光纤通信技术及应用习题解答

情境一巩固与提高：

一、填空题

1.华裔学者高锟科学地预言了制造通信用的超低耗光纤的可能性，

并因此获得诺贝尔物理学奖。

2.目前光纤通信所使用的光的波长为1260nm-1625 nm 。

3.数字光纤通信系统由光发射机、光纤和光接收机

构成。

4.光纤通信的3个低衰耗波长窗口分别是0.85um、 1.31um 、

和 1.55um 。

5.非色散位移光纤零色散波长在1310 nm，在波长为1550

nm处衰减最小。

6.光纤主要由纤芯和包层构成，单模光纤芯径一般为

8-10 μm，多模光纤的芯径一般在50 μm左右。

7.光纤的特性主要分为传输特性、机械特性、温度特性

三种。

二、简答题

1.简述光纤通信的优点和缺点。

答：光纤通信的优点：

1)频带宽、通信容量大

2)损耗低、传输距离远

3)信号串扰小、保密性能好

4)抗电磁干扰、传输质量佳

5)尺寸小、重量轻、便于敷设和运输

6)材料来源丰富、环境适应性强

光纤通信的缺点：

1）光纤性质脆。需要涂覆加以保护

2）对切断的连接光纤时，需要高精度技术和仪表器具

3）光路的分路、耦合不方便

4）光纤不能输送中继器所需的电能

5）弯曲半径不宜过小

2.简述光全反射原理。

答：光全反射原理：当光从光密媒质（折射率相对较大）到光疏媒质的

交界面会发生全反射现象，即入射角达到一定值时，折射光线将与法线

成90°角，再增大会使折射光线进入原媒质传输。

3.简述光纤通信系统的基本组成。

答：光纤通信系统由光发射机、光纤、光接收机组成。光发射机的作用就是进行电/光转换，并把转换成的光脉冲信号码流输入到光纤中进行传输。光源器件一般是LED和LD。

光纤：完成光波的传输。

光接收机的作用就是进行光/电转换。光收器件一般是光电二极管PIN和雪崩光电二极管APD。

4.简述G.652、G.653、G.655的特点和主要用途。

答：G.652：也称标准单模光纤，是指零色散点在1310nm附近的光纤；在

1550nm处，G.652光纤具有最低损耗特性。一般用于骨干网、城域网传送及早期的通信干线。

G.653:也称色散位移光纤，是指零色散点在1550nm附近的光纤；是因为相对于G.652，零色散点发生了位移；所以叫做色散位移光纤。该光纤使用光纤放大器技术，可以将高功率光信号在单波道上传输得更远，是极好的单波道传输媒质。在骨干传输网上，利用G.653光纤开通“长距离高速”系统。

G.655：也称非零色散位移单模光纤，将零色散点位置从1550nm附近移开一定的波长数，使零色散点不在1550nm附近的DWDM工作波长范围内。这样就大大减轻了零色散点处的“四波混频”效应的影响。一般用于单信道超高速、DWDM系统中，一些海缆通信业使用G.655.

5.光缆按敷设方式和主要用途分类，分别有哪几种？

答：光缆按敷设方式和主要用途分为直埋、架空、管道、水缆（地沟）和海缆。

6.如何识别光缆的A、B端?

答：敷设光缆时必须按端别次序敷设，因此应识别光缆的端别。光缆与电缆一样均分为A端与B端。光缆端别识别方法一般有三种。

(1)、按色谱识别。一般的识别方法是：面对光缆截面，由领示光纤（或导电线或填充线），以红头绿尾（或蓝头黄尾）的顺序，顺时针为A端；逆时针为B 端。

(2)、按米标识别。光缆表皮上标有表示光缆长度的米标，按要求配盘时已将光缆A、B端与米标对应。米标小的一端为A端，米标大的一端为B端。

(3)、实际应用中，长途光缆线路走向，还可以以局（站）所处地理位置规定：

北（东）方向为A端；南（西）方向为B端。

三、综合题

图1.37 作业用光缆图

1．某公司采购了一批光缆，如图1.37所示，请说明该光缆基本结构特点。

答：由该光缆型号“GYSTA53“可看出，该光缆为通信室外用光缆，金属加强构件，光纤松套被覆结构，层绞填充式结构，铝－聚乙烯粘结内护套，皱纹钢带纵包，聚乙烯外护层。

