光纤通信复习重点 (2)要点
光纤通信期末复习重点
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>n22 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)/n1NA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/c4 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。
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。
光纤通信复习（各章复习要点）
光纤通信复习（各章复习要点）光纤通信复习（各章复习要点）第⼀章光纤的基本理论1、光纤的结构以及各部分所⽤材料成分2、光纤的种类3、光纤的数值孔径与相对折射率差4、光纤的⾊散5、渐变光纤6、单模光纤的带宽计算7、光纤的损耗谱8、多模光纤归⼀化频率，模的数量第⼆章光源和光发射机1、光纤通信中的光源2、LD的P-I曲线，测量Ith做法3、半导体激光器的有源区4、激光器的输出功率与温度关系5、激光器的发射中⼼波长与温度的关系6、发光⼆极管⼀般采⽤的结构7、光源的调制8、从阶跃响应的瞬态分析⼊⼿，对LD数字调制过程出现的电光延迟和张弛振荡的瞬态性质分析（p76）9、曼彻斯特码10、DFB激光器第三章光接收机1、光接收机的主要性能指标2、光接收机主要包括光电变换、放⼤、均衡和再⽣等部分3、光电检测器的两种类型4、光电⼆极管利⽤PN结的什么效应第四章光纤通信系统1、光纤通信系统及其⽹管OAM2、SDH系统3、再⽣段距离的设计分两种情况4、EDFA第五章⽆源光器件和WDM1、⼏个常⽤性能参数2、波分复⽤器的复⽤信道的参考频率和最⼩间隔3、啁啾光纤光栅4、光环形器的各组成部分的功能及⼯作原理其他1、光孤⼦2、中英⽂全称：DWDM 、EDFA 、OADM 、SDH 、SOA第⼀章习题⼀、单选题1、阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界⾯上（B）⽽是能量集中在芯⼦之中传输。
A、半反射B、全反射C、全折射D、半折射2、多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是（A）的。
A、连续变化B、恒定不变C、间断变换D、基本不变3、⽬前，光纤在（B）nm处的损耗可以做到0.2dB/nm左右，接近光纤损耗的理论极限值。
A、1050B、1550C、2050D、25504、普通⽯英光纤在波长（A）nm附近波导⾊散与材料⾊散可以相互抵消，使⼆者总的⾊散为零。
A、1310B、2310C、3310D、43105、⾮零⾊散位移单模光纤也称为（D）光纤，是为适应波分复⽤传输系统设计和制造的新型光纤。
光纤通信复习重点(2)
光纤通信复习重点(2)《光纤通信》课程复习提纲二千零二十一点六1.光纤通信的优点（1）. 允许的频带非常宽，传输容量非常大(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，有利于资源的合理利用2.光纤通信系统的基本组成发射基本光纤传输系统接收光电信号光纤线路发送和接收信息无线电接收源接收器机电信号光信号电信号输入和输出光纤通信系统的基本组成(单向传输)3.光纤通信对光源的要求对光源的要求：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。
4.直接调制和间接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。
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。
外部调制是通过分离激光器的产生和调制，并用独立的调制器调制激光器的输出光来实现的。
外部调制具有调制速率高的优点，但缺点是技术复杂、成本高。
因此，它只能用于大容量波分复用和相干光通信系统。
5.光接收机由光检测器、放大器及相关电路组成光接收机由光检测器、放大器和相关电路组成；光检测器是光接收机的核心。
光接收机最重要的特性参数是灵敏度。
灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标，它反映接收机调整到最佳状态时，接收微弱光信号的能力。
6.直接探测和外差探测之间存在差异。
检测方式有直接检测和外差检测两种。
直接检测是用检测器直接把光信号转换为电信号。
这种检测方式设备简单、经济实用，是当前光纤通信系统普遍采用的方式。
外差检测要设置一个本地振荡器和一个光混频器，使本地振荡光和光纤输出的信号光在混频器中产生差拍而输出中频光信号，再由光检测器把中频光信号转换为电信号。
外差检测方式的难点是需要频率非常稳定，相位和偏振方向可控制，谱线宽度很窄的单模激光源；优点是有很高的接收灵敏度。
