光纤通信系统的构成及发展前景

第一篇：光纤通信系统的构成及发展前景

光纤通信系统的构成及发展前景

【摘要】 光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到十分重要的作用。

【关键词】 光纤通信 系统构成 前景

一、概念

光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外，在应用中，光纤常按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种，而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤，并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信是以光波为信息载体，通过光纤来传递的一种通信设施。因为它具有容量大，传输距离远，传输速度快，经济等特点，所以在当今被广泛应用。

二、光纤通信的特点

（1）光纤通信容量大；传输距离长；一根细细的光纤可以承载很多个光信息，而它的传输时以光速传播，并且损耗非常小。（2）由于光纤较细，质量轻，所以便于铺设和运输。（3）光纤通信具有抗电磁干扰能力，传输信息不易丢失和失真。（4）信号串扰小、保密性能好。（5）光纤通信用材少，而且不污染环境。（6）光缆适应性强，寿命比较长。

三、光纤通信的原理

所谓光纤通信，就是在发送端首先要把传送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。然而，由于目前技术水平所限，对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内，尚未达到实用化水平，因此目前大都采用强度调制与直接检波方式（IM-DD）[1]。基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据是数字，声音，图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图像、数据等信息。

四、光纤通信系统的构成

光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM，即脉冲编码调制。

1、光发信机。光发信机是实现电/ 光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。

2、光中继器。光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。

3、光收信机。光收信机是实现光/ 电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。

4、光纤连接器、耦合器等无源器件。由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

五、光纤通信发展趋势及前景

（1）新一代光纤：随着社会发展的需要已经出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光纤（G.655）和全波光纤。

（2）超高速系统：传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用（TDM）方式进行，而如今要满足社会发展需要，光纤通信应该按照光的时分复用方式进行。

（3）超大容量WDM系统：如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一路光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用（WDM）的基本思路。

（4）全光网络：WDM波分复用技术的实用化，提供了利用光纤带宽的有效途径，使大容量光纤传输技术取得了突破性进展。光纤通信的应用给人们带来了一场信息的革命。是整个社会进入了一个信息高速发展的时代。而光纤通信带给我们的不仅仅是高速，还有更为客观的前景，它将带给我们无尽的方便。电话网络系统，电视网络系统和计算机网络系统在不远的未来，即将由光纤通信的发展而更好的结合，那将是光纤通信给人们带来的第二次震撼。

参 考 文 献

[1]张国鸿.浅谈光纤设备通信原理及其布线技术[J].港口科技通信与导航，2007.[2]潘远翠.浅谈光纤通信市场的发展[J].达州职业技术学院学报，2006.

第二篇：光纤通信系统的构成

光纤通信系统的构成 作者：unknown 更新时间： 2005-05-14

光纤通信系统的构成----目前，实用光纤通信系统组成框图如图 8-1 所示。

图 8-1 光纤通信系统的组成----如图示，光纤通信系统由以下五个部分组成。----（1）光发信机：光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器 和调制器组 成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光 波，然后 再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。----（2）光收信机：光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和 光放大器组 成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微 弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。----（3）光纤或光缆：光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发 出的已调光 信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传

送信息任 务。----（4）中继器：中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有 两个：一个 是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政 性。----（5）光纤连接器、耦合器等无源器件：由于光纤或光缆的长度受光纤拉制 工艺和光 缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如 1Km)。因此一条光纤线 路可能存 在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连 接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。----目前实用的光纤通信系统都采用直接检波系统。直接检波系统就是在发送 端直接把信 号调制到光波上，而在接收端用光电检波管直接把被调治的光波检波为原信号的 系统。电 端机就是一般电信号设备，例如载波机或电视图象发送与接受设备等。光端机则 是把电信 号转变为光信号（发送光端机），或把光信号转变为电信号（接收光端机）的设 备。发送 光端机的作用是将发送的电信号进行处理，加在半导体激光器上，使电信号调制 光波，然 后将此已调制光波送入光导纤维。已调制光波经光导纤维传送至接收光端机的半 导体光电 管上检波。检波后得到的电信号经过适当处理再送接受电端机，然后按一般电信 号处理。这就是整个光纤通信的过程。这个过程和一般无线电通信过程是十分相似的。当 然光线通 信的空间传输手段是光导纤维，这与一般无线电通信在空间传输电波的情况是不

