光纤通信复习资料

第一章 概述

1.光纤通信有哪些优点？P3-4

2.光纤通信系统的构成（最基本组成：光发送机，光接收机，光纤线路）P6 5.光发送机其核心部件？主要采用哪两种器件？ P6

3.为什么使用石英光纤的光纤通信系统中，工作波长只能选择850nm、1310nm、1550nm三种。P7

4.色散位移光纤在波长λ为 处损耗和色散最小。P7 6.光接收机的的核心？其广泛使用的器件类型？ P7

5.PDH准同步数字体系基群传输速率为： ，其也称为E1，即30/32路PCM。P7

第二章 光纤传输理论及传输特性

1.光纤包层和纤芯折射率的关系?（n1和n2的大小关系）P9 2.ITU-T规定的光纤型号包括：G.651光纤（多模光纤）、G.652光纤（常规单模光纤）、G.653（色散位移光纤）、G.654（低损耗光纤）、G.655（非零色散位移光纤）P10 3.光缆构成三部分？P11 4.光纤矢量模式分类：P24

当m=0时，可以得到两套独立的分量，一套是Hz、Hr、Eφ，Z向上只有H分量，称为TE模；一套是Ez、Er、Hφ，Z向上只有E分量，称为TM模。

当m>0时，Z向上既有Ez分量，又有Hz分量，称之为混合模。若Z向上的Ez分量比Hz分量大，称为EHmn模；若Z向上的Hz分量比Ez分量大，称为HEmn模。 5.问答：何谓模式截止？P24

对每一个传播模来说，在包层中它应该是衰减很大，不能传输。如果一个传播模，在包层中不衰减，也就是表明该模是传过包层而变成了辐射模，则就认为该传播模被截止了。所以一个传播模在包层中的衰减常数W=0时，表示导模截止。

（1）m=0

(1)当n=1,u=2.40483,此时TE01，TM01模截止 (2)当n=2,u=5.520083,此时TE02，TM02模截止

因为截止时,W=0,V=u。此时V（Vc）称为归一化截止频率。 （2）m=1

(1)当n=1,u=0,是HE11模的截止频率； (2)当n=2,u=3.83,是HE12模的截止频率；

HE11模的截止频率为0，也就意味当其他模式截止时它仍能传输，所以称其为基模。 6.弱导光纤和线性极化模 P30

光纤包层的折射率n2仅略低于纤芯层的折射率n1，即它们的相对折射率差△＝(n1-n2)/n2<<1，这样的光纤称之为弱导光纤。

在弱导光纤中场的纵向分量和横向分量相比是很小的，电磁场几乎是横向场，电磁场也几乎是线性极化的。此时我们可以用标量近似法来分析阶跃折射率光纤中的模式。在△<<1的条件下，用标量近似法得到的模式就是线性极化模，称之为LP模。

(1)m=0

(1)当n=1,u=0,此时LP01模的截止频率；

(2)当n=2,u=3.83171,此时LP02模的截止频率；

LP01模的截止频率为0，也就意味当其他模式截止时它仍能传输，所以称其为基模。 7. 问答：线性极化模LP和矢量模的对应关系P33

单模光纤中传输的是LP01模，对应的矢量模是HE11模。 LP11模对应的矢量模是TE01，TM01，HE21。 8. 问答：光纤单模传输的条件是什么？P33

2?a22V?n1?n2?2.405单模光纤传输条件：归一化频率

?例：阶跃型光纤纤芯和包层的折射指数分别为n1=1.52，n2=1.48，纤芯半径a=6μm，工作波长λ=1.55μm，求光纤的归一化频率V？

29.截止波长由下式计算：P34 2?an12?n2?c?

2.4048例：阶跃型光纤纤芯和包层的折射指数分别为n1=1.52，n2=1.48，纤芯半径a=6μm，求光纤实现单模传输的截止波长？ 10.阶跃型光纤的导光原理? P38-39

