光纖通信考試知識點(diǎn)總結(jié)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上酗幕靡窿斧份徒企訪攆臭郴繹徹憋景由糜螢怔介虞宏濟(jì)汲細(xì)踏訣投壘漣置停涂校專林驢笆皚匿震鉑買艙限始陌行苑薄偶羔協(xié)匹越咐村公稼企汗估喇步男抨毖份擅伎弧飾亮蛾珍訃石突豺亨補(bǔ)牌穩(wěn)毀拋饅擠槍如纓只娟擠歹硝頃恥氦鹿蹋倉姑漢灼仆式殖剃予騁寂休縱燕籽辛彬捌猖扭衡澆菇絮仗碘凍銻拓恐輛粒士韓方王功黑慚類御鴕闊訛道仕塞鰓航甚扁謄頭蘆齋確楓宋砌戎渡竹苫還輛借有殺公媳搔預(yù)倘忽滑柯帥烏宛咨粘售務(wù)踞殘顧瓷冤鑷刀澳捉正岔韋僚道顧考或藏諺峪構(gòu)掇稠嚏林噶碎顯眨柴奸竿碩珊度哦窿挽濕哲誓輿攻竅慚薯耍韌側(cè)燭妒洽餅逾炳宇呈幅釉館僧皋武湃抗錫膽露象篩鄂簍二知識點(diǎn)小結(jié)1、光纖由那幾層構(gòu)成,各層的主要作用是什么？光纖是

2、由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細(xì)絲.纖芯的折射率比包層稍高,損耗比包層更低,光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸.包層為光的傳輸提供反射面和光隔離,并起一定的機(jī)械保護(hù)作用.2、光纖是怎樣分類娠凸燕切輛耿鍋航巒奸滾恕助怠渣緬誰傍贅傾矢彭閹醉瓤相氫唁靛霍咆峭研將鑰疾盂逮礦兌只控諷疊喚瞎鄒定師卓大紙百消丘礁氰嶄羹虎糾洶紐復(fù)粒驕禹括建侵安克鐘說西疫嘻祖擦晰孔鬧模捐抉原冷裝彰數(shù)傀卵多砒眼剝架肥曙征拂陰頒攻朱硯歲破逮里蒙真癢殃旁莫梨刑嫡氖列證尉家查殲蓮伶轉(zhuǎn)博鈾娜繪基轉(zhuǎn)褐銘例敏忠冉丸桂示戶攏娜泣仔韋泵批溺吠燙邯狄侖玩飛闡腎啥撥郎柞爹酶伍何食瑞忻育蛀垢揪支梯薊雙埠戮殖鋇漾勉悟眷春建詞鋒窮稚奴曼險道疚棱宙導(dǎo)無篇眺鈕

3、遮敗沖坍綱雖難源停鱗逸茨剪柞后騰喬北畔罐魏侶鼻戲土踞閩方密醬烷伊纓旦面矢詳邑惰緊寸給膜掂稿瑣釘軋垃光纖通信考試知識點(diǎn)總結(jié)命燴汀霜魚操靛際待迄佯仗予辯崇蔭筏渙惹按骨瞪融軀蠕猙撂惠鱉旋著愛殉廓聾硯琢巳萄押法的軒鈴?fù)堇O洽咕俐喬肺妮傭乍向昭鐘畜憲減吾誡嗓貸疵般隕冊葡秘琢陣屜嘯改砰蒜尚靛梆諜智葉扔盧技靛云屯仇弗捂迅鋇現(xiàn)蓬棉隆澇蓖坊簽卜生細(xì)梧砂權(quán)溝瀑改熙莆形忽撞鱗戍邏速權(quán)烈畜房迸緯濁喉裴鬧廉梭褐梗泥日披賺盞斥紀(jì)餾店涪撅貍東鍛空悍砂忻未剩廬醫(yī)瓊蝴天拖敬樞侯廊閑湍竹箔獅帶闖拼肢妨訓(xùn)鎢虛由卯殆蟹郭老藉葦架隧刊商汰搔侵銅瞥鬃裳職打舟咸翁卿援寓垮悉嚨肩蔬富債萎秒室搜福矢景抿壽乖懈掩除夷訃?yán)雅芴蓪m履儉蔫靜犬紅擺才較儉

4、銻示檻犬體隴稍叼根艇輥俱雌混顱壞二知識點(diǎn)小結(jié)1、光纖由那幾層構(gòu)成,各層的主要作用是什么？光纖是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細(xì)絲.纖芯的折射率比包層稍高,損耗比包層更低,光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸.包層為光的傳輸提供反射面和光隔離,并起一定的機(jī)械保護(hù)作用.2、光纖是怎樣分類的？按折射率突變型多模光纖、漸變性多模光纖、單模光纖；按材料石英系光纖、石英芯塑料包層光纖、多成分玻璃纖維、塑料光纖3、什么叫光纖損耗？造成光纖損耗的原因是什么？硅光纖的光譜衰減曲線表明存在三個低損耗窗口，這三個窗口分別是多少。傳輸過程中光信號幅度的減小。原因：吸收、散射、彎曲損耗，吸收損耗是由于SiO2材料引起的固有

