光纖名解、簡答

1、一名詞解釋1、 橫電磁波主（TEM波）：在傳播方向上沒有電場和磁場分量2、 橫電波（TE波）：在傳播方向上有磁場分量但無電場分量3、 橫磁波（TM波）：在傳播方向上有電量分量但無磁場分量4、 模式：即為能夠獨立存在的電磁場的結構形式5、 軸向相位常數(shù)：各模式沿波導軸向傳播的相位常數(shù)。6、 截止波長：導波處于截止臨界狀態(tài)時，所對應的波長即為該導波的截止波長7、 漸變型光纖：纖芯折射率n1隨著半徑加大而逐漸減小，而包層中折射率n2是均勻的，這種光纖稱為漸變型光纖8、 弱導波光纖：當n1與n2差別極小時，這種光纖稱為弱導波光纖9、 最佳折射指數(shù)分布：可以消除模式色散的n（r）分布，稱為最佳折射指數(shù)分

2、布10、 本地數(shù)值孔徑：漸變型光纖纖芯某點r處的光線的數(shù)值孔徑，稱為該點的本地數(shù)值孔徑，記作NA(r)11、 單模光纖：是在給定的工作波長上，只傳輸單一基模的光纖12、 色散：光脈沖在通過光纖傳播期間，其波形在時間上發(fā)生了展寬，這種現(xiàn)象就被稱為色散13、 粒子數(shù)反轉分布：高能級的粒子密度大于低能級的粒子密度，這是粒子數(shù)反常態(tài)的分布即是粒子數(shù)反轉分布14、 直接調(diào)制：直接在光源上進行調(diào)制，這是目前廣泛采用調(diào)制方式，直接調(diào)制半導體激光器的注入電流15、 自發(fā)輻射：處于高能級的電子在未受到外界激發(fā)的情況下，自發(fā)地躍遷到低能級的過程16、 響應時間：指半導體光電二極管產(chǎn)生的光電流隨入射光信號變化快慢的

3、狀態(tài)17、 暗電流：在無光的情況下，光電檢測器仍有電流輸出，這種電流稱為暗電流18、 mBnB碼：又稱分組碼，它是把輸入信碼流中每m比特碼分為一組，然后變換為n比特，且n>m19、 插入比特碼：這種碼型是將信碼流中每m比特劃為一組，然后在這一組的末尾一位之后插入1個比特碼20、 誤碼率：誤碼率BER=錯誤接收的碼元數(shù)/傳輸?shù)拇a元總數(shù)21、 抖動：數(shù)字信號的有效瞬間，與其理想時間位置的短時間偏離22、 網(wǎng)絡節(jié)點接口：傳輸設備和網(wǎng)絡節(jié)點間的接口23、 段開銷：STM幀結構中為了保證信息凈負荷正常靈活傳送所必須的附加字節(jié)，用于網(wǎng)絡運行、管理和維護24、 同向泵浦：輸入光信號與泵浦光源輸出的光波

4、，以同一方向注入摻鉺光纖25、 功率增益：功率增益10log（輸出光功率/輸入光功率）（dB）二、1、 光纖通信的主要優(yōu)點有哪些？(1) 傳輸頻帶寬，通信容量大(2) 傳輸損耗小(3) 抗電磁干擾能力強(4) 線徑細、重量輕(5) 資源豐富2、 薄膜波導中的最低工作模式是哪種，如何確定？薄膜波導中的最低工作模式是TE0模，因為在所有的導波模式中，TE0模的截止波長最長3、 按照纖芯剖面折射率分布不同，光纖可分為哪二種形式，解釋其含義？一般可分為階躍型光纖和漸變型光纖。階躍型光纖，纖芯折射率n1沿半徑方向保持一定，包層折射率n2沿半徑方向也保持一定，而且纖芯和包層的折射率在邊界處呈階梯型變化的光

5、纖。漸變型光纖，纖芯折射率n1隨著半徑加大而逐漸減小，而包層中折射率n2是均勻的，這種光纖稱為漸變型光纖。4、 按照纖芯中傳輸模式的多少來分，光纖可分為哪二種形式，解釋其含義？一般可分為單模光纖和多模光纖。單模光纖在給定的工作波長下，只能傳輸一種模式。多模光纖是在給定的工作波長下，能傳輸多種模式的介質波導。5、 按幾何光學射線理論，階躍光纖中的光射線主要有哪幾種，解釋其含義？主要有子午射線和斜射線。子午面上的光射線，在一個周期內(nèi)和該中心軸相交兩次，或為鋸齒形波前進。這種射線稱為子午射線，簡稱子午線。斜射線不在一個平面里，是不經(jīng)過光纖軸線的射線。6、 什么是導波的截止狀態(tài)？導波處于截止的臨界狀態(tài)

