考研光纤通信知识点解析
考研光纤通信知识点解析
光纤通信是一种通过光信号传输信息的通信技术，目前被广泛应用于电话、宽带网络、有线电视等领域。在考研中，光纤通信也是一个重要的知识点。本文将从光纤的特点、传输原理、组成结构以及应用领域等方面进行解析，以帮助考生更好地掌握光纤通信相关知识。
一、光纤的特点
光纤具有以下几个重要特点：
1. 大带宽：光纤具有很大的传输带宽，可以支持高速通信和大容量数据传输。
2. 长传输距离：光信号在光纤中传播时几乎没有衰减，可以实现长距离的信号传输。
3. 抗干扰性强：光纤对电磁干扰具有较高的抗干扰性，可以保证信号传输的稳定性和可靠性。
4. 安全性高：光信号在光纤中传输，难以被窃听和截获，具有较高的安全性。
二、光纤的传输原理
光纤的传输原理基于光的全内反射和多模干涉消色散原理。具体过程如下：
1. 光的全内反射：光线在光纤的芯层和包层之间来回折射传播，由
于芯层的折射率高于包层，光线会发生全内反射，从而保持在光纤内
传播。
2. 多模干涉消色散：不同路径上的光线会因为传播距离不同而导致
不同程度的相位差，从而在接收端产生多模干涉。为了避免这种现象，光纤中会引入光纤光栅等组件以消除干涉。
三、光纤的组成结构
光纤由光纤芯层、包层和包覆层等部分组成，具体如下：
1. 光纤芯层：光纤芯层是由高折射率材料制成的，用于传输光信号。芯层直径通常在几微米到几十微米之间。
2. 包层和包覆层：光纤的包层是由低折射率材料制成的，用于包裹
光纤芯层，以提供全内反射的条件。包覆层则是为了保护光纤芯层免
受外部环境的影响。
四、光纤通信的应用领域
光纤通信广泛应用于以下几个领域：
1. 电话通信：光纤通信可以提供高质量、高带宽的语音通信服务，
能够满足现代通信的需求。
2. 宽带网络：光纤通信在宽带网络中扮演着重要角色，可以支持高
速互联网接入和大容量数据传输。
3. 有线电视：光纤通信也被用于有线电视领域，可以提供高清、大容量的电视信号传输。
4. 医疗领域：光纤通信被应用于医疗设备中，用于实现高清图像传输、远程手术等医疗服务。
5. 工业控制：光纤通信具有较高的抗干扰性和可靠性，被广泛应用于工业控制领域，如自动化生产线等。
综上所述，光纤通信作为一种高效、可靠的通信技术，具有广泛的应用前景。考生在备考过程中应该重点掌握光纤的特点、传输原理、组成结构以及应用领域等相关知识点，以提高自己的综合能力和竞争力。
（注：以上内容仅为示范，实际写作时请根据实际情况进行充分论述，并注意字数达到1500字的要求。）
光纤通信知识点归纳
第1章概述 1、光纤通信的基本概念：利用光导纤维传输光波信号的通信方式。 光纤通信工作波长在于近红外区：0.8～1.8μm的波长区，对应频率: 167～375THz。 对于SiO2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85μm、1.31μm及1.55μm。 2、光纤通信系统的基本组成：（P2图1-3） 目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。 1）在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：由电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机，光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤，光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机，最后由信息宿恢复用户信息。 2）光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管（LD)。 3）光接收机中的重要部件是能够完成光-电转换的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。特性参数：灵敏度 4）一般地，大容量、长距离光纤传输: 单模光纤+半导体激光器LD 小容量、短距离光纤传输: 多模光纤+半导体发光二极管LED 5）光纤线路系统： 功能：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。组成：光纤、光纤接头和光纤连接器 要求：较小的损耗和色散参数 3、光纤通信的特点： 优点：（1），传输频带宽，通信容量大。（2）传输损耗小，中继距离长：石英光纤损耗低达0.19 dB/km，用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输，基本无泄露。 （4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成，不受电磁场干扰。（5）体积小、重量轻。（6）原材料来源丰富、价格低廉。 缺点：1）不能远距离传输；2）传输过程易发生色散。 4、（1）光纤通信在通信网中的未来发展趋势：GFP、ASON、全光网 （◊波分复用技术（WDM）◊相干光通信◊超长波长光纤通信◊光集成技术 接 收发 射
光纤通信系统复习资料之易考知识点
