光纤通信 分题型复习前言水平有限，仅供参考。

如有错误，敬请纠正。

（一）选择填空判断或名词解释第一章1、利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。

2、属于光波范围之内的电磁波主要包括紫外线、可见光和红外线。

目前光纤通信使用的工作波长0.85μm （损耗2dB/km ）,1.31μm （损耗0.5dB/km ）和 1.55μm （损耗0.2dB/km ）（0.8~1.8μm ），对应的频率是167~375THz 。

3、光纤通信系统的形式：强度调制/直接检波（IM/DD ），主要由光发射机，光纤，光接收机，及光中继器组成。

（光发射机将电信号转化成光信号耦合进光纤，光接收机将光信号转换成电信号，中继器分为光-电-光和光层上直接进行放大的光放大器）。

4、光纤通信优越性：1、传输频带宽，通信容量大，2、传输损耗小，中继距离长。

3、抗电磁干扰能力强。

4、光纤细，重量轻，制作资源丰富。

第二章1、外层的折射率比内层低。

折射率高的叫纤芯，其折射率为n 1，直径为2a ，折射率低的叫包层，其折射率为n 2，直径为2b 。

n 1>n 2。

2、光纤的分类：1、按光纤横截面折射率分布不同：阶跃型光纤（均匀光纤）和渐变型光纤（非均匀光纤）。

2、按纤芯中的传输模式:单模光纤 (直径较小，为4~10μm ，纤芯较小，适合于大容量，长距离)，多模光纤（直径约为50μm ，传输多种模式）3、反射定律：θ1=θ1'，反射角=入射角。

折射定律：n 1 sin θ1=n 2 sin θ2 。

4、全反射的条件： n 1>n 2； θc <θ1<90º 。

5、弱波导光纤：121n n -n ≈∆ 。

6、数值孔径:光纤捕捉光射线能力的物理量，用NA 表示。

∆=-==2n n n sin 121max 22φNA7、全反射形成导波的条件：221n n sin 2-≤φ ，是入射角。

8、渐变型光纤的本地数值孔径：()()()a n r n r 22-=NA ， 9、光纤的自聚焦：渐变型光纤中，不同射线具有相同的轴向速度的现象。

10、截止：光纤中出现了辐射模时，即认为导波截止。

11、0<V<2.40483是阶跃型光纤的单模传输条件。

归一化公式：01a n 22λπ∆=V 。

12、阶跃型光纤的传输模数量：22V M =。

渐变型光纤的传输模数量：42max V M =。

13、单模光纤的特性参数：衰减系数o i log 10P P L =∂，单位dB/km 。

14、其他常用单模光纤：1、色散位移单模光纤：在1.55μm 处损耗最小（最小为0.2dB/km ）在1.31μm 时色散系数趋于零。

2、非零色散光纤:工作波长在1.54~1.565μm ，此区域色散值最小 3、色散平坦光纤：在整个光纤通信的长波段都保持低色散。

4、色散补偿光纤：利用一段光纤来消除由于色散使得光脉冲发生的展宽的畸变。

φ15、光纤的损耗特性：吸收损耗和散射损耗。

1、吸收损耗又分为本征吸收和杂质吸收。

2、本征吸收有两个吸收带：紫外吸收带和红外吸收带。

3、散射损耗分为线性或非线性。

4、线性散射损耗主要包括瑞利散射和材料不均匀散射，非线性散射主要包括：受激拉曼散射和受激布里渊散射。

16、受激光散射效应是由于光纤材料等的缺陷，有可能使得光纤通过介质时发生散射；或当输入光功率很强时，任何介质对光的响应都是非线性的。

第三章1、半导体光源：半导体激光器，半导体发光二极管。

2、光量子（光子）：E=hf；费米能级：电子占据各个能级的概率是不等的，占据低能级的电子多，占据高能级的电子少。

（外层电子数多，能量少，内层电子数目少，能量高）。

3、激光器的工作原理：受激辐射必须大于受激吸收。

粒子反转分布状态是使物质产生光放大的必要条件。

激光振荡器包括以下三个部分：能够产生激光的工作物质，能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源，能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。

4、激光器的参量：平均衰减系数（放大的光能要足以抵消腔内的损耗）、增益系数、阈值条件。

5、光源的要求：1、光源的发光波长应符合光纤的低损耗窗口2、能长时间连续的工作3、与光纤的耦合效率高。

4、光源的谱线宽度窄。

5、寿命长，工作稳定。

6、P-N结外加正偏压后的能带分布：N区点子多，能量低，P区电子少，能量高。

7、半导体激光器的阈值特性，当I大于阈值电流才发出激光，I小于阈值电流发出的是荧光。

温度特性，阈值电流随着温度的升高而加大。

8、I层：在P型材料和N型材料之间加一层轻掺杂的N型材料（掺了低浓度的+3价）加速作用。

9、光检测器的特性：响应时间:光电流随入射光信号变化的快慢。

暗电流：在无光的情况下，光电检测器输出的电流。

10、光纤拉曼放大器通常采用反向泵浦方式，可以分为分立式RFA和分布式RFA。

其工作原理是基于非线性光学效应。

11、光纤式定向耦合器参数：隔离度A：A1,4=-10lg(P4/P1)(dB),一般情况下要求A>20dB。

插入损耗L=-10lg（(P2+P3)/P1)。

一般情况下要求L≤0.5dB。

分光比T等于两个输出端口的光功率之比即为P3/P2。

12、光隔离器的基本原理是法拉第旋转效应。

13、波长转换器的功能：能够使信号从一个波长转换到另一个波长的器件。

14、波分复用器（WDM）：在一根光纤中能同时传输多波长光信号的技术。

第四章1、强度调制-直接检波IM-DD，在光通信系统中无法传输HDB3码。

HDB3有三种状态。

2、对光发射机的要求：(1)光源的发光波长要合适，与0.85μm、1.31μm、1.55μm三个波长相适应。

(2)合适的输出光功率（3）较好的消光比：EXT=全0码时的平均输出功率/全1码时的平均输出功率，一般要求EXT≤10％.(4)调制性好3、光中继器接收机+发射机4、激光器的谱线特性：普通激光器工作在直流或低码速的情况下，具有良好的单纵模（单5、接收机噪声：散粒噪声和热噪声。