6、時，其傳輸常數(shù)等于什么？當k0n2時，輻射損耗將進一步增大，使光波能量不再有效地沿光纖軸向傳輸，這時，即認為出現(xiàn)了輻射模，導波處于截止狀態(tài)。傳輸常數(shù)k0n2是導波截止的臨界狀態(tài)。7、 什么是漸變型光纖的最佳折射指數(shù)分布，寫出平方律型折射指數(shù)分布光纖的折射指數(shù)表達式？光射線的軌跡將不再是直線而是曲線。如果選用合適的n（r）分布，就有可能使芯子中的不同射線，以同樣的軸向速度前進，從而可減少光纖中的模式色散?？梢韵Ｊ缴⒌膎（r）分布，稱為最佳折射指數(shù)分布。表達式為n（r）n（0）1-2（r/a）21/28、 什么是單模光纖的雙折射現(xiàn)象？理論上單模光纖中只傳輸一個基模，但實際上，在單模光纖中有兩

7、個模式，即橫向電場沿y方向極化和沿x方向極的兩個模式，它們的極化方向互相垂直，這兩種模式分別表示為LP0y1和LP0x1。在理想的軸對稱的光纖中，這兩個模式有相同的傳輸相位常數(shù)，它們是相互簡并的。但在實際光纖中，由于光纖形狀、折射率、應力等分布的不均勻，將使兩種模式的值不同，形成相位差，簡并受到破壞。這種現(xiàn)象叫做雙折射現(xiàn)象。9、 什么是光纖的色散，為什么說光纖的色散會限制系統(tǒng)的通信容量？光脈沖在通過光纖傳播期間，其波形在時間上發(fā)生了展寬，這種現(xiàn)象就被稱為色散。光纖的色散會使輸入脈沖在傳輸過程中展寬，產(chǎn)生碼間干擾，增加誤碼率，這樣就限制了通信容量。10、 光與物質相互作用時，存在哪三種不同的基本

8、過程？自發(fā)輻射、受激吸叫、受激輻射11、 什么是粒子數(shù)反轉分布狀態(tài)？高能級的粒子密度大于低能級的粒子密度，這是粒子數(shù)反常態(tài)的分布即是粒子數(shù)反轉分布12、 構成激光振蕩器必須具備的條件是什么？1、 必須有能夠產(chǎn)生激光的工作物質；2、 必須有能夠使工作物質處于粒子反轉分布狀態(tài)的激勵源；3、 必須有能夠完成頻率選擇及反饋作用的光學諧振腔。13、 什么是激光器的閾值條件，并寫出表達式？要使激光器產(chǎn)生自激振蕩，最低限度應要求激光器的增益剛好能抵消它的衰減。我們就將激光器能產(chǎn)生激光振蕩的最低限度稱為激光器的閾值條件。表達式為Gt=a=ai+(1/2l)ln(1/r1r2)14、 激光器的溫度變化對閾值電流

9、有什么影響？閾值電流隨溫度的升高而加大，而閾值電流越大，在同樣輸入信號情況下，輸出功率降低。15、 實現(xiàn)光源調(diào)制的主要方法能哪兩類，解釋其含義？光源調(diào)制方法有以下兩類：一類是直接調(diào)制，即直接在光源上進行調(diào)制，這是目前廣泛采用調(diào)制方式，直接調(diào)制半導體激光器的注入電流。另一類是間接調(diào)制，即不直接調(diào)制光源，而是在光源輸出的通路上外加調(diào)制器來對光波進行調(diào)制。16、 什么是光發(fā)射機消光比，一般要求指標是多少？消光比Ext=全“0”碼時的平均光功率P0/全“1”碼時的平均光功率P1，一般要求Ext<=10%17、 光電檢測器在光纖通信系統(tǒng)中的作用是什么？光接收機中將光信號轉換為電信號18、 什么是半

