光纤通信考试知识点

第一章．概论1. 1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音的“光电话”。

在光电话问世后光通信进展缓慢，主要原因：没有理想的光源和传输介质。

2. 1966年，高锟和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。

1970年，光纤研制取得了重大突破，低损耗光纤研制成功和激光器研制成功。

3.光纤最低损耗的理论极限值是0.148dB/km,实际使用是0.154 dB/km.4.光纤的工作波长，也是三个损耗很小的波长窗口是0.85um ，1.31 um,1.55 um.同样光纤对不同的光损耗不同，应该选择低损耗的。

5．光纤通信的优点：1) 容许频带很宽，传输容量很大2) 损耗很小， 中继距离很长且误码率很小 3) 重量轻、 体积小 4) 抗电磁干扰性能好5) 泄漏小， 保密性能好6) 节约金属材料， 有利于资源合理使用 6. .光纤通信系统的基本组成光发射机的功能是把电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。

光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变(失真)和衰减传输到光接收机。

光源激光器的发射波长和光检测器光电二极管的波长响应，都要和光纤这三个波长窗口相一致。

光接收机的功能是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。

第二章光纤和光缆1.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。

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.实用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。

突变型多模光纤纤芯内任意两点折射率相同，渐变型多模光纤以纤芯中心为圆，小于a 的值为半径作圆，圆上所有点折射率相同。

单模光纤输出脉冲最接近于输入脉冲。

系统容量（传输速率）：单模光纤>多模光纤。

1.光纤结构：自内向外为：纤芯（芯层）→包层→涂覆层（被覆层）核心部分为纤芯和包层，二者共同构成介质光波导，实现光的传输，涂覆层提供机械保护2.光纤通信系统构成：光发送机，通信信道，光接收机3.光纤通信系统优点：①传输频带宽、通信容量大②传输损耗小③抗电磁干扰能力强。

④线径细、重量轻。

⑤资源丰富4.光纤分类：(1)按照折射率分布来分：①阶跃型光纤: 纤芯折和包层射率（指数）沿半径方向保持一定，在边界处呈阶梯型变化的光纤；②渐变型光纤：纤芯折射率沿着半径加大而逐渐减小，而包层折射率是均匀的。

(2)按照传输模式的多少来分:①单模光纤: 只传输单一模式, 纤芯直径较小，约为4 ~10 mm，纤芯中折射率的分布认为是均匀分布的。

由于单模光纤只传输基模，从而完全避免了模式色散，使传输带宽大大加宽。

适用于大容量、长距离的光纤通信。

主要是材料色散和波导色散。

②多模光纤: 在一定的工作波长下，可以传输多模光纤的介质波导，纤芯可以采用阶跃折射率分布，也可以采用渐变折射率分布，多模光纤的纤芯直径约为50 mm，由于模色散的存在使多模光纤的带宽变窄，但其制造、耦合、连接都比单模光纤容易。

主要是模式色散。

(3)按光纤的材料来分:①石英系光纤: 损耗低，强度和可靠性较高；②石英芯、塑料包层光纤；③多成分玻璃纤维；④塑料光纤。

5.损耗：色散导致光脉冲展宽，损耗是光信号能量损失，两者限制着光通信的传输速率和传输距离。

(1)吸收损耗:光波通过光纤材料时，有一部分光能变成热能，从而造成光功率的损失。

造成原因有很多，但都与光材料有关，有本征吸收和杂质吸收(2)散射损耗：由于光纤的材料、形状、折射指数分布等的缺陷或不均匀，使光纤中传导的光散射而产生的损耗称为散射损耗。

散射损耗包括线性散射损耗和非线形散射损耗。

线性损耗主要包括：瑞利散射和材料不均匀引起的散射;非线性散射主要包括：受激喇曼散射和受激布理渊散射等6.色散：信号在光纤中是由不同的频率成分和不同模式成分携带的，这些不同的频率成分和模式成分有不同的传播速度，从而引起色散。

光纤通信原理考试题+参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、通常，影响光接收机灵敏度的主要因素是（）。

