光纤通信工程自学考试大纲

李老师：务必要转到各班同学。

让各班学习委员收到后短信给我确认。

光纤通信复习要点1.波分复用器分类及工作原理2.常见SDH设备3.光交换的方式4.EDFA组成，工作原理，应用形式5.色散分类6.自愈环结构分类7.单模传输条件8.光接收机灵敏度9.折射率差，数值孔径，临界角10.SDH帧结构及标称速率计算方法11.光隔离器的组成及工作原理12.光纤的传输损耗13.课后习题1、按照波长选择机理不同，波分可以分为：衍射型和干涉型波分复用器两大类型及多种类型号。

衍射型波分复用器利用一个角色散元件（如一个衍射光栅）使入射的光信号在空间分离成多个不同波长的光。

干涉型波分复用器则是利用光、波长选择放大器等。

无源波分复用器包括色散元件波分复用器、干涉元件波分复用器、光耦合器波分复用器、全光纤波分复用器等。

现在，在实际的光纤通信工程中，最广泛使用的主要是无源波分复用器。

1.波分复用器分类及工作原理按照波长选择机理不同，波分可以分为：衍射型和干涉型波分复用器两大类型及多种类型号。

衍射型波分复用器利用一个角色散元件（如一个衍射光栅）使入射的光信号在空间分离成多个不同波长的光。

干涉型波分复用器则是利用光、波长选择放大器等。

无源波分复用器包括色散元件波分复用器、干涉元件波分复用器、光耦合器波分复用器、全光纤波分复用器等。

现在，在实际的光纤通信工程中，最广泛使用的主要是无源波分复用器。

波分复用器是一种面向城域网接入层的低成本WDM传输技术。

从原理上讲，CWDM就是利用光复用器将不同波长的光信号复用至单根光纤进行传输，在链路的接收端，借助光解复用器将光纤中的混合信号分解为不同波长的信号，连接到相应的接收设备2.常见SDH设备：终端复用器TM、再生中继器REG、分插复用器ADM 和数字交叉连接设备DXC。

3.光交换的方式：空分光交换、时分光交换、波分光交换、复合型光交换和自由空间光交换5种方式。

4.EDFA组成，工作原理，应用形式EDFA主要由掺铒光纤（EDF）、泵浦光源、光耦合器（或WDM波分复用器）、光隔离器工作原理：在石英光纤的纤芯中掺入三价稀土金属饵元素，这种光纤在泵浦光的激励下下形成粒子数反转分布，然后在信号光的作用下产生受激辐射，放出与信号光完全相同的光子形成光的放大。

广东海洋大学光纤通信复习提纲第一篇：广东海洋大学光纤通信复习提纲《光纤通信技术》复习提纲第1章：1.光纤通信的三个波长窗口2.光纤通信的概念，数字光纤通信系统的组成及各部分的主要作用。

第2章：1.光纤的结构2.光纤按传输波长、折射率分布、传输模式的分类。

3.光纤的折射和折射率、全反射现象。

4.阶跃型光纤中子午线在光纤里全反射地进行传输的条件。

5.光纤中传播模式的截止频率及截止条件，阶跃型光纤单模传输的条件及截止波长。

6.什么是光纤的损耗，光纤损耗特性产生的原因是什么？单模光纤的两个低损耗区域是什么？7.什么是光纤的色散？色散分为哪几种？为什么色散会导致码间干扰？8.光缆的结构第3章：1.有源光器件与无源光器件的区别。

2.光源的作用，光源器件的分类及应用。

3.激光器的工作原理（课本P53～P56第二段）4.半导体激光器的工作原理5.发光二极管的工作原理6.光电检测器的作用，光电检测器的分类及应用。

7.光电检测器的工作原理8.九种无源光器件的作用或功能9.光放大器的概念与分类10.EDFA的基本结构与应用第4章：1.光发送机和光接收机的功能及组成框图2.直接调制和间接调制的基本概念3.两种类型的光中继器的区别和优缺点第5章：1.SDH和SDH网络的基本概念2.SDH的速率与帧结构3.SDH的通用复用映射结构和我国的SDH复用映射结构中各单元的名称及作用，根据复用映射结构能分析某种速率信号的映射复用过程。

4.基本复用映射步骤5.SDH目前主要采用哪种映射方式？如何将139.264Mbit/s信号异步映射进VC-4？6.如何将N个AU-4复用成STM-N帧？7.PDH四次群信号（139.264Mbit/s信号）至STM-1的形成过程8.我国SDH网络结构与我国数字同步网的网络结构。