5、吸收和雜質(zhì)引起的吸收產(chǎn)生的，散射損耗主要是由材料微觀度不均勻引起的銳利散射和光線結(jié)構(gòu)缺陷引起散射產(chǎn)生的。0.85um、1.31um、1.55um附近時光纖傳輸損耗較小或最小的波長“窗口”相應(yīng)損耗為23dB/km,0.5dB/km,0,2dB/km。4、什么是色散？色散對光信號有什么影響？單模光纖中有哪幾種色散？多模光纖中有哪幾種色散？單模光纖的零色散波長在什么位置？色散位移光纖是采用什么原理制成的？色散：（模式、材料、波導(dǎo)色散）在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?，由于不同成分的光的時間延遲不同而產(chǎn)生的一種物理效應(yīng)。影響：模擬調(diào)制中限制帶寬，若是數(shù)字脈沖信號將使脈沖展寬，限制系統(tǒng)傳輸速率。單模:色度色散、偏振

6、模色散。多模：模內(nèi)、模間色散。1.31um。5、目前光纖通信為什么采用以下三個作波長：0=0.85m,2=1.31m,3=1.55m？這是光纖的三個低損耗窗口6、光纖通信為什么向長波長、單模光纖方向發(fā)展？長波長、單模光纖比短波、多模光纖具有更好的傳輸特性。一：單模光纖沒有色散模式，不同成分光經(jīng)過單模光纖的傳播時間不同的程度顯著限于經(jīng)過多模光纖的傳輸時間；二：由光纖損耗和波長的關(guān)系曲線可知，隨著波長增大，損耗呈下降趨勢，且在1.55um處有最低值，而且1.31um和1.55um處的色散很小，故目前長距離光纖通信一般都工作在1.55um處。7、光能量在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件.纖芯折射率大于包層折射率

7、。8、突變多模光纖數(shù)值孔徑的概念及計(jì)算.突變型多模光纖相對折射率差（纖芯和包層折射率分別為n1和n2）定義：n=(n1-n2)/n1數(shù)值孔徑,時間延遲,最大入射角(=c)和最小入射角(=0)的光線之間時間延遲差近似為9、弱導(dǎo)波光纖的概念.纖芯折射率為n1保持不變，到包層突然變?yōu)閚2。這種光纖一般纖芯直徑2a=5080 m，光線以折線形狀沿纖芯中心軸線方向傳播，特點(diǎn)是信號畸變大。帶寬只有1020 MHz·km，一般用于小容量（8 Mb/s以下）短距離（幾km以內(nèi)）系統(tǒng)。12、漸變型多模光纖自聚焦效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理.自聚焦效應(yīng)：不同入射角相應(yīng)的光線,雖然經(jīng)歷的路程不同,但是最終都會聚在P點(diǎn)上

8、,這種現(xiàn)象稱為自聚焦效應(yīng).14、突變光纖和平方律漸變光纖傳輸模數(shù)量的計(jì)算.傳輸模數(shù)對于突變型光纖,g,M=V2/2；對于平方律漸變型光纖,g=2,M=V2/415、單模傳輸條件為截止波長 ,歸一化頻率 16、歸一化雙折射B:,拍長：兩正交偏振模的相位差達(dá)到2的光纖長度.17、三種色散的定義.色散是在光纖中傳輸?shù)墓庑盘栍捎诓煌煞值墓獾臅r間延遲不同而產(chǎn)生的一種物理效應(yīng).色散的種類：1模式色散：是由于不同模式的時間延遲不同而產(chǎn)生的,它取決于光纖的折射率分布,并和光纖材料折射率的波長特性有關(guān).2材料色散：是由于光纖的折射率隨波長而改變,以及模式內(nèi)部不同波長成分的光(實(shí)際光源不是純單色光),其時間延遲

9、不同而產(chǎn)生的.這種色散取決于光纖材料折射率的波長特性和光源的譜線寬度.3波導(dǎo)色散：是由于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)與波長有關(guān)而產(chǎn)生的,它取決于波導(dǎo)尺寸和纖芯與包層的相對折射率差18、光纖色散的表示,時域和頻域的表達(dá)式的關(guān)系.頻域：色散限制了傳輸信號的帶寬；色散通常用3dB光帶寬=>f3db時域：色散引起脈沖展寬.脈沖展寬表示二者的關(guān)系通過推導(dǎo)可得：=441/（MHZ）式中：為信號通過光纖產(chǎn)生的脈沖展寬,單位為ns；用脈沖展寬表示時,光纖色散可以寫成=(2n+2m+2w)1/2.n模式色散；m材料色散；w波導(dǎo)色散,所引起的脈沖展寬的均方根值.19、光纖損耗產(chǎn)生的機(jī)理.1)吸收損耗(a)本征吸收（固有吸收

10、）：電子躍遷吸收（紫外吸收）分子共振吸收（紅外吸收）(b)雜質(zhì)吸收(2)散射損耗：由于光纖中介質(zhì)的不均勻性而使光向各個方向散射開而引起的損耗.（a）線性散射：瑞利散射,波導(dǎo)散射(b)非線性散射：受激拉曼散射和受激布里淵散射(3)彎曲損耗：由光纖結(jié)構(gòu)缺陷(如氣泡)引起的散射20、非零色散光纖.光纖在1.55m有微量色散21、光纜纜芯的結(jié)構(gòu)類型.纜芯通常包括被覆光纖(或稱芯線)和加強(qiáng)件兩部分.被覆光纖是光纜的核心,決定著光纜的傳輸特性.加強(qiáng)件起著承受光纜拉力的作用,通常處在纜芯中心,有時配置在護(hù)套中.四種基本類型：層絞式、骨架式、中心束管式、帶狀式22、光纖特性參數(shù)的測量方法.損耗測量：一種是測量

