主要光源有哪些？A. 红外激光器、氦氖激光器B. LED、半导体激光器C. 氦氖激光器、LEDD. 钬铝激光器、碘钨灯答案：B5. 光纤光谱宽度对光纤通信有何影响？A. 光纤传输距离增加B. 光纤衰耗增加C. 光纤通信速率下降D. 光纤通信质量提高答案：D二、填空题1. 光纤通信的传输介质是_________。
答案：光纤2. 光纤通信的主要优点之一是其_________。
答案：带宽大3. 光纤通信中，光纤信号经过_________转换为电信号。
答案：接收器4. 光纤通信中，信号传输时受到的减弱现象称为_________。
答案：衰耗5. 光纤通信中使用的光源有_________和_________。
答案：LED和半导体激光器三、简答题1. 请简述光纤通信的工作原理。
答案：光纤通信是利用光的全反射原理，通过光纤传输光信号的一种通信方式。
发光器会将电信号转换为光信号，通过光纤传输到接收器。
光纤的光在一定角度范围内从光纤内壁全反射，使光信号能够在光纤中一直传输。
接收器将接收到的光信号转换为电信号，实现光纤通信。
2. 光纤通信相比于其他通信方式有何优点？答案：光纤通信相比于其他通信方式具有以下优点：- 带宽大：光纤通信传输带宽能力远大于传统的铜缆通信，可以支持高速宽带传输。
- 传输距离长：光纤传输损耗较低，信号可以在光纤中传输较长距离而不损失质量。
光纤通信期末复习提纲——光纤资料文档
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 fλ=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 kmγααγγααααγα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）12212112122ccf f f c f c thenf 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 thewaveguide.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 mc f f f m c mc c f Ln Ln Ln∆∆+=-+=-=2cc oo co c c of ff f ccλλλλλλ∆∆∆∆∆===7、平面边界上的反射，全反射临界角计算1212n n n n ρ-=+221212power reflected R power incidentR n n R n n ρ≡=⎛⎫-= ⎪+⎝⎭分界面上损耗计算什么是消逝场？发生全反射时低折射率材料中仍然有光能量 五、 光纤波导1、相对折射率与数值孔径：fractional refractive ；NUMERICAL APERTURE121n n n -∆=00sin NA n α== 单模光纤的NA 和多模光纤NA 通常哪个更大？光纤包层和纤芯折射率关系是怎样的？2、光纤损耗Losses may be classified as: AbsorptionScattering ： Rayleigh Scattering Geometric effects目前光纤损耗水平大致是多少？在什么波长？ 光纤三个透光窗口是什么，中心波长分别是多少3、归一化频率计算；V is called the normalized frequency or V parameter2a V NA πλ==归一化频率和光斑尺寸关系是什么？4、多模光纤模式数目计算对于阶跃折射率光纤，若V>1022V N =对于抛物线分布折射率光纤，若V>1024V N =5、单模传播条件2.405V =<aλ<2.4052aNAλπ<6、多模光纤中的畸变阶跃折射率：11211122()()n n n nn n L cn cn c τ-∆⎛⎫∆==∆≈ ⎪⎝⎭对于 GRIN 模式展宽近似表达式为:212n L c τ∆⎛⎫∆= ⎪⎝⎭可知多模阶跃折射率光纤中模式畸变一般情形下远大于GRIN 光纤这里大家需要记住的是模式失真不依赖于光源波长或者光源线宽. 因此总的脉冲展宽:τ∆=modal modal pulse spread τ∆=dispersion material and waveguide dispersive pulse spread τ∆=那么总的色散可计算如下()g M M L τλ⎛⎫∆=-+∆ ⎪⎝⎭由于色散导致的展宽和那几个因素有关？L 、D 、λ∆7、单模截止波长2.4052aNAλπ<=那么截止波长 (小于截止波长光纤将以多模形式传输) 为:c (2)2.612.405a NA a NA πλ==8、普通光纤中传输的光信号一般是非偏振的.六、光源和光放大器1、LED P-I 特性的斜率计算. 禁带宽度(能带间隙 bandgap)与辐射波长关系g i P W e η⎛⎫= ⎪⎝⎭P g W i η=2、量子效率定义，计算。
