光纖通信復(fù)習(xí)資料必看

1、v1.0可編輯可修改復(fù)習(xí)提綱第一章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)：.什么是光纖通信3、光纖通信和電通信的區(qū)別。.基本光纖通信系統(tǒng)的組成和各部分作用。第二章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)1、光能量在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件（對(duì)光纖結(jié)構(gòu)的要求）。2、突變多模光纖數(shù)值孔徑的概念及計(jì)算。3 、弱導(dǎo)波光纖的概念。4、相對(duì)折射率指數(shù)差的定義及計(jì)算。5、突變多模光纖的時(shí)間延遲。6、漸變型多模光纖自聚焦效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理。7、歸一化頻率的表達(dá)式。8、突變光纖和平方律漸變光纖傳輸模數(shù)量的計(jì)算。第三章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)半導(dǎo)體激光器的主要由哪三個(gè)部分組成4 、什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布6、靜態(tài)單縱模激光器。、DFB激光器的優(yōu)點(diǎn)。、常用光電檢測(cè)器的種類。、PIN和APD的主要特

2、點(diǎn)。、光耦合器的結(jié)構(gòu)種類。、什么是附加損耗 TOC o 1-5 h z 1、纖通信中常用的半導(dǎo)體激光器的種類。23、電子吸收或輻射光子所要滿足的波爾條件。5、理解半導(dǎo)體激光產(chǎn)生激光的機(jī)理和過程。7、半導(dǎo)體激光器的溫度特性。89、LD與LED的主要區(qū)別1011、光電二極管的工作原理。1213、耦合器的功能。1415、什么是耦合比1617、光隔離器的結(jié)構(gòu)和工作原理。第四章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)、光電延遲和張馳振蕩。、數(shù)字光接收機(jī)的方框圖。、什么是靈敏度1、數(shù)字光發(fā)射機(jī)的方框圖。23、激光器為什么要采用自動(dòng)溫度控45、光接收機(jī)對(duì)光檢測(cè)器的要求。611v1.0可編輯可修改7、什么是誤碼和誤碼率9、數(shù)字光纖通信讀線

3、路碼型的要求。第五章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)1、SDH的優(yōu)點(diǎn)。23、SDH的幀結(jié)構(gòu)(STM-1)。5、三種誤碼率參數(shù)的概念。7、損耗對(duì)中繼距離限制的計(jì)算。第七章點(diǎn)知識(shí)小結(jié)1、光放大器的種類3、摻餌光纖放大器的構(gòu)成方框圖5、光交換技術(shù)的方式7、光孤子的產(chǎn)生機(jī)理9、相干光通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)8、什么是動(dòng)態(tài)范圍10、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中常用的碼型種類。、SDH專輸網(wǎng)的主要組成設(shè)備。4、SDH的復(fù)用原理。6、可靠性及其表示方法。8、色散對(duì)中繼距離限制的計(jì)算。2、摻餌光纖放大器的工作原理4、什么WDM6、什么是光孤子8、相干光通信信號(hào)調(diào)制的方式22v1.0可編輯可修改光纖通信復(fù)習(xí)第一章.什么是光纖通信光纖通信，是指利用光纖來

4、傳輸光波信號(hào)的一種通信方式.光纖通信和電通信的區(qū)別。(1)電通信的載波是電波，光纖通信的載波是光波。(2)電通信用電纜傳輸信號(hào)，光通信用光纖傳輸信號(hào)。光纜具有比電纜更小的高頻率傳輸損耗.基本光纖通信系統(tǒng)的組成和各部分作用。33v1.0可編輯可修改基本光纖傳輸系統(tǒng)由 光發(fā)射機(jī)、光纖線路 和光接收機(jī) 三個(gè)部分組成.光發(fā)射機(jī)功能：是把輸入電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并用耦合技術(shù)把光信號(hào)最大限度地注入光纖線路。核心：光源。要求光源輸出光功率足夠大，調(diào)制頻率足夠高，譜線寬度和光束發(fā)散角盡可能小，輸出功率和波長(zhǎng)穩(wěn)定，器件壽命長(zhǎng)。.光纖線路功能：把來自光發(fā)射機(jī)的光信號(hào)，以盡可能小的畸變（失真）和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C(jī)。