2．一种光缆用于局外，结构为金属加强构件、填充式、钢—铝聚乙烯护套

和单钢带皱纹纵包聚乙烯护层，包含24根G.652A光纤，试写出它的规格型号。

答：GYTS53-24B1

情境二巩固与提高：

一、填空题

1．光缆线路的维护工作分为日常维护和技术维护两大类。

2．“三盯”指盯紧、盯死、盯到底。

二、不定项选择题

1．区别OTDR分辨率高低的主要指标有（A B ）。

A脉宽B采样间隔C成缆因素D动态范围

2．光纤中由于物质密度不均匀造成的光散射，属于（B ）。

A 结构散射

B 瑞利散射

C 费涅耳散射

D 布里渊散射

3．决定OTDR测量距离精确度的因素有（ABCD ）。

A 时基准确性

B 抽样距离

C 折射率设置

D 光缆因素

三、简答题

1．光缆线路维护的目的是什么？

答：维护工作就是确保通信线路畅通，做好网络服务支撑。应坚持“预防为主，防抢结合”的基本方针。维护工作的基本任务是：

1、保证设备完整良好，运行正常，各项性能符合维护技术指标；

2、预防障碍并尽快排除障碍，提高故障处理有效率；

3、在保证通信质量的前提下，挖掘资源潜力，合理使用维护费用，做好服务支持；

4、做好维护档案资料的管理，保证资料完整、准确。

2．简述日常维护和技术维护的主要内容和周期。

答：日常维护：

1.巡回：每周1-2次，每月4-8次（每月徒步巡回至少1-2次）。

注：不得漏巡；高速公路中线路巡回周期是2-3次每月。

2.标石、标志牌：1）除草、培土按需进行50cm内务杂草、物

品

2）油漆、描字按年（可视具体情况缩短周期）

3.路由探测：按年（可结合徒步巡回进行）。

4.人孔检修：半年（高速公路的人孔检修按需进行）。

5.人孔抽水：按需。

杆路维护要点：1）整理、更换挂钩，检修吊线（按年）。

2）清除光缆及吊线上杂物：（按需）。

3）杆路检修：按年（可结合巡回进行）。

技术维护：

1.中继段光纤通道后向散射信号曲线检查

主用光纤：按需进行。

备用光纤：长途半年一次；本地网一年一次。

2.光缆线路光纤衰减

主用光纤：按需进行。

备用光纤：一年一次。

3.光纤偏振模色散

4.直埋接头盒监测电极间绝缘电阻

长途半年一次，本地网按需。

5.防护接地装置地线电阻

半年，雨季前后需要各一次。

3．管道光缆线路维护的主要内容有哪些？

答：：管道光缆线路维护的主要内容有：

①定期检查人孔内的托架、托板是否完好，标志是否清晰醒目，光缆的外护套及其接头盒有无腐蚀、损坏或变形等异常情况。发现问题应及时处理。

②定期检查人孔内的走线排列是否整齐，预留光缆和接头盒的固定是否可靠。

③发现管道或人孔沉陷、破损及井盖丢失等情况，应及时通知产权单位采取措施进行修复。

④清除人孔内光缆上的污垢，根据需要抽除人孔内的积水。

4．试述架空光缆线路维护工作的内容。

答：①整理、添补或更换缺损的挂钩；清除光缆和吊线上的杂物。

②检查光缆的外护套及垂度有无异常情况，发现问题应及时处理；剪除影响线路的树枝，砍伐妨碍光缆线路安全的树木。

③检查吊线与电力线、广播线等其他线路交越处的防护装置是否齐全、有效及符合规定。

④逐个检修电杆、拉线及加固设备。

⑤检查架空光缆线路的接头盒和预留处的固定是否可靠。

5．简述开展护线宣传的目的、方式和内容。

答：开展护线宣传的目的：通过护线宣传活动，与当地政府、公安、媒体、市政规划等部门建立良好的合作关系，与群众建立互信互助的关系，创造和谐的护线环境。

开展护线宣传的方式：

1）在电视电台报刊等媒体上用新闻广告纪录短片点播海报等方式。

2）用网络、短信、彩铃等通讯手段。

3）在城镇、野外用大型广告牌、墙体广告、标语、宣传画/牌、高标桩、标石、线杆等。

4）重大节日或通讯保障的重要阶段，联合部队、公安、通信运营商通过宣传车播放宣传录音，散发宣传单、走访交流等。

5）举办大型文艺演出进行宣传。

6）召开座谈会、新闻发布会进行宣传。

7）“三盯”现场的警示保护宣传。

8）每年对光缆经过的院落、厂房、田地等区域的户主、业主进行登记，互通联系电话、定期回访。

9）发展沿线附件的义务宣传员，开展群众护线。

开展护线宣传的内容：

1）保护通信设施的有关法律，法规、法章。

2)依法严厉打击破坏、偷盗光缆等通信设施的违法犯罪行为的案例。

关于严厉打击盗窃、迫害公用通信设施违法活动的通告等方面的威慑性文件。

3）光缆、光纤通信传输的普及知识和光缆在社会经济生活中作用。

4）向相关部门、施工单位告知光缆位置走向和重要性文件。

6．对“三盯”现场人员有哪些要求？

答：1：熟悉线路路由、埋深，特殊危险地段埋深有消息登记，负责绘制“三盯”现场线路路由图、剖面图（一米一点）和光缆线路保护图。

2：熟悉施工管理人员和大型机械手，了解施工方案和变动情况，能准确及时掌握施工动向和进度要求，并及时做好“三盯”记录。

3：加强现场的巡回，发现警戒线内动土应及时制止并汇报，注重施工高峰、工程复工、收尾等时段的防护工作。

4：“三盯”人员和联络安全员应按要求坚守岗位、佩戴明显标志。做好交接班工作。

7．“三盯”分几个等级？分别采用哪些看护方式？

答：分为三个等级

1．一级看护：当施工点或施工迹象点距光缆垂直距离在10 米以内时，应实行24小时看护

2．二级看护：当施工点或施工迹象点距光缆垂直距离在10—20米范围内时，要采取施工方式看护

3．三级看护：当施工点或施工迹象点距光缆垂直距离在20—50米范围内时，要采取流动方式看护

8．阐述OTDR的工作原理。

答：机器内的脉冲发生器产生脉冲，驱动半导体激光器而发出光脉冲，入射到被测光纤中，当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质，连接器接合点，弯曲或其它类似的事件而产生散射、反射，其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，在光接收装置中（光电检测器）变成电信号，经过放大和平均处理馈送到显示器，对波形进行显示。它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断，从而看显示出光纤的特性。

9．简述用OTDR测试判断光缆线路障碍点的方法。

答：1. 用OTDR测出障碍点到测试端的大致距离；

2. 沿线路路由巡查，明显故障点即可查到；

3. 对于不明显故障点可用实测的OTDR曲线与原始测试资料比较、分析，最

后得出故障点位置。

在查找故障点时为提高准确性一般使用双向测试法。

双向测试法是在两端中继站分别用OTDR进行测试，把两边测试结果进行综合分析，一般可准确判断出光纤的断点位置。

四、综合题

1．请说明图2.34中标石标号的含义，并说明此图中反映出维护工作存在什么不足？

图2.34 标石实例图

答：（1）该标石含义是本中继段有596个标石，此处是直线标石，标示光缆是直线走向。

（2）不足：此标石周围50cm内有杂草、杂物，应及时清除。

2．图2.35是用OTDR测量所得的一条背向散射信号曲线。请说明其中测量所使用的参数值，并估算该条光纤的长度以及A点的接头损耗。

图2.35 背向散射信号曲线实例图

答：测量所使用的参数值：

1）工作波长：1550nm

2）折射率：1.467000

3）脉冲宽度：250ns

4）测量距离：32Km

该条光纤的长度约为B点长度,即13.1279Km.

由曲线可看出,A点接头损耗为0.234db.

情境三巩固与提高：

一、填空题

1、同轴电缆由外向内分别为保护胶皮、金属屏蔽网线（接地屏蔽

线）、乳白色透明绝缘层和信号线。

2、在客户侧ODF处一般与光接口匹配的光纤连接器类型是型或FC /PC

型和SC/PC型。

3、配线架通常可分为ODF 、DDF 和

MDF 。

二、判断题

1、DDF标签的信息基本包括两部分：标识点的物理信息和逻辑信息。（正

确）

2、将同轴电缆一头的信号芯线和屏蔽层短接，在同轴电缆另一头用万用表

测试信号芯线和屏蔽层之间的电阻，电阻应该约为无穷大。（错误）

3、清洁光纤连接器端口时每张无尘棉可擦拭多次。（错误）

三、简答题

1、制作2M同轴电缆接头应准备哪些工具？

答：应准备剥线钳、压线钳、30~40W的烙铁、斜口钳、万用表、剪刀等。2、什么是对线？如何对线？

答：对同轴中继电缆进行测试，以判断电缆是否有虚焊、漏焊、短路，以及中继电缆在DDF（数字配线架）处的连接位置是否正确。这就是通常所说的对线。

将同轴电缆一头的信号芯线和屏蔽层短接（可以用短导线或镊子），在同轴电缆另一头用万用表测试信号芯线和屏蔽层之间的电阻，电阻应该约为0欧姆；然后取消信号芯线和屏蔽层的短接，再在另一头用万用表测试，电阻应该为无穷大。这两项测试说明测试的两头是同一根电缆的两头，且此电缆正常。否则说明电缆中间存在断点或电缆接头处存在虚焊、漏焊、短路，或者这两头不是同一根电缆的两头。

