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光纤通信技术复习题（非考试题序）一、填空题P9 1、（1）：光纤通信是指利用（光纤）作为传输介质，实现（光信号）传输的通信方式。
（5）WDM的含义是（波分复用），FTTH的含义是（光纤入户）。
（这是名词解释的题目）SDH:同步数字系统WDM:波分复用系统DWDM：密集波分复用系统OTDR:光时域反射仪P44 1、（3）：未经涂覆和套塑的光纤称为裸光纤，是由（纤芯）和（包层）构成的。
（6）纤芯的折射率n1（大于）（大于或小于）包层的折射率n2。
（7）按折射率分布划分，光纤可分为（阶跃型光纤）、（渐变型光纤）。
（9）光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是（0.85）（1.31）（1.55），最低损耗窗口的中心波长是（1.55）。
（24）按缆芯结构的特点，光缆可分为（层绞式）光缆、（中心管式）光缆和（骨架式）光缆等。
（25）按线路敷设方式分类，光缆可分为（架空）光缆、（管道）光缆、（直埋）光缆、隧道光缆和水底光缆等。
P65 1、（3）：光的发射和吸收行为，包括三种基本过程，即（自发辐射）、（受激吸收）和（受激辐射）。
（8）激光器是由三个部分组成的，即：（工作物质）、（谐振腔）和（泵浦源或激励源）。
（14）发光二级管，发出的是（荧光），光谱的谱线（宽），发散角（大）。
而半导体激光器，发出的是（激光），光谱的谱线（窄），发散角很（小）。
P113 （9）光发送机的消光比越（大）越好，即全“0”时，发光功率越（小）越好，但在实际上，消光比越（大），光接收机的灵敏度会下降。
（10）在光端机中，除了光发送机外，还有（光发射机）机。
（11）当光电检测器受到光束照射时，光束横截面上包括（光子）数目的随机起伏，引起（电子--空穴对）的随机起伏，使光电检测器的（光生载流子）了随机起伏，这种随机起伏产生的的噪声就是量子噪声。
（12）暗电流是指（无光）照射时光电检测器中产生的电流。
（13）光接收机灵敏度是指在保证给定的（误码率）条件下，所需的最（小）平均接收光功率。
光纤通信复习资料必看(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--复习提纲第一章知识点小结：1.什么是光纤通信 3、光纤通信和电通信的区别。
2.基本光纤通信系统的组成和各部分作用。
第二章知识点小结1、光能量在光纤中传输的必要条件（对光纤结构的要求）。
2、突变多模光纤数值孔径的概念及计算。
3、弱导波光纤的概念。
4、相对折射率指数差的定义及计算。
5、突变多模光纤的时间延迟。
6、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理。
7、归一化频率的表达式。
8、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算。
第三章知识点小结1、纤通信中常用的半导体激光器的种类。
2、半导体激光器的主要由哪三个部分组成3、电子吸收或辐射光子所要满足的波尔条件。
4、什么是粒子数反转分布5、理解半导体激光产生激光的机理和过程。
6、静态单纵模激光器。
7、半导体激光器的温度特性。
8、DFB激光器的优点。
9、LD与LED的主要区别 10、常用光电检测器的种类。
11、光电二极管的工作原理。
12、PIN和APD的主要特点。
13、耦合器的功能。
14、光耦合器的结构种类。
15、什么是耦合比 16、什么是附加损耗17、光隔离器的结构和工作原理。
第四章知识点小结1、数字光发射机的方框图。
2、光电延迟和张驰振荡。
3、激光器为什么要采用自动温度控4、数字光接收机的方框图。
5、光接收机对光检测器的要求。
6、什么是灵敏度7、什么是误码和误码率 8、什么是动态范围9、数字光纤通信读线路码型的要求。
10、数字光纤通信系统中常用的码型种类。
第五章知识点小结1、SDH的优点。
2、SDH传输网的主要组成设备。
3、SDH的帧结构（STM-1）。
4、SDH的复用原理。
5、三种误码率参数的概念。
6、可靠性及其表示方法。
7、损耗对中继距离限制的计算。
8、色散对中继距离限制的计算。
第七章点知识小结1、光放大器的种类2、掺铒光纤放大器的工作原理3、掺铒光纤放大器的构成方框图4、什么WDM5、光交换技术的方式6、什么是光孤子7、光孤子的产生机理 8、相干光通信信号调制的方式9、相干光通信技术的优点光纤通信复习第一章1.什么是光纤通信光纤通信，是指利用光纤来传输光波信号的一种通信方式2.光纤通信和电通信的区别。
