光纤通信经典复习资料

1、1. 光限制在光纤中的作用原理答：一束激光打入光纤（纤芯和包层组成）后，光在纤芯中传播，由于纤芯的折射率大于包层（光线折射和散射很少出去，都被反射了回来），所以光线可以在纤芯中不断前进2. 光纤色散和总色散答：模间色散，同一波长光信号的不同模式之间的色散且只在多模光纤中存在。产生原因：多模光纤中各个模式的光传播的路径和速度不同，使得在光纤出射端各模式的到达时间不一致，产生时延差，引起光脉冲展宽，称为模间色散。模内色散，又细分为材料色散（只考虑光源光谱不纯以及光纤石英材料的折射率随波长而变化而产生的色散）和导波色散（考虑光源光谱不纯以及导波结构的影响而产生的色散）。单模总色散时延差为多模光纤的色散时延差=；影响带宽的原因（1）模间色散 （2）模内色散3. 光纤的相对折射率差答：4. 导模的传输条件答：；02.4048条件的光纤，则含有基模和其他模式，称为多模光纤理论算得光纤导模的总数N为，阶跃多模光纤NV2/2，渐变多模光纤NV2/45.WDM的优点答：（1）能够充分利用光纤的低损耗带宽资源，使单根光纤的传输容量增大几倍至几十倍；（2）各个载波信道彼此独立，可以互不相干扰地同时传输不同特

2、性的信号；（3）初步解决了中继全光化问题，为全光通信网的实现奠定了基础；（4）节省了光纤和光电型中继器，大大降低了建设成本，方便了已建成系统的扩容。6. 光纤通信中的调试方式答：直接强度调制光纤通信系统，外调制光纤通信系统，外差光纤通信系统7. 衰减答：光纤的衰减是指在光纤中传播时光功率的衰减。光纤衰减也称为光纤损耗，常用衰减常数来表示光纤的衰减特性；衰减产生的主要原因（1）本征损耗（光纤材料所固有）（2）工艺损耗（在提纯、熔炼、拉丝等过程中产生）（3）布线施工损耗 强弯曲损耗 ； 微弯曲损耗 ； 接头损耗 。8. 光源作用，PIN作用答：PIN作用：经过光电效应将光信号转换成电信号。光电效应是指光照射到半导体的P-N结上，若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光电子，在价带中出现光空穴，即光电子-空穴对，这过程则为光电效应。9. 光放大器作用，前放，幅度判决，APC，均衡器的功能答：主放大器：它的作用是提供足够的增益， 并通过它实现自动增益控制(AGC)，以使输入光信号在一定范围内变化时， 输出电信号保持恒定。前置放大器作用：将

3、光检测器输出的微弱电流型号进行放大，以适应后续电路需要。均衡滤波器：是对经光纤传输、光/电转换和放大后已产生畸变(失真)的电信号进行补偿，使输出信号的波形适合于判决(一般用具有升余弦谱的码元脉冲波形)，以消除码间干扰，减小误码率。AGC 控制主放大器的增益或APD 管的雪崩增益,使输出信号在一定范围内不受输入信号的影响。幅度判决的作用：将均衡器输出并经过基线恢复处理的升余弦信号整形成非归零的矩形脉冲信号，以利于时钟提取。再生电路：包括判决电路和时钟提取电路，它的功能是从放大器输出的信号与噪声混合的波形中提取码元时钟，并逐个地对码元波形进行取样判决，以得到原发送的码流。10. 光端机，光接收电路图光端机基本组成框图光接收电路11. 斜射光线，子午光纤定义及轨迹与哪些因素有关答：子午光线：若入射光线与光纤轴心线相交，则称为子午光线。斜射光线：若入射光线与光纤轴心线无论在光纤的入射端面上还是在光纤内部都不相交，则称为斜射光线。轨迹与入射角，纤芯直径有关12.数值孔径答：数值孔径 定义：数值孔径等于光纤端面临界入射角的正弦值；数值孔径的物理意义：数值孔径表示光纤采光能力的大小。数值孔径越大，则