5、光纖線路由光纖、光纖接頭和光纖連接器組成。光纖線路的性能主要由纜內(nèi)光纖的傳輸特性決定。.光接收機(jī)功能：把從光纖線路輸出、 產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)放大和處理后恢復(fù)成發(fā)射前的電信號(hào)。核心：光檢測(cè)器。對(duì)光檢測(cè)器的要求是響應(yīng)度高、噪聲低和響應(yīng)速度快。光接收機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過程，是通過光檢測(cè)器的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的。檢測(cè)方式有直接檢測(cè)和外差檢測(cè)兩種。第二章1、光能量在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件。設(shè)折射率，纖芯為 n1;包層為n2,則光能量在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件是n1n2o2、突變多模光纖數(shù)值孔徑的概念及計(jì)算。1.突變型多模光纖（全反射導(dǎo)光）（1）相對(duì)折射率指數(shù)差（纖芯和包層折射率分別為n1

6、和n2）44v1.0可編輯可修改_ 2_ 2R 2(ni%)(5 n2)定義:2ni22nl2弱導(dǎo)波光纖中ni和n2相差很少，貝U n1+n2 =2 ni (n 1 n 2 ) / n 1 定義臨界角0 c的正弦為數(shù)值孔徑(Numerical Aperture, NA) 。根據(jù)定義和斯奈爾定律 -22-NA sin C, n1n2n1 2設(shè) A =, n1 = ,得到 NA或 0 c= 。NA表示光纖接收和傳輸光的能力。NA越大，纖芯對(duì)光能量的束縛越強(qiáng)，光纖抗彎曲性能越好。NA越大經(jīng)光纖傳輸后產(chǎn)生的信號(hào)畸變?cè)酱?、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2o這種光纖一般纖芯

7、直徑 2a=5080科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(hào)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)。4、相對(duì)折射率指數(shù)差的定義及計(jì)算。參考25、突變多模光纖的時(shí)間延遲。L(ox)的光現(xiàn)在我們來觀察光線在光纖中的傳播時(shí)間。根據(jù)圖，入射角為。的光線在長(zhǎng)度為纖中傳輸，所經(jīng)歷的路程為l(oy),在。不大的條件下，其傳播時(shí)間即時(shí)間延遲為2nl磯磯1 .sec 1 (1 )c cc2式中c為真空中的光速。由式得到最大入射角(。=。c)和最小入射角(0 =0)的光線之間時(shí)間延遲差近似為2nle2n1c(NA)2 強(qiáng) c6、漸變型

8、多模光纖自聚焦效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理。55v1.0可編輯可修改漸變型多模光纖的光線軌跡是傳輸距離z的正弦函數(shù)，對(duì)于確定的光纖，其幅度的大小取決2于入射角。0,其周期A =2ti/A=2 Tta/ ,取決于光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)(a, A),而與入射角。0無關(guān)。這說明不同入射角相應(yīng)的光線，雖然經(jīng)歷的路程不同，但是最終都會(huì)聚在P點(diǎn)漸變型多模光纖具有自聚焦效應(yīng)，不僅不同入射角相應(yīng)的光線會(huì)聚在同一點(diǎn)上，而且這些光線的時(shí)間延遲也近似相等。這是因?yàn)?1)光線傳播速度v(r)=c/n(r)(c為光速)，入射角大的光線經(jīng)歷的路程較長(zhǎng)，但大部分路程遠(yuǎn)離中心軸線，n(r)較小，傳播速度較快，補(bǔ)償了較長(zhǎng)的路程。(2)入射角小的光線

9、情況正相反，其路程較短，但速度較慢。所以這些光線的時(shí)間延遲近似相等。g v (-)- g 2,27、突變光纖和平方律漸變光纖傳輸模數(shù)量的計(jì)算。g 2 2 2M ()a k ni g 22對(duì)于突變型光纖，g8, m=V/2 ；對(duì)于平方律漸變型光纖,g=2, M=V/4 。8、歸一化頻率的表達(dá)式。 TOC o 1-5 h z V= ，n；n22.405見書22應(yīng)該沒有小于等于的9、單模條件和截止波亞a-22 a22.常 n2 2.405；n2 n； 2.405 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 單模傳輸條件為V=C可以看到，對(duì)于給定的光纖 (ni、