光纤通信系统易考知识点 一、小知识点： 1.单位电子电荷量：1.6 2.普朗克常数： 3.单模光纤采用内包层的作用： 减少基模损耗 得到纤芯半径较大的单模光纤 4.单模光纤的色散模式色散材料色散波导色散 5.根据传输方向上有无电场分量以及磁场分量，可将光电磁波传播形式分成三类：一为TEM波，二为TE波，三起TM波。 6.对于单模光纤来说，主要是材料色散和波导色散，而对于多模光纤来说，模式色散占主要地位。 7.光纤色散的测量方法有相移法、脉冲时延法、干涉法，光纤损耗的测量方法有插入法、后向测量法。 8.激光器输出光功率随温度而变化有两个原因：一个是激光器的阈值电流随温度升高而增大；另一个是外微分子量效率随温度升高而减小。 9.对LD的直接调制将导致激光器动态谱线增宽，限制光纤通信系统的传输速率和容量。 10.光纤通信系统中监控信号的传输途径有两个，一个是在光纤中传输，另一个是通过光缆中附加的金属导线传输）。 11.响应度和量子效率都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。 12.在数字接收机中，设置均衡滤波网络的目的是消除码间干扰，减小误码率。 13.数字光接收机最主要的性能指标是灵敏度和动态范围。 14.APD的雪崩放大效应具有随机性，由此产生的附加噪声称为倍增噪声。 15.半导体激光器中光学谐振腔的作用是提供必要的光反馈以及进行频率选择。 16.耦合器的结构有许多类型，其中比较实用的有光纤型、微器件型和波导型。 温度对激光器的输出光功率影响主要通过阈值电流和外微分量子效应。 17.数字光纤传输系统的两种传输体制为准同步数字系列（PDH）和同步数字系列（SDH）。PDH有两种基础速率，一种是以1.544Mb/s为第一级基础速率；另一种是以2.048Mb/s为第一级基础速率。 18.隔离器主要用在激光器或光放大器的后面，功能避免反射光返回到该器件致使性能变坏。它的两个主要参数是插入损耗和隔离度。 19.SDH传输系统每秒传送8000帧STM-16帧，则该系统的传送速率为2.488Gbit/s。 20.STM-1可复用63个2M信号3个34M信号1个140M信号 21.渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的现象称为自聚焦现象。 22.数字光纤通信系统的抖动是指数字信号的有效瞬间与其理想时间位置的短时间偏离。 23.光纤数字通信系统中，误码性能和抖动性能是系统传输性能的两个主要指标。 24.EDFA中光耦合器的主要作用是将输入光信号和原泵浦光混合起来。 25.EDFA噪声系数的定义式为放大器的输入信噪比/放大器的输出信噪比。 26.常用的SDH设备有终端复用器、分插复用器和交叉连接设备等。
光纤光缆干货基础知识点
光纤光缆干货基础知识点 1.简述光纤的组成 答：光纤由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。 2.描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些？ 答：包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。 3. 产生光纤衰减的原因有什么？ 答：光纤中光功率沿纵轴逐渐减小。光功率减小与波长有关。光纤链路中，光功率减小主要原因是散射、吸收，以及连接器和熔接接头造成的光功率损耗。衰减的单位为dB。
产生原因：使光纤产生衰减的原因很多，主要有：吸收衰减，包括杂质吸收和本征吸收；散射衰减，包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等；其它衰减，包括微弯曲衰减等。其中最主要的是杂质吸收引起衰减。 4.光纤的带宽与什么有关？
答：光纤的带宽指的是：在光纤的传递函数中，光功率的幅值比零频率的幅值降低50%或3dB时的调制频率。光纤的带宽近似与其长度成反比，带宽长度的乘积是一常量。 光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。 5.信号在光纤中传播的色散特性怎样描述？ 答：可以用脉冲展宽、光纤的带宽、光纤的色散系数三个物理量来描述。
6.什么是截止波长？ 答：是指光纤中只能传导基模的最短波长。对于单模光纤，其截止波长必须短于传导光的波长。 7.光纤的色散对光纤通信系统的性能会产生什么影响？ 答：光纤的色散将使光脉冲在光纤中传输过程中发生展宽。影响误码率的大小，和传输距离的长短，以及系统速率的大小。 8.光时域反射计（OTDR）的测试原理是什么？有何功能？
答：OTDR基于光的背向散射与菲涅耳反射原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。其主要指标参数包括：动态范围、灵敏度、分辨率、测量时间和盲区等。 9.常见光测试仪表中的“1310nm”或“1550nm”指的是什么？ 答：指的是光信号的波长。光纤通信使用的波长范围处于近红外区，波长在800nm～1700nm之间。常将其分为短波长波段和长波长波段，前者指850nm波长，后者指1310nm和1550nm。 光纤通信工作波长在于近红外区，波段有： O波段：1260nm到1310nm E波段：1360nm到1460nm
光纤通信系统知识点总结
分析光纤中的传输，可用两种理论：射线光学（即几何光学）理论和波动光学理论。 根据光纤横截面上折射率分布的情况来分类，光纤可分为阶跃折射率型和渐变折射率型。 数值孔径 NA=，表示光纤的集光能力。 最大时延差 L 为光纤的长度 相对折射率差 单位长度光纤的最大群时延差 损耗和色散是光纤的两个主要的传输特性。 色散可分为：模式色散、材料色散、波导色散。 采用内包层的作用：1减小基模的损耗，2得到纤芯半径较大的单模光纤。 0.85μm ，1.3μm 和1.55μm 左右是光纤通信中常用的低损耗窗口。 色散可分为模式色散，材料色散以及波导色散。 在所有的导模中，只有HE 11模式的截止频率为0，亦即截止波长为无穷大。HE 11是任何光纤中都能存在、永不截止的模式，称为基模或主模。 最常用的光源是半导体激光器和发光二极管 用半导体激光器的原因：1）半导体光源体积小；2）发射波长适合在光纤中低损耗传输；3）可以直接进行强度调制；4）可靠性较高。 