光纤通信复习（各章复习要点）光纤通信复习（各章复习要点）第⼀章光纤的基本理论1、光纤的结构以及各部分所⽤材料成分2、光纤的种类3、光纤的数值孔径与相对折射率差4、光纤的⾊散5、渐变光纤6、单模光纤的带宽计算7、光纤的损耗谱8、多模光纤归⼀化频率，模的数量第⼆章光源和光发射机1、光纤通信中的光源2、LD的P-I曲线，测量Ith做法3、半导体激光器的有源区4、激光器的输出功率与温度关系5、激光器的发射中⼼波长与温度的关系6、发光⼆极管⼀般采⽤的结构7、光源的调制8、从阶跃响应的瞬态分析⼊⼿，对LD数字调制过程出现的电光延迟和张弛振荡的瞬态性质分析（p76）9、曼彻斯特码10、DFB激光器第三章光接收机1、光接收机的主要性能指标2、光接收机主要包括光电变换、放⼤、均衡和再⽣等部分3、光电检测器的两种类型4、光电⼆极管利⽤PN结的什么效应第四章光纤通信系统1、光纤通信系统及其⽹管OAM2、SDH系统3、再⽣段距离的设计分两种情况4、EDFA第五章⽆源光器件和WDM1、⼏个常⽤性能参数2、波分复⽤器的复⽤信道的参考频率和最⼩间隔3、啁啾光纤光栅4、光环形器的各组成部分的功能及⼯作原理其他1、光孤⼦2、中英⽂全称：DWDM 、EDFA 、OADM 、SDH 、SOA第⼀章习题⼀、单选题1、阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界⾯上（B）⽽是能量集中在芯⼦之中传输。
A、半反射B、全反射C、全折射D、半折射2、多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是（A）的。
A、连续变化B、恒定不变C、间断变换D、基本不变3、⽬前，光纤在（B）nm处的损耗可以做到0.2dB/nm左右，接近光纤损耗的理论极限值。
A、1050B、1550C、2050D、25504、普通⽯英光纤在波长（A）nm附近波导⾊散与材料⾊散可以相互抵消，使⼆者总的⾊散为零。
A、1310B、2310C、3310D、43105、⾮零⾊散位移单模光纤也称为（D）光纤，是为适应波分复⽤传输系统设计和制造的新型光纤。
1.决定光纤通信中继距离的主要因素是( B )A.光纤的型号B.光纤的损耗和传输带宽C.光发射机的输出功率D.光接收机的灵敏度2.弱导光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是( A )A.n1≈n2B.n1=n2C.n1>>n2D.n1<<n23.当V→∞时，光纤中的光能( D )A.大部分集中在纤芯，小部分在包层B.大部分集中在包层，小部分在纤芯C.都集中在包层中，纤芯中没有D.都集中在纤芯中，包层中没有4.下列哪一种吸收属于光纤的本征吸收?( A )A.SiO2的吸收B.OH-的吸收C.Cu2+的吸收D.V3+的吸收5.下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因?( C )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6.光隔离器的作用是( B )A.调节光信号的功率大小B.保证光信号只能正向传输C.分离同向传输的各路光信号D.将光纤中传输的监控信号隔离开7.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8.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9.映射是指( B )A.支路信号装入C的过程B.支路信号适配装入VC的过程C.VC和TU指针构成TU的过程D.N个STM-1同步复用进STM-10.目前EDFA采用的泵浦波长是( C )A. 0.85μm和1.3μmB. 0.85μm和1.48μmC. 0.98μm和1.48μmD. 0.98μm和1.55μm1.今后光纤通信的发展主方向是_ 扩大通信容量__延长中继距离_____。
2.由公式求得介质薄膜波导的导波模数量m=1.31，该波导中可传输的模式有___ TE0，TE1，TM0，TM1____。
光纤通信复习题库（整合版）一、填空题1.有规律地破坏长连“0”和长连“1”的码流，以便时产生信号的提取，称_扰码电路 __ 。
2.PIN光电二极管是在P型材料和N型材料之间加一层_ _I___型材料，称为__耗尽层。