A、光纤衰减B、光纤色散C、暗电流D、光接收机噪声正确答案：D2、常用的光纤通信短波长窗口是（）nm。

A、850B、3520C、2360D、4680正确答案：A3、光纤的连接分为（）。

A、固定连接B、熔连接C、固定连接和活动连接D、粘连接正确答案：C4、在光纤数字通信系统中，光发送机主要有输入接口，线路编码，( )、光源及其控制电路。

A、低速率B、复用器C、调制电路D、接口正确答案：C5、在激光器中，光的放大是通过（）。

A、泵浦光源来实现B、外加直流来实现C、粒子数反转分布的激活物质来实现D、光学谐振腔来实现正确答案：C6、EDFA工作波长为( )，与光纤的低损耗波段一致且其技术已比较成熟，所以得到广泛应用。

A、144nmB、130nmC、1550nmD、150nm正确答案：C7、光缆中的GH指（）。

A、设备光缆B、特殊光缆C、通信用海底光缆D、移动式光缆正确答案：C8、光纤的连接分为固定连接和（）。

A、固定B、活动连接C、熔接D、粘接正确答案：B9、光缆形式分类代号GY表示（）。

A、海底光缆B、特殊光缆C、通信用室外光缆D、室内光缆正确答案：C10、以下不是模拟光纤传输系统目前使用的主要调制方式是（）。

A、模拟基带直接光强调制B、光强调制C、方波频率调制D、模拟间接光强调制正确答案：C11、G.652也称为色散非位移（），可以应用于1310nm波长和1550nm波长窗口的区域。

A、光中继B、光调制C、光衰减D、单模光纤正确答案：D12、纤芯的颜色按顺序分为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、（）。

A、天蓝B、奶油白C、玫红色D、荧光色正确答案：A13、随着传输距离的增加，光功率强度逐渐减弱，光纤对光波产生衰减作用，称为（）的损耗。

A、木头B、塑料C、光纤D、玻璃正确答案：C14、光缆一般由缆芯、加强件、( )三大部分组成。

1.高锟奠定了现代光通信——光纤通信的基础2.现代光纤通信利用光导纤维传输光波信号的通信方式3.光纤通信的优点频带宽,传输容量很大,损耗很小，中继距离很长且误码率很小4.光纤自内向外分别为纤芯、包层和涂覆层3部分5.相对折射率差Δ＝(n1-n2)/n16.光信号在光纤中传输的必要条件n1>n27.短波长光纤0.85μm,长波长光纤1.31μm、1.55μm8.按传输激光模式的数量不同分类单模光纤,多模光纤9.数值孔径∆≈-=212221nnnNA,NA表示光纤接收和传输光的能力10.弱导波光纤：相对折射率差Δ很小时的光纤,单模光纤为0.3~0.6%11.损耗和色散是光纤最重要的传输特性12.损耗限制系统的传输距离13.色散则限制系统的传输容量14.光纤色散的定义,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15.光纤损耗)/(lg10kmdBPPLi=α16.损耗的机理包括吸收损耗、散射损耗、附加损耗17.为了保护光纤机械强度和传输特性，光纤要做成光缆才能实用.光缆一般由缆芯, 护层和加强件三部分组成18.有源器件: 光源、光检测器和光放大器19.无源器件: 连接器、耦合器、波分复用器、调制器、光开关和隔离器等20.激光的特点：亮度高；方向性好；单色性好；相干性好21.有源器件的物理基础是光和物质相互作用的效应。

包括三种基本过程：受激吸收,自发辐射,受激辐射22.受激辐射:光的频率、相位、偏振态和传播方向与入射光相同，称为相干光23.自发辐射:是由大量不同激发态的电子自发跃迁产生的，其频率和方向分布在一定范围内，相位和偏振态是混乱的，称为非相干光24.受激辐射与受激吸收都必须在外来光子的激发下才发生，为受激跃迁.25.吸收或辐射的光子能量都要满足波尔条件，即E2-E1=hf26.受激辐射是受激吸收的逆过程27.受激辐射过程可以使光得到放大28.若要求受激辐射大于受激吸收，当光通过这种物质时，会产生放大作用，这种物质称为激活物质（增益物质）29.粒子数的分布和正常状态的分布相反，所以称为粒子(电子)数反转分布30.粒子数反转分布状态是物质产生光放大的必要条件31.激光振荡器必须包括以下三个部分：能够产生激光的工作物质，能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源，能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔32.增益区的导带主要是电子，价带主要是空穴，结果获得粒子数反转分布33.在电子和空穴扩散过程中，导带的电子可以跃迁到价带和空穴复合，产生自发辐射光34.LD产生激光的条件:粒子数反转分布,符合谐振条件,符合阈值条件：增益≥损耗35.当I<Ith 时激光器发出的是自发辐射光,当I>Ith 时，发出的是受激辐射光，光功率随驱动电流的增加而增加36.激光器的阈值电流Ith 随温度升高而增大,外微分量子效率ηd随温度升高而减小37.LD 和LED的区别:相干光和非相干光38.中继距离受光纤损耗和色散的限制，分别称损耗限制系统、色散限制系统39.（1）设系统平均发射功率Pt=-3 dBm, 接收灵敏度Pr=-42 dBm，设备余量Me=3 dB，连接器损耗αc=0.3dB/对，光纤损耗系数αf=0.35 dB/km, 光纤余量αm=0.1 dB/km，每km光纤平均接头损耗αs=0.03 dB/km。