同的。----直接检波系统的基本优点是构成简单，就当前光波技术水平来讲现实

可行。同时由于 光波频率极高，在这样系统上传送上万路电话，几十路电视并不困难，完全可以 满足目前 通信的需要。因此直接检波系统是光纤通信当前较多采用的形式。

第三篇：光纤通信系统

第一章

1、实现光纤通信的关键器件与技术是什么？

答：（1）低损耗、宽带宽的光纤。

（2）高可靠性、长寿命的光源及高响应的光检测器件。

（3）光测量及光纤连接技术。

2、光纤通信使用光源的波长范围是什么？

答：在近红外区内，即0.8~1.8um。

第二章

5、光纤的损耗机理及危害是什么？

答：损耗机理：主要有吸收损耗、散射损耗及辐射损耗。

吸收损耗与光纤材料有关。散射损耗与光纤材料及光波导中的结构缺陷、非线性效应有关，这两种损耗是光纤材料固有的。辐射损耗则与光纤几何形状的扰动有关。

危害：由于损耗的存在，在光纤中传输的光信号，不管是模拟信号还是数字脉冲，其幅度都要减小。光纤损耗是光纤传输系统中中继距离的主要限制因素之一。

6、光纤的色散机理及危害是什么？

答：色散机理：由于光纤中所传信号的不用频率成分或不同模式成分，在传播的过程中因群速度不同互相散开，并且造成它们到达光纤终端的时间各不相同，从而引起传输信号波形失真、脉冲展宽。光线的色散，主要有材料色散、波导色散和模式色散。

危害：由于信号的各频率成分和各模式成分的传输速度不同，当它在光纤中传输一定的距离后，将互相散开，致使光脉冲展宽。若脉冲展宽过大将会造成码间干扰，从而使误码率增加，通信质量下降。由于脉冲宽度与频带宽度成反比，脉冲展宽越大，表示带宽能力越小。

7、光缆的主要结构是什么？答：光纤芯线、护套和加强部件。

第三章

3、半导体激光器发光的基本条件是什么？

答：向半导体P-N结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡输出激光。

4、能级跃迁有那几种形式？

答：热跃迁、光跃迁（自发发射、受激辐射、受激吸收）。

5、半导体激光器的工作电压是正向还是反向？

答：正向。

8、比较半导体激光器和发光二极管的异同。

答：不同之处：(1)工作原理不同，半导体激光器是受激辐射，再利用谐振腔的正反馈。而发光二极管是自发辐射，不需要光学谐振腔，没有阈值。(2)发光二极管工艺简单、成本低、可靠性好。适用于短距离、低码速的数字光纤通信系统，或者是模拟光纤通信系统。半导体激光器适用于长距离大容量的光纤通信系统。

