1概论1、光纤通信的主要优点是什么？1频带宽、传输容量人；2损耗小、中继距离长；3重量轻、休积小；4抗电磁十扰性能好；5泄漏小、保密性好；6节约金属材料，有利于资源合理使用。
2、光纤通信系统有哪几个基木组成部分？点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成3、什么是NRZ和RZ码？NRZ：非归零码RZ：归零码NRZ码的信号带宽仅为RZ的一半NRZ的占空比等于1, RZ的占空比小于或等于0.52光纤和光缆1、用光线光学方法简述光纤的导光原理。
光波从折射率较大的介质入射到折射率较小的介质时，当入射角大于临界角时，在边界处发生全反射。
2、光纤的种类有哪些？什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？它们的尺寸及使用场合有什么不同？多模光纤有哪两种？单模光纤又有哪几种？种类：按折射率分布的变化来分为阶跃光纤和渐变折射率光纤；按其中传播的光波模式数量分为单模光纤和多模光纤。
多模单模：如果光纤只支持一个传导模式，则称该光纤为单模光纤。
支持多个传导模式的光纤称为多模光纤尺寸：单模光纤芯径小（10um左右）,多模光纤芯径大（62.5um或50u m）。
单模光纤传输适合高速大容量长距离传输。
多模光纤适用于低速短距离传输。
多模光纤有阶跃多模光纤和渐变多模光纤。
单模光纤有G.652光纤、G653光纤、G654光纤、G.655光纤、全波光纤和色散补偿光纤3、光纤数值孔径的定义是什么？其物理意义是什么？用数值孔径NA表示光线的最大入射角（）max；NA = sin 0 max= —2/NA =（2△庐,A =咗二阻=2nr n.NA表示光纤接收和传输光的能力。
NA（或（）max）越人，光纤接收光的能力越强,从光源到光纤的耦合效率越高，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。
但NA越大，经光纤传输后产生的输出信号展宽越大，因而限制了信息传输容量。
4、归一化频率的定义，光纤卩模传输的条件是什么？它表征光纤屮传播模式的数量。
就是把采样频率设为1,其它的频率按它的百分比表示。
光纤的归-化频率V二2兀(2比严耳刃入是一个综合性参数，场龙纤的结构⑥数｛.纤芯的折射率时、半径扒折射率相对差2 和工作波长入0仃关。
其数值大小决応了弱波导光纤中电磁场的分布和传输情况。
归一化频率0WV2.405,传输波长入人于截止波长入c5、什么是光纤的色散？对通信有何影响？色散的种类有哪些？多模光纤的色散由什么色散决定？单模光纤色散又由什么色散决定？色散是山于不同成分的光信号在光纤中传输时，因群速度不同产生不同的吋间延迟引起的一种物理效应。
在数字光纤通信系统屮，色散会引起光脉冲展宽，严重时前后脉冲将相互重叠，形成码间F扰，增加误码率，彫响了光纤的传输带宽。
因此，色散会限制光纤通信系统的传输容量和中继距离。
材料色散：由传播速度和纤芯材料折射率随波长变化，及光源频谱中不同成分折射率不同引起的色散波导色散：由于光纤儿何特性而使信号的相位和群速度随波长变化引起的色散多模光纤的色散由模式，材料色散决定，单模光纤色散由材料色散和波导色散决定。
6、材料色散和波导色散引起的时延差h与色散系数M的关系是什么？色散系数M工程通常采用什么单位？材料色散和波导色散引起的时延差A T与色散系数M成正比，色散系数M工程上单位采用ps/(nm km)7、普通单模光纤的零色散波长大约为多少？色散位移光纤(DSF)是利用什么原理制成的？图1普通单模光纤的材料色散系数Dm、波导色散系数D\v和总色散D随波长变化的曲线，总色散在1.31 附近为零，这个波长称为零色散波长。
