现代光纤通信复习资料 光纤复习重点
光纤通信复习重点
信信 光 纤线 路 并《光纤通信》课程复习提纲1.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发 射基 本光 纤 传输 系统接 收 电 光光 电 发 发接 接 息息 射 射收 收 源宿机 机 机机 电 信号 光 信号 光 信号 电 信号 输入 输出 输入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。
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。
光纤通信复习资料必看
光纤通信复习资料必看(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--复习提纲第一章知识点小结：1.什么是光纤通信 3、光纤通信和电通信的区别。
2.基本光纤通信系统的组成和各部分作用。
第二章知识点小结1、光能量在光纤中传输的必要条件（对光纤结构的要求）。
2、突变多模光纤数值孔径的概念及计算。
3、弱导波光纤的概念。
4、相对折射率指数差的定义及计算。
5、突变多模光纤的时间延迟。
6、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理。
7、归一化频率的表达式。
8、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算。
第三章知识点小结1、纤通信中常用的半导体激光器的种类。
2、半导体激光器的主要由哪三个部分组成3、电子吸收或辐射光子所要满足的波尔条件。
4、什么是粒子数反转分布5、理解半导体激光产生激光的机理和过程。
6、静态单纵模激光器。
7、半导体激光器的温度特性。
8、DFB激光器的优点。
9、LD与LED的主要区别 10、常用光电检测器的种类。
11、光电二极管的工作原理。
12、PIN和APD的主要特点。
13、耦合器的功能。
14、光耦合器的结构种类。
15、什么是耦合比 16、什么是附加损耗17、光隔离器的结构和工作原理。
第四章知识点小结1、数字光发射机的方框图。
2、光电延迟和张驰振荡。
3、激光器为什么要采用自动温度控4、数字光接收机的方框图。
5、光接收机对光检测器的要求。
6、什么是灵敏度7、什么是误码和误码率 8、什么是动态范围9、数字光纤通信读线路码型的要求。
10、数字光纤通信系统中常用的码型种类。
第五章知识点小结1、SDH的优点。
2、SDH传输网的主要组成设备。
3、SDH的帧结构（STM-1）。
4、SDH的复用原理。
5、三种误码率参数的概念。
6、可靠性及其表示方法。
7、损耗对中继距离限制的计算。
8、色散对中继距离限制的计算。
第七章点知识小结1、光放大器的种类2、掺铒光纤放大器的工作原理3、掺铒光纤放大器的构成方框图4、什么WDM5、光交换技术的方式6、什么是光孤子7、光孤子的产生机理 8、相干光通信信号调制的方式9、相干光通信技术的优点光纤通信复习第一章1.什么是光纤通信光纤通信，是指利用光纤来传输光波信号的一种通信方式2.光纤通信和电通信的区别。
光纤通信复习总结
填空与选择光接收机的最重要的特性参数是灵敏度。
固体激光器的发明大大提高了发射光功率, 延长了传输距离。
光接收机中,PIN光电二极管引入的主要噪声有暗电流噪声和量子噪声。
光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件。
光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是:自发辐射、受激吸收、受激辐射；产生激光的最主要过程是:受激辐射。
光源的作用是将电信号变换为光信号。
光检测器的作用是将光信号转换为电信号。
光中继器实现方式主要有光-电-光中继器和对光信号直接放大的中继器两种。