光纤通信期末考试题
一、填空题(每空1分,共30分)（1）在光纤通信中,中继距离受光纤损耗与色散的制约。
（2）色散的常用单位就是 ps/(nm、km) , G、652光纤的中文名称就是标准单模 ,它的0色散点在1、31微米附近。
（3）光子的能量与其频率的关系为 :E P = hf 。
原子中电子因受激辐射发生光跃迁时,这时感应光子与发射光子就是一模一样的,就是指发射光子与感应光子不仅___频率_____ _相同、相位相同,而且偏振与传输方向都相同。
（4）光衰减器按其衰减量的变化方式不同分____固定__衰减器与__可变__衰减器两种。
（5）光纤通信的光中继器主要就是补偿衰减的光信号与对畸变失真信号进行整形等,它的类型主要有光电型光中继器与全光型光中继器。
（6）光电检测器的噪声主要包括暗电流噪声、量子噪声、热噪声与放大器噪声等。
受激辐射自发辐射(12) (13)（7）WDM中通常在业务信息传输带外选用一特定波长作为监控波长,优先选用的波长为1、51μm。
（8）SDH中,当具有一定频差的输入信息装入C－4时要经过码速调整,利用其中的调整控制比特来控制相应的调整机会比特比特就是作为信息比特,还就是填充比特。
（9）半导体激光器工作时温度会升高,这时会导致阈值电流升高 ,输出光功率会降低。
（10）WDM系统可以分为集成式系统与开放式系统两大类,其中开放式系统要求终端具有标准的光波长与满足长距离传输的光源。
（11）对于SDH的复用映射单元中的容器,我国采用了三种分别就是:C－12、C3与C－4。
（12）数字光纤传输系统的两种传输体制为PDH 与SDH 。
二、选择题2、在激光器中,光的放大就是通过( 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3、STM-64信号的码速率为( D )A.155、520 Mb/sB.622、080 Mb/sC.2 488、320 Mb/sD.9 953、280 Mb/s4、以下哪个就是掺铒光纤放大器的功率源( C )A、通过光纤的电流B、EDFA不需要功率源C、在980nm或1480nm发光的泵浦激光器D、从光信号中提取的功率5、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦,则为( A )dBm。
光纤通信期末考试复习资料
1·在激光器中，光放大是通过（A）粒子数反转分布….谐振腔来实现的。
2·下列哪些不是要求光接收机有动态接收范围原因（C）系统可能传输多种业务在不同的系统中3·光在通信中要从光纤的…试用中，需要（C）光隔离器4·使用连接器进行光纤链接时，若接头不连续会造成（D）光功率一部分散射损耗以反射形式返回发送端。
5·在系统发射机的调制器前加一个扰码器的作用是（A）保证传输的透明度出现。
6·将光限制在有包层的光纤中的作用原理是（Ｂ）在包层折射边界上的全内反射。
7·下列现象时光色散造成的（B）随距离的…扩展8·光纤相对折射指数差的定义为（C）Δ=(n1^2-n2^2)/(2*n1^2)9 ·不宜在光中传输的的波形为（Ｂ）HDB3码10·单模光纤在信号波长处…20ps/(nm·km)-5ps(nm·km)则光线的总色散为（5ps(nm·km)）11·激光是通过什么产生的（C）受激辐射12·在光纤通信系统的光中继器中，均衡器的作用是（）均衡成有利于判决的波形。
13·随着输入光功率的逐步增加，EDFA输出光功率的变化趋势为（A）先逐步增大，后保持不变。
14·通常根据传播方向上有无电场分量…..分成三类即（D）IE波，TM波，EH波15·在弱导波阶跃光纤中，导波传输的条件为（B）Ｖ＞Ｖｃ16·表征光纤色散程度的物理量是（B）时延差17·利用光放大器是（B）为了补偿光纤损耗18·EDFA在做光中继器使用时，其主要作用（A）光信号放大再生名词解释1. 多模光纤：纤芯内传输多个模式的光波，纤芯直径较大（50 m左右），适用于中容量、中距离通信。
光纤的单模工作条件为0＜V≤2.4048多模工作条件为V＞2.40482. 单模光纤：纤芯内只传输一个最低模式的光波，纤芯直径很小（几个微米），适用于大容量、长距离通信。
光纤通信第二版 西电期末复习PPT共22页
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0、倚Fra bibliotek南窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
光纤通信第二版西电期末复习
要求：掌握编码方 式及码型特点
01
02
03
04
05
第五章 数字光纤通信系统
两种传输体制
1
PDH与SDH是时分复用系统先后采用
的两种传输体制
2
为什么要在PDH的基础上提出SDH？
3
SDH的关键设备
4
终端复用器的作用与好处，以2Mbit/s
140Mbit/s
5
为例说明
6
SDH的帧结构
7
