光纤通信考试重点

1、第一章一. 光纤通信的优点1. 光纤的容量大2. 损耗低、中继距离长3. 抗电磁干扰能力强4保密性能好5. 体积小，重量轻6. 节省有色金属和原材料二. 光纤通信的缺点1. 光纤通信的缺点。1. 抗拉强度低2. 光纤连接困难3. 光纤怕水四. 光发射机的作用不论是数字信号，还是模拟信号，将输入的电信号转换成光信号；将转换后的光 信号用尽可能高的效率耦合进入光纤。 光发射机由输入接口、 光源、驱动电路、 监控电路、控制电路等构成，其核心是光源。五. 光纤的作用尽可能少的失真，尽可能小的衰减，将光信号传递到接收端一光接收机六. 光接收机的作用? 将光发射机送出来的光信号转换（还原）成为电信号由V2

2、=u2+w2得到单模传输条件为V =兰M J 时一运 < 2 405一.光纤传输特性产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散，损耗和色散是光纤最重要的传输特性： 色散限制系统的传输容量，损耗限制系统的传输距离1. 色散（Dispersion）是在光纤中传输的光信号，由于不同成分（模式，频率等）的光的时间延 迟不同而产生的一种物理效应。2. 色散的种类：模式色散，材料色散，波导色散3. 光纤色散产生的原因及对光纤传输系统的影响：由光纤中传输的光信号的不同成分的传播 时间不同而产生的。在时域和频域的表示方法不同：从频域上看，色散限制带宽（Bandwith），用3 dB光带宽f3dB表示；从 时

3、域上看，色散产生脉冲展宽(Pulse broade ning),脉冲展宽At表示。3. 光纤损耗损耗的存在光信号幅度减小限制系统的传输距离。在最一般的条件下，在光纤内传输的光功率 P随距离z的变化，可以用下式表示是损耗系数响应度的定义为一次光生电流IP和入射光功率 P0的比值4. 损耗的机理包括吸收损耗和散射损耗两部分 吸收损耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利(Rayleigh )散射和由光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。瑞利散射损耗是光纤的固有损耗，它决定着光纤损耗的最低理论极限。5. 光纤损耗产生的原因及危害是？光纤损

4、耗包括吸收损耗和散射损耗两部分，吸收损耗是由Si02材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利(Rayleigh )散射和由光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。危害：光纤损耗使系统的传输距离受到 限制，大损耗不利于长距离光纤通信。第三章1. 什么是粒子(电子)数反转分布，什么情况下能实现光放大？答：假设能级 E1和能级E2上的粒子数分别为 N1，N2，在正常的热平衡状态下，低能级 E1上的粒子数N1是大于高能级E2上的粒子数N2的，入射光信号总是被吸收，为了获得 光信号的放大，必须将热平衡下的能级 E1和E2上的粒子数N1和N2的分布关系倒过来,

5、 及高能级上的粒子数反而多于低能级上的粒子数，这就是粒子反转分布。当光通过粒子数反转分布激活物质时将产生光放大。2. 发射波长和光谱特性这个能量近似等于半导体激光器的发射波长取决于导带的电子跃迁到价带时所释放的能量, 禁带宽度Eg(eV)，由式(3.1)得到h f = Egf=c/入，f(Hz)和入(卩m)分别为发射光的频率和波长;hc 1.24EgEgc=3x 108 m/s 为光速； h=6.628X 10-34J S为普朗克常数;1 eV=1.6 X 10-19 J,代入上式得到3.PIN光电二极管主要特性(1)量子效率和光谱特性。光生电子对 空穴对 | P /e 上叵 入射光子数F0/

6、hfF0 eP0 hf he(A/W)(2)响应时间和频率特性4雪崩光电二极管(APD)根据光电效应，当光入射到PN结时，光子被吸收而产生电子 -空穴对。如果电压增加到使电场达到200 kV/em以上，初始电子(一次电子)在高电场区获得足够能量而加速运动。高速 运动的电子和晶格原子相碰撞，使晶格原子电离，产生新的电子-空穴对。新产生的二次电子再次和原子碰撞。如此多次碰撞，产生连锁反应，致使载流子雪崩式倍增。所以这种器 件就称为雪崩光电二极管(APD)。5什么是雪崩倍增效应？答：雪崩光电二极管工作室外加高反向偏压(100V150V)，在PN结内部形成一高电场区，入射光功率产生的电子空穴对经过高场