第6章：1.波分复用（WDM）技术的概念及基本原理，WDM系统的基本组成2.WDM的两种工作方式和两种系统类型3.WDM系统的基本结构及各部分作用4.哪种光复用器和光解复用器最适合超高速、大容量WDM系统使用？5.各种光纤在WDM系统中应用的区别第8章：MSTP、ASON、光接入网、全光网、相干光通信的基本概念，光孤子通信的工作原理。

《计算机网络》考试大纲课程名称：《光纤通信与光网络》课程性质：专业选修课考试对象：专业专科使用教材：《光纤通信原理与应用》，方志豪等编著，电子工业出版社一、课程要求通过本课程的学习，要求学生掌握光纤的基本结构和传光原理，熟练掌握光发送设备和光接收设备的组成，理解光纤数字通信系统的实现，了解光纤接入网、光传送网和全光网。

二、课程考试内容及所占比重（一）考试范围及所占比重1．概述（10%）2．光纤（15%）3．光发送设备（10%）4．光接收设备（10%）5．光纤数字通信系统（20%）6．光纤数字通信系统的传输规范（15%）7．光纤接入网（10%）8．全光网络（10%）（二）各部分内容第一章概述1、光纤通信的基本概念2、光纤通信系统的构成及分类3、数字话路的基础知识第二章光纤1、光纤的基本概念2、光纤传光原理3、光纤特性参数4、光纤连接方式5、光纤在通信领域中的应用第三章光发送设备1、光端机的基本概念2、光发送电路3、输入电路第四章光接收设备1、光接收电路2、输出电路第五章光纤数字通信系统1、光纤通信系统新技术简述2、波分复用光纤数字通信系统3、光中继器第六章光纤数字通信系统的传输规范1、光纤数字通信系统的两种主要传输制式2、光纤数字通信系统的基本质量指标3、光纤数字通信系统的基本设计4、光纤数字通信系统的测量第七章光纤网络1、光纤通信在现代信息网络中的重要地位2、光纤接入网3、光纤局域网第八章未来的全光网络1、全光网络的基本概念2、光交叉连接器3、光分插复用器4、光传送网的基本形式三、考试方法闭卷、笔试，考试时间100分钟四、试题类型选择题、填空题、判断题、简答题、计算题五、成绩评定方式考试成绩百分制平时成绩：40%期末考试：60%。

《光纤通信技术》复习提纲（2016版）第一章绪论1．光纤通信系统基本构成、工作原理和各部分功能，光纤通信系统优缺点，各代光纤通信系统特点。

2．频率间隔和波长间隔的转换，光纤通信容量的表示方法，dBm与mW的换算。

3．模拟信号到数字信号的转换，NRZ和RZ格式，多维调制与复用方式，比特率与波特率。

第二章光信号的产生1．光纤通信对光源的要求，光源的光谱线宽和阈值电流。

2．半导体发光的物理基础：三种跃迁过程，费米能级，粒子数反转，正向偏置PN结，双异质结结构对半导体发光器件的性能改善，非辐射复合及其危害。

LD、LED、SOA三者的联系与区别。

3．LD的工作条件，振幅与相位条件。

4．LD的典型结构：宽面激光器、条形激光器（增益导引和折射率导引）、多量子阱等结构，如何实现阈值电流的降低和输出功率的提高。

5．如何实现激光器单纵模运转？DBR、DFB、外腔、C3腔、VCSEL的工作原理。

6．LD的噪声来源与线宽测量方法（延时自外差法）。

7．LD的连续波特性（P-I特性），直接调制时的响应特性（小信号分析方法、大信号瞬态效应）。

8．LD组件的基本结构，光发射机中APC和ATC电路工作原理。

9．直接调制与外调制的异同点。

MZM外调制器的工作原理和典型结构，振幅与功率传递函数，推挽工作方式的特点，波形切割和相位调制格式的实现方法及占空比推导，眼图的形成与评价标准，I-Q调制的基本概念。

不同调制格式的时频域特征和抗损伤特性等。

第三章光信号在光纤中的传播1．光纤基本参量计算：相对折射率差、归一化频率和模场半径等。

2．光信号在光纤中的基本传播方程推导思路，损耗、色散、非线性等损伤来源在方程中的表征。

3．损耗系数单位的转换，瑞利散射的特点，光纤通信的三个工作窗口。

4．色散系数D和色散斜率S的表达式，啁啾高斯光脉冲受光纤色散作用时脉冲形状与宽度的变化规律。

考虑光源谱宽作用时，不同条件下因色散所致脉冲展宽而带来的限制（两大类、四小类）。

填空题1.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。

2.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。

3.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。

4.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。

5.阶跃型光纤的数值孔径NA=sinφ=2n26.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。

7.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。

8.光纤连接器的结构主要有套管结构、双锥结构、V形槽结构、球面定心结构和透镜耦合结构。

9.光纤耦合器的作用是将光信号进行分路、合路、插入、分配。

10.光与物质的相互作用时，存在自发辐射、受激辐射及受激吸收三种基本过程。

简答题1.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。

2.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。

3.光纤连接器的作用是什么？答：光纤连接器的作用是实现光纤之间活动连接的光无源器件，它还具有将光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。