SDH的复用映射（ ※理解）
按线路中是否配置EDFA分：
有线路放大器波分复用系统 无线路放大器波分复用系统
※ 3.按有无波长转发器分：
集成式波分复用系统
开放式波分复用系统
四 、WDM技术的主要特点
五、 光波分复用器的主要性能参数
1.插入损耗
2.串扰抑制度
4.反射系数
5.工作波长范围
7.偏振相关损耗
六 、可用做光波分复用器的器件
3.回波损耗 6.信道宽度
01
∆光交换技术
03
时分光交换
05
要求：理解并掌握每种 光交换方式的工作原理
07 定义
02
空分光交换
04
波分光交换
06
∆光孤子通信
08
光孤子的形成过程
第八章 光纤通信网络
1
∆ 通信网的发展趋势
3
∆ SDH传送网
5
两大功能
7
结构
9
※自愈网2数字化ຫໍສະໝຸດ 综合化宽带化4
基本概念
6
与传输网的主要区别
光
检
典型光检测器
测
器
特性参数
PIN光电二极管
(完整版)[光纤通信]西电第二版课后习题答案
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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。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED 或LD ，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN 和APD 。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km 一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km 时，每隔2km 将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
6．简述WDM 的概念。
大学二年级《光纤通信(第二版)》考试试题F卷及答案
2020-2021年中央广播电视大学二年级期末考试试卷《光纤通信（第二版）》考试试题F 卷及答案1、太阳向地球辐射光波，设其平均波长0.7m λμ=，射到地球外面大气层的光强大约为I =0.4 W/cm 2。
若大气层外放一个太阳能电池，计算每秒钟到达太阳能电池上每平方米板上的光子数是多少。
（10分）2、试说明APD 和PIN 在性能上的主要区别.（10分）3、根据光隔离器的工作原理，构成一个三端口光环形器的结构，并说明各元件的作用。
（10分）4、半导体激光器的发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已知GaAs 材料的E g =1.43eV ，某一InGaAsP 材料的E g =0.96eV ，求它们的发射波长。
（10分）5、一个半导体激光器发射波长为1.3μm ，谐振腔具有“箱式”结构，腔长l=150μm ，宽ω=20μm ，厚d=1.0μp m ，介质的折射率n=4。
假设谐振腔周围的壁能完全地反射光，则谐振腔模式满足。
（10分）6、短波长LED 由材料Ga 1-x A1x As 制成，其中x 表示成分数。
这样的材料的带隙能量E g (eV)=1.424+1.266x+0.266x 2已知z 必须满足0≤x ≤0.37，求这样的LED 能覆盖的波长范围。
（10分）7、考虑在E g (eV)=0.9 eV ，T=320 K ，τr =0.5ns ，直流驱动为70 mA 条件下的LED ，内量子效率为45%。
LED 的输出被耦合到n 1=1.48，n 2=1.47，a=0.3 dB/km 和l=30 km 的渐变折射率光纤，耦合到光纤的效率为1％。
（10分）(1)计算光纤输出功率；(2)LED 在频率f 下被幅度调制，计算能在这个通信链路运用的最高频率。
8、考虑由表面发射LED 激励的阶跃折射率光纤。
假设LED 是朗伯源，具有强度分布，I(θ)=B cos(θ)。
求出下列表达式：（10分）(1)LED 总输出功率：()22000sin aLED r P I r drd d ππθφθθθφ====•⎰⎰⎰(2)耦合到光纤的功率：()max200sin a fiber r P I r drd d θπθφθθθφ====•⎰⎰⎰(3)LED 入射到光纤的耦合效率：9、利用上题结果证明ηc 与数值孔径NA 的平方成正比。
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3.回波损耗 6.信道宽度
∆光交换技术 空分光交换 时分光交换 波分光交换
※ 要求：理解并掌握每种光交换方式的工作原 理
∆光孤子通信 定义
※光孤子的形成过程
第八章 光纤通信网络
∆ 通信网的发展趋势
数字化
综合化
∆ SDH传送网
基本概念
两大功能
与传输网的主要区别
结构
物理拓扑
※ ※自愈网
宽带化
谢 谢!