原子中的电子可以通过和外界交换能量的方式发生量子跃迁，或称为能级跃迁，若电子跃迁中交换的能量是热运动的能量，称为热跃迁，若交换的能量是光能，则是光跃迁。 放大媒质：N2>N1，受激辐射占主导地位，r （v ）>0，光波经过媒质时强度按指数规律增加，光波被放大。 21N N >的媒质是一中处于非热平衡状态下的反常情况，称之为粒子数反转或布居反转，这种媒质对应于激光型放大的情况。 在半导体物理中，通常把形成共价键的价电子所占据的能带称为价带，把价带上面邻近的空带（自由电子占据的能带）称为导带。导带和价带之间，被宽度为Eg 的禁带所分开。原子的电离以及电子与空穴的复合发光等过程，主要发生在价带和导带之间。 光子能量满足 Eg 现代通信技术辅导6 第六章光纤通信 一、知识点 ?光纤通信概述。 ?光纤与光缆。 ?光纤通信系统。 二、重点难点内容 （一）光纤通信概述 本节介绍光纤通信的概念、发展、实用工作窗日以及光纤通信的特点。光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光纤为传输媒质，以光信号为信息载体的通信方式。 1. 光纤通信的发展史 1966年，英籍华人高馄指出：如果能够减少玻璃中的杂质含量，就可以制造出损耗低于20dB/km 的光纤。1970 年是使光纤通信发展出现跨越的一年，美国康宁公司研制出了损耗系数为20dB / km的光纤。同年，美贝尔公司研制出使用寿命长达几小时的半导体激光器，光纤通信从此进入飞速发展。通过以上的发展时期可以把光纤通信的发展归纳为三个阶段：1966～1976年：从基础研究到商业应用的开发时期；1976～1986 年：以提高传输速率和增 加传输距离为目的和大力推广的发展阶段；1986～1996年：以实现超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术的援救阶段。 2.目前光纤通信的实用工作波长 光纤通信传输的信号是光波信号，光波是人们熟悉的电磁波，其波长在微米级，频率为1014Hz ～1015Hz数量级。根据电磁波潜可知，紫外线、可见光、红外线均属于光波的范畴， μm ～1.8μm。可分为短波长目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区，即波长为0.8 μm，长波长波段是指波长为1.31μm和波段和长波长波段，短波长波段是指波长为0.85 μm，这是目前光纤通信所采用的只个工作波长，也叫工作窗口。 1.55 3.光纤通信的特点 目前光纤通信己经成为通信中的最主要的传输技术，以下优点。 ( l ) 传输频带宽，通信容量大 由信氨论知道，载波频率越高，通信容量越大。它与其他通信传输系统相比，具有 目前光纤通信使用的光载波频率在1014Hz ～1015Hz数量级，比常用的微波频率高104倍～105倍，因而，通信容量原则上比微披通信高104倍～105 倍。 ( 2 ) 传输衰减小，传输距离长 普通传输线的传输损耗，主要是由铜线的电阻以及导线间电容的漏电引起的，要想降低损耗，就得增大传输线的尺寸。而光纤传输损耗不同于普通传输线，其损耗几乎与光纤尺寸无关，且在使用的光波段内，光纤对每一频率的损耗几乎是相同的，提高纯度可以降低损耗。 光纤通信重要知识点总结 第一章 1.任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越宽。 2.光纤：由绝缘的石英（SiO2）材料制成的，通过提高材料纯度和改进制造工艺，可以在宽波长范围内获得很小的损耗。 3.光纤通信系统的基本组成:以光纤为传输媒介、光波为载波的通信系统，主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。光纤通信系统既可传输数字信号也可传输模拟信号。输入到光发射机的带有信息的电信号，通过调制转换为光信号。光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号。系统中光发送机的作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成，如果是直接强度调制，可以省去调制器。 光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。它一般由光电检测器和解调器组成。光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介，将光信号由一处送到另一处。中继器分为电中继器和光中继器（光放大器）两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。为提高传输质量，通常把模拟基带信号转换为频率调制、脉冲频率调制或脉冲宽度调制信号，最后把这种已调信号输入光发射机。还可以采用频分复用技术，用来自不同信息源的视频模拟基带信号（或数字基带信号）分别调制指定的不同频率的射频电波，然后把多个这种带有信息的RF信号组合成多路宽带信号，最后输入光发射机，由光载波进行传输。在这个过程中，受调制的RF电波称为副载波，这种采用频分复用的多路电视传输技术，称为副载波复用技术。目前大都采用强度调制与直接检波方式。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息进行模数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，则LD就会发出携带信息的光波，即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”。光波经低衰耗光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数模转换，恢复成原来的信息。