高纲1362江苏省高等教育自学考试大纲02338 光纤通信原理南京邮电大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点光纤通信技术是高等教育自学考试通信工程专业的一门重要的专业课。

光纤通信作为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着非常重要的作用。

本课程的主要任务是，使学生较为全面地掌握光纤通信系统中各部分的基本概念和基本工作原理，了解现代光纤通信新技术的发展情况，使通信领域中的工程技术人员，能够迅速掌握这门新兴的通信技术。

二、课程目标1.掌握光导纤维的导光原理及传输特性。

2.掌握半导体光源及半导体光电检测器的基本结构及工作原理。

3.掌握光端机的基本组成及各部件功能。

4.掌握光纤通信系统的组成及指标计算。

5.了解现代光纤通信新技术。

6.自学过程中应按大纲要求仔细阅读教材，切实掌握有关内容的基本概念、基本原理和基本方法。

三、与相关课程的联系与区别本课程是自学考试计划中的关于计算机通信工程专业（独立本科段）的一门重要专业课。

要学好本课程，需具“数字通信原理”“电磁场理论”课程的基本知识。

其后续课程为计算机通信专业的有关专业课。

四、课程的重点和难点本课程的重点内容是：1.光纤通信系统的组成，如光导纤维、光纤通信器件；2.光纤通信系统；3.现代光纤通信新技术。

本课程的难点是：1.光导纤维；2.光纤通信器件；3.光纤通信设备；4.光纤通信系统。

5.光通信技术与应用Ⅱ考核目标本大纲在考核目标中，按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的能力层次要求。

四个能力层次是递升的关系，后者必须建立在前者的基础上。

各能力层次的含义是：识记（Ⅰ）：要求考生能够识别和记忆本课程中有关物理概念及规律的主要内容（如定义、定理、定律、表达式、公式、原理、重要结论、方法及特征、特点等），并能够根据考核的不同要求，做正确的表述、选择和判断。

领会（Ⅱ）：要求考生能够领悟和理解本课程中有关物理概念及规律的内涵及外延，理解物理概念、物理规律的确切含义，物理规律的适用条件，能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法；理解相关知识的区别和联系，并能根据考核的不同要求对物理问题进行逻辑推理和论证，做出正确的判断、解释和说明。

通信工程初级考试大纲一、考试目的与要求本考试旨在评估考生对通信工程基础知识的掌握程度，以及运用这些知识解决实际问题的能力。

考生应具备以下能力：1. 理解通信工程的基本概念和原理。

2. 掌握基本的通信系统组成和工作原理。

3. 能够运用数学和物理知识分析通信信号。

4. 熟悉常见的通信技术及其应用场景。

二、考试内容1. 通信工程基础知识- 通信的定义和分类- 通信系统的组成- 通信的基本原理2. 信号与系统- 信号的分类和特性- 线性时不变系统- 卷积和系统响应3. 模拟通信技术- 调制的概念和分类- 调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）技术- 模拟信号的传输与解调4. 数字通信技术- 数字信号的特点- 数字调制技术（如PSK、QAM）- 数字信号的编码与解码5. 通信网络- 网络拓扑结构- 网络协议和标准- 通信网络的组成和功能6. 无线通信技术- 无线通信的基本原理- 无线频谱的使用和管理- 无线通信系统（如蜂窝网络、Wi-Fi）7. 通信系统的性能指标- 信噪比（SNR）- 误码率（BER）- 带宽和传输速率8. 通信系统的设计与优化- 系统设计的基本步骤- 系统性能的评估方法- 系统优化的策略9. 通信工程中的现代技术- 光纤通信- 卫星通信- 5G技术及其应用10. 通信工程的实践与应用- 通信工程在不同行业的应用案例- 通信工程在社会发展中的作用- 通信工程的未来发展与挑战三、考试形式与题型考试形式为闭卷笔试，题型包括：1. 选择题：测试考生对基础知识点的掌握情况。