11.计算：数值孔径NA P39（2-123）习题10 P55

例：阶跃型光纤纤芯和包层的折射指数分别为n1=1.52，n2=1.48， 求此阶跃光纤的数值孔径是多少？

例：已知一阶跃光纤的纤芯折射率n1＝1.48，相对折射率差△＝0.02 求此阶跃光纤的数值孔径是多少？

12.光纤的传输特性：损耗限制传输距离和色散限制系统容量。 13.光纤产生损耗的原因是什么？损耗对通信有什么影响？P43-44 14.光纤的损耗系数?＝

10Pilg的相关计算P42，习题2 P55 LPo15. 问答：光纤中产生色散的原因是什么？色散对通信有什么影响？P44

16. 问答：光纤中色散有几种？单模传输光纤中主要是什么色散？多模传输光纤中主要存在什么色散？P44-45

17. 单模光脉冲展宽计算P45（2-153）习题13 P55

18.多模传输时模色散脉冲展宽计算（最大时延差τmax） P48（2-168）习题11 P55

例：一阶跃折射率光纤，已知n1＝1.486，n2＝1.472，仅考虑模式色散，计算每1km长度的脉冲展宽。

第三章 光源和光发送机

1.半导体光源的工作原理 自发辐射（LED），受激辐射（LD），受激吸收（光检测器PIN、APD） P57 2.实现光辐射（放大）的条件：粒子数反转分布状态P57-58 3. LD激光器包括的三个基本部分： P59

4.比较半导体激光器和发光二极管的异同。半导体激光器（LD）有哪些特性？半导体发光二极管（LED）有那些特性？ P63-65 P70-71 LED和LD最大区别是有无谐振腔。 LD的阈值电流随温度的变化

其中只有LD需要APC电路和ATC电路对功率和温度进行控制。

5.如果PCM电端机输出码型为双极性码，光发送机的输入电路将其变换成适合光纤线路的单极性码。（因为光源无法将双极性码中的-1表示为负光脉冲）例PCM电端机输出码型为双极性的HDB3码，通过输入接口可变成单极性的NRZ码。P74-75

6.某数字光纤通信系统中，信息码速为139.264Mbit/s，若采用5B6B码其线路码速为多少？若采用4B1H线路码速又为多少？P78 7. 问答：在光发送电路中为什么要设置自动功率控制（APC）电路？用APC电路是控制LD的哪些因素？试述APC电路的工作原理。P83

8. 问答：在光发送电路中为什么要设置自动温度控制（ATC）电路？用ATC电路是控制LD的哪些因素？试述ATC电路的工作原理。P84-85

第三章 光检测和光接收机

1.光检测器的作用P87

2.光接收机常用的光检测器P87 3.问答：何谓暗电流？暗电流是怎么产生的？暗电流的存在对信号的接收会产生什么影响？ P91-92

4.APD雪崩二极管相对PIN光电二极管的独有特性参数：雪崩倍增因子 5.光接收机中光检测和前置放大电路采用什么组件？P96 6.光接收机中均衡电路的作用？P98

7．问答：光接收机中的噪声包括哪些？这些噪声是怎么产生的？ P102-103 8.光接收机的动态范围计算P112 习题7 P116

9.影响光接收机的灵敏度最主要因素为：噪声，其次为码间干扰，消光比，暗电流。

第六章 同步数字体系

1.SDH的特点？

2.同步数字体系的速率P133 表6-1

3. 问答：根据SDH的帧结构图，说明帧结构中各组成部分SOH,AUPTR,信息净电荷在帧结构中的位置以及功能？计算STM-1，STM-4帧结构中RSOH、MSOH和AU-PTR的速率？P133-134

3.虚容器VC的组成？P135

4.问答：2M信号复用复用映射STM-1的原理？P136-137

5.AU－4指针在帧结构中的位置以？指针以是？ 个字节为单位正负调整，指针范围为？ P140

AU－4指针正调整，相继指针等于原先指针加“1” AU－4指针负调整，相继指针等于原先指针加“0”

当AU PTR指针值＝0时，进行一次负调整，其调整后的指针值可能为多少？P141 5.我国采用的SDH复用映射结构 P136 P145

将2Mbit/s复用映射进SDH，为什么会有三种结果容量。哪种映射的效率最高？哪种映射的效率最低？哪种映射方式最为灵活？P136 P145 6.我国数字同步网采用的同步方式？采用几级时钟？ 7.问答：两纤单向通道保护环的工作原理？P167-168

第八章 光纤通信系统性能评估

1.评价数字光纤通信系统性能的主要指标？P197

2.在光纤通信系统中误码分为哪两类？产生误码的原因有哪些？P200 3.抖动的含义？抖动的大小的度量单位？P204

4.光纤通信系统的可用性计算？P213-214 习题5 P217

5.衰减衰减限制系统中继距离的计算 P215-216习题6 P217

第九章 光接入网

1.在电信网中，接入网是怎样定义的？接入网的范围由什么来界定？P218 2.问答：无源光网络和有源光网络定义？各自的特点有哪些？P221 3.问答：光纤接入网的基本结构组成及各功能模块的功能。P221-222 4.光纤接入网主要有哪些类型，怎么区分？ P225

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