这样就完成了一次通信的全过程。 4.光纤通信的优点:1通信容量大,一根仅头发丝粗细的光纤可同时传输1000亿个话路2中继距离长,光纤具有极低的衰耗系数，配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百千米以上,因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。3.保密性能好4.适应能力强 5.体积小、重量轻、便于施工维护 6.原材料资源丰富，节约有色金属和能源，潜在价格低廉,制造石英光纤的原材料是二氧化硅（砂子），而砂子在自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的 5.光发射机:功能是把输入的电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器和调制器组成。光源是光发射机的核心。光发射机的性能基本上取决于光源的特性，对光源的要求是输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率和波长稳定，器件寿命长。 6.实现光源调制的方法:直接调制和外调制。直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。这种方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。外调制是把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。 6.光纤线路:光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变（失真）和衰减传输到光接收机。光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体，接头和连接器是不可缺 光纤通信优点光纤通信之所以受到人们的极大重视，这是因为和其它通信手段相比，具有无以伦比的优越性。1、通信容量大从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。虽然目前远远未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功，它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。 2、中继距离长由于光纤具有极低的衰耗系数(目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下)，若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆(1.5km)、微波(50km)等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导，用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。此外，已在进行的光孤子通信试验，已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。因此，在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。 3、保密性能好光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上没有光“泄露”出去，因此其保密性能极好。 4、适应能力强适应能力强是指，不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀，可挠性强(弯曲半径大于25 厘米时其性能不受影响)等。 5、体积小、重量轻、便于施工维护光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。 6、原材料来源丰富，潜在价格低廉制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。 光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多，例如18管同轴电缆1m的重量为11kg，而同等容量的光缆1m重只有90g，这对于在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信更具有重要意义。还有，光纤柔软可挠，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。 光纤除具有以上突出的优点外，还具有耐腐蚀力强、抗核幅射、能源消耗小等优点。 其缺点是质地脆、机械强度低，连接比较困难，分路、耦合不方便，弯曲半径不宜太小等。这些缺点在技术上都是可以克服的，它不影响光纤通信的实用。 目前正处于100G至400G过渡阶段 我国在传输链路方面，2013年最大段落容量达12T，100G开始大规模部署并成为骨干网主导，预计到2017年最大段落容量将达40T，400G将迎来大需求。 新疆G.654.E陆用试验，提供了为400Gbit/s高速大容量光纤通信 2014年单模光纤超大容量光传输再次刷新全国纪录，一根光纤可容纳24亿人同时通话，而大小仅相当于一根头发丝。武汉邮电科学研究院烽火科技集团首次在一根普通单模光纤上实现了100.23Tb/s传输80公里的超大容量光传输，相当于12亿对人（即24亿人）在一根光纤上同时通话或1秒钟传输4000部25G大小、分辨率为1080P 的蓝光超清电影，再次刷新我国光传输最高纪录。 