10、n2和a確定)，存在一個(gè)臨界波長(zhǎng)入c,當(dāng)入Xc時(shí)，是多模傳輸，當(dāng)入Xc時(shí)，是單模傳輸，這個(gè)臨界波長(zhǎng)入c稱為截止波長(zhǎng)。由此得到- C3 VV 2.405-C或 c2.40566v1.0可編輯可修改10、三種色散的定義。模式色散 是由于不同模式的時(shí)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(zhǎng)特性有關(guān)。材料色散是由于光纖的折射率隨波長(zhǎng)而改變，以及模式內(nèi)部不同波長(zhǎng)成分的光(實(shí)際光源不是純單色光)，其時(shí)間延遲不同而產(chǎn)生的。這種色散取決于光纖材料折射率的波長(zhǎng)特性和光源的譜線寬度。波導(dǎo)色散 是由于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)與波長(zhǎng)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(duì)折射率差。11、3d

11、B帶寬的表達(dá)式及相關(guān)計(jì)算。(1)用脈沖展寬表示時(shí)，光纖色散可以寫成A = =( A t 2n+A 2 2m+A r 2w)1/2式中A t n、A cm A t w分別為模式色散、材料色散和波導(dǎo)色散所引起的脈沖展寬的均方根值。將歸一化頻率響應(yīng)|H(f)/H(0)|下降一半或減小 3dB的頻率定義為光纖 3dB光帶寬f3 dBf 3 dB=4-(MH z)課本是441 (分子)12、光纖損耗產(chǎn)生的機(jī)理。光纖的損耗在很大程度上決定了系統(tǒng)的傳輸距離。各種機(jī)理產(chǎn)生的損耗與波長(zhǎng)的關(guān)系，這些機(jī)理包括吸收損耗和散射損耗兩部分。(1)吸收損耗) SiO2引起的固有吸收(本征損耗)由電子躍遷引起的紫外吸收；由分

12、子振動(dòng)引起的紅外吸收)雜質(zhì)引起的吸收。過渡金屬(例如Fe2+、Co2+、Cu2+)、氫氧根(OH-)離子(2)散射損耗77v1.0可編輯可修改1)瑞禾1J (Rayleigh)散射(本征損耗)主要由材料微觀密度不均勻引起，與波長(zhǎng)入四次方成反比。2)由光纖結(jié)構(gòu)缺陷(如氣泡)引起的散射13、非零色散光纖。是一種改進(jìn)的色散移位光纖。在密集波分復(fù)用(WDM用統(tǒng)中，當(dāng)使用波長(zhǎng) pm色散為零的色散移位光纖時(shí)，由于復(fù)用信道多，信道間隔小，出現(xiàn)了一種稱為四波混頻的非線性效應(yīng)。這種效應(yīng)是由兩個(gè)或三個(gè)波長(zhǎng)的傳輸光混合而產(chǎn)生的有害的頻率分量，它使信道間相互干擾。如果色散為零，四波混頻的干擾十分嚴(yán)重，如果有微量色散，

13、四波混頻反而減小。這種光纖在密集波分復(fù)用和孤子傳輸系統(tǒng)中使用，實(shí)現(xiàn)了超大容量超長(zhǎng)距離的通信14、光纜纜芯的結(jié)構(gòu)類型。保護(hù)光纖固有機(jī)械強(qiáng)度的方法，通常是采用塑料被覆和應(yīng)力篩選。光纜一般由纜芯和護(hù)套兩部分組成，光纜的傳輸特性取決于被覆光纖。.纜芯通常包括：被覆光纖(或稱芯線)加強(qiáng)件通常用楊氏模量大的鋼絲或非金屬材料例如芳綸纖維(Kevlar)做成。.護(hù)套護(hù)套起著對(duì)纜芯的機(jī)械保護(hù)和環(huán)境保護(hù)作用，要求具有良好的抗側(cè)壓力性能及密封防潮和耐腐蝕的能力纜芯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，光纜可分為四種基本形式。(1)層絞式 把松套光纖繞在中心加強(qiáng)件周圍絞合而構(gòu)成，采用松套光纖的纜芯可以增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度，改善溫度特性(2)骨架式把緊