4、光纤与光源或和其他光纤的耦合就越容易。但数值孔径过大，则大，这会增加光纤传输损耗，故数值孔径应适当取值。 13. 受激辐射，受激吸收、激光振荡如何产生，必须具备的条件答： 自发辐射.发出的光子彼此不相干（即传播方向、相位和偏振不同），称为非相干光。 受激辐射.发出的光子彼此相干（即其传播方向、频率、相位、偏振都与外来光子相同），称为相干光。激光二极管输出的就是这种相干光。 受激吸收.在外来入射光的作用下，处在低能级上的电子可以吸收入射光子的能量而跃迁到高能级上 。产生的条件：1.粒子数分布的物质；2.光学谐振腔；3.外来的激励。14. 半导体发光二极管的主要特性v 答：LED发射的是自发辐射光（非相干光）。大多采用双异质结结构，把有源层夹在P型和N型限制层间，但没有光学谐振腔，故无阈值。LED分为正面发光型、边发光型和超辐射发光二极管，边发光型LED的驱动电流较大，输出光功率小，但光束发射角小，与光纤的耦合效率高，故入纤光功率比面发光型LED高。v LD发射的是受激辐射光（相干光）。采用双异质结结构，把有源层夹在P型和N型限制层间，有光学谐振腔，是一个阈值器件。LD分为多纵模激光器和单

5、纵模激光器。输出光功率比LED大，并且发出的谱线窄，与光纤的耦合效率高，故适用于长距离、大容量的光纤通信。主要特性：LD的伏安特性，LD的输出光功率特性，LD的光谱特性，LD的调制特性，LD的方向特性，LD的寿命。15.脉冲再生电路16. 中继，中继作用，估算答：光纤长途线路上每隔一定距离（约5070 km）就要设置一个光中继器，用来将经过光纤传输后因受光纤损耗和色散的影响而有较大衰减和畸变的光信号，变成没有衰减和畸变的光信号，然后再输入光纤内继续传输，从而增大光的传输距离。 中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。 它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。光中继器分为两大类：光电转换型中继器和全光型中继器。;其中L我为中继距离，C为光纤连接器损耗；S为光纤每千米连接损耗；为光纤衰减常数；MC光缆富余度；ME光端机富余度；PT发送端平均输出光功率；PR接收端灵敏度。17. EDFA的作用答：用来将经过光纤传输后有较大衰减和畸奇的光信号变成没有衰减和畸奇的光信号，然后再输入光纤内继续传输，从而增大光的传输距离。18. 激光器谐振腔内激

6、光振荡是如何产生的？答：激光器谐振腔中的工作物质在泵浦源的作用下变成增益物质后有了放大作用，被放大的光在谐振腔的两个互相平行的反射镜面间来回反射，进一步得到放大，但在这一过程中也要消耗一部分光能，当放大足以抵消损耗时，激光器就形成激光振荡19. 构成激光振荡器必须具备的条件是什么？答：1）工作物质，能产生激光的物质，也就是可以处以粒子数反转分布状态的工作物质；2）泵浦源，使工作物质成为激活物质即使其产生粒子数的反转分布；3）光学谐振腔，提供必要的反馈和频率选择20. 光接收机中脉冲再生电路是由哪两部分组成？脉冲再生电路的主要作用是什么？答：由判决器和时钟恢复电路组成，主要作用是将均衡器输出的信号，例如：升余弦频谱脉冲恢复为0或1的数字信号。21. 光纤通信中的基础知识答：主要组成部分包括光纤、光发送器、光接收器、光中继器和适当的接口设备等。实际中，光发送器和光接收器安放在同一机架中，合称为光纤传输终端设备，简称光端机。2光纤是由纤芯、包层、涂覆层和护套构成的一种同心圆柱体结构；芯和包层由透明介质材料构成，其折射率分别为n1和n2；了使纤芯能够远距离传光，构成光纤的必要条件是n1n2。多模光纤：纤芯内传输多个模式的光波，纤芯直径较大（50 mm左右），适用于中容量、中距离通信。单模光纤：纤芯内只传输一个最低模式的光波，纤芯直径很小（几个微米），适用于大容量、长距离通信。通信用光纤大多数由石英玻璃材料构成。光纤的制造要经历材料提纯、熔炼、拉丝、套塑等具体的工艺步骤。22. 码型变换答：HDB3码的编码规则与过程：（1）连0码替代将4个连“0”信息码用取代节“000V”或“B00V”代替：两个相邻“V”码中有奇数个“1”码时，取代节为“000V”；两个相邻“V”码中有偶数个“1”码时，取代节为“B00V”。（2）其余的信息“0”码仍为“0”码；（3）添加极性“V”码的极性与相邻前一个非零码的极性相同；“1、B”码的极性与相邻前一个非零码的极性相反。CMI码的构造方法：将二进制信号中的“1”码交替用“11”和“00”NRZ码来替代，“0”码用“01”NRZ码来替代。替代前后的时间宽度保持不变，即原码（即二进制信号）的1个码元宽度等于新码（即CMI码）的2个码元宽度。友情提示：部分文档来自网络整理，供您参考！文档可复制、编制，期待您的好评与关注！ /

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