2016年6月建成海底光缆将美国和日本相连，这一光缆系统的传输速率比电缆调制解调器快1000万倍。2016年跨太平洋的光缆系统建成并于6月30日启用：全长约9000公里，带宽高达60Tbps，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。 光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段。光纤通讯的特点是通讯容量大，比电通讯容量大千万倍，在两根光纤上可以传递万路电话，或上千路电视；保密性能好，抗干扰性很强。 光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。 从它们只是讲的角度不同，光纤通讯主要讲的手段，光纤通信说的是技术方面的东西。 加州大学圣地亚哥分校的研究人员打破了无中继器情况下光信号传播距离的障碍，在仅使用标准放大器的情况下，使得信息在光纤中的传输距离突破了12000公里（近7500英里）！ 在光纤中，传输信息通过多种沟通渠道传输从而产生不同的频率带，而利用“频率梳”使光流信息的变化频率同步，即所谓的光纤传播“光载波”（“optical carriers”），这样就可以提前补偿同一光纤中多个通信通道间的串扰，同时还能够确保传输通道间的串扰可见。 光纤知识点（5-9章） 第五章知识点 1.数字传输体制有两种：是不同的传输体制协议。 SDH（同步数字传输体制）PDH（准同步数字传输体制） 2. SDH对模型的下列几个方面做了规定：（1）网络节点接口（2）同步数字体系的速率（3）帧结构。 （1）网络节点接口传输设备：光缆传输系统设备；微波传输系统设备；卫星传输系统设备。网络节点：只有复用功能（简单）；复用、交叉连接多种功能（复杂）。 （2）速率：同步传输模块：STM-N，N＝1、4、16 等。 STM-1 155.520Mbit/s 155Mbit/s STM-4622.080Mbit/s 622Mbit/s STM-16 2488.320Mbit/s 2.5Gbit/s STM-64 9953.280Mbit/s 10Gbit/s STM-256 39813.12Mbit/s 40Gbit/s （3）帧结构：SDH 帧为块状帧结构，共有9 行，270 列，以字节为单位。 一个STMN 帧有9 行，每行由270×N 个字节组成。这样每帧共有9×270×N 个字节，每字节为8 bit。帧周期为125μs，即每秒传输8000 帧。对于STM1 而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s 。字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。（结构图见书127页，重点） 3.STM-N 帧包括三个部分：SOH、AU-PTR、PAYLOAD（结构图见书127页，重点）（1）段开销SOH：RSOH，再生段开销：1～3 行。MSOH，复用段开销：5～9 行。区别：监管范围不同。如：若光纤上传输2.5G 信号，RSOH 监控STM-16 整体的传输性能。MSOH 监控每一个STM-1 的传输性能。 （2）管理指针AU-PTR：指示净负荷PAYLOAD 中信息的起始字节位置，便于接收端从正确的位置分解出有效传输信息。 （3）信息净负荷PAYLOAD ：存放有效信息，并由一部分POH 组成。POH 用于通道监视控制。 4.SDH网的特点： （1）有标准的光接口，允许不同厂家的设备在光路上互通； （2）同步字节复用（复接）； （3）有世界统一信息格式STM-N。 （4）有丰富的管理比特，具有强大的网络维护能力。 （5）SDH和PDH网络具有完全的兼容性。 （复用映射结构内容自行看书，我不太懂！！！） 光通信研究生书籍 光通信是一种利用光波作为信息传输的通信技术，它具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于通信领域。对于光通信研究生来说，掌握相关的书籍是必不可少的。本文将为大家推荐几本值得一读的光通信研究生书籍，并简要介绍其内容和特点。第一本推荐的书籍是《光通信原理与技术》。该书全面介绍了光通信的基本原理、技术和应用。首先，它详细讲解了光通信系统的组成和工作原理，包括光纤传输、光放大器、光调制、光解调等关键技术。其次，该书还介绍了光通信系统的设计和性能评估方法，以及光通信网络的结构和拓扑。最后，该书还对光通信的未来发展进行了展望，介绍了一些前沿的研究方向和技术趋势。该书内容丰富，适合作为光通信研究生的入门读物。 第二本推荐的书籍是《光纤通信原理与技术》。该书主要介绍了光纤通信系统的原理、技术和应用。首先，它详细讲解了光纤传输的基本原理和光纤的制备工艺。其次，该书还介绍了光纤通信系统的组成和工作原理，包括光源、光放大器、光调制器、光解调器等关键设备。同时，该书还对光纤通信系统的设计和性能评估进行了详细讲解。最后，该书还介绍了光纤通信系统的应用领域和发展趋势。该书内容详实，适合作为光通信研究生的进阶读物。 第三本推荐的书籍是《光网络技术与应用》。该书主要介绍了光网络的技术和应用。首先，它详细讲解了光网络的基本原理和架构，包 括光交换、光路由、光分配等关键技术。其次，该书还介绍了光网络的设计和性能评估方法，以及光网络的管理和控制技术。同时，该书还介绍了光网络在通信、数据中心、云计算等领域的应用。最后，该书还展望了光网络的未来发展，介绍了一些新兴的光网络技术和应用。该书涵盖了光网络的各个方面，适合作为光通信研究生的拓展读物。 以上推荐的光通信研究生书籍包括《光通信原理与技术》、《光纤通信原理与技术》和《光网络技术与应用》，它们分别从不同的角度介绍了光通信的原理、技术和应用。这些书籍内容丰富，适合光通信研究生系统学习和深入研究。