第五章1、SDH网是由一些SDH的网络单元组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。

2、网络节点接口是表示网络节点的接口，同步数字体系的速率最为基础的模块信号STM-1其速率是155.520Mbit/s，更高等级的STM-N信号速率是STM-1的N倍，N=1,4,16,54,256等。

3、一般帧结构分为3个区域：段开销(SOH)区，信息净负荷区和管理单元指针（AU-PTR），段开销：为了保证信息正常传送而供网络运行、管理和维护所使用的附加字节。

信息净负荷区：用于通道监视，管理和控制的通道开销组成。

管理单元指针：用来指示净负荷中信息起始字节的位置。

9*270*8/125*10-6=155.5204、SDH的特点：SDH网络由一系列的SDH网元（NE）组成的，有全世界统一的网络节点接口，有一套标准化的信息结构等级，有一种块状帧结构，有一套特殊的复用结构。

5、STM-N帧结构的过程都必须经过映射、定位和复用三大关键步骤。

SDH复用结构由一系列复用单元组成，常用的有容器(C){主要完成PDH与VC之间的适配功能}、虚容器(VC){用来支持SDH通道层连接的信息结构}、支路单元(TU){为低阶通道层和高阶通道层提供适配功能}、管理单元(AU){用来指示该高阶VC在STM-N中的位置}6、SDH光传输系统结构分为点到点链状线路系统和环路系统。

SDH网元有终端复用器，分叉复用器，DXC数字交叉连接器，再生中继器。

7、SDH传送网分层分为电路层网络，通道层网络，传输媒质层网络。

8、SDH网络的保护—自愈功能，它是指当网络出现故障时，能够在无需人为干预的条件下，在极短的时间内从失效状态自动恢复所携带的业务。

有两种方式，(1)自动线路倒换：最为简单的自愈形式，其结构有两种，即1∶n与1+1两种。

(2)环路保护。

9、SDH网同步方式有主从同步方式、相互同步方式和准同步方式，大都数国家采取主从同步方式。

10、时钟电路的工作模式可以分为正常工作状态、保持工作模式和自由运行状态3种状态模式。

11、当频率>10HZ时的随机变化被称为抖动，反之为漂移。

第六章1、光监控信道的接口参数：监控波长：1510nm。

2、波分复用结构：利用波长分割原理，将不同的SDH信号赋予不同的中心波长，这样不同波导可以同时共用一根光纤进行信息的传输。

3、WDM网络的关键设备有(1)光差分复用器OADM(2)光数字交叉连接器OXC(3)光终端复用器OTM。

光传送网分为光通道(OCH)层、光复用段(OMS)层和光传输断(OTS)层4、OADM的功能：波长上、下话路的功能、具有波长转换的功能、具有光中继放大的功率平衡的功能、提供复用段和通道保护倒换功能、具有多业务接入功能。

5、OXC的实现方式：光线交叉连接、波长交叉连接和波长转换连接。

6、影响波分复用系统性能的因素，除系统性能的因素外，有：制作技术和成本限制、串扰影响、稳频、阻塞特性。

7、目前出现的1.6Tbit/s WDM系统中采用波长间插技术，使用C+L波段160个波长，其相邻波长间隔为50GHz。

8、OTN（光传送网）3种保护方式：线性保护、子网连接保护（ODUk SNC）和共享保护环。

9、WDM对光源和光电检测器的要求：一：对光源的要求：(1)激光器的输出波长保持稳定(2)激光器应具有比较大的色散容纳值(3)采用调制技术。

二：对光检测器的要求：应具有多波10、为什么全波段EDFA结构中，有两个放大器：C波段的EDFA具有体积小，功耗低，可靠性高的特点；L波段的EDFA是专门为L波段应用设计的，通过光学结构的优化设计，使其各项技术指标已完全达到C波段的EDFA，并且在产品结构上采用和C波段EDFA完全兼容的机械结构、电器接口和通信接口，从而实现C+L全波段EDFA产品。

11、波长通道（WP）机制和虚波长通道（VWP）机制的区别：WP是光通路上的OXC节点没有波长转换功能，因此某一光通道中的不同光复用段必须使用相同的波长；VWP是光通道上的OXC节点具有波长转换功能，因此一个光通道中的各光复用段可以占用不同的波长。

第七章1、宽带城域网三种分层：核心层、汇聚层和接入层。

2、POS（IP over SDH）是通过SDH提供的高速传输通道来直接传送IP分组。

特点：①保留了因特网的无连接特性，简化了网络体系结构，提高了传输效率，降低了成本，易于容易兼容。

②符合Internet业务的特点。

③能利用SDH技术本身的环路自愈功能进行链路保护。

④仅对IP业务提供良好的服务。

3、POW（IP over WDM）是光纤直接与光耦合器相连，耦合器把各波长分开或组合，输入和输出端都用简单的光纤连接器。

特点：ａ简化了层次，减少了网络设备和功能重叠，从而降低了网管复杂程度。