7、区时不断被加速而获得很高的能量，这些高能量的电子或者空穴在运动过程中与价带中的舒服电子碰撞，使晶格中的原子电离，产生新的电子空穴，新的电子空穴对收到同样加速运动，又与原子电离，产生电子空穴对，称为二次电子空穴对。如此重复，使载流子和反光生电流迅速增大，这个物理过程称为雪崩倍增效应。第四章1弛张振荡现象当电流脉冲注入激光器后，输出光脉冲会出现幅度逐渐衰减的振荡，称为弛张振荡，其振荡频率 fr(= 3 r/2 n )一般为 0.52 GHz。这些特性与激光器有源区的 电子自发复合寿命 和谐振腔内光子寿命 以及注入电流初始偏差 量有关。弛张振荡和电光延迟的后果是限制调制速率。2码型效应：当最高调制频

8、率接近弛张振荡频率时，波形失真严重，会使光接收机在抽样判决时增加误码率，因此实际使用的最高调制频率应低于弛张振荡频率当电光延迟时间td与数字调制的码元持续时间T/2为相同数量级时，会使“ 0”码过后的第一个“1”码的脉冲宽度变窄，幅度减小，严重时可能使单个“1”码丢失，这种现象称为码 型效应”。3. 码型效应”的特点是：在脉冲序列中较长的连 “0”码后出现的“1 ”码，其脉冲明显变小， 而且连“ 0”码数目越多，调制速率越高，这种效应越明显。消除：用适当的 过调制”补偿方法，可以消除码型效应，4自脉动现象某些激光器在脉冲调制甚至直流驱动下，当注入电流达到某个范围时，输出光脉冲出现持续等幅的高频

9、振荡，这种现象称为自脉动现象1.SDH帧结构SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键SDH帧的一般结构： 一个STM-N帧有9行，每行由270 X N个字节组成。 这样每帧共有9X 270X N个字节， 每字节为8 bit。帧周期为125卩s,即每秒传输8000帧。对于 STM-1 而言，传输速率为 9X 270 X 8X 8000=155.520 Mb/s。2字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。3.SDH帧的三个部分：。(1)段开销。(2)信息载荷(3)管理单元指针4 系统的主要性能指标(1)误码率(BER)误码率是衡量数字光纤通信系统传输质量优劣的非常重要

10、的指标，它反映了在数字传输过程中信息受到损害的程度。BER是在一个较长时间内的传输码流中出现误码的概率，它对话音影响的程度取决于 编码方法。由于误码率随时间变化，用长时间内的平均误码率来衡量系统性能的优劣，显然不够准确。 在实际监测和评定中，应采用误码时间百分数和误码秒百分数的方法。5中继距离受损耗的限制如果系统传输速率较低，光纤损耗系数较大，中继距离主要受光纤线路损耗的限制。在这种情况下，要求S和R两点之间光纤线路总损耗必须不超过系统的总功率衰减，即1调制方式模拟光纤传输方式主要有以下几种方式：(1)模拟基带直接光强调制 (D-IM) (2)模拟间接光强调制(3)模拟间接光强调制方式模拟光纤

11、传输方式是先用承载信息的模拟基带信号进行电的预调制，然后用这个预调制的电信号对光源进行 光强调制(IM)。这种系统又称为 预调制直接光强调制光纤传输系统2预调制主要有以下三种 ：1.频率调制(FM)2.脉冲频率调制(PFM)3.方波频率调制(SWFM) 3频分复用光强调制用每路模拟电视基带信号，分别对某个指定的射频(RF)电信号进行调幅(AM)或调频(FM),然后用组合器把多个预调RF信号组合成多路宽带信号，再用这种多路宽带信号对发射机光源进行光强调制。4副载波复用(SCM)。因为传统意义上的载波是 光载波，为区别起见，把受模拟基带信号预调制的RF电载波称为副载波，这种复用方式也称为副载波复用(SCM)。5副载波复用SCM模拟电视光纤传输系统的优点一个光载波可以传输多个副载波，各个副载波可以承载不同类型的业务。SCM系统灵敏度较高，又无需复杂的定时技术，制造成本较低。前后兼容。不仅可以满足目前社会对电视频道日益增多的要求，而且便于在光纤与同轴电缆混合的有线电视系统(HFC)中采用。.什么是频分复用 ,及副载波复用答：频分复用光强调制方式是用每路模拟电视