希望研究生们能够通过阅读这些书籍，提高对光通信的理论基础和实践能力，为光通信技术的发展和应用做出贡献。 1、信号、信息、消息之间的关系与不同？ 信号是指消息的传递形式，比如说光信号、电信号、声音信号等，它是消息的运载工具！信息是指我们要传达给别人的有效东西，是我们要传输给别人的内容本质！ 消息是指表达信息的工具，同一个信息你可以用不同形式的消息来传达，比如说，我爱你，你可以给她写信，可以给她打电话，可以给她唱歌都是在表达我爱你！ 2、恒参信道和随参信道是什么？ 恒参信道：顾名思义就是信道特性不会随时间的变化而变化或者说变化得极慢； 随参信道：与恒参信道相反，信道特性会随着时间的变化而变化。 还有就是一般的有线信道比如说光纤和双绞线等可以看作是恒参信道，一部分的无线信道可以看作是恒参信道，比如说无线电视中继信道、卫星中继信道！大部分的的无线信道都可以看作是随参信道！ 3、信道容量是什么？ 简单来说就是信道能够传输的最大信息率。也就是说小于这个信息传输率就可以在此信道中无差错的传输！ 这里我们应该还要注意引申问题，比如说叫你说一说香农定理，一定要注意发散问题！ 5、简要说一下数字通信系统的优缺点？ 优点：1、抗干扰能力强；2、易于加密；3、误码差错可控；4、可以较为方便地与现代信息技术相结合（当然每一点尽可能展开叙述一下，我这里就不展开叙述了）。 缺点：1、频带利用率不高（叙述的话和模拟通信做一下对比）；2、系统设备较为复杂（需要严格的同步系统）。 6、数字通信和模拟通信的可靠性指标以及有效性指标分别是什么？ 数字通信：可靠性为误码率；有效性为信息传输速率和频带利用率； 模拟通信：可靠性为信噪比；有效性为有效传输带宽。 7、信源编码和信道编码的作用？ 信源编码：作用之一是进行数据压缩，减少或者消除信源冗余度；作用之二是将信源的模拟信号转化成数字信号，以便于进行信号的数字化传输，本质上来说是提高了通信的有效性。信道编码：其作用是对数据码流进行一定的处理，使得整个系统具有一定的纠错和抗干扰的能力，从本质上来说信道编码就是为了提高通信的可靠性。 8、什么是交织编码？ 交织编码是一种改善移动通信信号衰落的一种技术。将造成数字信号传输的突发性差错，利用交织编码技术可离散并纠正这种突发性差错，改善移动通信的传输特性。交织编码的目的是把一个较长的突发差错离散成随机差错，再用纠正随机差错的编码技术消除随机差错。从上面描述我们可以看出它是信道编码的一种，是为了提高系统的可靠性。 9、什么是时域均衡？（上面的话就回答了什么是时域均衡，为什么要用时域均衡，它的作用是什么，他是怎么均衡的这四个问题，一定要灵活变通） 首先时域均衡是要解决通信中的什么问题呢，它是为了解决码间串扰问题。那么它是怎样去解决这个问题呢，顾名思义是使用时域均衡器从时域响应的角度去调整系统的冲激响应，进而减轻码间串扰问题。 10、模拟调制和数字调制的区别？ 调制对象是不同的：模拟调制是调制模拟信号，数字调制是调制数字基带信号。 11、调制和解调是什么？ 调制顾名思义就是把一个我们需要进行传输的信号，加载到载波信号上进行传播； 解调就是反过来把接收到的带有有用信号的载波信号经过处理把有用信号给分离出来。12、为什么我们的载波信号要采用高频载波信号？ 2009年复试笔试时务必带上计算器、准考证、身份证、学生证！！！ 题型有填空，选择，计算，问答。填空有四五道，选择有四道题， 诸如单模光纤中的三种色散类型， 光纤通信系统的性能指标， 损耗系数的计算， 光发送机的性能指标等等。 计算加问答共6道题，如下： 1. DWDM系统中要求总功率不得高于17dBm，该系统共32个子信道，每个子信道功率相同，则每个子信道的功率不得高于多少？（记得lg2=0.3010的话，该题答案应该是1.95dBm） 2. EDFA的3种泵浦结构写出一种 3. FTTH的实现方案 4. 偏振膜色散的形成原因及其对通信系统性能的影响 5. 抖动性能的定义及其对系统的影响 6. WDM系统中监控信道的作用及其对波长选择的要求。 2012年（我回忆的，不太全，凑合看吧）有填空、选择、问答、计算填空：1、衰减系数计算 2、色散补偿两种方案 3、影响pin光电检测器响应速度的是？ 4光电检测器响应上下限波长分别由什么决定的 5、忘了 选择：光发送机的主要参数是？ 为了扩大***动态范围应该用什么电路？（ATC）其他完了比较简单 问答：光传送网相关知识（特点、功能什么的） 实现FTTH的两种方式（点到点和基于PON） 画出EDFA三种用途并作简要说明（前置线路功率放大） 根据地域分，网络可以分为哪几种？（骨干网城域网接入网） 计算：衰减系数计算、数值孔径NA、时延差 2014《光纤通信》笔试题回忆版 一．填空45分（都复试完十多天了，只记得几个当时印象比较深或者没填出来的空，不过其余的空都比较常识） 1.在分析光纤中光的传输特性时相应的有两种理论：___________理论和___________理论。 2.单模光纤是_________________________________的光纤。 3.光器件中，有三种作用机理分别是___________，___________，___________，这3种机理对应的器件分别是___________，___________，___________。 4.制作半导体激光器的材料应选用______________________的半导体材料。 5.APD是靠______________________效应形成雪崩倍增。 6.常用色散补偿的两种方法______________________和______________________。 7.ROF根据光调制信号的频率不同可分为___________，___________，___________。 8.接入网位于网络的___________，主要功能有___________，___________，___________。 