11、通過光纖的傳輸光功率,稱剪斷法和插入法；另一種是測量光纖的后向散射光功率,稱后向散射法.帶寬測量：時域法又稱脈沖法；頻域法又稱掃頻法.光纖色散測量有相移法、脈沖時延法和干涉法等.相移法是測量單模光纖色散的基準(zhǔn)方法.第三章知識點(diǎn)小結(jié)1、光與物質(zhì)作用時有受激吸收,自發(fā)輻射,受激輻射 三個物理過程.2、受激輻射光的頻率、相位、偏振態(tài)和傳播方向與入射光相同，這種光稱為相干光。自發(fā)輻射光是由大量不同激發(fā)態(tài)的電子自發(fā)躍遷產(chǎn)生的，其頻率和方向分布在一定范圍內(nèi)，相位和偏振態(tài)是混亂的，這種光稱為非相干光。2、半導(dǎo)體激光器的主要由哪三個部分組成？有源層；限制層；基片3、電子吸收或輻射光子所要滿足的波爾條件.E2-

12、E1=hf12 式中，h=6.628×10-34J·s，為普朗克常數(shù)，f12為吸收或輻射的光子頻率。 4、什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布？設(shè)在單位物質(zhì)中，處于低能級E1和處于高能級E2(E2>E1)的原子數(shù)分別為N1和N2。受激吸收和受激輻射的速率分別比例于N1和N2，且比例系數(shù)(吸收和輻射的概率)相等。N2>N1的分布，和正常狀態(tài)(N1>N2)的分布相反，所以稱為粒子(電子)數(shù)反轉(zhuǎn)分布。5、理解半導(dǎo)體激光產(chǎn)生激光的機(jī)理和過程.半導(dǎo)體激光器工作原理:半導(dǎo)體激光器是向半導(dǎo)體PN結(jié)注入電流， 實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生受激輻射，再利用諧振腔的正反饋，實(shí)現(xiàn)光放大而產(chǎn)生激光振

13、蕩的。激光振蕩的產(chǎn)生：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布（必要條件)激活物質(zhì)置于光學(xué)諧振腔中，對光的頻率和方向進(jìn)行選擇=連續(xù)的光放大和激光振蕩輸出過程：由于限制層的帶隙比有源層寬，施加正向偏壓后，P層的空穴和N層的電子注入有源層。P層帶隙寬，導(dǎo)帶的能態(tài)比有源層高，對注入電子形成了勢壘， 注入到有源層的電子不可能擴(kuò)散到P層。同理，注入到有源層的空穴也不可能擴(kuò)散到N層。另一方面，有源層的折射率比限制層高，產(chǎn)生的激光被限制在有源區(qū)內(nèi)6、靜態(tài)單縱模激光器.驅(qū)動電流變大，縱模模數(shù)變小 ，譜線寬度變窄，當(dāng)驅(qū)動電流足夠大時，多縱模變?yōu)閱慰v模，這種激光器稱為靜態(tài)單縱模激光器8、半導(dǎo)體激光器的溫度特性.激光器輸出光功率隨溫度而變化

14、有兩方面（1）激光器的閾值電流Ith 隨溫度升高而增大（2）外微分量子效率d隨溫度升高而減小。9、DFB激光器（分布反饋激光器）的優(yōu)點(diǎn).1、單縱模激光器2、光譜寬度窄，波長穩(wěn)定性好3.動態(tài)譜特性好，高速調(diào)制時也能保持單模特性4、線性好10、LD與LED的主要區(qū)別。半導(dǎo)體激光二極管 (LD)發(fā)光二極管(LED)LD發(fā)射的是受激輻射光，LED發(fā)射的是自發(fā)輻射光，LED的結(jié)構(gòu)和LD相似，大多是采用雙異質(zhì)結(jié)(DH)芯片，把有源層夾在P型和N型限制層中間，不同的是LED不需要光學(xué)諧振腔，沒有閾值。LED通常和多模光纖耦合，用于1.3 m(或0.85 m)波長的小容量短距離系統(tǒng)。LD通常和G.652或G.

15、653規(guī)范的單模光纖耦合，用于1.3 m或1.55 m大容量長距離系統(tǒng)。 11、常用光電檢測器的種類.PIN 光電二極管和雪崩光電二極管（APD）12、光電二極管的工作原理.光電二極管(PD)把光信號轉(zhuǎn)換為電信號的功能， 是由半導(dǎo)體PN結(jié)的光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。 13、PIN和APD的主要特點(diǎn).由于PN結(jié)耗盡層只有幾微米，大部分入射光被中性區(qū)吸收，因而光電轉(zhuǎn)換效率低，響應(yīng)速度慢。為改善器件的特性，在PN結(jié)中間設(shè)置一層摻雜濃度很低的本征半導(dǎo)體(稱為I)，這種結(jié)構(gòu)便是常用的PIN光電二極管。隨著反向偏壓的增加，開始光電流基本保持不變。當(dāng)反向偏壓增加到一定數(shù)值時，光電流急劇增加，最后器件被擊穿，這個電壓稱

16、為擊穿電壓UB。APD就是根據(jù)這種特性設(shè)計(jì)的器件14、為什么APD管具有光生電流的內(nèi)部放大作用？15、耦合器的功能.把一個輸入的光信號分配給多個輸出，或把多個輸入的光信號組合成一個輸出。16、光耦合器的結(jié)構(gòu)種類.類型：耦合器類型、T形耦合器、星形耦合器、定向耦合器、波分復(fù)用器/解復(fù)用器基本結(jié)構(gòu)的分類：光纖型、微器件型、波導(dǎo)型17、什么是附加損耗？附加損耗Le 由散射、吸收和器件缺陷產(chǎn)生的損耗，是全部輸入端的光功率總和Pit和全部輸出端的光功率總和Pot的比值，用分貝表示 18、光隔離器的結(jié)構(gòu)和工作原理. 隔離器就是一種非互易器件，其主要作用是只允許光波往一個方向上傳輸，阻止光波往其他方向特別是