2. 填空题：考察考生对概念、公式和原理的应用能力。

3. 简答题：评估考生对通信工程概念的理解和分析能力。

4. 计算题：测试考生运用数学工具解决通信问题的能力。

5. 论述题：考察考生对通信技术的综合运用和创新思维。

四、考试准备建议1. 系统学习通信工程的基础知识，理解并掌握核心概念。

2. 注重理论与实践相结合，通过案例分析加深对通信技术的理解。

光纤通信原理课程考核大纲一、适应对象通信工程专业，本科。

二、考核目的考核学生对《光纤通信》的基本概念、知识、理论的掌握情况及理论联系实际的能力。

属于水平考试。

三、考核形式与方法采用闭卷考试，考试时间为120分钟四、课程考核成绩构成平时成绩占20% （作业占10%,考勤占10%）,实验20%期考成绩占60%五、考核内容与要求第一章引言考核内容：1.光纤通信的开展历史与现状2.光纤通信系统简介3.光纤通信中假设干基本名词介绍要求：了解光纤通信的开展、现状和系统简介。

第二章光纤考核内容：1.光纤的儿何描述2.光在光纤中的传输3.光纤的模式4.光纤的损耗5.光纤的色散要求：掌握光纤的光线理论和波动理论，熟练掌握光纤的损耗、色散。

第三章光源与光发射系统考核内容：1.光发射系统简介2.半导体材料中的光发射与光吸收3.发光二极管4.半导体激光器的工作原理与特性5.半导体激光器的结构6.光发射机结构要求：了解光发射与光吸收，掌握发光二极管原理，熟练掌握半导体激光器原理。

第四章光探测器与光接收系统考核内容：1.光接收系统简介2.光探测器3.光接收机结构4.光接收机的噪声5.光接收机的灵敏度要求：了解光接受原理结构，掌握光接收机的噪声和灵敏度。

第五章光无源器件考核内容：1.光通信系统中的无源器件2.光纤耦合器3.光调制器和光开关4.光纤光栅要求：了解光纤耦合器、光调制器、光开关和光纤光栅的原理及应用。

第六章光通信中的光放大器考核内容：1.光放大基本原理2.半导体激光放大器3.掺饵光纤放大器4.光纤喇曼放大器要求：了解半导体激光放大器、掺饵光纤放大器和光纤喇曼放大器的原理及应用。

第七章光纤通信系统与网络考核内容：1.光纤通信系统结构2.光纤通信系统特性参数与设计3.波分复用光纤通信系统要求：掌握光纤通信系统结构及特性参数与设计原理，了解光波分复用原理。

光纤通信原理复习大纲第一章1.什么叫光纤通信？光纤通信的发展大致分为哪几个阶段？以光为载波，光纤为传输媒介的通信叫光纤通信。

发展分为5个阶段：第一代：从基础研究到商业应用的开发时期 (1966~1979)；第二代：提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期 (上世纪80年代早期)；第三代：进一步提高传输速率和增加传输距离的时期 (上世纪80年代后期初90年代初)；第四代：以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期 (上世纪90年代之后)；第五代：以光孤子脉冲为通信载体，以光时分复用技术（OTDM）和波分复用技术（WDM）联合复用为通信手段，以超大容量、超高速率为特征。

2.光纤通信的优缺点是什么？优点：（1）通信容量大：（2）损耗低、中继距离长；（3）抗干扰能力强；（4）传输误码率极低；（5）保密性强；（6）体积小、重量轻；缺点：（1）有些器件比较昂贵；（2）光纤的机械强度差；（3）不能传输电力；（4）光纤断裂后修复比较困难，需要专用工具；3.光纤通信系统有哪些部分组成？简述各部分的作用。

由发射机、接收机、光纤线路组成；发射机又分为光发射机和电发射机；光发射机的作用是：将输入电信号转化为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度的注入到光纤线路。

电发射机的作用是：将信息源输出的基带电信号变换为适合在信道中传输的电信号。

接收机也分为光接收机和电接收机。

光接收机的作用：把光纤线路输出的产生畸变和衰减的微弱光信号还原为电信号；电接收机的作用：放大和完成与电发射机相反的的变换，包括码型反变换和多路分接；光纤线路：把来自于光发射机的光信号，已经可能小的畸变和衰减传输到光接收机。

第二章1.光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展?由于单模光纤不存在模间色散，带宽大，可用于长途传输；又因为光纤的几何尺寸大小与传输光波长在同一数量级，故光纤通信要向长波长和单模光纤发展。