而在1.55呵附近色散系数D=15 〜18ps/(km・nm)。
在1.55pm附近的损耗最低，如果介理地设计光波导的结构可以把零色散波长位移到1.55pm附近，这样1.55pm附近色散也最小，利用这种原理制成色散位移光纤(DSF)。
无疑对长距离人容暈的光纤通信是十分有利的。
图1普通单模光纤的D M、D“,和D随波长的变化曲线8、造成光纤传输损耗的主要I大I素有哪些？哪些是可以改善的？最小损耗在什么波长范围内？引起光纤衰减的原因是光纤对光能量的吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。
其屮吸收损耗是可以改善的。
最小损耗在1.55 u m波段内。
10、冃前光纤通信采用哪儿个工作波长？为什么？(1)光纤通信使用0.85 n m I作波长的光纤主耍是受到早期光源发光波长的限制，早期发明的光源都是短波长光源，由于光纤损耗随波长的增加而减小,因而选择了相对來说波长较长损耗较小的0.85 u m作为光纤的工作波长.(2)由于石英光纤在1.31 urn处可以达到零色散并且损耗也达到极小，因而在长波长光源问世后开始使用这种工作波长的光纤.(3)由于使川了新技术后，石英光纤的零色散窗口可以移到更长的1.55 urn处，并且此时的损耗要比使用1.31卩m波长传输更小，于是又开始使用工作波长为1.55 u m的光纤.11、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？在长波长波段石英光纤可以实现零色散传输，从而使系统带宽达到最大•比1.55 U m 更长的波长区的散射损耗极低，可以无需放大器或屮继器进行极长距离传输；单模光纤损耗低、频带宽、容量人、成本低，易于扩容。
而通信的主要U的就是最大限度的实现远的传输距离和大的传输容量,因此光纤通信的向长波长、单模光纤方向发展.12、什么是光纤的自聚焦现象？折射率分布合适，有可能使以不同角度入射的全部光线以同样的轴向速度在光纤中传输，同时到达光纤轴上的某点，即所有的光线都有相同的空间周期L,这种现象称为口聚焦13、如何判断光纤的止常色散区和反常色散区？M》0 ( + )长波快材料色散系数MX)的区域为止常色散区，M<0时的区域为反常色散区。
14、什么是单模光纤的偏振色散？单模光纤中其实有两个正交模式存在，由于光纤的制作工艺，外部受力各种影响，光纤并不是绝对的标准，所以两个正交模式在传输过程中会出现时延，称为差分群时延DGD,即为偏振模色散15、什么是平板波导的有效折射率？等效折射率等于Dili空间中的光速度与波导中的相速度Z比。
neff = c / 比=sin 0 = 0 / £o16、平板波导的截止条件是什么？当某个给定模式的传播角刚好等于临界角时，这个模式将被截止。
3光源与光发送机1、光与半导体物质的三个基本作用过程是什么？半导体激光器(LI))、光放大器SOA 分别基于哪个过程？ LED 自发辐射口发辐射，受激辐射，受激吸收 分别基于受激辐射，受激吸收和受激辐射2、光纤通信广泛使用的光源有哪些？ LED 的光谱有什么特点，可以用于何种光纤系统?半导体激光器LD 和发光二极筲LED 是两种最常用的光源发光二级管乂称LED,广泛应用在各类电子设备中，也是光纤通信中经常使用的光 源。
它的优点在于较小的尺寸和较长的使用寿命。
但它也具有发光亮度低，光谱宽等缺 陷，故发光二极管(LED)通常使川在低速、短距离光通倍系统。
3、试画出LED 和LD 的光输出功率P 与注入电流I 的关系曲线，即P ・I 曲线。