10、導體的光電效應？光照射在半導體的P-N結上，若光子能量足夠大，則半導體材料中價帶的電子吸叫光子的能量，從價帶越過禁帶到達導帶，在導帶中出現(xiàn)光電子，在價帶中出現(xiàn)光空穴，即光電子空穴對?？偲饋碛址Q光生載流子。光生載流子在外加負偏壓和內(nèi)建電場作用下，在外電路中出現(xiàn)光電流，從而在電阻R上有信號電壓輸出。這樣，就實現(xiàn)了輸出電壓即隨輸入光信號變化的光電轉換作用。19、 什么是雪崩光電二極管的雪崩倍增效應？雪崩光電二極管的雪崩倍增效應，是在二極管的PN結上加高反向電壓，在結區(qū)形成一個強電場，在高場區(qū)內(nèi)光生載流子被強電場加速，獲得高的動能，與晶格的原子發(fā)生碰撞，使價帶的電子得到能量，越過禁帶到導帶，產(chǎn)生了新的

11、電子空穴對，新產(chǎn)生的電子空穴對在強電場中又被加速，再次碰撞，又激發(fā)出新的電子空穴對.如此循環(huán)下去，像雪崩一樣地發(fā)展，從而使光電流在管子內(nèi)部即獲得了倍增。20、 光接收機中主放大器的作用是什么？作用有兩方面：1、將前置放大器輸出的信號放大到判決電路所需要的信號電平2、它還是一個增益可調(diào)節(jié)的放大器21、 光接收機中均衡器的主要作用是什么？使經(jīng)過均衡器以后的波形成為有利于判決的波形。例如后面附錄將討論的升余弦頻譜脈沖。說得具體一點就是，經(jīng)過均衡以后的波形，在本碼判決時刻，波的瞬時值應為最大值；而這個本碼波形的拖尾在鄰碼判決時刻的瞬時值應為零。這樣，即使經(jīng)過均衡以后的輸出波形仍有拖尾，但是這個拖尾在鄰

12、碼判決的這個關鍵時刻為零，從而不干擾對鄰碼的判決。22、 光接收機中的輔助電路主要包括哪幾部分？1、鉗位電路2、溫度補償電路3、告警電路23、 光接收機噪聲的主要來源是什么？主要包括兩大類，一類為光電檢測器引入的噪聲，其包括1、量子噪聲2、光電檢測器的暗電流噪聲3、雪崩管倍增噪聲。另一類為光接收的電路噪聲。24、 什么是量子噪聲，能否避免？由于光波的傳播是由大量光量子（光子）傳播來進行的。這樣大量的光量子其相位都是隨機的。因此，光電檢測器在某個時刻實際接收到的光子數(shù)，是在一個統(tǒng)計平均值附近浮動，因而產(chǎn)生了噪聲。從噪聲產(chǎn)生的過程看出，這種噪聲是頑固地依附在信號上的，用增加發(fā)射光功率，或采用低噪聲

13、放大器都不能減少它的影響。不可避免25、 什么是光纖通信系統(tǒng)中的監(jiān)控系統(tǒng)，主要監(jiān)測的內(nèi)容是什么？監(jiān)視控制系統(tǒng)簡稱監(jiān)控系統(tǒng)。主要監(jiān)測的內(nèi)容包括：1、在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中誤碼率是否滿足指標要求2、各個光中繼器是否有故障3、接收光功率是否滿足指標要求4、電源的壽命5、電源是否有故障6、環(huán)境的溫度、濕度是否在要求的范圍內(nèi)。26、 光定向耦合器在光纖通信系統(tǒng)中的主要作用是什么？在光纖通信系統(tǒng)中光纖測試中，經(jīng)常要遇到需要從光纖的主傳輸信道中取出一部分光，作為監(jiān)測、控制等使用，也有時需要把兩個不同方向來的光信號合起來送入一根光纖中傳輸，在上述情況下，都需要定向耦合器來完成。27、 光隔離器在光纖通信系統(tǒng)中的

14、主要作用是什么？對它的要求是什么？保證光信號只能正向傳輸?shù)钠骷?，避免線路中由于各種因素而產(chǎn)生的反射光再次進入激光器，而影響了激光器的工作穩(wěn)定性。對它的主要要求是：插入損耗低、隔離性能好。28、 光纖通信系統(tǒng)中監(jiān)控信號可以采用頻分復用方式，為什么？從對數(shù)字信號的頻域分析來看，光纖通信中的主信號（高速數(shù)字信號）功率譜密度是處在高頻段位置上，其低頻分量很小，幾乎為零，而監(jiān)控信號（低速數(shù)字信號）的功率譜密度，則處在低頻段位置。兩種信號同時在光纖中傳輸，但傳輸速率不同。稱為頻分復用傳輸方式。29、 什么是數(shù)字信號的抖動，抖動的程度用什么來表示？數(shù)字信號的有效瞬間，與其理想時間位置的短時間偏離稱為抖動。抖