3.APD中促使其电流猛增的是__倍增效应。
碰撞电离4．在半导体激光器的P—I 曲线上，当I＞It 时，激光器发出的是激光，反之为荧光5. EDFA在光纤通信系统中主要的应用形式主要有作前置放大器使用、作功率放大器使用和作_线路放大器使用。
6. SDH网有一套标准化的信息结构等级，称为_同步传送模块STM-N_。
7.从波动理论的观点看，光波作为一种电磁波来处理。
8.目前光纤通信的长波波长低损耗工作窗口是 1.31μm和1.55um 。
9.光纤主要由纤芯和包层两部分构成。
10.LED适用于模拟的光纤传输系统。
11．光纤中的传输信号由于受到光纤的损耗和色散的影响，使得信号的幅度受到衰减，波形出现失真。
12．光纤数值孔径的物理意义是表示光纤端面_ 集光 _的能力。
接受和传输光13.准同步数字体系的帧结构中，如果没有足够的开销字节，就不能适应网络管理、运行和维护。
14.SDH中STM—1的速率是 155Mb/s 。
15. 按照泵浦方式的不同，EDFA可分为正向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构等三种形式。
16.响应度和量子效率都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。
17.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85um ,1.55um 和__1.31um_。
18.PDH复用成SDH信号必须经过映射、定位、复用三个步骤。
19.受激辐射过程中发射出来的光子与外来光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向、传播方向都相同，因此，称它们是_相干光 ___。
20. SDH中STM—4的速率是 622 Mb/s 。
21.常用的SDH设备有：终端复用器、__再生器_和数字交叉连接设备等。
22.在光接收机中，与___光检测器__紧相连的放大器称为前置放大器。
第一章同步数字体系（SDH）技术单项选择1、SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1，其信号速率为（A）kbit/s。
A、155520B、622080C、2488320D、99532802、STM-1帧频8kHz，即每秒传送8000帧；一帧的周期为（A）?s。
A、125B、225C、325D、4253、ADM是一个（B）设备，它的输出和输入均为STM-N光信号，支路信号可以是准同步的，也可以是同步的。
A、四端口B、三端口C、二端口D、单端口4、SDH网络中对于双向环复用段倒换既可用2纤方式也可用4纤方式，而对于通道倒换环只用（）方式。
A、2纤B、3纤C、4纤D、55、SDH在2纤双向环自愈保护中，每个传输方向用一条光纤，且在每条光纤上将（A）容量分配给业务通路。
A、一半B、三分之一C、四分之一D、五分之一多项选择1、SDH网络单元主要有（ABCD）。
A、同步光缆线路系统B、终端复用器C、分/插复用器D、同步数字交叉连接设备2、SDXC具有复用、（ABCD）和网络管理等功能。
A、配线B、网络连接C、保护与恢复D、监控3、网络节点所要完成的功能包括（ABCD）等多种功能。
A、信道终结B、复用C、交叉连接D、交换4、SDH复用映射结构中的容器是一种用来装载各种不同速率的信息结构主要有（ABCD）和C-4几种。
A、C-11B、C-12C、C-2D、C-35、SDH复用映射结构中的支路单元是一种在低阶通道层和高阶通道层间提供适配功能的信息结构，它由信息净负荷和指示净负荷帧起点相对于高阶VC帧起点偏移量的支路单元指针组成，有（ABCD）几种。
A、TU11B、TU12C、TU2D、TU36、SDH技术中低阶通道开销主要由（ABCD）和增强型远端缺陷指示组成。
A、通道状态和信号标记字节B、通道踪迹字节C、网络操作者字节D、自动保护倒换通道7、SDH网络的基本物理拓朴有（ABCD）和网孔形等类型。
A、线型B、星形C、树形D、环形8、SDH自愈保护的方式主要有（ABCD）。