光纤通信考试试题一、选择题（每题 2 分，共 40 分）1、光纤通信中使用的光源一般是（）A 发光二极管B 半导体激光器C 白炽灯D 日光灯2、以下哪种光纤的传输损耗最小（）A 多模光纤B 单模光纤C 塑料光纤D 石英光纤3、光纤通信系统中，光接收机的主要作用是（）A 将光信号转换为电信号B 将电信号转换为光信号C 对光信号进行放大D 对电信号进行放大4、下面哪个不是光纤通信的优点（）A 传输容量大B 抗干扰能力强C 成本低D 保密性好5、光在光纤中传输时，其模式数量取决于（）A 光纤的长度B 光纤的芯径C 光的波长D 光纤的材料6、以下哪个不是光纤通信系统的基本组成部分（）A 光源B 光放大器C 光检测器D 光耦合器7、单模光纤的纤芯直径一般为（）A 50μmB 625μmC 8μmD 100μm8、光纤通信中常用的波长窗口是（）A 850nmB 1310nmC 1550nmD 以上都是9、光信号在光纤中传输时产生的损耗主要有（）A 吸收损耗B 散射损耗C 弯曲损耗D 以上都是10、以下哪种不是光纤的分类方式（）A 按照传输模式分类B 按照折射率分布分类C 按照工作波长分类D 按照制造材料分类11、光纤通信系统中，能够延长传输距离的器件是（）A 光调制器B 光隔离器C 光中继器D 光环行器12、对于光的偏振态，在单模光纤中传输时通常是（）A 线偏振B 椭圆偏振C 随机偏振D 圆偏振13、下面哪个参数不是衡量光检测器性能的指标（）A 响应度B 量子效率C 带宽D 发光功率14、光纤的数值孔径反映了光纤的（）A 集光能力B 传输能力C 抗干扰能力D 损耗特性15、以下哪种光纤适用于短距离通信（）A 多模阶跃型光纤B 多模渐变型光纤C 单模光纤D 塑料光纤16、光放大器中，掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长范围是（）A 850nm 附近B 1310nm 附近C 1550nm 附近D 1625nm 附近17、在光纤通信系统中，用于实现不同类型光纤连接的器件是（）A 光纤连接器B 光分路器C 光耦合器D 光开关18、以下哪种不是常见的光纤通信系统（）A 强度调制直接检测（IM/DD）系统B 相干光通信系统C 光孤子通信系统D 无线光通信系统19、光在光纤中传输时，引起色散的主要原因是（）A 材料色散B 波导色散C 模式色散D 以上都是20、光纤通信系统的设计中，需要考虑的主要因素有（）A 传输距离B 传输速率C 误码率D 以上都是二、填空题（每空 2 分，共 20 分）1、光纤通信是以为信息载体，以为传输媒介的通信方式。

1. 光纤通信的优点：（1）传输容量很大（2）传输损耗小，中继距离长且误码率很小（3）泄露小，保密性好（4）节省大量有色金属（5）重量轻、体积小（6）抗电磁干扰性能好2. 光纤通信系统的基本组成(单向传输)3 （1）直接调制：用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。

这种方案技术简单、成本较低、容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。

（2）外调制：把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。

外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。

4 光纤结构：光纤(Optical Fiber）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。

5 光纤类型：(a) 突变型多模光纤；(b) 渐变型多模光纤；(c) 单模光纤6 数值孔径：定义临界角θc的正弦为数值孔径(NA，Numerical Aperture)NA表示光纤接收和传输光的能力，NA(或θc)越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高；纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。

7 光纤色散：色散(Dispersion)是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的传播时间不同而产生的一种物理效应。