它们有什么区別？ 半导体激光器(LD)LED 是无阈值器件，它随注入电流的增加，输出光功率近似的线性增加。
通常使用使用光输出功率P 与注入电流I 的关系，即P ・I 曲线，来描述LED 的输出光功率特性。
LD 是阈值器件。
4、 LED 和LD 的主要区别是什么？LED 本质上是非相丁光源，它的发射光谱是半导体材料导带和价带的H 发辐射谱 线，所以谱线较宽；而LD 是相F 光源，它的谱线很窣。
受激5、 什么是激光器的纵模？横模是激光光束在横截面上的光场分布在激光腔内有若干可以起振的激光，每一个可以在腔内稳定震荡的频率光都 是一个纵模，纵模就是这些频率的叠加。
所谓单纵模可以大致等效于单频，就是 单色性很好，频率很单一的激光。
6、 光纤通信对半导体激光器有哪些主要要求？半导体激光器(LD)是光纤通信最上耍的光源，非常适合于高码速率长距离的光 纤通信系统的基本要求有以下儿点：(1) 光源应在光纤的三个低损耗窗口工作，即发光波长为0.85pm 、1.31pm 或1.55pm 。
m 阶TE 模截止条件：(J//l) =m 2^1n\2 —nz(2)光源的谱线宽度较窄,从=0・1〜l.Onmo(3)能提供足够的输出功率，町达到10mW以上。
(4)与光纤耦合效率高,30%〜50%0(5)能长时间连续工作，工作稳定，提供足够的输出光功率。
7、半导体激光器由哪三个部分构成？(1) T作物质 (2)泵浦源 (3)光学谐振腔8、DFB激光器与普通的F-P腔激光器结构上有什么不同？両出DFB-LD结构示意图。
分布反馈半导体激光器(DFB-LD),它是在异质结激光器具有光放大作用的有源层附近，刻上波纹状的周期的光栅來构成的，如图3所示。
金属层光栅有源层附着层图3分布反馈半导体激光器结构示意图DFB激光器的输出波氏由什么决定？DFB激光器的输出波长市内首光栅决定DFB-LD光谱与普通的F-P腔LD的光谱有何不同？LD多模光谱和单模光谱的比较可以看出，单纵模LD屮除了一个主模外，其它纵模都被抑制了，同吋主模的谱线宽度非常窄，通常小于lnm,用于高速光纤通信系统是非常理想的。
9.FP-LD、DFB-LD的中文名是什么？DFB激光器的工作原理与F-P腔LD的工作原理有何不同？法布里•珀罗激光器分布反馈激光器F・P腔的反射只发生在解理端面，在腔体的任一点，都是这些端面反射的左右行波的干涉；而DFB 内部具有一个对波长有选择性的衍射光栅，从而使只有满足布拉格波长条件的光波才能建立起振荡。
DFB激光器在腔内的每一点都有反射，其腔体损耗与纵模有关。
增益曲线首先和模式具有最小损耗的曲线接触的模开始起振，并且变成主模。
其它相邻模式由于其损耗较大，不能达到阈值，因而也不会从自发辐射屮建立起振荡。
这些边模携带的功率通常占总发射功率的很小比例(<l%)o10、半导体激光器的温度变化对阈值电流有什么影响?对输出功率有什么影响？怎么解决这个问题？温度对激光器阈值电流影响很大，阈值电流随温度升高而加人，功率减小。
所以为了使光纤通信系统稳定、可靠地工作，一般都要采用自动温度控制电路，來稳定激光器的阈值电流和输;I 1光功率O4光放人器1.全光传输中继器和传统的再牛中继器的主耍区别传统的"I冲继器耍完成光■电■光转换过程；而全光传输中继器不需耍光■电■光变换，它巴接对光信号进行放大。
4、SOA （半导体激光放大器）、EDFA （掺餌光纤放大器）的工作原理；SOA、EDFA 各有什么优点？SOA利川能级间受激跃迁而出现粒了数反转的现象进行光放大EDFA在右英光纤中参入饵，当泵汕波长与其吸收带Z •吻介时，町以在1.55um波长附近产生增益。