7.灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标。
光纤通信重要知识点总结
光纤通信重要知识点总结一、概述当我们谈论信息传输的时候，光纤通信就像是连接你我他的重要纽带。
你可能会觉得光纤是一个离生活很远的概念，其实不然它在我们的日常生活中无处不在，为我们的互联网生活提供了高效快捷的服务。
接下来让我们一起了解下关于光纤通信的一些重要的知识点吧。
光纤通信简单来说，就是通过光的信号传输信息的方式。
在这个过程中，光纤就像是一条信息的高速公路，承载着各种数据在网络的各个角落自由穿梭。
它的重要性在于其传输速度快、距离远、稳定性高，为现代社会的通信需求提供了强大的支持。
它就像我们生活中的一道桥梁，让我们的通话、视频聊天或者浏览网页都能流畅进行。
听起来很有趣对吧？接下来我们会深入了解它的工作原理和特点等内容。
1. 光纤通信概述及其在现代社会的重要性嘿，朋友们你们是否知道我们如今依赖的互联网、电视信号和电话通讯背后，其实有一个神奇的科技力量在支撑，那就是光纤通信。
光纤通信就像是信息时代的超级高速公路，负责把我们的数字世界连接在一起。
那么什么是光纤通信呢？简单来说光纤通信就是通过光信号在光纤中传输信息的一种方式。
接下来我们来聊聊它在现代社会的重要性。
想象一下如果没有光纤通信，我们的世界会是什么样？可能我们无法随时随地与朋友视频聊天，无法在家观看世界各地的新闻和娱乐节目，甚至无法享受在线购物的便利。
光纤通信已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分，它的重要性体现在以下几个方面：首先光纤通信提供了超高速的数据传输速度，这对于大数据处理、云计算、在线视频会议等应用至关重要。
想象一下医生通过光纤网络进行远程手术指导，或者学生们通过网络进行实时的互动学习，这都是光纤通信技术带来的变革。
其次光纤通信具有极高的稳定性和可靠性，在数字化时代，信息的连续性和准确性至关重要。
光纤由于其物理特性，能够抵抗电磁干扰和天气影响，保证了通信的稳定性和可靠性。
光纤通信的带宽大，容量大。
这意味着它可以同时处理大量的数据和信息，支持更多的用户和设备接入网络。
光纤通信重点
简答1．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？(重)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() 21⎩⎨⎧≥<=ar n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121⎪⎩⎪⎨⎧≥<⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=ar n a r a r n r n c m α 2．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。
3．光纤色散产生的原因有哪些？对数字光纤通信系统有何危害？答：（1）按照色散产生的原因，光纤的色散主要分为：模式（模间）色散、材料色散、波导色散和极化色散。
（2）在数字光纤通信系统中，色散会引起光脉冲展宽，严重时前后脉冲将相互重叠，形成码间干扰，增加误码率，影响了光纤的传输带宽。
因此，色散会限制光纤通信系统的传输容量和中继距离。
4.光隔离器的功能是什么？其主要技术参数是什么？答：光隔离器的功能是只允许光波向一个方向传播，而阻止光波向其它方向特别是反方向传播。
主要技术参数有：插入损耗、隔离度。
5、试说明LD 的工作原理。
答：当给LD 外加适当的正向电压时，由于有源区粒子数的反转分布而首先发生自发辐射现象，那些传播方向与谐振腔高反射率界面垂直的自发辐射光子会在有源层内部边传播、边发生受激辐射放大（其余自发辐射光子均被衰减掉），直至传播到高反射率界面由被反射回有源层，再次向另一个方向传播受激辐射放大。
光纤通信 知识点总结
光纤通信知识点总结引言光纤通信是一种通过光纤传输光信号的通信技术，它使用光纤作为传输媒质，通过光的反射、折射和传播来实现信息的传输。
光纤通信具有带宽大、传输速度快、抗干扰性强、安全可靠等优点，因此在现代通信中得到了广泛的应用。
本文将对光纤通信的相关知识点进行总结，包括光纤通信的基本原理、组成结构、传输特点、光纤通信系统的组成和工作原理、光纤通信的发展趋势等内容。
一、光纤通信的基本原理1. 光的特性光波是一种电磁波，具有波粒二象性，既可以表现为波动又可以表现为微粒。
光波的主要特性包括波长、频率、相速度、群速度等。
2. 光纤的基本原理光纤是一种通过光的全反射来传输光信号的一种传输媒质。
它的基本结构是由一根纤维芯和包覆在外的包层组成，通过这样的结构使得光信号可以沿着光纤的传输方向不断进行反射和传播。