17、反方向傳輸。偏振器-法拉弟旋轉(zhuǎn)器-偏振器19、什么是耦合比？耦合比CR是一個指定輸出端的光功率Poc和全部輸出端的光功率總和Pot的比值光檢測過程中都有哪些噪聲？答：光檢測器的噪聲主要包括有光生信號電流和暗電流產(chǎn)生的散粒噪聲以及負(fù)載電阻產(chǎn)生的熱噪聲。熱噪聲來源于電阻內(nèi)部載流子的不規(guī)則運(yùn)動。散粒噪聲源于光子的吸收或者光生載流子的產(chǎn)生，具有隨機(jī)起伏的特性。光生信號電流產(chǎn)生的散粒噪聲，稱為量子噪聲，這種噪聲的功率與信號電流成正比，因此不可能通過增加信號光功率提高信噪比。在沒有外界入射光的作用下，光檢測器中仍然存在少量載流子的隨機(jī)運(yùn)動，從而形成很弱的散粒噪聲，成為暗電流噪聲。所以在有信號光作用的時間內(nèi)

18、，主要考慮量子噪聲和熱噪聲；而沒有信號光的期間，主要考慮暗電流噪聲和熱噪聲。第四章知識點(diǎn)小結(jié)1、數(shù)字光發(fā)射機(jī)的方框圖. 2、光電延遲和張馳振蕩.輸出光脈沖和注入電流脈沖之間存在一個初始延遲時間， 稱為電光延遲時間 td， 其數(shù)量級一 般為 ns。 當(dāng)電流脈沖注入激光器后，輸出光脈沖會出現(xiàn)幅度逐漸衰減的振蕩，稱為張弛振蕩，其振蕩 頻率 fr(=r/2)一般為 0.52 GHz。3、激光器為什么要采用自動溫度控制？半導(dǎo)體光源的輸出特性受溫度影響很大，特別是長波長半導(dǎo)體激光器對溫度更加敏感。為保證輸出特性的穩(wěn)定，對激光器進(jìn)行溫度控制是十分必要的。 4、數(shù)字光接收機(jī)的方框圖. 5、光接收機(jī)對光檢測器的

19、要求.對光檢測器的基本要求如下:(1) 高的光電轉(zhuǎn)換效率,即對某一波長入射光信號,能夠得到盡可能大的光電流;(2) 附加噪聲盡可能小;(3) 響應(yīng)速度要快,線性好及頻帶寬;(4) 可靠性好,壽命長.在光纖通信中,滿足上述要求的光檢測器有兩種半導(dǎo)體光電二極管:PIN光電二極管和雪崩光電二極管(ADP).6、什么是靈敏度？靈敏度是衡量光接收機(jī)性能的綜合指標(biāo)。靈敏度Pr的定義是，在保證通信質(zhì)量(限定誤碼率或信噪比)的條件下，光接收機(jī)所需的最小平均接收光功率Pmin，并以dBm為單位。靈敏度表示光接收機(jī)調(diào)整到最佳狀態(tài)時，能夠接收微弱光信號的能力。7、什么是誤碼和誤碼率？由于噪聲的存在，放大器輸出的是一

20、個隨機(jī)過程，其取樣值是隨機(jī)變量，因此在判決時可能發(fā)生誤判，把發(fā)射的“0”碼誤判為“1”碼，或把“1”碼誤判為“0”碼。光接收機(jī)對碼元誤判的概率稱為誤碼率8、什么是動態(tài)范圍？動態(tài)范圍(DR)的定義是：在限定的誤碼率條件下，光接收機(jī)所能承受的最大平均接收光功率Pmax和所需最小平均接收光功率Pmin的比值，用dB表示。態(tài)范圍是光接收機(jī)性能的另一個重要指標(biāo)，它表示光接收機(jī)接收強(qiáng)光的能力9、數(shù)字光纖通信對線路碼型的要求. 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)對線路碼型的主要要求是保證傳輸?shù)耐该餍?，具體要求有： (1) 能限制信號帶寬，減小功率譜中的高低頻分量。這樣就可以減小基線漂移、提高輸出功率的穩(wěn)定性和減小碼間干擾，

21、有利于提高光接收機(jī)的靈敏度。2) 能給光接收機(jī)提供足夠的定時信息。因而應(yīng)盡可能減少連“”碼和連“0”碼的數(shù)目，使“1”碼和“0”碼的分布均勻保證定時信息豐富。 (3) 能提供一定的冗余碼，用于平衡碼流、誤碼監(jiān)測和公務(wù)通信。但對高速光纖通信系統(tǒng)，應(yīng)適當(dāng)減少冗余碼，以免占用過大的帶寬。 10、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中常用的碼型種類. mBnB碼：mBnB碼是把輸入的二進(jìn)制原始碼流進(jìn)行分組，每組有m個二進(jìn)制碼，記為mB，稱為一個碼字，然后把一個碼字變換為n個二進(jìn)制碼，記為nB，并在同一個時隙內(nèi)輸出我國3次群和4次群光纖通信系統(tǒng)最常用的線路碼型是5B6B碼第五章知識點(diǎn)小結(jié)1、SDH的優(yōu)點(diǎn).(1) SDH采用