光纤传输衰减分为材料的吸收衰减、光纤的散射衰减和辐射衰减。
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。
光纤中的传输信号由于受到光纤的色散和损耗的影响,使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。
光与物质作用时有输出功率与效率、输出光谱特性和响应速率与带宽三个物理过程。
光纤的主要材料是二氧化硅,光纤的结构从里到外依次为纤芯、包层,其中纤芯部分是用来传导光信号的。
光纤的传输特性是光纤的损耗特性、色散特性。
光纤的色散分为材料色散、波导色散和模式色散。
光纤的分类中按传输的模式来分可分为单模和多模光纤,按纤芯的折射率分布的不同来分可分为阶跃型和渐变型光纤。
光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长:0.85um ,1.31um,1.55um,最低损耗窗口的中心波长是在1.55um。
目前光纤通信所用光波的光波波长范围为0.8~1.8um ,属于电磁波谱中的近红外区。
EDFA称为掺铒光纤放大器,其实现放大的光波长范围是1.53~1.56um。
光纤通信是以光纤为传输媒质。
以光波为载波的通信方式。
光纤通信系统的长期平均误码率定义为传送错误的码元数占传送的总码元数的百分比,反映突发性误码,用严重误码秒(SES)、误码秒(ES)两个性能指标来评价。
单模光纤是指在给定的工作波长上,mBnBPIN光电二极管,是在P型材料和N型材料之间加上一层轻掺杂质的N型材料, I层。
光纤通信系统必考考点复习资料
光纤通信系统考点一、填空1、光纤通信用光波作为传输信号，用光纤作为传输线路。
2、通信窗口：第一代：波长0.85μm ，损耗3dB/km ；第二代：1.31μm ，0.4dB/km ；第三代：1.55μm ，0.2dB/km ；第四代：WDM ，OA ，EDFA 。
3、通信系统的信号：模拟信号，数字信号。
4、数模转换的方法：取样，量化，编码。
5、比特率：B=1/T 。
6、PDH(准同步数字序列)的两种模式：（1）北美和日本：24路，速率为1.544Mb/s 。
（2）欧洲和中国：30路，速率为2.048Mb/s 。
7、SDH （同步数字序列）：STM-1：155Mb/s ，STM-4：622Mb/s ，STM-16：2488Mb/s ，STM-64：9953Mb/s 。
8、光纤的基本结构：纤芯，包层，涂覆层。
9、导波条件：1020n k n k ≤≤β10、脉冲展宽公式：λτ∆=∆DL （D 为色散系数会给，L 为长度，λ∆为谱宽）11、光纤衰减机理：材料吸收，材料散射，材料辐射。
12、光缆结构：层绞式、骨架式、带状式、束管式。
13、P-I 曲线：工作电流小于阈值电流时，自发辐射，光能量低；工作电流大于阈值电流，产生激光。
14、光谱特性：15、温度特性：T增大，P-I曲线右移，阈值电流增大，斜率减小。
16、数字光接收机的组成：前端：光电检测器与前置放大器；线性通道：主放大器与均衡器；再生电路：判决器与时钟恢复。
17、灵敏度：接收机工作于9-10的BER所要求的最小平均接收光功率P。
r18、光放大器的类型：半导体激光放大器和光纤型光放大器（FRA，FBA，EDFA，FPA）。
19、EDFA增益饱和特性：放大器增益随泵浦功率按指数增长，当泵浦功率超过某一值时，增长变慢。
20、光放大器的应用：在线，功率放大，前置放大。
21、当比特率小于100Mb/s时，损耗限制为主，大于时，色散限制为主。
二、简答题1、PDH和SDH各表示什么？答：PDH表示准同步数字序列，即在低端基群采用同步，高次群复用采用异步；SDH表示同步数字序列。
光纤通信复习 资 料
复习资料1、光纤通信是以为载频，以为传输介质的通信方式。
2、光缆大体上都是由缆芯，和三部分组成。
3、光波分复用传输系统有双纤单向传输和两种结构形式4、LED光源主要用于低速，短距离光波系统的情况，而，中采用LD光源。