3、光纤连接器的性能如何描述？

答：从根本上讲首先是光纤连接器的光学性能；另外为保证光纤连接器的正常使用，还要考虑光纤连接器的互换（同型号间）性能、机械性能、环境性能和寿命（即最大可拔插次数）。

四、综合题

1、图3.39所示的连接器为什么类型？

图3.39 某类型光纤连接器

答：SC/PC型光纤连接器

2、说明下列DDF标签的含义

答：表明跳接点本端DDF机柜编号和连接器端子号是第6个DDF机柜第2个模块的第12个连接端子；

广州天河-广州白云说明是所承载的业务方向是从天河局到白云局；

Fr:DDF4-3-16：指跳接点业务源来自第4个DDF机柜的第3个模块的第16个连接端子；

To:DDF8-3-12：指跳接点业务对端是第8个DDF机柜的第3个模块的第12个连接端子。

3、在因特网上找一找，当前支持光接口模块的交换机有哪些？

情境四巩固与提高：

一、填空题

1、按照技术分类光端机分PDH 、SPDH 、SDH 。

2、光端机的典型物理接口有BNC接口、RS-232接口和RJ-11接口。

3、光端机的测试环境温度为 5 到40 ℃；相对湿度大概为90% ；供电电压为DC -57 到-40 V。

4、光端机测试一般使用的仪表误码测试仪、数字传输分析仪、光衰

减器、光可变衰减器、光功率计。

二、判断题

1、在光端机测试中可以考虑使用插入衰减过大的光衰减器。（错）

2、模拟光端机传输视频图象、音频质量、数据的效果很容易达到很满

意的效果。（错）

3、光端机特别是作为前端设备的发射机通常安装于室内的设备箱中，现场

环境比较优良，所以防雷工作显得不是很重要。（错）

4、测试用的仪表均应通过国家一级计量单位校准。（错）

5、雷电的破坏方式主要分为直击雷、感应雷和地电位反击三种形式，对光

端机而言影响最严重的主要是直击雷。（错）

三、简答题

1、什么叫光端机？

答：光端机就是光信号传输的终端设备，本质是光电转化传输设备；放在光缆的两端，一收一发，顾名思义光端机；从广义上讲,基于光纤网络用于传输信号的光电转换设备都可以称为光端机。

2、光端机安装前的简单故障检查分析与排除包括什么项目？

答：（1）、电源指示灯不亮

1）检查电源线的连接，电源类型选择是否正确，是否有电压输入；

2）电压是否稳定，电压不稳会使光端机的电源无法工作；

3）电源适配器工作是否正常；

4）电源是否有良好的接地，光端机是否是良好的接地。

（2）、视频指示灯不亮，无视频输出

1）检查视频是否正确输入光发射机；

2）视频输入类型是否正确。

（3）、视频信号有干扰，图像雪花大

1）检查视频源，视频线接地是否良好；

2）视频线路是否衰减过强；

3）光端机的传输距离是否与光纤实际距离相符，光纤类型是否匹配；

4）光纤损耗是否过大或光纤传输距离太远。

（4）、数据指示灯不正确，数据无法通讯

1）数据接头接线是否正确，数据接头是否正确接入光端机；

2）数据信号是否正确；

3）光纤数据传输部分是否正常工作。

3、光端机的安装调试的大概内容是什么？

答：安装光端机时要做好现场的防护措施，防潮、防水、防尘，同时注意现场的实际操作，必须配备合适的光纤使用，不能使用残缺故障的光纤，如果不匹配，则会严重影响光端机传输质量，涉及光缆熔接时，也要注意测量光缆的光衰减或损耗在有效值范围内。

光端机的调试，主要是对光纤和数据通道的调试。由于光端机数据的可选类型较多，根据现场的实际需求不同，现场使用的光端机数据类型也不尽相同，在调试时一定要参照相应的说明书，按照说明书上的数据拨码和接口定义来进行数据接线。

四、综合题

1、模拟光端机与数字光端机的区别？

答：（1）、光纤上传输的信号方式不一样

（2）、模拟信号传输输入和输出处理方式不一样

（3）、处理方式的不同

详细内容见教材。

2、试描述电接口测试中的“电输入口允许频偏”大概步骤？

答：1）调节SDH测试仪输出信号频偏至相应规范值，接收侧应无误码。

2）增加频偏（正方向），直到产生误码，再减少频偏，直到误码刚好消失，记录下此时的频偏，测出实际允许正频偏。

3）增加频偏（负方向），直到产生误码，再减少频偏，直到误码刚好消失，记录下此时的频偏，测出实际允许负频偏。

4）用数字频率计测出各支路的信号比特率。

3、下面的某测试框图（见图4.21）是测试什么项目？其大概步骤是什么？

自

环

图4.21 某测试框图

答：该框图是测试误码测试项目，分两种：15分钟误码性能和24小时误码性能。步骤为：测试时按被测支路等级，SDH测试仪选择适当的PRBS，从被测系统输入口发送测试信号，测试时间为15分钟（或24小时）。

在测试时间内应无误码。

情境五巩固与提高：

一、填空题

1、OptiX 2500+子架分分为三个部分，上部为接线区，中部为插板区，下部为走线区。

2、OptiX 155/622H是MADM（Multi Add/Drop Multiplexer）系统，可提供10路ECC（Embedded Control Channel）的处理能力，支持STM-1/STM-4级别的线性网、环形网、枢纽型网络、环带链、相切环和相交环复杂网络拓扑。