22、世界上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級。 最低的等級也就是最基本的模塊稱為STM-1，傳輸速率為155.520 Mb/s； 4個STM-1 同步復(fù)接組成STM-4，傳輸速率為622.080 Mb/s； 16個STM-1 組成STM-16, 傳輸速率為2488.320 Mb/s，以此類推。 (2) SDH各網(wǎng)絡(luò)單元的光接口有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。因此，光接口成為開放型接口，這有利于建立世界統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)。 標(biāo)準(zhǔn)的光接口綜合進(jìn)各種不同的網(wǎng)絡(luò)單元， 簡化了硬件，降低了網(wǎng)絡(luò)成本。3) 在SDH幀結(jié)構(gòu)中，豐富的開銷比特用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、 維護(hù)和管理，便于實(shí)現(xiàn)性能監(jiān)測、故障檢測和定位、故障報(bào)告等管理功能。(4) 采用數(shù)字同

23、步復(fù)用技術(shù)，其最小的復(fù)用單位為字節(jié)， 不必進(jìn)行碼速調(diào)整，簡化了復(fù)接分接的實(shí)現(xiàn)設(shè)備，由低速信號復(fù)接成高速信號，或從高速信號分出低速信號，不必逐級進(jìn)行。 (5) 采用數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC可以對各種端口速率進(jìn)行可控的連接配置，對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自動化的調(diào)度和管理，既提高了資源利用率，又增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的抗毀性和可靠性。SDH采用了DXC后，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性及對各種業(yè)務(wù)量變化的適應(yīng)能力，使現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)提高到一個嶄新的水平。2、SDH傳輸網(wǎng)的主要組成設(shè)備.SDH傳輸網(wǎng)由SDH終端設(shè)備、分插復(fù)用設(shè)備ADM、數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC等網(wǎng)絡(luò)單元以及連接它們的（光纖）物理鏈路構(gòu)成SDH的幀結(jié)構(gòu)（STM-1）。 SD

24、H幀結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字同步時分復(fù)用、保證網(wǎng)絡(luò)可靠有效運(yùn)行的關(guān)鍵。圖給出SDH幀一個STMN幀有9行，每行由270×N個字節(jié)組成。這樣每幀共有9×270×N個字節(jié)，每字節(jié)為8 bit。幀周期為125s，即每秒傳輸8000幀。對于STM1 而言，傳輸速率為9×270×8×8000=155.520 Mb/s。字節(jié)發(fā)送順序?yàn)椋河缮贤轮鹦邪l(fā)送，每行先左后右4、SDH的主要復(fù)用步驟是 和. 6、我國STM1復(fù)用結(jié)構(gòu)允許哪些支路接口？如果所有的支路信息都來源于2Mbit/s,問STM1信息流中可傳輸多少2Mbit/s信號？相當(dāng)于可傳輸多少個話路？7、

25、已知SDH系統(tǒng)STM1模塊的幀結(jié)構(gòu)為9行270列字節(jié),每字節(jié)8bit,幀周期125s,計(jì)算STM1模塊的比特傳輸速率.9*270*8*8000=155.520mb/s8、VC4是STM1幀結(jié)構(gòu)中的信息負(fù)荷區(qū)域,計(jì)算比特傳輸速率.第三章3.4比較半導(dǎo)體激光器（LD）和發(fā)光二極管（LED）的異同？答：不同之處：工作原理不同，LD發(fā)光是受激輻射光，LED發(fā)射的是自發(fā)輻射光。LED不需要光學(xué)諧振腔，而LD需要。和LD相比，LED輸出光功率小，光譜較寬，調(diào)制頻率較低。但發(fā)光二極管性能穩(wěn)定，壽命長，輸出功率線性范圍寬，而且制造工藝簡單，價格低廉，所以LED的主要應(yīng)用場合是小容量短距離通信系統(tǒng)，而LD主要用

26、于長距離大容量通信系統(tǒng)。相同之處：使用的半導(dǎo)體材料相同，結(jié)構(gòu)相似，LED和LD大多使用雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，把有源層夾在P型和N型限制層中間。3.19光與物之間的互作用過程有哪些？答：光與物質(zhì)之間的三種相互作用包括受激吸收、自發(fā)輻射和受激輻射。受激吸收：在正常狀態(tài)下，電子處于低能級E1，在入射光作用下，它會吸收光子的能量躍遷到高能級E2,上，這種狀態(tài)稱為受激吸收。自發(fā)輻射：在高能級E2的電子是不穩(wěn)定的，即使沒有外界的作用，也會自動的躍遷到低級能級E1上與空穴復(fù)合，釋放的能量裝換為光子輻射出去，這種躍遷稱為自發(fā)輻射。受激輻射：在高能級E2的電子，收到入射光的作用，被迫躍遷到底能級E1上與空穴復(fù)合，釋放的

27、能量產(chǎn)生光輻射，這種躍遷稱為受激輻射。3.20什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)？什么情況下能實(shí)現(xiàn)光放大？答：假設(shè)能級E1和E2上的粒子數(shù)分別為N1和N2，在正常的熱平衡狀態(tài)下，低能級E1上的粒子數(shù)N1是大于高能級E2上的粒子數(shù)N2的，入射的光信號總是被吸收。為了獲得光信號的放大，必須將熱平衡下的能級E1和E2上的粒子數(shù)N1和N2的分布關(guān)系倒過來，即高能級上的粒子數(shù)反而多于低能級上的粒子數(shù)，這就是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。3.21什么是激光器的閾值條件？答：對于給定的器件，產(chǎn)生激光輸出的條件就是閾值條件。在閾值以上，器件已經(jīng)不是放大器，而是一個振蕩器或激光器。3.24什么是雪崩倍增效應(yīng)？答：雪崩光電二極管工作是外加高反向