相同之处：使用的半导体材料相同，结构相似。

11、光电探测器的主要特性是什么？

答：（1）要有高的光电转化效率，或者具有高的增益因子。

（2）对应于使用波长的光波，要有高的灵敏度，即响应度要高。

（3）要有足够宽的带宽，即检测器输出的电信号能不失真地反映出接受的光信号。

（4）要求稳定、可靠、便宜。

12、光电探测器的工作电压是正向还是反向？

答：反向。

16、试说明APD和PIN在性能上的主要区别。

答：PIN光电二极管响应频率高，可高达10GHZ，响应速度快，供电电压低，工作十分稳定。

APD雪崩二极管灵敏度高，响应快，但需要上百伏的工作电压，而且性能和入射光功率有关，当入射光功率大时，增益引起的噪声大，带来电流失真。

17、无源光器件的种类有哪些？

答：无源光器件大致可分为连接用的部件和功能性部件两大类。

连接用的部件有各种光连接器，它们不仅可用做光纤和光纤的连接，而且还可以组成功能部件及设备的一部分，用于部件（设备）和光纤、或部件（设备）和部件（设备）的连接。

功能性部件有分路器、耦合器、光分波合波器、光衰减器、光开关和光隔离器等，它们主要用于光的分路、耦合、复用、衰减、开关、防反射等方面。

第四章

1、数字信号调制半导体激光器时，直流偏置应如何设置？

2、数字信号调制发光二极管时，直流偏置应如何设置？

4、在数字光纤通信中，线路编码的基本要求是什么？

答：（1）要便于在不中断通信业务的条件下进行误码检测，这就要求码型有一定的规律性。

（2）码率增加要少，如码速提高过多，会使系统信噪比因带宽增大而减小，这对于高次群系统特别重要。

（3）尽量减少码流中连0、连1码的个数，便于定时信号的提取。

（4）要有利于减少码流的基线漂移，即要求码流中的“1”、“0”码分布均匀，否则不利于接收端的再生判决。

（5）接收端将线路码还原后，误码增值要小。

（6）电路简单，体积小，耗电少。

6、现有码流信号为***011110110，采用8B1P编码方式，请分别给出P为奇校验码和偶校验码时的码流信号。

（1）P为奇校验码：

8B码***011110110

8B1P码 ***101111101101

（2）P为偶校验码：

8B1P码 ***1001111011007、现有码流信号为***011110110，采用4B1C编码方式，请给出编码后的码流信号。4B码***011110110

4B1C码******

10、SDH帧结构可分为哪几个部分？

答：（1）段开销。（2）信息载荷。（3）管理单元指针。

17、数字光接收机的主要性能指标是什么？

答：（1）光接收机的灵敏度。（2）光接收机的噪声。（3）数字光接收机的误码率。（4）模拟光接收机的性噪比。（5）动态范围。（6）抖动。

18、设计数字光纤通信系统的中继距离时，应该考虑哪些因素？

答：（1）发射光功率。（2）光接收机灵敏度。（3）光纤的每公里损耗。（4）光纤的色散。

第五章

1、什么叫做基带—光强调制？

答：模拟信号没有经过任何电的调制就是基带信号如电视信号。基带信号直接对光源进行强度调制就称为基带—光强调制。

2、什么叫做副载波调幅—光强调制？

答：原始的电信号先对某一电载波进行调幅，然后再对光源进行调制。

3、什么叫做副载波调频—光强调制？

答：原始的电信号先对某一电载波调频，然后再对光源调制。

4、什么叫做脉冲调制—光强调制？

答：首先用原始的模拟信号对脉冲副载波进行预调制，然后再对光源进行强度调制。

8、什么叫做调幅频分多路技术？

答：首先将各频道的视频基带信号对各自的副载波进行残留边带调幅，组成频分多路信号，然后对光源进行强度调制。

9、什么叫做调频频分多路技术？

答：首先是将各频道的视频基带信号对各自的副载波进行调频，组成频分多路信号，再对光源进行强度调制。

10、什么叫做副载波复用（SCM）技术？

答：将数字视频基带信号对各自的副载波进行调制（如FSK、PSK、QAM等），组成频分多路信号，再对光源进行强度调制。

第六章

1、EDFA的工作原理是什么？有哪些应用方式？

答：工作原理：在掺铒光纤(EDF)中，铒离子(Er3+)有三个能级： 能级1代表基态，能量最低，能级2是亚稳态，处于中间能级，能级3代表激发态，能量最高，当泵浦(Pump, 抽运)光的光子能量等于能级3和能级1的能量差时，铒离子吸收泵浦光从基态跃迁到激发态(1→3)。但是激发态是不稳定的，Er3+很快返回到能级2。如果输入的信号光的光子能量等于能级2和能级1的能量差，则处于能级2的Er3+将跃迁到基态(2→1)，产生受激辐射光，因而信号光得到放大。由此可见，这种放大是由于泵浦光的能量转换为信号光的结果。为提高放大器增益，应提高对泵浦光的吸收，使基态铒离子尽可能跃迁到激发态。