14、套光纖或一次被覆光纖放入中心加強(qiáng)件周圍的螺旋形塑料骨架凹槽內(nèi)而構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)的纜芯抗側(cè)壓力性能好，有利于對(duì)光纖的保護(hù)。(3)中心束管式 把一次被覆光纖或光纖束放入大套管中，加強(qiáng)件配置在套管周圍而構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)件同時(shí)起著護(hù)套的部分作用，有利于減輕光纜的重量。88v1.0可編輯可修改（4）帶狀式 把帶狀光纖單元放入大套管內(nèi)，形成中心束管式結(jié)構(gòu)， 也可以把帶狀光纖單元放入骨架凹槽內(nèi)或松套管內(nèi)，形成骨架式或?qū)咏g式結(jié)構(gòu)。帶狀式纜芯有利于制造容納幾百根光纖的高密度光纜，這種光纜已廣泛應(yīng)用于接入網(wǎng)。15、光纖特性參數(shù)的測(cè)量方法。（光纖的特性參數(shù)很多，基本上可分為幾何特性、光學(xué)特性和傳輸特性三類。）每個(gè)

15、特性參數(shù)有多種不同的測(cè)量方法基準(zhǔn)法：嚴(yán)格按照定義進(jìn)行測(cè)量的方法。替代法：在某種意義上與定義相一致的測(cè)量方法。當(dāng)兩者有爭(zhēng)議時(shí)，應(yīng)以基準(zhǔn)法為準(zhǔn)。光纖損耗測(cè)量有兩種基本方法：一種是測(cè)量通過光纖的傳輸光功率，稱剪斷法和插入法；另一種是測(cè)量光纖的后向散射光功率，稱后向散射法。（看書）第三章1、光纖通信中常用的半導(dǎo)體激光器的種類。半導(dǎo)體激光二極管（LD） 發(fā)光二極管（LED） DFB2、半導(dǎo)體激光器的主要由哪三個(gè)部分組成激勵(lì)源、激光物質(zhì)和諧振腔3、電子吸收或輻射光子所要滿足的波爾條件。電子在低能級(jí)E的基態(tài)和高能級(jí)E2的激發(fā)態(tài)之間的躍遷有三種基本方式：受激吸收 自發(fā)輻射 受激輻射電子在E1和E2兩個(gè)能級(jí)之間

16、躍遷，吸收的光子能量或輻射的光子能量都要滿足波爾條件，E2-E1=hf 12式中，h= X 10-34J-s,為普朗克常數(shù)，f 12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(jí)E1和處于高能級(jí)E2（E2E1）的原子數(shù)分別為 N1和N2。當(dāng)系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，存在下面的分布:99Niv1.0可編輯可修改式中，k= X 10-23J/K ,為波爾茲曼常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度。由于（E2-E1）0 , T0,所以在這種狀態(tài)下，總是 N1N2吸收物質(zhì)：如果N1N2即受激吸收大于受激輻射。當(dāng)光通過這種物質(zhì)時(shí)， 光強(qiáng)按指數(shù)衰減。激活物質(zhì)：如果N2N1,即受激輻射大于受激吸收，當(dāng)

17、光通過這種物質(zhì)時(shí)， 會(huì)產(chǎn)生放大作用。N2N1的分布，和正常狀態(tài)（N1N2）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。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，對(duì)注入電子形成了勢(shì)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。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)。書本52頁機(jī)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)，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)生激光振蕩。6、靜態(tài)單縱模激光器。隨著驅(qū)動(dòng)電流的增加，縱模模

18、數(shù)逐漸減少，譜線寬度變窄。這種變化是由于諧振腔對(duì)光波頻率和方向的選擇， 使邊模消失、主模增益增加而產(chǎn)生的。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流足夠大時(shí)，多縱模變 為單縱模，這種激光器稱為靜態(tài)單縱模激光器。7、半導(dǎo)體激光器的溫度特性。注：激光器輸出光功率隨溫度而變化有兩個(gè)原因：一是激光器的閾值電流 Ith隨溫度升高而增大，二是外微分量子效率刀d隨溫度升高而減小。 溫度升高時(shí)，Ith增大，rd減小，輸出光功率明顯下降， 達(dá)到一定溫度時(shí)，激光器就不激射了。當(dāng)以直流電流驅(qū)動(dòng)激光器時(shí)，閾值電流隨溫度的變化更加嚴(yán)重。當(dāng)對(duì)激光器進(jìn)行脈沖調(diào)制時(shí)，閾值電流隨溫度呈指數(shù)變化。1010v1.0可編輯可修改8、DFB激光器的優(yōu)點(diǎn)。單縱模激光器