1、均匀光纤，若n1=1.50，m μλ30.10=，试计算：（1）若∆=0.0025，为了保证单模传输，其芯半径应取多大？（2）若取a=5m μ，为了保证单模传输，∆应取多大？解：（1）由单模传输条件：22122 2.405a V n n πλ=-≤，推导出：22122an n π≤-将m μλ30.10=，211 1.496n n n =-∆=代入，a=1.815m μ（2）当a=5m μ，得2212 2.4052n n aλπ⨯-≤得∆121n n n -≤=0.0016.3、一阶跃折射率光纤的相对折射率差10.005, 1.5n ∆==，当波长分别为0.85,1.31,1.55m m m μμμ时，要实现单模传输，纤芯半径a 应小于多少？解：由单模传输条件：22122 2.405aV n n πλ=-≤22122.4052a n n λπ⨯≤-2212120.15n n n -≈∆=。
0.851.311.55m m m mm mλμμλμμλμμ=≤=≤=≤当时,a 2.164当时,a 3.345当时,a 3.9755、假设一阶跃折射率光纤，其参数a ＝6µm ， Δ＝0.002，n1＝1.5，当光波长λ分别为1.55µm 、1.3µm 和0.85µm 时，求光纤中可以传输哪些导模？221210222 2.307 2.405a aV n n n ππλλ=-=∆=< 所以，光纤中导模只有HE11模；221210222 2.75a a V n n n ππλλ=-=∆=因为2.405<V=2.75<3.832，所以光纤中的导模只有HE11、TE01，TM01，HE21模；221210222 4.21a aV n n n ππλλ=-=∆=因为3.832<V=4.21<5，所以光纤中的导模只有HE01，TE01，TM01，HE21，EH11，HE31，HE12模。
光纤通信复习题答案1. 光纤通信中，光纤的类型主要有哪两种？答案：光纤通信中，光纤的类型主要有两种，分别是单模光纤和多模光纤。
2. 光纤通信中，光信号的调制方式有哪些？答案：光纤通信中，光信号的调制方式主要包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及脉冲编码调制（PCM）。
3. 光纤通信中，光放大器的作用是什么？答案：光纤通信中，光放大器的作用是放大光信号，以补偿光纤传输过程中的损耗，从而延长通信距离。
4. 光纤通信中，色散是如何产生的？答案：光纤通信中，色散是由于光纤中不同波长的光信号传播速度不同，导致信号到达接收端的时间不同而产生的。
5. 光纤通信中，波分复用（WDM）技术是如何实现的？答案：光纤通信中，波分复用（WDM）技术是通过在同一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号来实现的，这样可以大幅度提高光纤的传输容量。
6. 光纤通信中，光时分复用（OTDM）技术的原理是什么？答案：光纤通信中，光时分复用（OTDM）技术的原理是将时间划分为多个时隙，每个时隙传输一个光脉冲，通过这种方式实现多个光信号在同一光纤中的高速传输。
7. 光纤通信中，光纤的损耗主要由哪些因素造成？答案：光纤通信中，光纤的损耗主要由散射损耗、吸收损耗和非线性损耗等因素造成。
8. 光纤通信中，光纤的非线性效应有哪些？答案：光纤通信中，光纤的非线性效应主要包括自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）、四波混频（FWM）和受激拉曼散射（SRS）等。
9. 光纤通信中，光纤的连接方式有哪些？答案：光纤通信中，光纤的连接方式主要有熔接、机械接续和光纤连接器连接等。
10. 光纤通信中，光纤的维护和检测方法有哪些？答案：光纤通信中，光纤的维护和检测方法包括光纤端面的清洁、光纤损耗的测量、光纤的弯曲半径检测以及光纤的折射率分布测量等。
光纤光学复习题答案1. 光纤光学中，光信号在光纤中传输的基本原理是什么？答案：光信号在光纤中传输的基本原理是全内反射。
当光信号从光纤的中心轴向侧面传播时，由于光纤的折射率分布特性，光线会在光纤的内壁上发生全内反射，从而使得光信号能够在光纤内沿轴向方向传播。
2. 光纤的折射率分布有哪些类型？答案：光纤的折射率分布主要有三种类型：阶跃型、梯度型和W型。
阶跃型光纤的折射率在纤芯和包层之间有一个突变；梯度型光纤的折射率从纤芯到包层逐渐变化；W型光纤的折射率分布则呈现出W形状，即在纤芯和包层之间有多个折射率变化区域。
3. 光纤通信中，单模光纤和多模光纤的区别是什么？答案：单模光纤和多模光纤的主要区别在于它们传输光信号的模式数量。
单模光纤只能传输一个模式的光信号，而多模光纤可以传输多个模式的光信号。
单模光纤具有较高的带宽和较低的色散，适用于长距离传输；多模光纤则适用于短距离传输，成本较低。
