1、一、填空题1、 光纤通信的主要优势:巨大的传输带宽极低的传输损耗可抗强电磁干扰,不向外辐射电磁波。2、 光纤的色散因素主要包括:材料色散、波导色散和模式色散。3、 光信号传输的两种方法:几何光学方法波动光学方法4、 石英光纤损耗主要由光纤的本征吸收、瑞利散射、杂质吸收等因素构成。5、 光信号的频谱宽度决定于光源的线宽和调制信号的频谱。6、 根据波长色散的产生机理,又可以将波长色散区分为材料色散、波导色散和折射率剖面色散。7、 进行色散补偿的基本原理采用的技术:色散补偿光纤和光纤光栅。8、 光纤非线性传输的一般理论及自相位调制、光孤子传输、四波混频、受激拉曼散射(SRS) 、受激布里渊散射(SB
2、S) 等非线性现象的机理及对通信的影响。9、 电磁波与物质原子中的电子跃迁过程之间有三种互作用机理,分别是受激吸收、自发发射和受激发射。10、半导体激光器光束的发散性可以用光束发散角来描述。发散角越小,方向性越好,和光纤的耦合效率就越高。11、外调制器主要有基于晶体电光效应的电光调制器、基于晶体磁光效应的磁光调制器、基于介质声光效应的声光调制器、基于半导体 PN 结对光的吸收效应的电吸收调制器。12、光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件。13、按调制信号的形式,光调制可分为两大类,即模拟调制和数字调制。14、按调制方式与光源的关系来分,光调制又可分为直接调制和外调制两种。15、一般的半导
3、体激光器发送机中都含有温度控制(ATC)电路和自动功率控制(APC )电路。16、光接收机的各种噪声源可以分为两大类:散弹噪声和热噪声。17、对异步时钟支路信号的复用,首先要解决的问题是使被复用的各支路在复用前具有相同的码速率,解决的方法是码速调整。18、SDH 传送网分为三层:电路层、通道层、传输媒体层。19、SDH 传送网实现自愈网的手段很多,按网络的物理拓扑可分为线路自动保护倒换方式、自愈环保护方式、DXC 网络恢复保护方式、混合保护方式。二、名词解释:1、数值孔径:数值孔径(NA)即束缚光线的最大入射角的正弦:,数值孔径 NA 是光纤的一个极为重要的参数,它反映光纤捕2121nNA捉光
4、线能力的大小。NA 越大,光纤捕捉的能力就越强,光纤与光源之间的耦合效率就越高。光纤与光源之间的耦合率与(NA) 2 成比例。2、时延差:在纤芯中有两条束缚光线,与 Z 轴夹角分别为 和 ,在 Z 轴方向传播单1Z2位距离时,两条束缚光线走的路径不一样,因而传播时延也不一样,它们之间传播时延差为时延差 = (P27)3、自相位调制:由于光纤具有非线性的折射率,因而光波在传播过程中的相位变化必然也受到此非线性折射率的影响,这是因为相位因子的变化与传播距离 L 之间的关系近下式:,从上式可知,相位因子受到光强的调制,这种现象LEnknL)21()(00称为自相位调制(SPM) 。4、四波混频:是最
5、重要的三阶非线性效应之一。假设在光纤中同时有多个光载波传播。其频率分别为 W1 W2 W3 W4则在 W4= W1 +W2 -W3 或 W4=2 W1- W3 的条件下可能产生四波混频。即满足上述条件时频率为 W4 的光载波会受到其他载波的影响。5、偏振模色散:单模光纤的工作模式 LP01 模有两个正交的偏振方向,电场强度分别指向x 轴和 y 轴方向,记为 模和 模,相位常数分别为 和 ,则这两个正交模式在XLP01y01xy光纤中传播单位距离的群时延不同,从而产生从而产生偏振模色散。 (P78,自己再添加点)6、阶跃光纤:纤芯折射率均匀,则在纤芯与色层分界面上折射率发生突变。色层折射率总是常
6、数。这种光纤称为阶跃光纤或者 SI 光纤。由于这种纤芯折射率是均匀的,所以光线在纤芯内沿直线传播。 (P24)7、自聚焦光纤:由 说明子午光线的传播时延 与光线的起始条件无关。2/aZp 即以任何 入射的光线,只要能满足束缚光线的条件,则在纤芯内传播同样的距离所花)0(z的时间是相同的。这样的光纤称为自聚焦光纤。 (需要说明的是自聚焦条件仅对子午光线成立。 )8、过剩噪声:实际的 APD 中光电流的倍增过程是一个复杂的随机过程。每一个光生载流子的倍增增益是不同的,所以倍增后的电流具有随机起伏的特性,这种起伏引入的附加噪声就叫做倍增噪声,又称为过剩噪声。9、频率啁啾:由于非线性相移与信号自身有关
7、,因而是时间 T 的函数。这一与时间有关的相移对时间的导函数就是由自相位调制导致的频率偏差 ,这种随时间变化的频率)(偏差称为频率啁啾。10、色散位移光纤:色散位移光纤的零色散波长 在 1.55m 左右。G.653 光纤即属于色0散位移光纤,它的零色散波长范围为 1.501.60m ,色散斜率 ) ,在kmnS20(85.1.5251.575m 范围内最大色散系数 D()3.5ps/(nm km)。11、非零色散位移光纤:按 G.655 建议制造的光纤在 1550nm 窗口保留了一定量的色散,以抑制四波混频。但其色散又要充分小,以保证色散不会成为系统容量的限制因素。这种光纤就是所谓非零色散位移
8、光纤。12、光分组交换:可以看作是电的分组交换概念在光域的延伸,交换粒度以高速传输的光分组为单位,虽然光分组可长可短,但由于交换设备必须具备处理最小分组的能力。光分组交换要求节点的处理能力非常高。13、光差分复用器(OADM):光差分复用器是光传送网络最重要的网络元件。 OADM 可以看作是 OXC 机构的功能简化,其是 WDM 环形网络的基本组成单元。其基本结构包括解复用器、分差控制滤波单元及复用单元。其中波长分插模块是 OADM 的基本功能单元。14、光数字交叉连接器(OXC ):OXC 是用于光纤网络节点的设备,同多对光信号进行交叉连接,能够灵活有效地管理光传输网络,是实现可考的网络保护
9、/恢复以及自动配线和监控的重要手段。它的主要功能是光通道的交叉连接功能和本地上下路功能。15、密波分复用:波分复用是在单根光纤中同时传输多个波长信道的技术,而密波分复用则是能够容纳众多波长信道(超过 100)的复用器,其波长间隔在 1550nm 波段为 0.8nm,甚至更小。三、综合题(一) 、计算题P58 的 2.19 题及 2.22 题。P168 的例 5.1 以及课后 P211 的 5.8 题。(二) 、画图及分析各部分功能SDH 帧结构 P187掺铒光纤放大器(EDFA) P121光发送/接收端机,性能指标 P147 P154(三) 、问答题、常见的光无源器件有哪些?各器件的性能参数及作用。 (至少写 5 种) P130、光通信系统(器件)中使用的光源有哪些?各有什么特点? P8、光检测器的作用、性能参数及常用的有哪些及各自的特点? P10 P125、什么是光接入网?有哪些应用及各自的特点? P285