（3）误码秒百分数
（4）误码性能的指标分配与计算
∆ 抖动特性
定义,产生原因,单位及与传输速率的关系
∆ 可靠性
可靠性 故障率
平均故障间隔时间 表示方法 可用率
失效率
※ 3 系统中继段长度(中继距离)的计算
（1）由损耗限制的中继段长度 （2）由色散限制的中继段长度 （3）由动态范围限制的中继段长度
第六章 模拟光纤通信系统
一 模拟调制技术 1 模拟基带直接光强调制 D-IM 2 模拟间接光强调制 FM PFM SWFM 3 副载波复用光强调制
二 模拟基带直接光强调制系统特性参数 信噪比（SNR）——极限灵敏度 信号失真（信号畸变）——系统输出光功率 与输入信号不成比例地随时间变化的现象
三 副载波复用光纤传输系统的特性参数 1 载噪比CNR（定义，定义式的讨论） 2 信号失真
第四章 光端机
功能
光源
基本组成及各自要求
驱动电路 自动功率控制电路
光
自动温度控制电路
发
电光延迟和张弛振荡
射
机
调制特性 自脉冲效应
调制电路和自动功率控制
温度特性和自动温度控制
※功能
光 基本组成及各自要求 接 收 ※噪声特性 机
※误码率
单极性码与双极性码
※灵敏度
归零码与不归零码
※
线 路
扰码
编 码
※分组码
※插入码
பைடு நூலகம்
要求：掌握编码方式及码型特点
第五章 数字光纤通信系统
一 两种传输体制
§ PDH与SDH是时分复用系统先后采用的两种传输体制
§ 为什么要在PDH的基础上提出SDH？
§ SDH的关键设备
终端复用器的作用与好处，以2Mbit/s 为例说明
140Mbit/s
§ SDH的帧结构
§ SDH的复用映射（ ※理解）
2.按线路中是否配置EDFA分： 有线路放大器波分复用系统 无线路放大器波分复用系统
※ 3.按有无波长转发器分： 集成式波分复用系统
开放式波分复用系统
四 、WDM技术的主要特点
五、 光波分复用器的主要性能参数
1.插入损耗
2.串扰抑制度
4.反射系数
5.工作波长范围
7.偏振相关损耗
六 、可用做光波分复用器的器件
组合二阶互调失真（CSO）
组合三阶差拍失真（CTB）
第七章 光纤通信新技术
∆光放大器
法布里-泊罗放大器
半导体光放大器（SOA） 行波放大器
有源光纤放大器（DFA）——※EDFA
工作原理 组成 基本结构 基本特性 应用
∆光波分复用技术
一 定义 二 WDM系统的组成 三 WDM系统的分类
1.按结构原理分： 双纤单向传输光波分复用系统 单纤双向传输光波分复用系统
二 数字光纤通信系统的性能指标
1 数字传输参考模型——假设参考连接HRX
建议2500KM,我国5000KM美,加6400KM
HRX
HRDL
各级交换中心
HRDS
长途传输 280KM 我国420KM，
280KM 市话中继 50KM
2 系统的主要性能指标
∆ 误码性能指标
（1）误码率
（2）误码时间百分数（劣化分百分数,严重误码秒）