5、1966年，英籍华人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。
6、光纤的和是限制光纤通信线路中继距离的主要因素7、数值孔径（NA）越大，光纤接受光纤的能力就越，光纤与光源之间的耦合效率就越。
8、LED的基本结构可分为两类，即面发光LED 和。
9、光发送机的作用是将转为，并将生成的信号注入。
10、LD是一种阈值器件，它通过受激辐射发光，具有输出功率大，输出光发散角 ,与单模光纤耦合效率，辐射光谱线窄的特点。
11、光波分复用传输系统有双纤单向传输和两种结构形式12、普通单模光纤G.652的零色散波长是，色散位移光纤G.653的零色散波长是。
13、准同步数字体系有两种制式，一种是以 Mb/s为基群的T系列（日美采用）；另一种是 Mb/s为基群的E系列（中国、欧洲采用）14、光纤通信的最低通信窗口波长是，零色散波长是。
15、允许单模传输的最小波长称为。
16、在一根光纤中同时传输多个不同波长的光载波信号称为复用。
17、温度升高时，LED光源线宽，峰值波长向方向移动。
18、对光检测器的基本要求是高的，低的和快的。
19、光纤的基本特性参数是和色散，其单位分别是dB/Km和。
20、在光通信发展史上，小型光源和两个难题的解决，开创了光通信的时代。
21、确定接收机性能的一个重要参数是接收机灵敏度，它通常定义为在接收机的条件下，所要求的最小平均接收光功率。
22、光纤通信系统一般采用0.85µm、1.31µm、三种波长窗口。
23、光纤通信用光检测器有和。
24、光波复用器件根据分光原理的不同分为、干涉滤波型和。
25、激光器工作必须离开热平衡状态，因此必须使用外部能源泵浦，以实现，这是激光器工作的先决条件。
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：1.62.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。
光纤通信复习资料
光纤通信复习资料第一章光纤通信总览1、频率、波长、折射率：λ＝c/f 、n=c/v2、光纤通信的三个窗口：850nm 、1310nm 、1550nm3、绝对功率单位dBm 与mW 的转换（3dBm 、-3dBm 、0dBm)分贝毫瓦（dBm ）：功率电平（dBm ）0dBm=1mW ，3dBm=2mW ，-3dBm=0.5mW4、相对功率dB 概念（3dB 、 -3dB 、 0dB)分贝（dB ）：功率比功率比（dB ）12lg 10P P = 分贝（dB ）：相对功率功率加倍即表示3dB 的增益（功率电平增加了3dB ），而功率减半则表示3dB 的损耗（功率电平降低了3dB ）。
功率比为1，就是0dB 。
5、NRZ 和RZ 码的区别NRZ 码：NRZ 码中，传输的数据占满一个比特周期，充满一个完整周期的电流脉冲或光脉冲为1，没有脉冲发送则代表0。
没有误差监控和纠错能力。
RZ 码：每个数据比特编为两个光线路码比特。
单极RZ 码中，“1”码由一个在比特周期的前半部或后半部的半周期光脉冲表示，“0”码则由比特周期内无信号表示。
第二章光纤：结构、导播原理和制造1、光纤基本概念（1）、数值孔径物理意义：数值孔径表示光纤的集光能力。
数值孔径越大，就表示光纤捕捉光射线能力越强。
数值孔径NA=2221n n -。
（2）、截止波长判断光纤中是否是单模工作方式，只有当工作波长大于此截止波长时，才能保证单模工作。
截止波长2221405.22n n a c -=πλ。
对阶跃折射率光纤，V ＝2.405，在该波长处，只有LP01模能在光纤中传输。
1mW P 10log =（3）、单模光纤（V<=2.405)单模光纤是在给定的工作波长上，只传输单一基模（HE11或LP01）的光纤。
光纤的归一化频率405.2222210≤-=n n a V λπ。
