光纤通信系统复习重点.docx
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光纤通信系统复习重点
第一章：
概述
1、第一根光纤是什么时候出现的？
其损耗是多少？
答：
第一根光纤大约是1950年出现的。
传输损耗高达1000dB/km左右。
2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。
答：
光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。
中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。
3、光纤通信有哪些优缺点？
答：
光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节省有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。
第二章：
光纤和光缆
1.ITU-T建议分类G.651--G.656
2.相对折射率差
光在均匀介质中沿直线传播，其传播速度为：
V=C/N（c为光速，n是介质的折射率）
3.NA
4.多模光纤与单模光纤（P19-20）
多模光纤：
就是允许多个模式在其中传输的光纤，或者说在多模光纤中允许存在多个分离的传导模。
单模光纤：
只能传输一种模式的光纤
为了描述光纤中传输的模式数目，在此引入一个非常重要的结构参数，即光纤的归一化频率，一般用V表示，其表达式如下：
第3章 光纤的传输特性
光纤的传输特性主要有两部分，光纤的损耗特性和色散特性
1.损耗曲线:
三个低损耗窗口：
0.85μm、1.31μm、1.55μm
2.光纤损耗系数dB表示
为了衡量一根光纤损耗特性的好坏，在此引入损耗系数，即传输单位长度（1km）光纤所引起的光功率减小的分贝数，一般用α表示损耗系数，单位是dB/Km
L------kmP------mW或μW
3.光纤的最低损耗值
4.色散估算
在光纤中，光信号是由很多不同的成份（如不同模式、不同频率）组成的，由于信号的不同成份的传播速度不同，经过光纤传输一段距离后，不同成份之间出现时延差，从而引起信号畸变，这种现象称为色散。
（书本P58）
5.光纤带宽：
光纤的色散和带宽描写的是光纤的同一特性。
色散是这一特性在时域中的表现，即光脉冲经过光纤传输后脉冲在时间座标轴上展宽了多少。
带宽是这一特性在频域中的表现。
第四章：
常用无源器件
1.光连接器
用于光纤设备和光纤之间，光纤和光纤之间,光纤与其它部件之间，设备和设备之间的连接。
又叫活接头。
2.我国常用的光纤连接器有哪些类型？
答：
我国常用的光纤连接器有FC、SC和ST三种类型连接器。
1
2
3
4
5
⑥
2.光耦合器
3.光开关
4.光环形器：
用途：
用于光放大器和光时域反射仪。
5.光波分复用器
2、（P78）有一个无源树形光耦合器（1：
6耦合器），输入端注入光功率30mW，6个输出端口分别输出光功率4.9mW,5.1mW,4.8mW,4.8mW,4.9mw和5.0mW，求此光耦合器的各端口插入损耗、附加损耗和分光比。
答：
练习本上
3、分光比表明定向耦合器两输出端口的（输出功率）分配情况；3dB耦合器的两个输出端口的输出光功率之比为（1:
1）
第五章：
光有源器件：
需要外加能源驱动工作的光电子器件
光有源器件：
光连接器、耦合器、分插复用器、波分复用器
1.光子能量：
若原子从E2→E1，△E=E2–E1，
这个差△E将以一个量子的能量形式释放，一个量子的能量被称为光子（photon）。
一个光子的能量Ep由下面的公式定义
Ep=hν（3.1.3-1）
h是普朗克常数（h=6.626×10-34J•S），而ν是光子的频率。
原子从高能级→低能级，对应于光子的辐射；原子从低能级→高能级，对应于光子的吸收。
2.自发辐射受激辐射和受激吸收
①处于高能级的原子自发的辐射一个频率为ν、能量为E的光子，跃迁到低能级，这一过程称为自发辐射。
是相位、偏振方向不同的非相干光。
②在能量为E的入射光子的激励下，原子从高能级向低能级跃迁，同时发射一个与入射光子频率、相位、偏振方向和传播方向都相同的另一个光子，这一过程称为受激辐射。
③外来光被低能级吸收，使原子从E1®E2。
在入射光子的激励下，原子从低能级向高能级跃迁，称为受激吸收。
3.FP-LD（法不里-泊罗激光器）的工作原理（半导体激光器）
4.LD（激光器）直接光强数字调制原理
直接光强数字调制原理：
当激光器的驱动电流大于阈值电流Ith时，出光功率P和驱动电流I基本上是线性关系，输出光功率和输入电流成正比，输出光信号反映输入电信号。
第6章光电检测器与光接收机
1.PINAPD的概念
（XX百科）在pp和nn之间加进一个接近本征材料的I区，形成PIN结构的一种应用最广泛的半导体光电探测器。
光生载流子通过PIN结时间很短，这是因为虽然I层较厚，但它处于一个强的反向电场作用下，所以载流子以快的漂移速度通过I层。
光生载流子通过两边P与N区时，是以比较慢的扩散速度前进的，但因P层和N层均较薄，这样总的来说就提高了PIN管的响应速度。
目前PIN光电二极管带宽以达110GHz。
APD：
（雪崩光电二极管）
增益提高x100，接收大于接收机电噪
声的光信号
是高速、高灵敏度的接收器
极大的温度倚赖性
主要性能
增益带宽积
暗电流
响应简单归纳其工作原理为：
高的反向偏置电压，碰撞电离，产生一次光生载流子、二次光生载流子
APD的平均雪崩增益G：
是个复杂的随机过程，G是一个统计平均值。
2.响应度：
在一定波长的光照射下，光电检测器平均输出电流与入射的平均光功率之比成为响应度。
（公式：
P114）
3.幅度和时间判决
4.电路模块识别
5.灵敏度、动态范围
APD接收灵敏度高于PIN-PD，传输速率越大，光检测器的灵敏度越低
第8章光复用技术
复用技术：
为提高通信线路利用率，采用同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术。
1.光复用技术类型及应用场合
类型：
光副载波复用。
2.比特交错OTDM的分析
2、OTDM与TDM的区别。
光时分复用（OTDM）的原理与电时分复用相同，只不过电时分复用是在电域中完成，而光时分复用是在光域中进行，即将高速的光支路数据流（例如10Gbit/s，甚至40Gbit/s）直接复用进光域，产生极高比特率的合成光数据流
第9章光网络
1.SDH传输系统基本原理
1、决定了SDH具有强大的网络运行、管理和维护能力。
是因为SDH具有：
（B）
A.统一光接口；B.丰富的开销比特；C.净负荷透明
2、在SDH帧结构中_C_的作用是用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷。
A.段开销;B.净负荷;C.管理单元指针
3、接入端口的最高速率为140Mbit/s或155Mbit/s，而交叉连接的最低速率为一次群信号的数字交叉连接设备可以表示为_B_。
A.DXC1/0B.DXC4/1C.DXC4/4
4、在SDH传送网的分层模型中，VC-12属于_A_。
A.低阶通道层B.高阶通道层C.复用段
5、在以下几种SDH自愈环中，发生故障时仅需要在一侧倒换的是_A
A.二纤单向通道保护环（1+1方式）;B.二纤双向复用段共享保护环;C.四纤双向复用段共享保护
6、以下几种自愈方式中，所需时间最长但效率最高的是C
A.线路保护B.环网保护C.DXC保护恢复
7、一个STM-4可接入（C）2M信号。
A63B64C252
8、在SDH系统中（C）个TUG-3复用进VC-4A：
1B：
2C：
3D：
4
9、描述图9-16正常和故障状态下的业务流向
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