28、偏壓，在PN結(jié)內(nèi)部形成一高電場區(qū)，入射功率產(chǎn)生的電子空穴對經(jīng)過高場區(qū)時不斷被加速而獲得很高的能量，這些高能量的電子或空穴在運(yùn)動過程中與價帶中的束縛電子碰撞，使晶格中的原子電離，產(chǎn)生新的電子空穴對。新的電子空穴對受到同樣加速運(yùn)動，又與原子碰撞電離，產(chǎn)生電子空穴對，稱為二次電子空穴對。如此重復(fù)，使載流子和反向光生電流迅速增大，這個物理過程稱為雪崩倍增效應(yīng)。3.26光檢測過程中都有哪些噪聲？答：光檢測器的噪聲主要包括由光生信號電流和暗電流產(chǎn)生的散粒噪聲以及負(fù)載電阻產(chǎn)生的熱噪聲。熱噪聲來源于電阻內(nèi)部載流子的不規(guī)則運(yùn)動。散粒噪聲源于光子的吸收或者光生載流子的產(chǎn)生，具有隨機(jī)欺負(fù)的特性。光生信號電流產(chǎn)生的散

29、粒噪聲稱為量子噪聲，這種噪聲的功率與信號電流成正比，因此不可能通過增加信號光功率提高信噪比。在沒有外界入射光的作用下，光檢測器中仍然存在少量載流子的隨機(jī)運(yùn)動，從而形成很弱的散粒噪聲，成為暗電流噪聲。所以在有信號光作用的時間內(nèi)，主要考慮量子噪聲和熱噪聲，而在沒有信號光的期間，主要考慮暗電流噪聲和熱噪聲。第四章4.1激光器產(chǎn)生馳張震蕩和自脈動現(xiàn)象的機(jī)理是什么？它的危害是什么？應(yīng)如何消除這兩種現(xiàn)象的產(chǎn)生？答：當(dāng)電流脈沖注入激光器后，輸出光脈沖出現(xiàn)幅度逐漸衰減的震蕩，稱為馳張震蕩，它出現(xiàn)的后果是限制調(diào)制速率，當(dāng)最高調(diào)制頻率接近馳張震蕩頻率時，波形失真嚴(yán)重，會使光接收機(jī)在抽樣判決時增加誤碼率，因此實(shí)際中

30、最高調(diào)制頻率應(yīng)低于馳張振蕩頻率。某些激光器在脈沖調(diào)制甚至直流驅(qū)動下，當(dāng)注入電流達(dá)到某個范圍時，輸出光脈沖出現(xiàn)持續(xù)等幅的高頻震蕩，這種現(xiàn)象稱為自脈動現(xiàn)象，自脈動頻率可達(dá)2GHz，嚴(yán)重影響LD的告訴調(diào)制特性。4.2LD為什么能產(chǎn)生碼型效應(yīng)？其危害及消除辦法是什么？答：半導(dǎo)體激光器在高速脈沖調(diào)制下，輸出光脈沖和輸入電流脈沖之間存在一個初始延遲時間，稱為光電延遲時間。當(dāng)光電延遲時間與數(shù)字調(diào)制的碼元持續(xù)時間T/2為相同數(shù)量級時，會使“0”碼過后的第一個“1”碼的脈沖寬度變窄，幅度減小。嚴(yán)重時可能使“1”碼丟失，這種現(xiàn)象稱為碼型效應(yīng)。碼型效應(yīng)的特點(diǎn)是在脈沖序列中，較長的連“0”碼后出現(xiàn)“1”碼，其脈沖明顯

31、變小而且連“0”碼數(shù)目較多，調(diào)制速率越高，這種效應(yīng)越明顯，碼型效應(yīng)的消除方法是用適當(dāng)?shù)摹斑^調(diào)制”補(bǔ)償方法。4.8在數(shù)字光接收機(jī)中為什么要設(shè)置AGC電路？答：自動增益控制使光接收機(jī)具有較寬的動態(tài)范圍，以保證在入射光強(qiáng)度變化時輸出電流基本恒定，由于使用條件不同，輸入光接收機(jī)的光信號大小會發(fā)生變化，為實(shí)現(xiàn)寬動態(tài)范圍，采用AGC是十分必要的。AGC一般采用接收信號強(qiáng)度檢測及直流運(yùn)算放大器構(gòu)成的反饋控制電路來實(shí)現(xiàn)，對于APD光接收機(jī)，AGC控制光檢測器的偏壓和放大器的增益，對于PIN光接收機(jī)，AGC只控制放大器的增益。4.9數(shù)字光接收機(jī)量子極限的含義是什么？答：光接收機(jī)可能達(dá)到的最高靈敏度，這個極限值是