3、OptiX 155/622H系统以交叉单元为核心，由SDH接口单元、PDH/以太网接口单元、交叉单元、时钟单元、主控单元、公务单元组成

二、判断题

1、OptiX 2500+ 系统的接口单元包括SDH接口单元、PDH接口单元、DDN 接口单元、ATM接口单元、以太网接口单元等。（对）

2、保证OptiX传输设备工作的直流电压是-48V±15％，允许的电压范围是

-38.4V～-57.6V。（错）

3、例行维护的基本原则就是：在例行维护工作中及时发现、解决问题，防患于未然。（对）

三、简答题

1、OptiX 2500+设备，单板的出线方式有哪两种？

答：直接由IU板位处理板的拉手条上引出（例如大部分SDH处理板），和借助于LTU板位引出（PDH处理板、部分以太网处理板、ATM处理板）

2、传输设备日常维护分为哪几类？

答：（1）突发性维护；（2）日常例行维护；（3）周期性例行维护

四、综合题

1、日常维护基本操作包括哪些内容？

答：（1）、检查机房电源

（2）、检查机房温度、湿度

（3）、检查机房清洁度

（4）、查看机柜指示灯

（5）、查看单板指示灯

（6）、硬件操作

2、维护操作注意哪些事项？

答：（1）、操作激光器

（2）、光接口板的光接口和尾纤接头的处理（3）、光接口板光接口和尾纤接头的清洗

（4）、光接口板环回操作注意事项

（5）、更换光接口板时的注意事项

（6）、防静电注意事项

（7）、电路板电气安全注意事项

（8）、注意电路板的防潮处理

（9）、电源维护注意事项

（10）、电路板机械安全注意事项

（11）、网管系统维护注意事项

（12）、更改业务配置注意事项

光纤通信课后习题解答 第2章习题参考答案

第二章 光纤和光缆 1.光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？ 答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤,同时增加光纤的柔韧性。 2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的? 答：(1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量,可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G .651光纤（渐变型多模光纤)、Ｇ．652光纤(常规单模光纤）、G.653光纤（色散位移光纤）、G .654光纤(截止波长光纤)和G ．655(非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层)可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。 （2)阶跃型光纤的折射率分布 () 2 1 ?? ?≥<=a r n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121? ????≥

《光纤通信技术》模拟试题

《光纤通信技术》模拟试题 一、填空（共10题，每题3分） 1、均匀光纤的导光原理为全反射原理，它的数值孔径表示了光纤收集光线的能力。 2、单模光纤的色散包括材料色散和波导色散。 3、线极化波是指波的电场矢量空间取向不变，即合成矢量的端点的轨迹为一直线的波 ，以 LP 表示。 4、在弱波导光纤中，光射线几乎与光纤轴线平行，因此，弱波导光纤中的和分布是一种近似的TEM 波。 5、在研究光和物质相互作用时,爱因斯坦指出存在三种不同的基本过程: 自发辐射、受激吸收、受激辐射。 6、谐振腔的谐振条件是2 11ln 21r r L G +==内αα。 7、光纤通信系统所使用的光源与光纤色散相互作用，给系统引进了的干扰和噪声主要有三种，即码间干扰、模分配噪声、啁啾声。 8、发送机的消光比是全“0”码时的平均输出光功率与全“1”码时的输出光功率之比. 9、判决器和时钟恢复电路和起来构成码形成电路。 10、STM-N 帧结构分为三个区域：段开销区、净负荷区和管理单元指针。 11、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于4 2 V 。 12、当物质中处于高能级上的粒子数大于处于低能级上的粒子数时，则物质处于粒子数反转状态。 13、光电检测器是利用材料的光电效应来实现光电转换的。 14、传输网主要由传输设备和网络节点构成的。 15、在SDH 帧结构中，段开销是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。 三、画图题（共1题，每题10分） 1、画出采用直接调制的数字光纤通信光发射端机的方框图。 见教材P 100 四、问答题：（共1题，每题15分） 1、什么是模分配噪声？它是如何产生的 五、计算题：（共3题。共35分） 1、.已知阶跃光纤的n 1=1.62，n 2=1.52, 试计算：相对折射率Δ （2）数值孔径 (1）22 221222162 .1252.162.12?-=-=?n n n (2)56.006.0262.121=??=?=n NA 2、计算STM-1帧结构中段开销SOH 的容量(速率)。

光纤通信课后习题参考答案邓大鹏

光纤通信课后习题答案 第一章习题参考答案 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．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？ 答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。 2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？ 答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。 （2）阶跃型光纤的折射率分布 () 2 1 ?? ?≥<=a r n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121? ????≥

光纤通信技术习题及答案12

光纤通信概论 一、单项选择题 1、光纤通信指的就是: A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式; B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的: A 近红外区 B 可见光区 C 远红外区 D 近紫外区 3 目前光纤通信所用光波的波长范围就是: A 0、4～2、0 B 0、4～1、8 C 0、4～1、5 D 0、8～1、6 4 目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们就是: A 0、85、1、20、1、80 ; B 0、80、1、51、1、80 ; C 0、85、1、31、1、55 ; D 0、80、1、20、1、70。 6 下面说法正确的就是: A 光纤的传输频带极宽,通信容量很大;

B 光纤的尺寸很小,所以通信容量不大; C 为了提高光纤的通信容量,应加大光纤的尺寸; D 由于光纤的芯径很细,所以无中继传输距离短。 二、简述题 1、什么就是光纤通信？ 2、光纤的主要作用就是什么？ 3、与电缆或微波等电通信方式相比,光纤通信有何优点？ 4、光纤通信所用光波的波长范围就是多少？ 5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别就是多少？ 光纤传输特性测量 一、单项选择题 1 光纤的损耗与色散属于: A 光纤的结构特性; B 光纤的传输特性; C 光纤的光学特性; D 光纤的模式特性。 2 光纤的衰减指的就是: A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少; B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少; C光信号沿光纤传输时,光功率的损耗; D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。

光纤通信技术试题及答案2

试题2 《光纤通信技术》综合测试（二） 一、填空题 1、为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须纤芯的折射率。 2、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由、和三部分组成。 3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是：，， ；最低损耗窗口的中心波长是在： 。 4、光纤的色散分为色散 色散色散和色散。 5、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：，， ；产生激光的最主要过程是： 。 6、光源的作用是将变换为；光检测器的作用是将 转换为。 二、单项选择题 1 光纤通信指的是：[ ] A 以电波作载波、以光纤为传输媒 介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒 介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒 介的通信方式； D 以激光作载波、以导线为传输媒 介的通信方式。

2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：[ ] A V>2.405 B V<2.405 C V>3.832 D V<3.832 3 使用连接器进行光纤连接时，如果接续点不连续，将会造成：[ ] A 光功率无法传输； B 光功率的菲涅耳反射； C 光功率的散射损耗； D 光功率的一部分散射损耗，或以 反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光的放大是通过：[ ] A 光学谐振腔来实现； B 泵浦光源来实现； C 粒子数反转分布的激活物质来 实现； D 外加直流来实现。 5 掺铒光纤的激光特性：[ ] A 主要由起主介质作 用的石英光纤决定； B 主要由掺铒元素决 定； C 主要由泵浦光源决 定； D 主要由入射光的工 作波长决定 6 下面说法正确的是：[ ] A 多模光纤指的是传输多路信号； B 多模光纤可传输多种模式； C 多模光纤指的是芯径较粗的光纤； D 多模光纤只能传输高次模。 7 下面哪一种光纤是色散位移单模光纤？[ ] A 光纤； B 光纤； C 光纤；