2.子午光线是指始终在包含中心轴线的平面上传播的光线。

光纤通信复习纲要光纤通信期末复习纲要一、总述题型：判断（10% ）（1×10）+选择（24%）（2×12）+简答（25%）（4题）+计算（41%）（4题）考试范围（第一章～第十章），重点第五章、第六章、第七章，第四章自学，不考要求：考试可以用中文答题，但是要熟悉英文专业术语，每次作业一定要会做二、第一章光纤通信系统1、光通信所用波长（红外、可见、紫外）2、dB，dBm计算3、分清波长，频率，介质中波长，介质中的频率vλ=f4、一路话音信号速率4、什么是光子？光子能量（以J为单位，eV为单位），会计算光线中的光子数5、光纤优点与缺点三、光学概要1、Snell定律：计算纤芯包层上临界角，空气和纤芯入射面入射光锥大小2、数值孔径定义，计算3、光斑尺寸的计算四、波动学基础1、α与γ的换算Proof::dB km 10lgexp(2)1dB 110lgexp(2)km -220=108.685ln10 2.3026dB L L L km dBkmγααγγααααγα用表示的衰减值；：衰减系数：传输距离当时值就是；单位为=-==--=≈-2、带宽和谱宽的换算（频率范围和波长范围换算）12212112122ccf f f c f c thenf f f c f f λλλλλλλλλλλλλλλλ⎛⎫-∆=-=-= ⎪⎝⎭⎛⎫∆∆== ⎪⎝⎭∆∆∆∆⎛⎫∆=⇒∆=⇒=⎪⎝⎭3、色散，材料色散，波导色散定义，展宽计算，单位长度展宽计算 Dispersion （色散）: Wavelength dependent propagation velocity. 传输速度随波长变化的特性称为色散Material Dispersion （材料色散）: Dispersion caused by the material. Waveguide Dispersion （波导色散）: Dispersion caused by the structure of thewaveguide.L L ττ∆∆⎡⎤⎛⎫= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦''n M L c τλλλ⎛⎫∆=-∆=-∆ ⎪⎝⎭4、光纤通信系统电带宽与光带宽关系5、带宽距离积、NRZ ，RZ （50%）比特距离积计算3()3()0.70.350.5NRZ dB electrical RZ dB optical R L L f L R L L f L L τττ∆∆∆--⨯=⎛⎫ ⎪⎝⎭⨯==⨯⎛⎫ ⎪⎝⎭⨯=⎛⎫ ⎪⎝⎭ 6、谐振腔（F-P 腔）1(1)222c m mc f f f m c mc c f Ln Ln Ln∆∆+=-+=-=2cc oo co c c of ff f ccλλλλλλ∆∆∆∆∆===7、平面边界上的反射，全反射临界角计算1212n n n n ρ-=+ 221212power reflected R power incidentR n n R n n ρ≡=⎛⎫-= ⎪+⎝⎭分界面上损耗计算 什么是消逝场？ 五、 光纤波导1、相对折射率与数值孔径：fractional refractive ；NUMERICAL APERTURE121n n n -∆=00sin NA n α== 2、光纤损耗Losses may be classified as: Absorption Scattering ： Rayleigh ScatteringGeometric effects目前损耗水平是多少？主要限制因素是什么3、归一化频率计算；V is called the normalized frequency or V parameter2aV NA πλ==4、多模光纤模式数目计算 对于阶跃折射率光纤，若V>1022V N =对于抛物线分布折射率光纤，若V>1024V N =5、单模传播条件2.405V =<aλ<2.4052aNAλπ<单模工作区位于长波长有什么优点？6、多模光纤中的畸变阶跃折射率：11211122()()n n n nn n L cn cn c τ-∆⎛⎫∆==∆≈ ⎪⎝⎭对于 GRIN 模式展宽近似表达式为:212n L c τ∆⎛⎫∆= ⎪⎝⎭GRIN 优点是什么？这里大家需要记住的是模式失真不依赖于光源波长或者光源线宽. 因此总的脉冲展宽:τ∆=modal modal pulse spread τ∆=dispersion material and waveguide dispersive pulse spread τ∆=那么总的色散可计算如下()g M M L τλ⎛⎫∆=-+∆ ⎪⎝⎭7、单模截止波长2.4052aNAλπ<=那么截止波长 (小于截止波长光纤将以多模形式传输) 为:c (2) 2.612.405a NA a NA πλ==8、在实际中，对于常见的通信用光纤，在其中传播的光是何种偏振的？六、光源和光放大器1、LED P-I 特性的斜率计算. 禁带宽度与辐射波长g i P W e η⎛⎫= ⎪⎝⎭P g W i η=2、量子效率定义，计算。