（4）、光纤的信息容量度量脉冲展宽的最终结果是相邻的脉冲相互交叠，交叠到一定程度后，在接收端无法将相邻的脉冲区分开，发生误码。
光纤通信复习要点
光纤通信复习要点第⼀章1.光纤通信的定义光纤通信是采⽤光波作为信息载体，并采⽤光导纤维作为传输介质的⼀种通信⽅式。
2.光纤通信的优点频带宽，通信容量⼤；损耗低，中继距离长；抗电磁⼲扰；⽆串⾳⼲扰，保密性好；光纤线径细、重量轻、柔软；原材料资源丰富，可节约⾦属材料；耐腐蚀，寿命长。
3.光纤通信的缺点光纤质地脆、机械强度低；需要⽐较好的切割及连接技术；分路、耦合⽐较⿇烦；弯曲半径不宜太⼩。
第⼆章1.光纤的基本结构：折射率较⾼的芯区、折射率较低的包层、表⾯涂敷层。
2.光纤的分类按传播模式分类：单模光纤尺⼨：光纤的纤芯直径尺⼨扩展到⼏个波长（通常是8～12个波长），并且使纤芯包层折射率差很⼩，只允许传输⼀个基模的光纤。
纤芯直径2a=8～10µm(⽆实际意义)，包层直径2b=125µm 。
优点：带宽极宽、衰减⼩。
应⽤：适⽤于⼤容量的光纤通信。
多模光纤尺⼨：远⼤于光波波长，能传输多个模式的光纤。
纤芯直径2a=50µm，包层直径2b=125µm 。
优点：制造简单、接续容易。
缺点：存在模式⾊散，带宽窄。
应⽤：适应于较⼩容量的光纤通信。
3.光纤的传输特性：损耗特性、⾊散特性、⾮线性效应。
第三章简单题：1.半导体发光的机理：半导体材料具有能带结构⽽不是能级结构。
半导体材料的能带分为导带、价带与禁带。
电⼦从⾼能级范围的导带跃迁到低能级范围的价带，会释放光⼦⽽发光。
2.⾃发辐射由于位于⾼能级E2的原⼦是不稳定的，将⾃发地向低能级跃迁，并释放出能量为h ν = E1 - E2的光⼦，这种辐射称为⾃发辐射。
各个处于⾼能级的粒⼦都是⾃发的、独⽴地进⾏跃迁，其辐射光⼦的频率不同，所以⾃发辐射的频率范围很宽。
⾃发辐射产⽣⾮相⼲光。
3.受激辐射若原⼦原来处于⾼能级E2上，被能量为hv的光⼦激发，将向E1能级跃迁，并产⽣能量为hv的光⼦。
两者同频，同相，同偏振，为相⼲光。
这⼀辐射过程称为受激辐射。
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14、激光器阈值电流随温度的升高而（ 加大 ）。（选“加大”还 是“减小”）。
15、边模抑制比（SSR）是指发射光谱中，在规定的输出功率和 规定的调制是（最高光谱峰值）强度与（次高光谱峰值）强度之比。
二、不定选择题 1、为了获得高辐射度，发光二极管一般采用（ D ）结构。 A、多同质 B、双同质 C、多异质 D、双异质
光纤传输原理——波动光学方法 概念：光波模式：是指能够独立存在的电磁场的分布 结构形式；横磁（电）模；波导基模(HE11模,或称 LP01模)；模式截止；单模条件；截止波长； 计算：单模条件，截止波长（截止频率）； 光纤传输特性 色散：概念；色散种类，色散对传输的影响；色散系 数(定义，单位，计算，各光纤的典型值) 损耗：概念，引起损耗的因素；损耗对传输的影响； 色散系数（定义，单位，计算，典型值） ITU-T光纤分类标准和应用 光缆：结构和类型
两种传输体制 PDH，速率，缺点； SDH——网络的构成；与PDH相比的特点；主要优 点，核心特征； 帧结构（结构图，标注，STM-1(STM-N)），组 成部分，各部分在帧结构中的位臵，字节数； STM-N（N=1,4,16）的传输速率，每一帧的字节 数，帧周期，单位时间传输帧数目； 概念：段开销（两部分），管理指针，信息载荷； SDH各组成部分：TM，ADM，DXC(X/Y)，光纤 线路 SDH环网的优点：网络自愈（概念）；
）
）
4、）
四、简答
1、什么是粒子束反转分布？
2、构成激光器必须具备哪些功能部件？
3、有哪些方法实现光学谐振腔？与之对应的激光器类 型是什么？ 4、激光器激射的条件是什么？ 5、在光纤通信中，对光源的调制可以分为哪两类？
6、半导体激光器的纵模随注入电流怎么变化？
9、有源区是实现（ 粒子数反转分布）、（ 光增益 ）的区域。