光纤通信课后第2章习题答案

光纤通信课后第2章习题答案

第2章 复习思考题 参考答案 2-1 用光线光学方法简述多模光纤导光原理 答：现以渐变多模光纤为例，说明多模光纤传光的原理。我们可把这种光纤看做由折射率恒定不变的许多同轴圆柱薄层n a 、n b 和n c 等组成，如图 2.1.2（a ）所示，而且 >>>c b a n n n 。使光线1的入射角θA 正好等于折射率为n a 的a 层和折射率为n b 的b 层的交界面A 点发生全反射时临界角()a b c arcsin )ab (n n =θ，然后到达光纤轴线上的O'点。而光线2的入射角θB 却小于在a 层和b 层交界面B 点处的临界角θc (ab)，因此不能发生全反射，而光线2以折射角θB ' 折射进入b 层。如果n b 适当且小于n a ，光线2就可以到达b 和c 界面的B'点，它正好在A 点的上方（OO'线的中点）。假如选择n c 适当且比n b 小，使光线2在B '发生全反射，即θB ' >θC (bc) = arcsin(n c /n b )。于是通过适当地选择n a 、n b 和n c ，就可以确保光线1和2通过O'。那么，它们是否同时到达O'呢？由于n a >n b ，所以光线2在b 层要比光线1在a 层传输得快，尽管它传输得路经比较长，也能够赶上光线1，所以几乎同时到达O'点。这种渐变多模光纤的传光原理，相当于在这种波导中有许多按一定的规律排列着的自聚焦透镜，把光线局限在波导中传输，如图2.1.1（b ）所示。

图2.1.2 渐变（GI）多模光纤减小模间色散的原理 2-2 作为信息传输波导，实用光纤有哪两种基本类型 答：作为信息传输波导，实用光纤有两种基本类型，即多模光纤和单模光纤。当光纤的芯径很小时，光纤只允许与光纤轴线一致的光线通过，即只允许通过一个基模。只能传播一个模式的光纤称为单模光纤。用导波理论解释单模光纤传输的条件是，当归一化波导参数（也叫归一化芯径） V时，只有一种模式，即基模01LP（即零次模，.2 405 N= 0）通过光纤芯传输，这种只允许基模01LP传输的光纤称为单模光纤。 2-3 什么叫多模光纤？什么叫单模光纤 答：传播数百到上千个模式的光纤称为多模（MultiMode，MM）光纤。 2-4 光纤传输电磁波的条件有哪两个 答：光纤传输电磁波的条件除满足光线在纤芯和包层界面上的全反射条件外，还需满足传输过程中的相干加强条件。

《光纤通信技术》试题.doc

2014-2015年度《光纤通信技术》期末考试试题 1 .用图示的方法介绍现代数字光纤通信系统构成，并简述各主 要部分的功能？（10分） 1、答：X 光发送机 0 ?---------------------------- □----------------------------- □ （1）光发送机功能：将数字或者模拟电信号加载到光波上，并耦合进光纤中进行传输（2）光放大器功能：补偿光信号在通路中的传输衰减，增大系统的传输距离 （3）光接收机功能：将光信号转换回电信号，恢复光载波所携带的原信号 2 .用图示的方法介绍光发射机的构成，并简要说明各部分的功 能？简单阐述直接调制和外调制的区别？（10分） 3.请用图示的方法简述光纤的构成，比较单模与多模光纤的区另 U?光纤数值孔径是衡量光纤什么的特性物理量？对于光纤

输入信号光 掺钳光纤 光隔离器. + 八 光隔离器光滤波器！ Z\ 输出 !信号光 通信系统而言，是否光纤数值孔径越大越好？（10分） 4.由于光纤本身导致通信系统性能下降的因素有哪些？如何克 服？（10分） 5.用图示的方法说明掺钥光纤放大器EDFA的工作原理和构成, 各 部分的作用是什么？掺钳光纤放大器级联后增益不平坦情 况恶化，列举两种解决方法？（10分） 1.掺钳光纤放大器主要由一段掺钳光纤，泵浦光源，光隔离器，光耦合器构成5'。采用掺 银单模光纤作为增益物质，在泵浦光激发下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大；2'泵浦光和信号光一起由光耦合器注入光纤：2'光隔离器的作用是只允许光单向传输，用于隔离反馈光信号，提高性能。2， 滤波器均衡技术：采用透射谱与掺杂光纤增益谱反对称的滤波器使增益平坦° 2' 增益钳制技术:监测放大器的输入光功率，根据其大小调整泵浦源功率,从而实现增益钳制，是目前最成熟的方法° 2 6 .请简要阐述波分复用技术的工作原理，并用图示的方法说明？ （10 分） 7.简述受激布里渊散射与受激拉曼散射的概念？它们有什么区 另U? （io分） 8.请说出五种你所了解的无源光器件的名称，并简述其用途？ 光耦合器

光纤通信课后习题解答 第2章习题参考答案

第二章 光纤和光缆 1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？ 答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。 2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？ 答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G.652光纤（常规单模光纤）、G.653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。 （2）阶跃型光纤的折射率分布 () 2 1?? ?≥<=a r n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121? ????≥

《光纤通信》试题选择题练习

要自信，绝对的自信，无条件的自信，时刻自信，即使在错的时候！！！ 《光纤通信》选择题练 习公布 精选精炼+课后精讲（QQ在线讲解） 张延锋 2014/8/1 忍人之所不能忍，方能为人知所不能为！！！