应用方式：线路放大、接收端前路放大、发射端放大。

3、EDFA的基本种类有哪些？

答：线路放大器、前置放大器、功率放大器。

4、半导体激光放大器的种类有几种？主要原理分别是什么？

答：FP型（FPA）和行波型（TWA）

FPA：两端的发射系数较高，在两端面间产生正反馈谐振放大，因此要求输入信号与FP腔间有严格的频率匹配。在略低于阈值电流偏置时，设单次通过的增益为Gs，放大器的内增益可达20~30dB。只有靠近阈值时才能获得高增益。由于FPA的高度谐振性，它必然是一个窄带放大器。

TWA：虽然也是与FPA一样的LD芯片构成，但其端面反射系数要低得多。只有当端面的反射系数为零时才能被称作行波放大器。而实际情况下，只能说只能说工作在接近行波状态。

第七章

1、什么是波分复用系统？

答：为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率不同，可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来，送入一根光纤进行传输，在接收端再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看做互相独立，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

2、WDM技术的主要特点是什么？

答：（1）可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍。

（2）使N个波长复用起来在单模光纤中传输，在大容量长途传输时可以大量节约光纤。另外，对于早期安装的芯数不多的电缆，芯数较少，利用波分复用不必对原有系统作较大的改动即可比较方便的进行扩容。

（3）由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信业务信号的综合和分离，以及PDH信号和SDH信号的综合与分离。

（4）波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关。一个WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号，ATM、IP或者将来有可能出现的信号。WDM系统完成的是透明传输，对于“业务”层信号来说，WDM的每个波长就像“虚拟”的光纤一样。

（5）在网络扩充和发展中，是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务的方便手段，增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量。

（6）利用WDM技术选路来实现网络交换和恢复，从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络。

（7）在国家骨干网的传输中，EDFA的应用可以大大减少长途干线系统SDH中继器的数目，从而减少成本。距离越长，节省成本就越多。

5、光频分复用系统和光波分复用系统的区别是什么？

答：在波分复用系统中，合波器与分波器实质上是一个光波的滤波器，它们是在光波波段上将各信道的光波分隔出来。但是，这种光波的滤波器实际上做出来的通带较宽，因而两个光源间的波长间隔不能靠的太近，所以光波的频带利用率较差。

光频分复用系统在方案上恰恰避开了上述弱点，不在光波波段上将各信道分开，而在较低的波段上用电的滤波器将各信道分开。显然，这个频段上电的滤波器的选择性能要较光波器件好得多。因而，在这种复用系统中相邻信道的间隔就可取得小。所以，同样带宽的光纤就可容纳更多的信道。

第八章

1、简述什么是光交换？

答：光交换机中交换的信息是光信息，速率高，能抗电干扰，提供大的带宽，能够实现透明技术，便于扩展业务。很适合于高速、宽带系统。

2、光交换系统分类有几种？分别是哪些？

答：3种。空分光交换、时分光交换和波分光交换。

3、在全光网络的中间节点中，为什么要进行波长转换？

答：为了适应相应波长的信息传输模式，需要把携带有信息的一定波长信号通过处理，转载到另外一个波长上去。

4、波长转换技术主要有哪几种？

答：光/电/光波长转换技术、全光波长转换技术。

5、什么是光孤子通信？

答：光孤子通信是一种全光非线性通信方案，其基本原理是光纤折射率的非线性效应导致对光脉冲的压缩，可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件下，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。它完全摆脱了光纤色散对传输速率和通信容量的限制，其传输容量比当今最好的通信系统高出1~2个数量级，中继距离可达几百公里，它被认为是下一代最有发展前途的传输方式之一。

6、什么是相干光通信技术？

答：在发送端，采用外光调制方式将信号以调幅、调相或调频的方式调制到光载波上，再经光匹配器送入光纤中传输。当信号光传输到达接收端时，首先与一本振光信号进行相干混合，然后由探测器进行探测。

第四篇：光纤通信的特点和发展前景范文

光纤通信的特点和发展趋势

摘要：光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，也可以在电力通信控制系统中发挥作用，进行工业监测、控制，现在在军事上也被广泛应用，基于各领域对信息量的需求不断增长，光纤通信技术的应用发展趋势也备受关注。一条完整的光纤链路除受光纤本身质量影响外，还取决于光纤链路现场的施工工艺和环境。这里只讨论其主要特点和发展趋势。