19、。譜線窄，波長(zhǎng)穩(wěn)定性好。動(dòng)態(tài)譜線好。線性好。廣泛用于模擬調(diào)制的有線電視光纖傳輸系統(tǒng)中。想詳細(xì)點(diǎn)就看書（57）9、LD與LED的主要區(qū)別（課件只是兩點(diǎn)，可看課后小結(jié)）LD發(fā)射的是受激輻射光，LED發(fā)射的是自發(fā)輻射光。LED不需要光學(xué)諧振腔，沒有閾值。10、常用光電檢測(cè)器的種類。PIN光電二極管雪崩光電二極管（APD11、光電二極管的工作原理。光電二極管（PD）把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的功能，是由半導(dǎo)體PN結(jié)的光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。（課本61）12、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

20、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(shí)，光電流急劇增加，最后器件被擊穿，這個(gè)電壓稱為擊穿電壓UR APD就是根據(jù)這種特性設(shè)計(jì)的器件參考課本66有性能的比較，上面只是概念13、耦合器的功能。功能：把一個(gè)輸入的光信號(hào)分配給多個(gè)輸出，或把多個(gè)輸入的光信號(hào)組合成一個(gè)輸出。1111v1.0可編輯可修改對(duì)光纖線路的影響：插入損耗，反射和串?dāng)_噪聲14、光耦合器的結(jié)構(gòu)種類。1） T形耦合器 功能是把一根光纖輸入的光信號(hào)按一定比例分配給兩根光纖，或把兩根光纖輸入的光信號(hào)組合在一起，輸入一根光纖。主要用作

21、不同分路比的功率分配器或功率組合器2）星形耦合器 功能是把n根光纖輸入的光功率組合在一起，均勻地分配給m根光纖，m和n不一定相等。這種耦合器通常用作多端功率分配器。3）定向耦合器 其功能是分別取出光纖中向不同方向傳輸?shù)墓庑盘?hào)。定向耦合器可用作分路器，不能用作合路器。4）波分復(fù)用器/解復(fù)用器 這是一種與波長(zhǎng)有關(guān)的耦合器，波分復(fù)用器的功能是把多個(gè)不同 波長(zhǎng)的發(fā)射機(jī)輸出的光信號(hào)組合在一起， 輸入到一根光纖；解復(fù)用器是把一根光纖輸出的多 個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)， 分配給不同的接收機(jī)。15、什么是耦合比是一個(gè)指定輸出端的光功率 Poc和全部輸出端的光功率總和的比值，用POCPocCR 0tPonn 116、

22、什么是附加損耗由散射、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PtLe=10lgPotNPin 10lg叩一Pinn 117、光隔離器的結(jié)構(gòu)和工作原理。（必考）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(gè)方向上傳輸,阻止光波往其他方向特別是反方向傳輸。主要用在激光器或光放大器的后面，以避免反射光返回到該器件致使器件性能變壞。插入損耗和隔離度是隔離器的兩個(gè)主要參數(shù),對(duì)正向入射光的插入損耗其值越小越好，對(duì)反1212v1.0可編輯可修改向反射光的隔離度其值越大越好SOP入射光法拉弟 旋轉(zhuǎn)器偏振器反射光0課本72第四章1、數(shù)字光