选择题练习 1. 目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是 A.0.85 μm, 1.27 μm, 1.31 μm B.0.85 μm, 1.27 μm, 1.55 μm C.0.85 μm, 1.31 μm, 1.55 μm D.1.05 μm, 1.31 μm, 1.27 μm 2．在阶跃型光纤中，传输模式的传输条件为 A.V＞0 B.V＞Vc C.V＞2.40483 D.V＜Vc 3．在阶跃型光纤中，当模式处于截止的临界状态时，其特性参数 A.W＝0 B.β＝0 C.V＝0 D.U＝0 4. 下列不属于影响光电二极管响应时间的因素是 A.零场区光生载流子的扩散时间 B.有场区光生载流子的漂移时间 C.RC时间常数 D.器件内部发生受激辐射的时间 5．通常，影响光接收机灵敏度的主要因素是 A．光纤色散B．噪声C．光纤衰减D．光缆线路长度6．目前实用光纤通信系统普遍采用的调制─检测方式是 A. 相位调制—相干检测 B. 直接调制—相干检测 C. 频率调制—直接检测 D. 直接调制—直接检测7．下列属于掺铒光纤放大器泵浦光源的典型工作波长是 A.1550 nm B.1310 nm C.980 nm D.850 nm 8．下列属于描述光电检测器光电转换效率的物理量是 A. 响应度 B. 灵敏度 C. 消光比 D. 增益 9．下列属于有源光器件的是 A.光定向耦合器 B.半导体激光器 C. 光纤连接器 D. 光隔离器 10．在下列的传输码型中，不属于插入比特码的是 A. mB1P B. 4B1H C. 5B6B D. mB1C 11. 在激光器中，光的放大是通过 A．粒子数反转分布的激活物质来实现的B．光学谐振腔来实现的C．泵浦光源来实现的D．外加直流来实现的12. 下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因? A．光纤的损耗可能发生变化 B．光源的输出功率可能发生变化 C．系统可能传输多种业务 D．光接收机可能工作在不同系统中 13. 光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时，需用 A．光衰减器B．光耦合器C．光隔离器D．光纤连接器14. 使用连接器进行光纤连接时，如果接头不连续时将会造成 A．光功率无法传输 B．光功率的菲涅耳反射

光纤通信技术试题1及答案

一、填空题（20分) 1、目前光纤通信所用光波得光波波长范围为:0、８～1、8μm,属于电磁波谱中得近红外区。 2、光纤得典型结构就是多层同轴圆柱体，它由、与三部分组成. 3、光纤通信中常用得三个低损耗窗口得中心波长就是: , ，；最低损耗窗口得中心波长就是在: 。 4、光纤得色散分为色散色散与色散。 5、光与物质得粒子体系得相互作用主要有三个过程就是：，，；产生激光得最主要过程就是: 。６、光源得作用就是将变换为；光检测器得作用就是将转换为. 二、单项选择题(15分） 1光纤通信指得就是：［Ｂ] A以电波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介得通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介得通信方式。 2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：［Ｂ］ -－－-A—V>2、40５——--—－B－V〈２、405-——－－-C- V＞3、832————－D- Ｖ〈3、832 3 使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续，将会造成:[Ｃ］ A 光功率无法传输； B 光功率得菲涅耳反射; Ｃ光功率得散射损耗； D 光功率得一部分散射损耗，或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光得放大就是通过：［Ｃ] A 光学谐振腔来实现; B 泵浦光源来实现； C粒子数反转分布得激活物质来实现; D 外加直流来实现. ５掺铒光纤得激光特性：［B] A主要由起主介质作用得石英光纤决定; B 主要由掺铒元素决定; C 主要由泵浦光源决定; D 主要由入射光得工作波长决定. 三、（15分)如图所示,用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中得传输原理.

光纤通信课后习题参考答案-邓大鹏

光纤通信课后习题参考答案-邓大鹏第一章习题参考答案 1、第一根光纤是什么时候显现的？其损耗是多少？ 答：第一根光纤大约是1950年显现的。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：光纤通信系统要紧由光发送机、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，调制过的光信号通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。 中继器确实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，节约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．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？ 答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和不处的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是爱护光纤不受水汽的腐蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。 2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？ 答：（1）按照截面上折射率分布的不同能够将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，能够将光纤分为多模光纤和单模

光纤；按光纤的工作波长能够将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，能够将光纤分为G .651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G .654光纤（截止波长光纤）和G .655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）能够将光纤分为松套光纤和紧套光纤。 （2）阶跃型光纤的折射率分布 () 21???≥<=a r n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121?????≥

《光纤通信技术》复习题答案

《光纤通信技术》复习题 一．基本概念 1．什么样的电磁波叫做“光”？目前的光纤通信用的是什么光？波长是多少？ 答：光是一种电磁波，光频为10E14HZ量级，波长为μm 量级。可见光大约指0.4μm ~0.76μm 波长范围的电磁波。光通信采用的波长0.85μm、1.31μm和1.55μm。即在电磁波近红外区段。 2．光纤通信的特点？ 答：一、传输频带宽，通信容量大 二、传输损耗低，中继距离长 三、不怕电磁干扰 四、保密性好，无串音干扰 五、光纤尺寸小,重量轻,利于敷设和运输 六、节约有色金属和原材料 七、抗腐蚀性能好 3．光纤的NA和LNA各是什么意义？什么是光线模式的分立性？ 答：入射最大角称为孔径角，其正弦值称为光纤的数值孔径。数值孔径表示光纤采光能力的大小。 在光纤端面上芯区各点处允许光线射入并形成导模的能力是不一样的，折射率越大的位置接收入射光的能力越强。为了定量描述光纤端面各点位接受入射光的能力，取各点位激发最高次导模的光线入射角度为局部孔径角θ’C (r) ，并定义角的正弦值为该点位的局部数值孔径LNA。 光是有一定波长的，将光线分解为沿轴向和径向的两个分量，传输光波长λ也被分为λZ和λr。沿径向传输的光波分量是在相对的芯/包层界面间（有限空间）往返传输，根据波形可以稳定存在的条件——空间长度等于半波长的整数倍，而空间长度已由光纤结构所确定，所以径向波长分量λr不能随意了，从而导致它们夹角不能随意也即不能连续变化，即光线模式的分立性。 4．什么是光纤的色散？光纤的色散分为哪几种？在单模光纤中有哪些色散？ 答：脉冲信号在光纤中传输时被展宽的现象叫光纤的色散。分为模间色散和模内色散。模内色散又分为材料色散和波导色散。多模光纤：模式色散和材料色散；单模光纤：材料色散和波导色散。 5．归一化频率V和截止频率VC各如何定义？有何区别和联系？ 答：归一化频率见书28页，截止频率见27页。实际光纤中能够传输的导模模式必须满足V>Vc。

光纤通信技术知识点简要(考试必备)