10、光波导的实现两种技术是（ 增益导引 ）和（ 折射率导引 ）。 11、ＤＦＢ激光器的发射波长主要由（光栅周期 ）决定。 1 2、激光器的横模决定了输出光束的（空间）分布。
13、由P-I关系法测量激光器的阈值电流有三种做法（双斜率 ）、 法 （ 反向延长法 ）和（二阶求导法）。
无源器件种类，作用，特性要求；工作原理；
光源——功能，常用种类； 半导体激光器的工作原理和产生激光的条件； 概念：受激吸收，受激辐射，自发辐射，粒子数 反转；PN结；谐振条件；激光振荡；半导体激光 器的基本结构，主要特性； 半导体激光器起振的阈值条件； 半导体激光器起振的相位条件； 实际使用中为什么总是用热电致冷器对激光器进 行冷却和温度控制？ DFB激光器的工作原理； LED的特点； LED与LD的主要异同点；
光检测器——功能，常用种类，两者的主要区别； 概念：耗尽层；光电检测的响应时间；量子效率； 渡越时间；倍增效应； 光电二极管的工作原理； APD的工作原理； 光探测器的作用是什么? 光纤通信中最常用的光电检测器是哪两种？ PIN和APD探测器的主要区别是什么? PIN光电二极管和APD雪崩光电二极管的结构和性能 特点，并比较异同。 PIN光电二极管响应度和量子效率 关系，接收带宽 (截止频率)与哪些因素有关？
LD产生电光延迟、弛张振荡、自脉动的机理是什么？其 危害是什么？如何消除这两种现象？ LD电路中为何设臵功率自动控制APC和自动温度控制 ATC电路？控制是如何实现的？ 光发射机的调制方式有哪些类型？各自的优缺点是什么？ 数字光接收机中均衡滤波器的作用是什么？ 光接收机中的噪声有哪几种？ 数字光接收机的量子极限的含义。 数字光纤通信系统选择传输码型需考虑的因素有哪些？ 光纤通信中常用线路码型有哪几种？
）等
D、场光效应
4、在光纤数字通信系统中，光发送机主要有（ ABC
）、光
D、输出接口
5、光与物质的相互作用有自发辐射、受激吸收、受激辐射三 种过程。下面说法正确的是：（ D ） A、受激吸收是产生激光的最重要的过程； B、自发辐射的光称为相干光； C、自发辐射是产生激光的最重要的过程； D、受激辐射是产生激光的最重要的过程。 6、下面的四个选项中哪一个不属于光发送机的功能（ C ）。 A、电端机输出的电信号转换为光信号； B、用耦合技术注入光纤线路； C、从受到各种干扰的信号中恢复出原始数据 D、用电信号对光源进行调制。
3、光调制是用待发送的电信号控制光载波的某一参量，使之携
带发送信息的过程，也就是完成电/光转换的过程。 （√
5、激光器的发射心波长随温度的升高向长波长漂移。（ √ 6、受激吸收是半导体光检测器的基本工作原理。（ √ ） 7、光电二极管的线性饱和是指它有一定的功率检测范围，当 入射功率太强的时，光电流和光功率将不成正比，从而产生 非线性失真。（ √ ）
光发射机 功能，调制方式，组成（框图）； 光发射机对光源的要求； LD高速调制下的不良现象，造成的影响，形成的 原因；解决的措施； 调制电路；自动控制电路； 概念：电光延迟，弛张振荡，自脉动； 主要性能指标；
光接收机 功能，主要性能指标；组成（框图）及各部分的功能、 作用以及提高接收性能的要求； 光接收机的噪声来源与种类； 概念：量子噪声，暗电流，接收灵敏度，动态范围， 量子极限； 线路编码 必要性； 选择线路码型需要考虑的因素； 线路编码的种类（小类），编码原理，各自的优缺点；
7、在外来光子的激发下，高能级E2上的电子跃迁到低能级E1， 并发射出一个与外来光子完全相同的光子的过程称为（ C ）。 Ａ、 自发辐射 Ｃ、 受激辐射 Ｂ、 受激吸收 Ｄ、 非辐射复合。
8、光纤通信系统中常用的光源主要有：（ D ）
Ａ、光检测器、光放大器、激光器； Ｂ、PIN光电二极管、APD雪崩二极管； Ｃ、半导体激光器、光电检测器、发光二极管； Ｄ、半导体激光器LD、半导体发光二极管LED。
第四章 光端机——13%
第五章 数字光纤通信系统——20%