二、光纤通信的组成结构1. 光纤的结构光纤由芯和包层构成，芯是由单质或复合材料制成，包层是由低折射率的材料构成，使得光可以在芯和包层的界面上发生全反射。
2. 光纤的连接器连接器是光纤通信中的重要部分，它用于将光纤连接在一起，保证光信号的传输质量。
3. 光纤的光源和接收器光源是产生光波的设备，用于向光纤中输入光信号；接收器是用于接收光纤传输过来的光信号，并将其转换为电信号。
三、光纤通信的传输特点1. 带宽大光纤通信的带宽远远大于传统的铜线通信，可以传输更多的信息。
2. 传输距离远光纤通信的传输距离远远大于铜线通信，可以满足更长距离的通信需求。
3. 传输速度快光纤通信的传输速度远远快于铜线通信，可以实现更快的数据传输。
4. 抗干扰性强光纤通信的信号传输过程中不受电磁干扰，抗干扰性能强。
5. 安全可靠光纤信号传输过程中不会泄露电磁波，安全可靠。
四、光纤通信系统的组成和工作原理1. 光纤通信系统的组成光纤通信系统由光源、光纤、接收器、调制解调器、复用器、解复用器等组成。
2. 光纤通信系统的工作原理光源产生光信号，光信号经过调制解调器进行调制，然后通过光纤进行传输，接收器接收光信号并将其转换为电信号，经过复用器和解复用器将多个信号合并或分解，最终传输到目标设备。
2023年光纤通信知识点归纳
第1章概述1.光纤通信旳基本概念: 运用光导纤维传播光波信号旳通信方式。
光纤通信工作波长在于近红外区：0.8～1.8μm旳波长区, 对应频率: 167～375THz。
对于SiO2光纤, 在上述波长区内旳三个低损耗窗口, 是目前光纤通信旳实用工作波长, 即0.85μm、1.31μm及1.55μm。
2、光纤通信系统旳基本构成: （P2图1-3）目前采用比较多旳系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）旳光纤数字通信系统。
该系统重要由光发射机、光纤、光接受机以及长途干线上必须设置旳光中继器构成。
接 收发 射1）在点对点旳光纤通信系统中, 信号旳传播过程: 由电发射机输出旳脉码调制信号送入光接受机, 光接受机将电信号转换成光信号耦合进光纤, 光接受机将光纤送过来旳光信号转换成电信号, 然后通过对电信号旳处理后来, 使其恢复为本来旳脉码调制信号送入电接受机, 最终由信息宿恢复顾客信息。
2）光发射机中旳重要器件是可以完毕电-光转换旳半导体光源, 目前重要采用半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管（LD)。
3）光接受机中旳重要部件是可以完毕光-电转换旳光电检测器, 目前重要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。
特性参数: 敏捷度4）一般地, 大容量、长距离光纤传播: 单模光纤+半导体激光器LD小容量、短距离光纤传播: 多模光纤+半导体发光二极管LED5）光纤线路系统:功能：把来自光发射机旳光信号, 以尽量小旳畸变和衰减传播到光接受机。
构成: 光纤、光纤接头和光纤连接器规定: 较小旳损耗和色散参数3.光纤通信旳特点:长处: （1）, 传播频带宽, 通信容量大。
（2）传播损耗小, 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旳中继距离长得多。
（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传播, 基本无泄露。
（4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘旳石英材料制成, 不受电磁场干扰。
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《光纤通信》课程复习提纲2014.61.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2.光纤通信系统的基本组成(单向传输)3.光纤通信对光源的要求对光源的要求：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。
4.直接调制和间接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。
5.光接收机由光检测器、 放大器和相关电路组成光接收机由光检测器、 放大器和相关电路组成；光检测器是光接收机的核心。
光接收机最重要的特性参数是灵敏度。
灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标，它反映接收机调整到最佳状态时， 接收微弱光信号的能力。
6.检测方式有直接检测和外差检测的区别。
检测方式有直接检测和外差检测两种。
直接检测是用检测器直接把光信号转换为电信号。
这种检测方式设备简单、 经济实用， 是当前光纤通信系统普遍采用的方式。