光纤通信. 1.光纤结构光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。 2.光纤主要有三种基本类型: 突变型多模光纤,渐变型多模光纤, 单模光纤. 相对于单模光纤而言，突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大，可以容纳数百个模式，所以称为多模光纤 3.光纤主要用途：突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。单模光纤用在大容量长距离的系统。1.55μm 色散移位光纤实现了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超长距离系统。色散平坦光纤适用于波分复用系统，这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。三角芯光纤有效面积较大，有利于提高输入光纤的光功率，增加传输距离。偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统，这种系统最大优点是提高接收灵敏度，增加传输距离。 4.分析光纤传输原理的常用方法：几何光学法.麦克斯韦波动方程法 5.几何光学法分析问题的两个出发点: 〓数值孔径〓时间延迟. 通过分析光束在光纤中传播的空间分布和时间分布. 几何光学法分析问题的两个角度: 〓突变型多模光纤〓渐变型多模光纤. 6.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：损耗限 制系统的传输距离, 色散则限制 系统的传输容量. 7.色散是在光纤中传输的光信 号，由于不同成分的光的时间延 迟不同而产生的一种物理效 应. 色散的种类：模式色散、材 料色散、波导色散. 8. 波导色散纤芯与包层的折射 率差很小，因此在交界面产生全 反射时可能有一部分光进入包 层之内，在包层内传输一定距离 后又可能回到纤芯中继续传输。 进入包层内的这部分光强的大 小与光波长有关，即相当于光传 输路径长度随光波波长的不同 而异。有一定谱宽的光脉冲入射 光纤后，由于不同波长的光传输 路径不完全相同，所以到达终点 的时间也不相同，从而出现脉冲 展宽。具体来说，入射光的波长 越长，进入包层中的光强比例就 越大，这部分光走过的距离就越 长。这种色散是由光纤中的光波 导引起的，由此产生的脉冲展宽 现象叫做波导色散。 9. 偏振模色散：实际光纤不可避 免地存在一定缺陷，如纤芯椭圆 度和内部残余应力，使两个偏振 模的传输常数不同，这样产生的 时间延迟差称为偏振模色散或 双折射色散。 10. 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。 11.光线的损耗：（1）吸收损耗： a.本征吸收损耗：紫外吸收损 耗，红外吸收损耗b.杂质吸收损 耗c.原子缺陷吸收损耗（2）散 射损耗 a线性散射损耗：瑞利散 射，光纤结构不完善引起的散射 损耗（3）弯曲损耗 a.宏弯：曲 率半径比光纤的直径大得多的 弯曲 b.微弯：微米级的高频弯 曲，微弯的原因：光纤的生产过 程中的带来的不均；使用过程中 由于光纤各个部分热胀冷缩的 不同；导致的后果：造成能量辐 射损耗. 与宏弯的情况相同，模 场直径大的模式容易发生微弯 损耗 12. 柔性光纤的优点：1. 对光的 约束增强 2. 在任意波段均可实 现单模传输：调节空气孔径之间 的距离 3. 可以实现光纤色散的 灵活设计 4. 减少光纤中的非线 性效应5. 抗侧压性能增强 13. 光纤的制作要求（1）透明（2） 能将其拉制成沿长度方向均匀 分布的具有纤芯-包层结构的细 小纤维；（3）能经受住所需要 的工作环境。光纤是将透明材料 拉伸为细丝制成的。 14. 光纤预制棒简称光棒，是一 种在横截面上有一定折射率分 布和芯/包比的的透明的石英玻 璃棒。根据折射率的不同光棒可 从结构上分为芯层和包层两个 部分，其芯层的折射率较高，是 由高纯SiO2材料掺杂折射率较 高的高纯GeO2材料构成的，包 层由高纯SiO2材料构成。制作 方法: 外部气相沉积法；气相轴 相沉积法；改进的化学气相沉积 法；等离子化学气相沉积法。 15. 光缆基本要求：保护光纤固 有机械强度的方法，通常是采用 塑料被覆和应力筛选。光纤从高 温拉制出来后，要立即用软塑料 进行一次被覆和应力筛选，除去

(完整版)[光纤通信]西电第二版课后习题答案

1．光纤通信的优缺点各是什么？ 答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。 缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。 2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？ 答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。 光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。 模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。光源是LED 或LD ，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。 光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。 光检测器将光信号转化为电流信号。常用的器件有PIN 和APD 。然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。 光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。 光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km 一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km 时，每隔2km 将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。 6．简述WDM 的概念。 答：波分复用的基本思想是将工作波长略微不同、各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号，一起注入到同一根光纤中进行传输。 3．弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为1 1.5n =，2 1.45n =，试计算 （1）纤芯和包层的相对折射率?； （2）光纤的数值孔径NA 。 解：阶跃光纤纤芯和包层的相对折射率差为 22 122 10.032n n n -?=≈ 光纤的数值孔径为 0.38NA ≈ 5．一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850nm 波长上可以支持1000个左右的传播模式。试问： （1）其纤芯直径为多少？ （2）在1310nm 波长上可以支持多少个模？ （3）在1550nm 波长上可以支持多少个模? 解：（1 ）由111 22V a NA ππλλ==?，得到纤芯直径为 11130.2722V a NA λλ ππ= ?==≈

上海大学理学院物理系光通信技术习题(含答案)..

光纤通信 第一章 1.3 将两根1km长的光纤连接在一起。假设每根光纤的损耗为5dB, 连接损耗为1dB。如果输入功率是2mW，计算由这两根光纤构成的传输线的输出功率。 1.4 一台接收机需要10mW的输入光功率。如果将系统的总损耗增加到50dB，试问光源需要发送的功率是多少？ 10个。试计算检1.14 假设有波长为0.8um的光束入射到光检测器上，每秒入射光子数为10 测器上的入射光功率。如果此光检测器将光转换成电流的效率是0.65mA/mW，试问产生的电流是多大？ 1.23 为了正常工作，光接收机需要-34dBm的功率。假设从接收机到光源的系统总损耗为31dB。试问光源的发送功率（以mW为单位）需要多大？

1.27 -60dBm和60dBm的差值（以W表示）是多少？（注意在这种情况下，有无正负号是很关键的。） 1.28 考虑一个系统，连接器损耗为5dB，光纤损耗为25dB，耦合损耗（光源到光纤）是15dB，系统中有一个增益为10dB的放大器。试计算系统的总损耗（以dB为单位）。

第二章 2.5 用焦距为20mm 、直径为10mm 的透镜聚焦一束均匀的准直光束，假设波长为0.8um 。试计算聚焦光斑的尺寸。 2.8 假设高斯光束的波长为0.8um ，光斑尺寸为1mm ，计算其发散角。如果用这束光对着月球，则在月球表面的光斑尺寸为多大？（地球和月球之间的距离为8 108.3 m 。）在距离为1km 和10km 处，光斑尺寸又为多大？

2.9 一根6000km的海底玻璃光纤电话线路穿越大西洋，连接美国和法国。（a）通过这条线路传送信息需要多长时间？（b）通过卫星线路，将信息从美国传到法国需要多长时间？卫星在美国和法国之间的地面上空22000英里处。（c）如果两个人通过这两根不同的线路通话时，会感觉到传输时延吗？