9.数字光纤通信系统的性能指标有___________，___________，和___________。 10.光电转换效率常用___________和___________来衡量。 还有好多题目具体都记不清楚了，大概是关于光接收机的噪声有哪几种， EDFA的光滤波器（还是隔离器？记不清了）是为了防止哪类噪声被放大， 还有关于衰减系数的计算，务必清楚dBm和瓦特之间怎么换算的，填空也就记得这些了 二．选择（比较简单，现在一个有印象的都没了，-_- #）三．简答与画图 1. 简述光发射机对于半导体激光器的要求。 1光纤由那几层构成，各层的主要作用是什么？ 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• 2、光纤是怎样分类的？ 按折射率一突变型多模光纤、渐变性多模光纤、单模光纤；按材料一石英系光纤、石英芯塑 料包层光纤、多成分玻璃纤维、塑料光纤 3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？硅光纤的光谱衰减曲线表明存在三个低损耗窗口，这三个窗口分别是多少。 传输过程中光信号幅度的减小。原因：吸收、散射、弯曲损耗，吸收损耗是由于SiO2材料引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的，散射损耗主要是由材料微观度不均匀引起的锐利 散射和光线结构缺陷引起散射产生的。0.85um、1.31um、1.55um附近时光纤传输损耗较小 或最小的波长“窗口”相应损耗为2—3dB/km,0.5dB/km,0,2dB/km。 4、什么是色散？色散对光信号有什么影响？单模光纤中有哪几种色散？多模光纤中有哪几 种色散？单模光纤的零色散波长在什么位置？色散位移光纤是采用什么原理制成的？色散：（模式、材料、波导色散）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。影响：模拟调制中限制带宽，若是数字脉冲信号将使脉冲展宽，限制系统传输速率。单模：色度色散、偏振模色散。多模：模内、模间色散。 1.31um。 5、目前光纤通信为什么采用以下三个作波长：入0=0.85讥2=1.31询3=1.55 ©m 这是光纤的三个低损耗窗口 6、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？ 长波长、单模光纤比短波、多模光纤具有更好的传输特性。一：单模光纤没有色散模式，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著限于经过多模光纤的传输时间；二：由光 纤损耗和波长的关系曲线可知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在1.55um处有最低值， 而且1.31um和1.55um处的色散很小，故目前长距离光纤通信一般都工作在 1.55um处。 7、光能量在光纤中传输的必要条件. 纤芯折射率大于包层折射率。 8、突变多模光纤数值孔径的概念及计算. 突变型多模光纤相对折射率差（纤芯和包层折射率分别为n1和n2）定义：n=（n1-n2）/n1 数值孔径NA sin e .厂n22 m.厂时间延迟巴吐sej nL（1丄）,最大入射角（9 = 9 c）和最小入射角 T c c c 2 （9 =0）的光线之间时间延迟差近似为上:上（耐叫 2qc c 2QC c 9、弱导波光纤的概念. 纤芯折射率为n1保持不变，到包层突然变为n2。这种光纤一般纤芯直径2a=50~80卩m, 光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。带宽只有10~20 MHz • km, 一般用于小容量（8 Mb/s以下）短距离（几km以内）系统。 12、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理 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,这种现象称为自聚焦效应• 14、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算•传输模数M（旦）『茁（旦芒 g 2 g 2 2 《光通信原理与技术》教学大纲 Optical Communication Principle and Technology 第一部分大纲说明 1. 课程代码： 2. 课程性质：专业非学位课 3. 学时/学分：20/2 4. 课程目标： 介绍了无线光通信(Optical Wireless Communications，OWC)技术的基础理论、器件与系统、信道模型以及室内和室外无线光通信系统中使用的典型调制技术。在此基础上，重点介绍存在人造光源干扰和码间干扰时，基于OOK、PPM和DPIM的室内OWC系统性能；大气湍流对室外OWC（即FSO）系统链路性能的影响；可见光通信的基础理论、调制与调光技术以及系统性能分析。课程以光通信原理为基础，分析了OWC面临的各种挑战、相应的解决途径以及当前的研究趋势。即满足研究生的课程学习要求，也为将来从事高水平理论与应用研究打下良好的基础。 5. 教学方式：课堂讲授与课外自学相结合 6. 考核方式：考试 7. 先修课程：光纤通信系统 （一）教材： 《无线光通信》科学出版社主编柯熙政 （二）教学参考资料： 《光通信技术》机械工业出版社主编韩太林 《光通信原理与技术（第2版）》科学出版社主编朱勇 第二部分教学内容和教学要求 第1章光通信概述 教学内容： 1.1无线接人方案 1.2 OWC发展简史 1.3 OWC／无线电通信的比较 1.4链路结构 1.5 OWC应用领域 1.6安全和规则 1.7 OWC技术面临的挑战 教学要求：了解OWC发展历史，对OWC接入方案、链路结构和应用领域形成系统的概念。