外差检测要设置一个本地振荡器和一个光混频器，使本地振荡光和光纤输出的信号光在混频器中产生差拍而输出中频光信号，再由光检测器把中频光信号转换为电信号。
外差检测方式的难点是需要频率非常稳定，相位和偏振方向可控制，谱线宽度很窄的单模激光源；优点是有很高的接收灵敏度。
基本光纤传输系统接 收发 射7.灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标，它反映接收机调整到最佳状态时， 接收微弱光信号的能力。
灵敏度主要取决于组成光接收机的光电二极管和放大器的噪声，并受传输速率、光发射机的参数和光纤线路的色散的影响，还与系统要求的误码率或信噪比有密切关系。
所以灵敏度也是反映光纤通信系统质量的重要指标。
7.数字通信系统的优点① 抗干扰能力强，传输质量好。
② 可以用再生中继，传输距离长。
③ 适用各种业务的传输，灵活性大。
④ 容易实现高强度的保密通信。
⑤ 数字通信系统大量采用数字电路，易于集成，从而实现小型化、微型化，增强设备可靠性，有利于降低成本。
8.实用光纤的基本类型实用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。
9.NANA 表示光纤接收和传输光的能力，NA(或θi)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， 纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。
NA=n 0sin θimax从公式上看，△越大，NA 越大，光纤的收光效果越好。
10.色散的分类及原因特点色散一般包括模式色散(模间色散)、材料色散和波导色散。
其中材料色散和波导色散又统称为模内色散（色度色散）模式色散：是由于不同模式的时间延迟不同产生的。
取决于光纤折射率分布，并和光纤材料折射率的波长特性有关。
材料色散：由于光纤的折射率随波长而改变，模式内部不同波长成分的光时间延迟不同产生的。
取决于光纤材料折射率的波长特性和光源的谱宽。
波导色散：由于波导结构参数与波长有关产生的。
取决于波导尺寸，以及纤芯与包层的相对折射率差。
11.光纤中的电磁场是以离散的模式在光纤中传播（会计算模式数）(见PDF 格式第2章2.3.2节)例：对于典型的渐变型光纤：NA ＝0.275，纤芯直径50 μm ，求当工作在1310 nm 窗口时，光纤中可容纳的模式数。
解：利用：2V aNA π=λ（V 是归一化频率） ∴325020.27532.97131010V π-⨯/=⨯≈⨯ 又：214M V =(渐变光纤) ∆≈-=212212n n n NA∴一根光纤可容纳的模式数M =27212.HE11模称为光纤的基模13.双折射现象带来的影响，解决双折射问题的方法双折射现象带来的影响：如果纤芯是理想圆柱形，这两个正交的模式将以相同的速度传播，并同时到达输出端。
如果圆柱对称性出现了改变，这两个模式就会以不同的速度传播，导致脉冲展宽。
偏振的不确定性对相干通信系统对信号的检测、接收将产生不良影响。
解决双折射问题的方法：（1）减小单模光纤的不完善性。
(2)采用保偏光纤（线偏振光沿一个主轴偏振）人为引入较高的固定双折射，压低小的双折射随机波动的影响。
典型保偏光纤，B ＝10－4。
14.后向散射法测量光纤损耗的原理与方法（OTDR 的原理）原理：由于瑞利散射光功率与传输光功率成比例，利用与传输光相反方向的瑞利散射光功率来确定光纤损耗系数的方法，称为后向散射法。
具体方法：设在光纤中正向传输光功率为P ，依次经过L1和L2点时分别为P1和P2，后向散射光功率分别为Pd( L1 )、Pd( L2 )，则：15.光有源和无源器件分别包括哪些？光有源器件：光源：半导体激光器（LD ）分布反馈（DFB ）激光器发光二极管（LED ）光检测器：光电二极管（PD ）PIN 光电二极管雪崩光电二极管（APD ）光放大器：掺铒光纤放大器（EDFA ）光无源器件：光纤连接器和接头、光耦合器、光隔离器与光环行器、光调制器、光波分复用器/解复用器、光开关16.半导体光源和光检测器优点半导体光源和光检测器优点：体积小、效率高、可靠性高、工作波长与光纤低损耗窗口相对应、便于光纤耦合、调制速率高17.何为粒子数反转。
在单位物质中，处于低能级E1和高能级E2的原子数分别为N1和N2, 当N2> N1：受激辐射大于受激吸收，当光通过这种物质时，产生放大作用。
这种分布和正常状态的分布相反，称为粒子数反转。
18.LD 和LED 的优缺点LD 可以发出单色、定向性好、高强度、相干性的光。
优点：辐射功率高、发散角窄、与单模光纤耦合效率高、辐射光谱窄、能进行高速直接调制。
LD 适合于作高速长距离光纤通信系统的光源LED 适用范围：低速率、短距离光波系统LED 优点：结构简单。
成本低。
寿命长。
可靠性高。
随温度变化较小。
发光二极管通过自发发射过程发射非相干光。
)/()()(lg )(2102112Km dB L Pd L pd L L a -=缺点：（1）输出功率低。