关于考试
各章分数分配
第六章 模拟光纤通信系统——5% 第七章 光纤通信系统总体设计——12% 第八章 光纤通信网——9%
第九章 光纤通信新技术——4%
复习大纲
光纤通信的概念和优缺点； 光纤通信系统的组成？及各部分的作用；
4、半导体激光器是一种（ PN结 ）构成的二极管结构。
5、受激辐射过程实质上是对外来入射光的（放大）过程 6、受激辐射产生的光子与感应光子是全同光子，不仅频率相同， 偏振方向 传播方向 而且（ ）、（ ）、（ ）都相同，故它们是 相位 相干的。 7、目前光通信光源：（ LD ）、（ LED ）。 8、半导体激光器的P-I特性是指它的 （ 输出功率P ）随 （ 注入电流I ）的变化关系。
关于考试
形式：闭卷 时长：120分钟 题型及分数分配
选择题（10小题，10分） 填空题（20小题，20分） 名词解释（5小题，20分） 简答（4小题，20分） 画图（1小题，5分） 计算（3小题，25分）
关于考试
各章分数分配
第一章 绪论——6% 第二章 光纤传输基本理论——19% 第三章 通信用光器件——12%
光发射机的两种调制方式；
光纤结构和类型： 光纤的结构； 光线在纤芯内有效限制的原理； 相对折射率差，代表的意义； 光纤的类型，各自特点； 光纤传输原理——几何光学方法 概念：数值孔径，子午光线，光纤的时间延迟，自聚 焦效应； 计算：光纤数值孔径和时间延迟的计算。 掌握数值孔径和时间延迟的概念，所描述的光纤特性； ——阶跃光纤，渐变光纤；
光发射机的功能：E/O转换；到光纤的光耦合。 光源的调制方式； 光源LD/LED: 瞬态特性引起的现象 电光延迟 弛张震荡 自脉动现象 ——产生的原因、造成的影响、解决的方法。 电流开关电路 温度形成的影响——APC、ATC 光接收机的功能：O/E转换；放大、整形、再生。 光接收机的主要性能指标：灵敏度、动态范围。 光接收机的组成：前端+线路传输+抽判。 线路编码：扰码，mBnB码，插入码。
7、半导体激光器的峰值波长随温度怎么变化？
8、对激光器进行强度调制会使发射谱线增宽，动态谱 线展宽的原因是什么？
第一章习题
1.1什么是光纤通信？简述光纤通信的发展历程？ 解：光纤通信是以光波作为传输信息的载波、以光纤作为 传输介质的一种通信方式。也就是说，光纤通信是将待传 送的语音、图像和数据等信号调制在光载波上，然后通过 光纤进行传输的一种通信方式。 光纤通信的发展粗略分为如下几个阶段（1）第一阶 段（1966-1976年），从基础研究到商业应用的开发时期。 在这个时期，实现了短波长（0.85μm）低速率（45140Mb/s）多模光纤通信系统，无中继传输距离约10km。 （2）第二阶段（1976-1986年），这是以提高传输速率和 增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。 在这个时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长 发展到长波长（1.31μm和1.55μm），实现了工作波长为 1.31μm、传输速率为140-565Mb/s的单模光纤通信系统， 无中继传输距离为10-50km。（3）第三阶段（1986-1996 年），这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新 技术研究的时期。在这个时期，实现了1.55μm色散移位单 模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达2.510Gb/s，无中继传输距离可达100-150km。（4）第四阶段 （1996年-至今），开展研究光纤通信新技术。采用光放 大器增加中继距离和采用波分复用增加传输容量。现在 10Gb/s、40Gb/s的系统也已商用化。
9-12题：（看图选择） 数字光发射机的各组成部分的方框图 如下，将字母对应的该组成部分名称填入9-12题填空内。