了解OWC所遇到的主要技术问题。 第2章光通信器件 教学内容： 2.1光源 2.2发光二极管 2.3激光器 2.4光检测器 2.5光检测技术 2.6光检测噪声 2.7光检测的统计特性 教学要求：掌握发光二极管、激光器、光检测器等光通信常用器件的结构和功能，掌握光检测技术和光检测噪声。 第3章信道模型 教学内容： 3.1室内无线光通信信道 3.2人造光源干扰 3.3室外信道 教学要求：掌握室内无线光通信信道的各种模型，了解人造光源的干扰，掌握室外信道的损耗特性和大气湍流模型。 第4章室内无线光通信系统性能分析 教学内容： 4.1背景光对室内OWC链路性能的影响 4.2多径传播链路性能 4.3降低码间干扰影响的技术 教学要求：了解人造光源干扰和码间干扰时，基于OOK、PPM和DPIM的室内OWC系统性能。掌握均衡、滤波等能够降低干扰影响的技术方法。 光纤通信（第二版）期末复习知识点 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、WDI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 长沙理工大学2023考研复试大纲：F0801通信原理 1500字 长沙理工大学2023考研复试大纲：F0801通信原理 一、计算机网络基础知识 1. 数据通信的基本概念 2. 计算机网络的组成和功能 3. OSI七层模型和TCP/IP四层模型 4. IP协议和TCP协议的基本原理 5. 网络传输介质和网络拓扑结构 二、数字通信系统 1. 数字通信系统的基本原理 2. 数字调制与解调技术 3. 数字信号传输的编码与解码技术 4. 信道编码与解码技术 5. 信道等化与均衡技术 6. 数字通信系统的误码性能分析 三、传输介质与噪声 1. 传输介质的基本特性 2. 传输线和光纤的传输特性 3. 传输线和光纤的等效电路模型 4. 噪声的基本概念和分类 5. 噪声在传输线和光纤中的功率密度计算 四、多路复用与传输技术 1. 多路复用的基本原理 2. 时分复用和频分复用技术 3. 码分多址和波分多路复用技术 4. 混合多路复用技术 5. 光纤传输系统的基本原理 五、信道编码与纠错技术 1. 信道编码的基本概念 2. 奇偶校验和循环冗余检测编码 3. 卷积码和Viterbi解码算法 4. 区块码和纠错性能分析 5. 自动重传请求（ARQ）技术 六、调制与解调技术 1. 模拟调制与解调技术 2. 频移键控（FSK）调制与解调技术 3. 正交幅度调制（QAM）技术 4. 基带信号和带通信号的调制与解调技术 5. 相干调制与解调技术 七、通信网络 1. 局域网和广域网的基本原理 2. 以太网和ATM网络的基本原理 3. 网络路由与交换技术 4. 网络性能分析与优化 5. 无线通信网络的基本原理 八、案例分析 大纲中的内容主要涵盖了通信原理的基本概念、算法和技术，以及与计算机网络和传 输介质相关的知识。考生需要通过理论与应用的结合，掌握数字通信系统、多路复用 与传输技术、信道编码与纠错技术、调制与解调技术、通信网络等方面的知识。同时，案例分析部分将考核考生对所学知识的应用能力和解决实际问题的能力。 以上是长沙理工大学2023考研复试大纲中F0801通信原理部分的内容，希望对你有 所帮助。如果还有其他问题，可以继续提问。 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。 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。 4．简述光纤的导光原理。 答：光纤之所以能够导光就是利用纤芯折射率略高于包层折射率的特点，使落于数值孔径角)内的光线都能收集在光纤中，并在芯包边界以内形成全反射，从而将光线限制在光纤中传播。 7．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n 1=1.50，n 2=1.45，光纤的长度L=10Km 。试求：（1）光纤的相对折射率差Δ；（2）数值孔径NA ；（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的NA 和相对折射率差Δ。 解：（1）%3.31.5245.11.5 2n n -n 2 222122 21=⨯-=∆＝ （2） 0.39 0.03321.521=⨯⨯=∆=n NA （3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，则相当于包层的折射率n 2=1，则 %1.281.5211.5 2n n -n 2 222122 21=⨯-=∆＝ 1.12 0.28121.521=⨯⨯=∆=n NA 而 sin 0φ=NA 最大为1，所以说只要光纤端面的入射角在90O 以内，就可以在光纤中形成全反射。 8．已知阶跃型光纤，纤芯折射率n 1=1.50，相对折射率差Δ=0.5%，工作波长λ0=1.31μm ，试求：（1）保证光纤单模传输时，光纤的纤芯半径a 应为多大？ （2）若a =5μm ，保证光纤单模传输时，n 2应如何选择？ 解：（1）因为是阶跃型光纤，所以归一化截止频率Vc ＝2.405； ()m m n a a n V μπμπλλπ34.3231.1%5.0250.1405.222405 .2 405.2220110=⨯⨯⨯=⨯∆<∴<∆= Θ （2）若a =5μm ，保证光纤单模传输时，光纤通信的简介
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