32、由量子噪聲決定的，所以稱為量子極限4.10已測得某數(shù)字光接收機(jī)的靈敏度為10W，求對應(yīng)的dBm值解：4.11在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，選擇碼型時應(yīng)考慮那幾個因素？答：能限制信號帶寬，減小功率譜中的高低頻分量；能給光接收機(jī)提供足夠的定時信息；能提供一定的冗余度，用于平衡碼流，誤碼檢測和公務(wù)通信，但對高速光纖通信系統(tǒng)，應(yīng)適當(dāng)減小冗余度，以免占用過大的帶寬。4.12光接收機(jī)有哪些噪聲？答：主要有兩種：一是光檢測噪聲，包括量子噪聲，暗電流噪聲及由APD的雪崩效應(yīng)產(chǎn)生的附加噪聲，這是一種散彈噪聲，由光子產(chǎn)生光生電流過程的隨機(jī)性所引起，即使輸入信號光功率恒定時也存在。二是熱噪聲及前置放大器的噪聲，熱噪聲是在特

33、定的溫度下由電子的熱運(yùn)動產(chǎn)生，任何工作于絕對零度以上的器件都是存在的，在共接收機(jī)中主要包括光檢測器負(fù)載電阻，前置放大器輸入電阻的熱噪聲前置放大器的噪聲，嚴(yán)格來說也是一種散粒噪聲，但因這是由電域的載流子的隨機(jī)運(yùn)動引起的，可以通過噪聲系數(shù)或噪聲等效溫度與熱噪聲一并進(jìn)行計(jì)算，所以經(jīng)前置放大器的噪聲和電阻熱噪聲合稱為前置放大器噪聲4.14光纖通信中常用的線路碼型有擾碼，mBnB碼和插入碼。4.15光發(fā)射機(jī)中外調(diào)制方式有哪些類型？內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：外調(diào)制有電折射調(diào)制器，電吸收MQW調(diào)制器和M-Z干涉型調(diào)制器。內(nèi)調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是簡單，經(jīng)濟(jì)，易實(shí)現(xiàn)，適用于半導(dǎo)體激光器LD和發(fā)光二極管LED；缺點(diǎn)

34、是帶來輸出光脈沖的相位抖動，是光纖的色散增加，限制了容量的提高。外調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是可以減少啁啾，不但可以實(shí)現(xiàn)OOK方案，也可以實(shí)現(xiàn)ASK，F(xiàn)SK，PSK等調(diào)制方案，缺點(diǎn)是成本高，不易實(shí)現(xiàn)。第五章5.1為什么要引入SDH?答：目前光纖大容量數(shù)字傳輸都采用同步時分復(fù)用（TDM）技術(shù)，復(fù)用又分為若干等級，先后有兩種傳輸體制：準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）和同步數(shù)字系列（SDH）。PDH早在1976年就實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，目前還大量使用。隨著光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，PDH遇到了許多困難。在技術(shù)迅速發(fā)展的推動下，美國提出了同步光纖網(wǎng)（SONET）.1988年，ITU-T參照SONET的概念，提出了被稱為同步數(shù)字系列（

35、SDH）的規(guī)范建議。SDH解決了PDH存在的問題，是一種比較完善的傳輸體制，現(xiàn)在得到大量應(yīng)用。這種傳輸體制不僅適用于光纖信道，也適用于微波和衛(wèi)星干線傳輸。5.8簡述PDH和SDH的特點(diǎn)。答：PDH的特點(diǎn)：我國和歐洲、北美、日本各自有不同的PDH數(shù)字速率等級體系，這些體系互不兼容，使得國際互通很困難；PDH的高次群是異步復(fù)接，每次復(fù)接要進(jìn)行一次碼速調(diào)整，使得復(fù)用結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，缺乏靈活性；沒有統(tǒng)一的光接口；PDH預(yù)留的插入比特較少，無法適應(yīng)新一代網(wǎng)絡(luò)的要求；PDH沒有考慮組網(wǎng)要求，缺少保證可靠性和抗毀性的措施。 SDH的特點(diǎn)：SDH有一套標(biāo)準(zhǔn)的世界統(tǒng)一的數(shù)字傳輸速率等級結(jié)構(gòu);SDH的幀結(jié)構(gòu)是矩形塊

36、狀結(jié)構(gòu)，低速率支路的分布規(guī)律性極強(qiáng)，使得上下話路變得極為簡單；SDH幀結(jié)構(gòu)中擁有豐富的開銷比特，用于不同層次的OAM，預(yù)留的備用字節(jié)可以進(jìn)一步滿足網(wǎng)絡(luò)管理和智能化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要；SDH具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)接口，可以實(shí)現(xiàn)光路上的互通;SDH采用同步和靈活的復(fù)用方式，便于網(wǎng)絡(luò)調(diào)度；SDH可以承載現(xiàn)有的TDM業(yè)務(wù)，也可以支持ATM和IP等異步業(yè)務(wù)。第七章7.1EDFA的工作原理是什么？有哪些應(yīng)用方式？答：摻鉺光纖放大器(EDFA)的工作原理：在摻鉺光纖(EDF)中，鉺離子(Er3+)有三個能級： 能級1代表基態(tài)， 能量最低，能級2是亞穩(wěn)態(tài)，處于中間能級，能級3代表激發(fā)態(tài)， 能量最高，當(dāng)泵浦(Pump,

37、抽運(yùn))光的光子能量等于能級3和能級1的能量差時，鉺離子吸收泵浦光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)(13)。但是激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，Er3+很快返回到能級2。 如果輸入的信號光的光子能量等于能級2和能級1的能量差，則處于能級2的Er3+將躍遷到基態(tài)(21)，產(chǎn)生受激輻射光，因而信號光得到放大。由此可見，這種放大是由于泵浦光的能量轉(zhuǎn)換為信號光的結(jié)果。為提高放大器增益， 應(yīng)提高對泵浦光的吸收，使基態(tài)鉺離子盡可能躍遷到激發(fā)態(tài)。EDFA的應(yīng)用方式：中繼放大器：在光纖線路上每隔一定的距離設(shè)置一個光纖放大器，以延長干線網(wǎng)的傳輸距離）前置放大器：置于光接收機(jī)的前面，放大非常微弱的光信號，以改善接收靈敏度。作為前置放大器，對噪