23、發(fā)射機(jī)的方框圖。（必考）功能：把電端機(jī)輸出的數(shù)字基帶電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并用耦合技術(shù)有效注入光纖線路。數(shù)字光發(fā)射機(jī)的方框圖如圖所示，主要有光源和電路兩部分。光源是實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，在很大程度上決定著光發(fā)射機(jī)的性能。電路的設(shè)計(jì)應(yīng)以光源為依據(jù)，使輸出光信號(hào)準(zhǔn)確反映輸入電信號(hào)。課本792、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(gè)初始延遲時(shí)間，稱為電光延遲時(shí)間td ,其數(shù)量級(jí)一般為ns。當(dāng)電流脈沖注入激光器后，輸出光脈沖會(huì)出現(xiàn)幅度逐漸衰減的振蕩，稱為張弛振蕩，其振蕩頻率fr（= 9 r/2兀）一般為-2 GHz。 張弛振蕩和電光延遲通信系統(tǒng)的影響（限制調(diào)制速率）：（1）當(dāng)最高調(diào)

24、制頻率接近張弛振蕩頻率時(shí)，波形失真嚴(yán)重，會(huì)使光接收機(jī)在抽樣判決時(shí)增加誤碼率，因此實(shí)際使用的最高調(diào)制頻率應(yīng)低于張弛振蕩頻率。（2）電光延遲要產(chǎn)生碼型效應(yīng)。當(dāng)電光延遲時(shí)間td與數(shù)字調(diào)制的碼元持續(xù)時(shí)間T/2為相同數(shù)量級(jí)時(shí)，會(huì)使“ 0”碼過后的第一個(gè)“ 1碼的脈沖寬度變窄，幅度減小，嚴(yán)重時(shí)可能 使單個(gè)“1 ”碼丟失，這種現(xiàn)象稱為“碼型效應(yīng)”3、激光器為什么要采用自動(dòng)溫度控制1313v1.0可編輯可修改1）溫度升高，閾值電流增加，外微分量子效率減小，輸出光脈沖幅度下降。2）由于激光器結(jié)區(qū)溫度的變化使得輸出光脈沖的形狀發(fā)生變化，這種效應(yīng)稱為“結(jié)發(fā)熱效應(yīng)”，“結(jié)發(fā)熱效應(yīng)”將引起調(diào)制失真4、數(shù)字光接收機(jī)的方框

25、圖。（必考）直接強(qiáng)度調(diào)制、直接檢測(cè)方式的數(shù)字光接收機(jī)方框圖示于圖，主要包括光檢測(cè)器、 前置放大器、主放大器、均衡器、時(shí)鐘提取電路、取樣判決器以及自動(dòng)增益控制（AGC）電路。光信號(hào)前置放大器主放大器流2）主放大器和AG僅定著光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍3）均衡器：目的是對(duì)放大器出來的已產(chǎn)生畸變（失真）的電信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，使輸出信號(hào)的波形適合于判決，以消除碼間干擾，減小誤碼率。4）再生電路：包括判決電路和時(shí)鐘提取電路，它的功能是從放大器輸出的信號(hào)與噪聲混合的波形中提取碼元時(shí)鐘，并逐個(gè)地對(duì)碼元波形進(jìn)行取樣判決，以得到原發(fā)送的碼流。時(shí)鐘提 取的目的是為了實(shí)現(xiàn)收發(fā)同步。5、光接收機(jī)對(duì)光檢測(cè)器的要求。光檢測(cè)器是光接收

26、機(jī)實(shí)現(xiàn)光 /電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，其性能特別是響應(yīng)度和噪聲直接影響光接收機(jī)的靈敏度。對(duì)光檢測(cè)器的要求如下：（1）波長(zhǎng)響應(yīng)要和光纖低損耗窗口m m和m）兼容；（2）響應(yīng)度要高，在一定的接收光功率下，能產(chǎn)生最大的光電流；（3）噪聲要盡可能低，能接收極微弱的光信號(hào)；（4）性能穩(wěn)定， 可靠性高， 壽命長(zhǎng)， 功耗和體積小。目前，適合于光纖通信系統(tǒng)應(yīng)用的光檢測(cè)器有 PIN光電二極管和雪崩光電二極管 （APD）。6、什么是靈敏度靈敏度Pr：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1414v1.0可編輯可修改接收光功率Pmin,并以dBm為單位。由定義得到r P min(w1，Pr=1