（2）输出光束发散角较大，耦合效率低。
（3）光源谱线较宽。
（4）响应速度较慢。
19.产生激光的条件产生激光的三个先决条件：激励源是能量的提供者，实现粒子数反转。
激活物质是产生激光的物质基础，提供光放大。
光学谐振腔提供光反馈。
要产生激光还应满足如下两方面的条件：光的增益和损耗间应满足平衡条件——阈值条件。
在谐振腔中，光波反复反射能得到加强，从而能够存在，应满足的条件——相位条件20.LD高速调制下出现的现象：电光延迟：输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间。
张弛振荡：当电流脉冲注入激光器后，输出光脉冲会出现幅度逐渐衰减的振荡。
自脉动现象：当注入电流达到某个范围时，输出光脉冲出现持续等幅的高频振荡。
21.SLM激光器设计的基本思想SLM（单纵模半导体激光器）激光器设计的基本思想:是不同纵模具有不同的腔损耗。
具有最低光腔损耗的纵模最先达到阈值并成为支配模式。
其他邻模由于高损耗而被截止。
邻模携带的功率在总的辐射功率中只占很小一部分（< 1%）22.PIN和APD二极管特点PIN二极管特点：（1）结构简单，可靠性高。
电压低，使用方便。
（2）量子效率高。
（3）噪声小。
（4）带宽较高。
APD二极管特点：（1）灵敏度高。
（2）高增益。
（3）高电压，结构复杂。
（4）噪声大。
23.隔离器工作原理隔离器工作原理：由于入射光偏振方向与第一个偏振器透振方向相同，因此输入光能够通过第一个偏振器。
法拉弟旋转器能使光的偏振态旋转一定角度（例如45°）。
第二个偏振器的透振方向在45°方向上，因此经过法拉弟旋转器的光能够顺利地通过第二个偏振器。
当反射光通过法拉弟旋转器时再继续旋转45°，变成了水平偏振光。
但是水平偏振光不能通过左面第一个偏振器，于是达到光隔离效果。
24.光发射机的电路（第4章23页）驱动电路自动功率控制电路自动温度控制电路告警电路和保护电路25.边模抑制比边模抑制比SMSR边模抑制比 SMSR SMSR 的定义为：在全调制的条件下主纵模的光功率 M1 和最大边模光功率 M2 之比。
即 SMSR=10lg(M1/M2)26.直接检测数字光纤通信接收机一般组成。
直接检测数字光纤通信接收机一般由三个部分组成，即光接收机的前端、线性通道和数据恢复27.数字光接收机接收电路接收电路和判决电路两大部分组成接收电路由光电检测器和前置放大器、均衡器、主放大器、偏置电路和自动增益控制电路五部分组成。
判决电路由判决器、时钟恢复电路和译码器组成。
28.均衡滤波器的作用：均衡滤波器是使经过均衡器以后的波形成为有利于判决的波形。
29.分析光接收机的噪声源光接收机的噪声是与信息无关的随机变化量，噪声源从引入过程来分，可分为两类，即与信号光电检测器有关的噪声和与光电接收机电路有关的噪声。
与信号光电检测器有关的噪声包括：量子噪声、雪崩倍增噪声、暗电流及漏电流噪声和背景噪声等等。
与光接收机电路有关的噪声包括：放大器噪声、负载电阻热噪声等。
30.光波分复用的定义和基本形式。
光波分复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）技术是在一根光纤上能同时传送多波长光信号的一项技术。
它是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开（解复用）并作进一步处理，恢复出原信号送入不同的终端。
WDM系统的基本形式：1双纤单向传输2. 单纤双向传输 3. 光分路插入传输31.WDM系统主要组成部分实际的DWM系统主要由五部分组成：光发射机、光中继放大（EDFA）、光接收机、光监控信道、网络管理系统32.WDM系统的应用代码一般采用以下方式构成：nWx-y·z，它的各个字母意义？WDM系统的应用代码一般采用以下方式构成：nWx-y·z，其中n是最大波长数目W代表传输区段（W＝L，V或U分别代表长距离、很长距离和超长距离）x表示所允许的最大区段数（x＞1）y是该波长信号的最大比特率（y＝4或16分别代表STM－4或STM－16）z代表光纤类型（z＝2，3，5分别代表G.652，G.653或G.655光纤）33.光波分复用系统的关键技术和相应的技术问题有哪些？.光波分复用系统的关键技术：光源技术光波分复用/解复用器与光滤波器技术光转发器（OTU）技术光纤传输技术（光纤选型、色散补偿技术、色散均衡技术、）监控技术光波分复用系统的技术问题：1.光源的波长准确度和稳定度问题2.光信道的串扰问题3.光纤色散对传输的影响问题4.光纤的非线性效应问题5. EDFA的动态可调整增益与锁定问题6. EDFA的增益平坦问题7. EDFA的光浪涌问题8. EDFA级联使用时的噪声积累问题34.为什么要引入非零色散位移光纤NZDSF重点考察的是G.655 NZDSF 在1550nm 波长处的有微量的色散与非线性效应和色散效应的关系。