4. 光纤通信中，色散是如何产生的？答案：光纤通信中的色散主要是由于光纤材料的折射率随光波长的变化而变化，导致不同波长的光信号在光纤中传播速度不同，从而产生时间延迟，这种现象称为色散。
色散可以分为材料色散和波导色散，材料色散与光纤材料的折射率特性有关，波导色散与光纤的几何结构有关。
5. 光纤通信中，衰减是如何产生的？答案：光纤通信中的衰减主要是由于光纤材料的吸收和散射造成的。
吸收衰减是由于光纤材料对光信号的能量吸收，导致光信号强度减弱；散射衰减是由于光信号在光纤内部的散射作用，使得光信号的能量分散，导致光信号强度降低。
此外，光纤的弯曲、连接和接头也会引起额外的衰减。
6. 光纤通信系统中，常用的光纤连接器有哪些？答案：光纤通信系统中常用的光纤连接器包括FC、SC、ST、LC、MU和MPO等类型。
FC连接器采用螺纹连接，具有较好的连接稳定性；SC连接器采用卡槽式连接，安装方便；ST连接器采用卡口式连接，操作简便；LC连接器体积较小，适用于高密度连接；MU连接器适用于微型光纤；MPO连接器则适用于多芯光纤的连接。
光纤传感复习题答案1. 光纤传感技术的原理是什么？答案：光纤传感技术是利用光纤作为传感介质，通过测量光在光纤中传播时的光强、相位、偏振、波长等参数的变化来实现对温度、压力、应变、振动、化学成分等物理量或化学量的测量。
2. 光纤传感器有哪些主要类型？答案：光纤传感器的主要类型包括干涉型光纤传感器、光栅型光纤传感器、光纤陀螺、光纤电流传感器和光纤温度传感器等。
3. 光纤传感器在哪些领域有应用？答案：光纤传感器在通信、医疗、环境监测、石油化工、航空航天、土木工程、电力系统等领域有广泛的应用。
4. 光纤传感器相比传统传感器有哪些优势？答案：光纤传感器具有抗电磁干扰能力强、体积小、重量轻、灵敏度高、可实现远距离传输、耐腐蚀、耐高温等优势。
5. 光纤布拉格光栅（FBG）传感器的工作原理是什么？答案：光纤布拉格光栅传感器的工作原理是利用光纤中周期性的折射率变化形成的光栅，当光栅的周期与入射光波长相匹配时，会发生反射，形成特定的反射波长。
当光纤受到温度、应变等外界因素的影响时，光栅的周期会发生变化，导致反射波长发生偏移，通过测量反射波长的偏移量，可以确定外界因素的变化。
6. 光纤陀螺是如何实现角速度测量的？答案：光纤陀螺利用Sagnac效应，即当光纤环在旋转时，沿顺时针和逆时针方向传播的光波会发生相位差，通过测量这种相位差，可以计算出光纤环的旋转速度，即角速度。
7. 光纤电流传感器的测量原理是什么？答案：光纤电流传感器的测量原理是利用法拉第磁光效应，即当磁场通过光纤时，光纤中的光波会发生偏振旋转，旋转角度与磁场强度成正比。
通过测量光波的偏振旋转角度，可以确定电流产生的磁场强度，进而计算出电流的大小。
8. 光纤温度传感器的测量原理是什么？答案：光纤温度传感器的测量原理是利用光纤材料的折射率随温度变化的特性，当光纤受到温度变化时，其折射率会发生变化，导致光波在光纤中的传播速度和相位发生变化，通过测量这些变化，可以确定温度的变化。
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。
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。
4．简述光纤的导光原理。
答：光纤之所以能够导光就是利用纤芯折射率略高于包层折射率的特点，使落于数值孔径角)内的光线都能收集在光纤中，并在芯包边界以内形成全反射，从而将光线限制在光纤中传播。
7．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n 1=1.50，n 2=1.45，光纤的长度L=10Km 。
试求：（1）光纤的相对折射率差Δ；（2）数值孔径NA ；（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的NA 和相对折射率差Δ。
解：（1）%3.31.5245.11.5 2n n -n 222212221=⨯-=∆＝ （2） 0.39 0.03321.521=⨯⨯=∆=n NA（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，则相当于包层的折射率n 2=1，则%1.281.5211.5 2n n -n 222212221=⨯-=∆＝ 1.120.28121.521=⨯⨯=∆=n NA 而 sin 0φ=NA 最大为1，所以说只要光纤端面的入射角在90O 以内，就可以在光纤中形成全反射。