27、0lg 10(dBm)靈敏度表示光接收機(jī)調(diào)整到最佳狀態(tài)時(shí)，能夠接收微弱光信號(hào)的能力。提高靈敏度意味著能夠接收更微弱的光信號(hào)7、什么是誤碼和誤碼率誤碼：把發(fā)射的“0”碼誤判為“ 1”碼，或把“1”碼誤判為“ 0”碼。誤碼率：光接收機(jī)對(duì)碼元誤判的概率稱為誤碼率 (在二元制的情況下，等于誤比特率，BER),用較長(zhǎng)時(shí)間間隔內(nèi)，在傳輸?shù)拇a流中，誤判的碼元數(shù)和接收的總碼元數(shù)的比值來表示8、什么是動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)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禾版需最(BB)勻接收光功率P min的比值，用dB表示。根據(jù)定義P minDR=10lg動(dòng)態(tài)范圍是光接收機(jī)性能的

28、另一個(gè)重要指標(biāo)，它表示光接收機(jī)接收強(qiáng)光的能力，數(shù)字光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍一般應(yīng)大于15 dB。由于使用條件不同，輸入光接收機(jī)的光信號(hào)大小要發(fā)生變化，為實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍，采用AGB十分有必要的。AG5般采用直流運(yùn)算放大器構(gòu)成的反饋控制電路來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于AP皿接收機(jī)，AG*制光檢測(cè)器的偏壓和放大器的輸出；對(duì)于PIN光接收機(jī)，AG8控制放大器的輸出。9、數(shù)字光纖通信讀線路碼型的要求。在光纖通信系統(tǒng)中，從電端機(jī)輸出的是適合于電纜傳輸?shù)碾p極性碼。光源不可能發(fā)射負(fù)光脈沖，因此必須進(jìn)行碼型變換，以適合于數(shù)字光纖通信系統(tǒng)傳輸?shù)囊蟆?shù)字光纖通信系統(tǒng)普遍采用二進(jìn)制二電平碼，即“有光脈沖”表示“1”碼，“無光脈沖”表示“

29、 0”碼。數(shù)字光纖通信系統(tǒng)對(duì)線路碼型的具體要求有：(1)能限制信號(hào)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，有利于提高光接收機(jī)的靈敏度。1515v1.0可編輯可修改能給光接收機(jī)提供足夠的定時(shí)信息。因而應(yīng)盡可能減少連“1 ”碼和連“0”碼的數(shù)目，使“ 1”碼和“ 0”碼的分布均勻，保證定時(shí)信息豐富。能提供一定的冗余碼，用于平衡碼流、誤碼監(jiān)測(cè)和公務(wù)通信。但對(duì)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。擾碼、mBn削(特點(diǎn)可以查看94)插入碼第五章1、SDH的優(yōu)點(diǎn)。與PDHf比，SDH具有下列特點(diǎn)：

30、SDHfl用世界上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級(jí)。最低的等級(jí)也就是最基本的模塊稱為STM-1,傳輸速率為s； 4個(gè)STM1同步復(fù)接組成 STM-4,傳輸速率為 4X Mb/s= Mb/s 。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，任何網(wǎng)絡(luò)單元在光纖線路上可以互連，不同廠家的產(chǎn)品可以互通，(3)在SDH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(cè)、故障檢測(cè)和定位、故障報(bào)告等管理功能。(4)采用數(shù)字同步復(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(jiǎn)化了復(fù)接分接的實(shí)現(xiàn)設(shè)備，由低速信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào)，或從高速信號(hào)分出低速信號(hào)，不必逐級(jí)進(jìn)行。(5) S

31、DH采用了 DXC,大大提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性及對(duì)各種業(yè)務(wù)量變化的適應(yīng)能力。2、SDH傳輸網(wǎng)的主要組成設(shè)備。SDH端復(fù)用器TM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。3、SDH的幀結(jié)構(gòu)(STM-1)。SDH結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字同步時(shí)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(gè)STM順有9行，每行由270XN個(gè)字節(jié)組成。這樣每幀共有9X 270XN個(gè)字節(jié)，每字節(jié)為8 bit 。1616v1.0可編輯可修改幀周期為125 ds，即每秒傳輸8000幀。對(duì)于STM1而言，傳輸速率為9X 270X8X 8000= Mb/s。字節(jié)發(fā)送順序?yàn)椋河缮贤轮鹦邪l(fā)送