光纤通信技术试题及答案doc

一、填空题（40分，每空1分） 1、光纤通信是光纤为传输媒质。以光波为载波的通信方式。 2、无源器件主要有光纤连接器、波分复用器、光调制器、光隔离器、光耦合器和光衰减器、光开关等。 3、单模光纤纤芯直径一般为 8~10um ，多模光纤纤芯直径为 50~80 um ，光纤包层直径一般为 125 um 。 4、光缆结构包括缆芯、铠装和护套。常用光缆有层绞式、骨架式、中心管式、带状式等结构。 5、光纤主要的传输特性是损耗和色散。 7、在光纤通信系统中，对光源的调制可分外调制和内调制两类。 8、掺铒光纤放大器应用方式有中继放大器、前置放大器和 后置放大器。 10、EDFA的泵浦结构方式有：a. 同向泵浦；b. ___反向泵浦____结构；c.双向泵浦结构。 11、SDH的主要复用步骤是映射、定位和复用。 12、光中继器实现方式有光-电-光形式中继放大器 和光放大器两种 1、为增大光接收机的接收动态范围，应采用（ B ）电路。 A．ATC B．AGC C．APC D．ADC 2、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( A ) A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大 4、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度( A ) A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用 5、STM－4每秒可传输的帧数是( D ) A.1000 B.2000 C.4000 D.8000

6、STM-N一帧的字节数是( C )。 A.2709 B.274N9 C.270N9 D.261N9 7、在光纤通信系统中，当需要保证在传输信道光的单向传输时，采用( B )。 A.光衰减器 B.光隔离器 C.光耦合器 D.光纤连接器 8、决定光纤通信中继距离的主要因素是( B ) A.光纤的型号 B.光纤的损耗和色散 C.光发射机的输出功率 D.光接收机的灵敏度 9、下列哪一个不是SDH网的特点( D ) A.具有全世界统一的接口标准 B.大量运用软件进行系统配置的管理 C.复用映射结构灵活 D.指针调整技术降低了设备复杂性 10、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（ B ） A.折射 B.在包层折射边界上的全内反射 C.纤芯—包层界面上的全内反射 D.光纤塑料涂覆层的反射 三、简答题（20分） 1、简述掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理。（9分） 1、在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：基态E1、亚稳态E2和激发态E3。 当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态不稳定，电子很快返回到E2，若输入的信号光的光子能量等于E 2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受激辐射光，故光信号被放大。 2、光纤通信有哪些优点？（6分） 2、①传输衰减小，传输距离长。 ②频带宽，通信容量大。 ③抗电磁干扰，传输质量好。 ④体积小、重量轻、便于施工。 ⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保 ⑥易碎不易接续。 3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？（5分） 3、当光在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的损耗。损耗一般用损耗系数α表示。 （dB/km）（3分） 损耗产生的主要原因是光纤材料的吸收、散射作用和光纤在使用过程中由于连接、弯曲而导致附加光功率损失。（2分）

光纤通信课后习题答案

习题二 1．光波从空气中以角度1θ=33°投射到平板玻璃表面上，这里的1θ是入射光与玻璃表面之间的夹角。根据投射到玻璃表面的角度，光束一部分被反射，另一部分发生折射，如果折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，请问玻璃的折射率等于多少这种玻璃的临界角又是多少 解：入射光与玻璃表面之间的夹角1θ=33°，则入射角57i θ=°，反射角57r θ=°。由于折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，所以折射角33y θ=°。 由折射定律sin sin i i y y n n θθ=，得到 sin /sin sin 67/sin 33y i y n θθ==（自己用matlab 算出来） 其中利用了空气折射率1i n =。这种玻璃的临界角为 1 arcsin c y n θ=（自己用matlab 算出来） 2．计算1 1.48n =及2 1.46n =的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果光纤端面外介质折射率 1.00n =，则允许的最大入射角max θ为多少 解：阶跃光纤的数值孔径为 max sin 0.24NA θ== 允许的最大入射角 ()max arcsin 0.24θ=自己用matlab 算出来 3．弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为1 1.5n =，2 1.45n =，试计算 （1）纤芯和包层的相对折射率?； （2）光纤的数值孔径NA 。 解：阶跃光纤纤芯和包层的相对折射率差为 22 122 10.032n n n -?=≈ 光纤的数值孔径为 0.38NA 4．已知阶跃光纤纤芯的折射率为1 1.5n =，相对折射（指数）差0.01?=，纤芯半径25a m μ=，若01m λμ=，计算光纤的归一化频率V 及其中传播的模数量M 。 解：光纤的归一化频率 00 2233.3V a n ππλλ=?=

《光纤通信技术》习题

《光纤通信技术》习题 第一章概述 1、填空题 光纤通信是以 为载频，以 为传输介质的通信方式 1966年7月，英籍华人 博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性；1960年7月，美国科学家 发明了红宝石激光器 光纤通信系统的短波长窗口为 ，长波长窗口为 。光纤通信系统的通信窗口波长范围为 。 在光通信发展史上， 和 两个难题的解决，开创了光纤通信的时代。 2、简答题 光纤通信为什么能够成为一种主要的通信方式？ 光纤通信系统由哪几部分组成？并说明各部分在系统中所完成的功能。现有光纤通信使用的光波长有哪几种？对应的频率是多少？它们在整个电磁波谱中处在什么位置？ 第二章光纤及其导光原理 1、填空题 光纤的导光原理与结构特性可用 理论与 理论两种方法进行分析。 单模光纤中不存在 色散，仅存在 色散，具体来讲，可分为 和 。 光纤色散参数的单位为 ，表示两个波长间隔为 的光波传输 后到达时间的延迟 对纯石英光纤，在λ= 处，色散参数D=D M+D W=0，这个波长称

为 。 在单模光纤中，由于光纤的双折射特性使两个正交偏振分量以不同的群速度传输，也将导致光脉冲展宽，这种现象称为 色散。 单模传输条件是归一化参量V 。 允许单模传输的最小波长称为 。 数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越 ，光纤与光源之间的耦合效率就越 2、简答题 光纤由哪几部分构成？各起什么作用？ 简述G.651、G.652、G.653、G.654、G.655光纤的特性。 简述光纤的传输特性 3、计算题 阶跃折射率分布的光纤的芯径d=2a为100μm，折射率n1=1.458，包层的折射率n2=1.450，在该光纤中传输的光波的波长λ=850nm。 （1）计算该光纤的V参数？ （2）估算在该光纤内传输的模式数量是多少？ （3）计算该光纤的数值孔径？ （4）计算该光纤单模工作的波长？（考试试卷A卷计算题） 已知均匀光纤纤芯的折射率为n1=1.5，相对折射率差△=0.01，芯半径a=25μm，试求： （1）LP01、LP02、LP11和LP12模的截止波长各为多少？ （2）若λ0=1μm，光纤的归一化频率V以及其中传输的模式数量M各等于多少 均匀光纤，若n1=1.5，λ0=1.3μm，试计算： （1）若△=0.25，为了保证单模传输，其纤芯半径应取多大？ （2）若取a=5μm，为了保证单模传输，△应取多大？