8．已知阶跃型光纤，纤芯折射率n 1=1.50，相对折射率差Δ=0.5%，工作波长λ0=1.31μm ，试求：（1）保证光纤单模传输时，光纤的纤芯半径a 应为多大？（2）若a =5μm ，保证光纤单模传输时，n 2应如何选择？解：（1）因为是阶跃型光纤，所以归一化截止频率Vc ＝2.405；()m m n a a n V μπμπλλπ34.3231.1%5.0250.1405.222405.2 405.2220110=⨯⨯⨯=⨯∆<∴<∆= （2）若a =5μm ，保证光纤单模传输时，4967.1%22.0215.121n n 0.22% 2n n -n %22.02231.1550.1405.222405.2 405.22212212221220110=⨯-⨯=∆->⇒<∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯<∆<∆=＝πμμπλλπm m a n a n V 1．简述石英系光纤损耗产生的原因，光纤损耗的理论极限值是由什么决定的？答：（1）（2）光纤损耗的理论极限值是由紫外吸收损耗、红外吸收损耗和瑞利散射决定的。
2．当光在一段长为10km 光纤中传输时，输出端的光功率减小至输入端光功率的一半。
求：光纤的损耗系数α。
解：设输入端光功率为P 1，输出端的光功率为P 2。
则P 1＝2P 2光纤的损耗系数()km dB P P km P P L /3.02lg 1010lg 102221==＝α 3．光纤色散产生的原因有哪些？对数字光纤通信系统有何危害？答：（1）按照色散产生的原因，光纤的色散主要分为：模式（模间）色散、材料色散、波导色散和极化色散。
（2）在数字光纤通信系统中，色散会引起光脉冲展宽，严重时前后脉冲将相互重叠，形成码间干扰，增加误码率，影响了光纤的传输带宽。
因此，色散会限制光纤通信系统的传输容量和中继距离。
4．为什么单模光纤的带宽比多模光纤的带宽大得多？答：光纤的带宽特性是在频域中的表现形式，而色散特性是在时域中的表现形式，即色散越大，带宽越窄。
由于光纤中存在着模式色散、材料色散、波导色散和极化色散四种，并且模式色散>>材料色散＞波导色散＞极化色散。
由于极化色散很小，一般忽略不计。
在多模光纤中，主要存在模式色散、材料色散和波导色散；单模光纤中不存在模式色散，而只存在材料色散和波导色散。
因此，多模光纤的色散比单模光纤的色散大得多，也就是单模光纤的带宽比多模光纤宽得多。
5．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n 1=1.50，n 2=1.45，光纤的长度L=10km 。
试求：（1）子午光线的最大时延差；（2）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求子午光线的最大时延差。
光纤损耗 吸收损耗本征吸收 杂质吸收 紫外吸收 红外吸收 氢氧根（OH －）吸收 过渡金属离子吸收 散射损耗 弯曲损耗解：（1） 1sin 21111⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=n n C Ln n C L n C Lc M θτ () s 1.72145.150.110350.1105μ=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=km km （2）若将光纤的包层和涂敷层去掉，则n 2=1.01sin 21111⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=n n C Ln n C L n C Lc M θτ () s 5210.150.110350.1105μ=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=km km 6．一制造长度为2km 的阶跃型多模光纤，纤芯和包层的折射率分别为n 1=1.47，n 2=1.45，使用工作波长为1.31μm ，光源的谱线宽度Δλ＝3nm ，材料色散系数D m ＝6ps/nm ·km ，波导色散τw ＝0，光纤的带宽距离指数γ＝0.8。
试求：（1）光纤的总色散；（2）总带宽和单位公里带宽。