从频域上看，色散限制了传输信号的带宽(Bandwith)；从时域上看，色散引起信号脉冲的展宽(Pulse Broadening)。

色散一般包括模式色散、材料色散和波导色散。

模式色散是由于不同模式的传播时间不同而产生的，它取决于光纤的折射率分布，并和光纤材料折射率的波长特性有关。

材料色散是由于光纤的折射率随波长而改变，以及模式内部不同波长成分的光(实际光源不是纯单色光)，其传播时间不同而产生的。

这种色散取决于光纤材料折射波导色散是由于波导结构参数与波长有关而产生的，它取决于波导尺寸和纤芯与包层的相对折射率差。

典型例题STM-1光帧的结构包含哪几部分？传输速率是如何定义的？激光是通过什么产生的（C）受激辐射多模光纤：纤芯内传输多个模式的光波，纤芯直径较大（50 m左右），适用于中容量、中距离通信。

光纤的单模工作条件为0＜V≤2.4048 多模工作条件为V＞2.4048 2. 单模光纤：纤芯内只传输一个最低模式的光波，纤芯直径很小（几个微米），适用于大容量、长距离通信。

受激吸收：在外来入射光的作用下，处在低能级上的电子可以吸收入射光子的能量而跃迁到高能级上。

数值孔径: 入射到光纤端面的光线并不能全部被光纤所传输，只是在光纤端面临界入射角范围内的入射光可以在光纤内传输，取这个角度的正弦值称为数值孔径。

1.光纤通信是以（ A ）为载体，光纤为传输媒体的通信方式。

A.光波B.电信号C.微波D.卫星2.要使光纤导光必须使（B ）A.纤芯折射率小于包层折射率B.纤芯折射率大于包层折射率C.纤芯折射率是渐变的D.纤芯折射率是均匀的3.（ D ）是把光信号变为电信号的器件A.激光器B.发光二极管C.光源D.光检测器4.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.9953280ITT于（C）年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。

A、1985B、1970C、1988D、19906.掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（ B ）nm波段。

A.1310B.1550C.1510D.8507.发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（ B ）。

A.受激吸收B.自发辐射C.受激辐射D.自发吸收8.光纤通信指的是（B ）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9.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<<n210.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11.光纤单模传输条件，归一化频率V应满足（B ）A.V>2.405B. V<2.405C.V>3.832D.V<3.83212.光纤包层需要满足的基本要求是( A )A.为了产生全反射，包层折射率必须比纤芯低B. 包层不能透光，防止光的泄漏C.必须是塑料，使得光纤柔软D.包层折射率必须比空气低13.在激光器中，光的放大是通过（ A ）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14.STM-64信号的码速率为( D )A．155.520 Mb/s B．622.080 Mb/s C．2 488.320 Mb/s D．9 953.280 Mb/s 15.数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为（ A ）dBm。

光纤通信试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 光纤通信中，光纤的传输介质是什么？A. 铜线B. 玻璃纤维C. 塑料D. 无线电波答案：B2. 下列哪个是光纤通信的优点？A. 传输距离短B. 抗干扰能力差C. 传输容量大D. 传输速度慢答案：C3. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪一项？A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：D4. 在光纤通信中，下列哪种光纤损耗最小？A. 多模光纤B. 单模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：B5. 光纤通信系统中，光信号的接收设备是什么？A. 调制解调器B. 光端机C. 路由器D. 交换机答案：B二、多选题（每题3分，共15分）1. 光纤通信中，下列哪些因素会影响光纤的传输性能？A. 光纤的折射率B. 光纤的直径C. 光纤的弯曲度D. 光纤的材质答案：A, B, C, D2. 下列哪些是光纤通信系统的主要组成部分？A. 光纤B. 光端机C. 路由器D. 光放大器答案：A, B, D3. 光纤通信中，下列哪些是光信号的调制方式？A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：A, B, C4. 在光纤通信中，下列哪些是光纤的类型？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：A, B, C5. 光纤通信中，下列哪些是光信号的传输特性？A. 高频带宽B. 低损耗C. 抗电磁干扰D. 传输距离远答案：A, B, C, D三、判断题（每题1分，共10分）1. 光纤通信的传输介质是铜线。