15、動程度原則上可以用時間、相位、數(shù)字周期來表示?，F(xiàn)在多數(shù)情況是用數(shù)字周期來表示。30、 什么是UI，一個UI表示的含義是什么？一個碼元的時隙為一個單位的間隔，用符號UI來表示。一個UI就是一個比特傳輸信息所占的時間。31、 產(chǎn)生抖動的原因主要有哪些？原因有以下幾種：1、由于噪聲引起的抖動2、時鐘恢復電路產(chǎn)生的抖動3、其他原因引起的抖動。32、 什么是最大中繼距離，它主要受哪些因素的影響，為什么？最大中繼距離是指在光發(fā)射機和光接收機之間，不設中繼器時的最大距離。主要受四個因素影響：1、發(fā)射機耦合入光纖的功率PT。從物理概念上容易理解，在其他條件不變的情況下，光功率越大，傳輸距離越長。2、光接收機靈

16、敏度Pmin。由于光接收機靈敏度的定義，是在滿足系統(tǒng)誤碼率指標要求下的最低接收光功率。顯然，在其他條件下不變的情況下，接收機靈敏度越高，傳輸距離越長。3、光纖的每公里衰減系數(shù)a。若光纖的每公里損耗a越大，則光源損失在光纖上的功率越大，顯然，光能在光纖中傳輸?shù)木嚯x越短。4、光纖的色散。若光纖的色散大，則經(jīng)過相同距離的傳輸出現(xiàn)的波形失真越嚴重；傳輸距離長，波形失真更加嚴重。在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，波形失真將引起碼間干擾，使光接收機靈敏度降低。33、 寫出光纖損耗限制系統(tǒng)最大中繼距離的計算公式，說明式中各符號的含義？PT（Pmin+L*a+L*ai+(68)）dB，式中PT為發(fā)射入纖光功率；光接收機靈

17、敏度Pmin；光纖每公里損耗a；每公里平均接頭損耗ai。34、 SDH的基本特點？1、SDH網(wǎng)是由一系列SDH網(wǎng)絡單元（NE）組成。2、具有全世界統(tǒng)一的接口標準。3、有一套標準化的信息結構等級，稱為同步傳輸模塊STMN4、幀結構是塊狀的，其中安排了豐富的管理比特，可在全程范圍內(nèi)實現(xiàn)管理和操作。5、SDH網(wǎng)可以兼容現(xiàn)在PDH中的兩種（北美和歐洲）碼速率進入SDH幀結構中。6、由于SDH網(wǎng)中采用同步復用方式和復用塊結構，因此，在幀結構中各種不同等級的碼流是有規(guī)律排列的，而且與網(wǎng)絡是同步的。35、 根據(jù)ITUT的建議，不同等級STMN的碼速率是多少？根據(jù)ITUT的建議，它們的碼速率分別為：STM-1

18、：155.520Mbit/sSTM-4：622.080Mbit/sSTM-16：2488.320Mbit/sSTM-64：9953.280Mbit/s36、 解釋SDH幀結構中信息凈負荷區(qū)域、段開銷區(qū)域、管理單元指針區(qū)域的主要作用是什么？信息凈負荷區(qū)域是指在幀結構中存放等待傳輸?shù)母鞣N業(yè)務信息的地方。段開銷區(qū)域，在SDH幀結構中，段開銷又分為再生段開銷和復用段開銷。所謂開銷是指在網(wǎng)絡節(jié)點的信息碼流中扣除信息凈負荷后的字節(jié)，用作網(wǎng)絡的運行、維護和管理。管理單元指針區(qū)域，它是處在幀結構左側1-9N列第4行的區(qū)域中，AUPTR是由一組碼來構成。這組碼所對應的值與信息在信息負荷區(qū)域中的位置相對應，使得接收端能準確地從信息凈負荷區(qū)中分離出信息凈負荷來。AUPTR還可用于頻率調(diào)整，以便實現(xiàn)網(wǎng)絡各支路同步工作。37、 EDFA在光纖通信系統(tǒng)中的主要作用是什么？延長中繼距離，當它與波分復用技術、光孤子技術相結合時，可實現(xiàn)超大容量、超長距離的傳輸。38、 EDFA在光纖通信系統(tǒng)中的應用形式主要有哪些？1、作前置放大器使用2、作功率放大器使用3、作光中繼器使用。39、 EDFA的主要優(yōu)點是什么？1、工作波長處在1.53m1.56m范圍，與光纖最小損耗窗口一致。2、對摻鉺光纖進行激勵的泵浦功率低，僅需幾