解：（1）()ns s km km n n C Ln M 2.135145.147.1/10347.1215211=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=τ ()ps km nm km nm ps L D m m3623/6=⨯⨯⋅=⋅∆⋅=λτ ()ns w m M 2.135036.02.135 )(2222=+=++=ττττ总（2）()MHz ns B T26.3 2.135441.0 441.0===τ ()M H zL B B T 68.5226.3 8.0=⨯=⋅=γ 7．一制造长度为2km 的抛物线型渐变多模光纤，纤芯轴线处的折射率n(0)＝1.5，包层的折射率n C =1.48，使用工作波长为0.85μm ，光源的谱线宽度Δλ＝6nm ，材料色散系数D m ＝15ps/nm ·km ，波导色散τw ＝10 ps ，光纤的带宽距离指数γ＝0.9。
试求：（1）光纤的总色散；（2）总带宽和单位公里带宽。
解：（1）()()%34.11.5248.11.5 02n n -0n 22222c 2=⨯-=∆＝ ()ps skm km C Ln M 898/1030134.05.1221)0(21522=⨯⨯⨯⋅=∆⋅=τ ()ps km nm km nm ps L D m m 18026/15=⨯⨯⋅=⋅∆⋅=λτ()()ps w m M 91810180898 )(2222=++=++=ττττ总（2）()MHz psB T 480 918441.0 441.0===τ ()MHz L B B T 8962480 9.0=⨯=⋅=γ8．某系统使用工作波长λ0＝1.31μm ，谱线宽度Δλ＝5nm 的光源和长度为3km 的阶跃型光纤，其纤芯的折射率n 1=1.458，相对折射率差Δ＝0.8%，纤芯半径a ＝8μm ，光纤的材料色散系数D m ＝8ps/nm ·km ，波导色散τw ＝0，其带宽速率比为0.8。
试求光纤的模式畸变带宽和波长色散带宽。
解： ()ns s km km C Ln M 7.116%8.0/103458.1351=⨯⨯⨯=∆⋅=τ ()MHz nsB M 78.3 7.116441.0 441.0===τ ()GHz kmnm km nm ps L D B m c 68.3 35/8441.0 441.0=⨯⨯⋅=⋅∆⋅=λ 1、比较LED 和LD ，并说明各自适应的工作范围。
答：LED 的发射光功率比LD 要小，不适合长距离系统；LED 的光谱宽度比LD 大得多，不适合长距离系统；LED 的调制带宽比LD 小得多，不适合长距离系统；LED 的温度特性比LD 好得多。
所以，LED 适应于短距离小容量光纤通信系统，而LD 适应于长距离大容量光纤通信系统。
2、试说明LED 的工作原理。
答：当给LED 外加合适的正向电压时，Pp 结之间的势垒（相对于空穴）和Np 结之间的势垒（相对于电子）降低，大量的空穴和电子分别从P 区扩散到p 区和从N 区扩散到p 区（由于双异质结构，p 区中外来的电子和空穴不会分别扩散到P 区和N 区），在有源区形成粒子数反转分布状态，最终克服受激吸收及其它衰减而产生自发辐射的光输出。
3、试说明LD 的工作原理。
答：当给LD 外加适当的正向电压时，由于有源区粒子数的反转分布而首先发生自发辐射现象，那些传播方向与谐振腔高反射率界面垂直的自发辐射光子会在有源层内部边传播、边发生受激辐射放大（其余自发辐射光子均被衰减掉），直至传播到高反射率界面由被反射回有源层，再次向另一个方向传播受激辐射放大。
如此反复，直到放大作用足以克服有源层和高反射率界面的损耗后，就会向高反射率界面外面输出激光。
9、光发送机主要由哪些部分组成？各部分的作用是什么？答：光发送机主要由光源、驱动电路及辅助电路等构成。
驱动电路的主要作用是为光源提供要求的驱动电流；光源的主要作用是完成电光变换（光调制）；辅助电路主要完成自动功率控制、自动温度控制及光源保护等功能。
10、光调制方式有哪些？目前的数字光纤通信系统采用的是数字调制方式？还是模拟调制方式？答：光调制方式主要按照光源与调制信号的关系及已调制信号的性质两种方式分类。
根据光源与调制信号的关系，可以将光源的调制方式分为直接调制方式和外部（或间接）调制方式；根据已调制信号的性质，可以将光源的调制方式分为模拟调制方式和数字调制方式。
从调制的本质上来说，目前的数字光纤通信系统采用的是模拟调制方式。
4、简述PINPD 的工作原理。
答：当光照射到PIN 光电二极管的光敏面上时，会在整个耗尽区及耗尽区附近产生受激辐射现象，从而产生电子空穴对。
在外加电场作用下，这种光生载流子运动到电极。
当外部电路闭合时，就会在外部电路中有电流流过，从而完成光电的变换过程。