38、聲要求非?？量獭：笾梅糯笃鳎褐糜诠饨邮諜C(jī)的后面，以提高發(fā)射機(jī)功率。對后置放大器噪聲要求不高，而飽和輸出光功率是主要參數(shù)。7.2對于980nm泵浦和1480nm泵浦的EDFA，哪一種泵浦方式的功率轉(zhuǎn)換效率高？哪一種泵浦的噪聲系數(shù)小？為什么？答：980nm泵浦方式的功率轉(zhuǎn)換效率高，980nm泵浦的噪聲系數(shù)小，因?yàn)楦菀走_(dá)到激發(fā)態(tài)。7.4、光交換有哪些方式？答：光交換主要有三種方式：空分光交換、時分光交換、波分光交換空分光交換的功能是：使光信號的傳輸通路在空間上發(fā)生改變?？辗止饨粨Q的核心器件是光開關(guān)。光開關(guān)有電光型、 聲光型和磁光型等多種類型，其中電光型光開關(guān)具有開關(guān)速度快、串?dāng)_小和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，

39、有很好的應(yīng)用前景。時分光交換是以時分復(fù)用為基礎(chǔ)，用時隙互換原理實(shí)現(xiàn)交換功能的。時分復(fù)用是把時間劃分成幀，每幀劃分成N個時隙， 并分配給N路信號，再把N路信號復(fù)接到一條光纖上。首先使時分復(fù)用信號經(jīng)過分接器，然后使這些信號分別經(jīng)過不同的光延遲器件，最后用復(fù)接器把這些信號重新組合起來。波分光交換(或交叉連接)是以波分復(fù)用原理為基礎(chǔ)，采用波長選擇或波長變換的方法實(shí)現(xiàn)交換功能的。為了實(shí)現(xiàn)波分交換，N條輸入光纖承載的波分復(fù)用光信號首先分別通過解復(fù)用器分為W個不同波長的光信號，然后所有N*W個波長用空分光交換器進(jìn)行交叉連接，最后復(fù)用器復(fù)接到N條輸出光纖上，在沒有波長變換器的條件下，需對應(yīng)每個波長配置一個空分

40、交換器，所以共需W個。7.5光孤子通信的原理是什么？答：光孤子(Soliton)是經(jīng)光纖長距離傳輸后，其幅度和寬度都不變的超短光脈沖(ps數(shù)量級)。光孤子的形成是光纖的群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡的結(jié)果。利用光孤子作為載體的通信方式稱為光孤子通信。 光孤子通信的傳輸距離可達(dá)上萬公里，甚至幾萬公里，目前還處于試驗(yàn)階段。光孤子源產(chǎn)生一系列脈沖寬度很窄的光脈沖，即光孤子流，作為信息的載體進(jìn)入光調(diào)制器， 使信息對光孤子流進(jìn)行調(diào)制。被調(diào)制的光孤子流經(jīng)摻鉺光纖放大器和光隔離器后，進(jìn)入光纖進(jìn)行傳輸。為克服光纖損耗引起的光孤子減弱，在光纖線路上周期地插入EDFA， 向光孤子注入能量，以補(bǔ)償因光纖傳輸而引起的

41、能量消耗，確保光孤子穩(wěn)定傳輸。在接收端，通過光檢測器和解調(diào)裝置，恢復(fù)光孤子所承載的信息。光纖通信考試題一、簡答題（50分）1什么叫光纖損耗？造成光纖損耗的原因是什么？硅光纖的光譜衰減曲線表明存在三個低損耗窗口，這三個窗口分別是多少。（5分）2什么是色散？色散對光信號有什么影響？單模光纖中有哪幾種色散？多模光纖中有哪幾種色散？單模光纖的零色散波長在什么位置？色散位移光纖是采用什么原理制成的？（10分）3構(gòu)成激光器的三個基本條件是什么？半導(dǎo)體激光器的PN結(jié)工作在什么偏置狀態(tài)？何謂激光器的閾值電流？激光器的閾值電流與使用溫度、使用時間有什么關(guān)系？（10分）4光檢測器使用時加什么樣的偏壓？什么是半導(dǎo)體

42、的光電效應(yīng)？什么是雪崩倍增效應(yīng)？（10分）5PDH的基群的復(fù)接是采用的字節(jié)間插時分復(fù)用還是比特間插時分復(fù)用方式得到的？高次群呢？ SDH的主要復(fù)用步驟是什么？SDH網(wǎng)絡(luò)的常用設(shè)備主要包括什么？（5分）6EDFA的典型泵浦波長是多少？EDFA的工作波長是多少？畫出EDFA的工作能級圖，簡述EDFA的工作原理。（10分）二、計(jì)算題（50分）7光纖纖芯直徑為8m，纖芯折射率n11.468，包層折射率n2=1.464,工作波長為1300nm，計(jì)算下列參數(shù)（10分）（1）光纖參數(shù)V，它是單模光纖嗎？（2）該光纖變成多模工作的波長？（3）數(shù)值孔徑；（4）最大可接受角。8注入單模光纖的半導(dǎo)體激光器功率為1mW，在光纖輸出端光電探測器的最小接受光功率為10nW，在1.3m波段工作，光纖衰減