32、，每行先左后右。12345SO HSTM- N載荷 （含 POH）AU -P TRSO H發(fā)送順序r26 1 XN27 0XN圖 SDH幀的一般結(jié)構(gòu)4、SDH的復(fù)用原理?？磿骺偨Y(jié)1075、三種誤碼率參數(shù)的概念。誤碼率是衡量數(shù)字光纖通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量?jī)?yōu)劣的非常重要的指標(biāo)，它反映了在數(shù)字傳輸過程中信息受到損害的程度。BER是在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的傳輸碼流中出現(xiàn)誤碼的概率，它對(duì)話音影響的程度取決于編碼方法。（1）劣化分（DM）:誤碼率為1X10-6時(shí)，感覺不到干擾的影響，選為 BERth。選擇取樣時(shí)間T0為1 min。選擇TL為1個(gè)月。定義誤碼率劣于 1 X10-6的分鐘數(shù)為劣化分（DM）。HRX指標(biāo)要

33、求劣化分占可用分（可用時(shí)間減去嚴(yán)重誤碼秒累積的分鐘數(shù)）的百分?jǐn)?shù)小于10%（2）嚴(yán)重誤碼秒（SES）:由于某些系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)大誤碼率的情況，嚴(yán)重影響通話質(zhì)量，因此引入嚴(yán)重誤碼秒這個(gè)參數(shù)。選擇監(jiān)測(cè)時(shí)間TL為1個(gè)月，取樣時(shí)間 T0為1s。定義誤碼率劣于1 X 10-3的秒鐘數(shù)為嚴(yán)重誤碼秒（SES）。HRX旨標(biāo)要求嚴(yán)重誤碼秒占可用秒的百分?jǐn)?shù)小于1717v1.0可編輯可修改（3）誤碼秒（ES）:選擇監(jiān)測(cè)時(shí)間TL為1個(gè)月，取樣時(shí)間T0為1s,誤碼率門限值 BERth=0 定義凡是出現(xiàn)誤碼（即使只有1bit）的秒數(shù)稱為誤碼秒（ES）HRX旨標(biāo)要求誤碼秒占可用秒的 百分?jǐn)?shù)小于 8%相應(yīng)地，不出現(xiàn)任何誤碼的

34、秒數(shù)稱為無誤碼秒（EFS）,指標(biāo)要求無誤碼秒占可用秒的百分?jǐn)?shù)大于92%6、可靠性及其表示方法。對(duì)光纖通信系統(tǒng)而言，可靠性包括光端機(jī)、中繼器、光纜線路、輔助設(shè)備和備用系統(tǒng)的可靠 性。確定可靠性一般采用故障統(tǒng)計(jì)分析法，即根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，統(tǒng)計(jì)足夠長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的故障次數(shù)，確定每?jī)纱喂收系臅r(shí)間間隔和每次故障的修復(fù)時(shí)間?？煽啃裕菏侵冈谝?guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)無故障工作的概率，它反映系統(tǒng)完成規(guī)定功 能的能力。.可靠性表示方法（1）可靠性R和故障率力。故障率是系統(tǒng)工作到時(shí)間t ,在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障 （功能失效）的概率。的單位為 10-9/h,稱為菲特fit）,什it等于在109 h內(nèi)發(fā)生一次故障的概率。（2

35、）故障率。和平均故障間隔時(shí)間MTBF（3）可用率A和失效率PF。可用率A是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)處于良好工作狀態(tài)的概率 （課件）7、損耗對(duì)中繼距離限制的計(jì)算。如果系統(tǒng)傳輸速率較低，光纖損耗系數(shù)較大，中繼距離主要受光纖線路損耗的限制。在這種情況下，要求S和R兩點(diǎn)之間光纖線路總損耗必須不超過系統(tǒng)的總功率衰減，即L（a f+ a S+ a m） Pt-Pr-2 a C-Me或者PtPr 2ac M cL 二二光隔離器被分復(fù)用需輸出信號(hào) =光隔離器(1)光隔離器：防止反射光影響光放大器的工作穩(wěn)定性。(2)光耦合器(波分復(fù)用器)：把信號(hào)光和泵浦光混合起來。(3)摻珥光纖：長(zhǎng)約 10100m, Er 3+濃度約為25mg/