（错）2. 光纤通信的传输容量比传统的铜线通信大。

（对）3. 光纤通信中，光信号的调制方式包括调时。

（错）4. 单模光纤的损耗比多模光纤大。

（错）5. 光纤通信系统中，光信号的接收设备是调制解调器。

（错）6. 光纤的折射率不会影响光纤的传输性能。

（错）7. 光纤通信系统的主要组成部分包括光纤和光端机。

（对）8. 光纤通信中，光信号的调制方式只有调幅。

光纤通信基础考试题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1.110kV及以上光传输成环率指标属()类指标。

A、通信运行B、通信管理C、通信服务能力D、通信规模正确答案：C2.电力安全事故，是指电力生产或者电网运行过程中发生的影响电力系统()或者影响电力正常供应的事故。

A、可靠运行B、经济运行C、安全稳定运行D、环保运行正确答案：C3.电力二次系统包括自动化、()、安全自动、继电保护。

A、通信B、调度C、方式D、输电正确答案：A4.通信设备发生故障，运行维护单位应立即向()汇报。

A、领导B、网调C、本级通信调度D、省中调正确答案：C5.设备风险分为几个级别？A、3B、4C、6D、5正确答案：C6.整个电力二次系统原则上分为两个安全大区()。

A、生产控制大区、生产应用大区B、实时控制大区、信息管理大区C、实时控制大区、生产管理大区D、生产控制大区、管理信息大区正确答案：D7.通信管理类指标是指用以反映通信运行管理及()管理的情况，包括检修计划完成情况、机构和人员、科技等方面的统计指标。

A、设备B、专业C、业务D、网络正确答案：B8.进行光纤线路损耗测量和光纤背向散射信号曲线测量，抽检数量不少于光纤芯数()。

A、75%B、50%C、25%D、100%正确答案：C9.通信故障处理完毕，当值通信调度员可要求运行维护单位提交书面故障处理报告，运行维护单位必须在几个工作日内提交。

A、3B、4C、2D、5正确答案：A10.装设接地线()，且必须接触良好。

拆接地线的顺序与此相反。

A、必须先接导体端，后接接地端B、必须先接接地端，后接导体端C、导体端、接地端同时接D、上述两种方式均可正确答案：B11.月检修计划完成率指标属()类指标。

A、通信管理B、通信服务能力C、通信运行D、通信规模正确答案：A12.IP地址采用4分组，每组()位，用4个字节来表示A、16B、8C、4D、32正确答案：B13.发生二级事件，由()组织调查组进行调查。

复习资料1、光纤通信是以为载频，以为传输介质的通信方式。

2、光缆大体上都是由缆芯，和三部分组成。

3、光波分复用传输系统有双纤单向传输和两种结构形式4、LED光源主要用于低速，短距离光波系统的情况，而，中采用LD光源。

5、1966年，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。

6、光纤的和是限制光纤通信线路中继距离的主要因素7、数值孔径（NA）越大，光纤接受光纤的能力就越，光纤与光源之间的耦合效率就越。

8、LED的基本结构可分为两类，即面发光LED 和。

9、光发送机的作用是将转为，并将生成的信号注入。

10、LD是一种阈值器件，它通过受激辐射发光，具有输出功率大，输出光发散角 ,与单模光纤耦合效率，辐射光谱线窄的特点。

11、光波分复用传输系统有双纤单向传输和两种结构形式12、普通单模光纤G.652的零色散波长是，色散位移光纤G.653的零色散波长是。

13、准同步数字体系有两种制式，一种是以 Mb/s为基群的T系列（日美采用）；另一种是 Mb/s为基群的E系列（中国、欧洲采用）14、光纤通信的最低通信窗口波长是，零色散波长是。

15、允许单模传输的最小波长称为。

16、在一根光纤中同时传输多个不同波长的光载波信号称为复用。

17、温度升高时，LED光源线宽，峰值波长向方向移动。

18、对光检测器的基本要求是高的，低的和快的。

19、光纤的基本特性参数是和色散，其单位分别是dB/Km和。

20、在光通信发展史上，小型光源和两个难题的解决，开创了光通信的时代。

21、确定接收机性能的一个重要参数是接收机灵敏度，它通常定义为在接收机的条件下，所要求的最小平均接收光功率。

22、光纤通信系统一般采用0.85µm、1.31µm、三种波长窗口。

23、光纤通信用光检测器有和。

24、光波复用器件根据分光原理的不同分为、干涉滤波型和。

25、激光器工作必须离开热平衡状态，因此必须使用外部能源泵浦，以实现，这是激光器工作的先决条件。