关键词：光纤通信技术特点发展趋势光纤链路现场测试

（1）光纤通信简介

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细：外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信

系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路：光波在光纤中传输，不会发生信息传播中的信息泄露现象；光纤很细，占用的体积小，这就解决了实施的空间问题。

（2）光纤通信技术的特点

频带极宽，通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的限制往往发挥不出带宽的优势。因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。

损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的：如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可以

降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本，带来更好的经济效益。

抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且它还

有一个重要的性质就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响，也不受人们架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用，而且在军事上也大有用处。

保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，且保密性强。

除此之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设，资源丰富，成本

低，稳定性好，寿命长。正是因为光纤的这些优点，光纤的应用范围越来越广。

（3）光纤通信的发展趋势

光纤传输距离从宏观上说，光纤的传输距离是越远越好，因此研究光纤的研究人员们，一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后，不断有对光纤传输距离的突破，向无中继距离信号传输方向发展。

向城域网发展，光传输目前正从骨干网向城域网发展，光传输逐渐靠近

业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点，既接近用户，又能保证信息的安全传输，而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。

互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势.近年来，互联网业发展迅速，IP业务也随之火爆。研究表明，随着IP业的迅速发展，通信业将面临“洗牌”，并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展，现代的光通信正逐步向智能化发展，它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用产生，为人们的使用带来更多的方便。

综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点，而在以后，科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看，光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展，为了满足客户的需求，光纤通信的发展不仅要突破距离的限制，更要向智能化迈进。

虽然目前光通信的容量已经非常大，但仍有大量应用能力闲置，伴随着社会经济和科学技术的进一步发展，对信息的需求也会随之 增加，并会超过现在的网络承载能力，因此我们必须进一步努力矾究 更加先进的光传输手段。因此，在经济社会发展的推动下，光通信一 定会有更加长久的发展。

参考文献：

《中国科技信息杂志》《网络电信2004》

《山东师范大学学报》2003．4．

第五篇：光纤通信系统试题一

试卷一

一、单项选择题（在每小题的备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分）

1．目前普遍采用的实用光纤通信系统是（）

A．相位调制直接检波通信系统B．频率调制直接检波通信系统

C．强度调制直接检波通信系统D．强度调制相干光检测通信系统

2．在目前光纤通信系统中应用最广的光纤是（A）。

A．石英系光纤B．石英芯、塑料包层光纤

C．多成分玻璃纤维D．塑料光纤

3．阶跃光纤中传导的基模是（B）

A．LP00B．LP01C．LP10D．LP11

4．石英光纤的最低损耗窗口是（）μm。

A．0.85B．1.55C．1.31D．1.33

5．光定向耦合器的作用是（）

A．把一路光分成两路光。

B．把两路光合成一路光。

C．把一路光分成两路光或把两路光合成一路光。

D．衰减光信号的大小。

6．在T＞0K时，下面说法正确的是：（）

A．高于费米能级的能级被电子占据的几率小于1/2。

B．高于费米能级的能级被电子占据的几率等于1/2。

C．高于费米能级的能级被电子占据的几率大于1/2。

D．高于费米能级的能级被电子占据的几率等于1。

7．对于光发射机的光源，说法正确的是（）

A．光源的输出光功率越大越好B．光源输出光功率不能过大

C．对光源的P-I曲线的线性要求不高D．可以使用任意发光波长的光源

8．关于光接收机的主放大器，说法正确的是：（）

A．增益大小可调B．位于均衡器之后

C．输出信号的峰峰值为几毫伏数量级D．位于前置放大器之前

9．用光纤传输监控信号时，脉冲调顶法属于（）

A．空分复用B．频分复用

C．时分复用D．码分复用

10．对于含有8个码元的一组码组10011101，若编为mB1C码，其结果是（）。

A．100111010B．100111011C．110011101D．01001110

1二、填空题（每小题1分，共10分）

11．在传播方向上有磁场分量但无电场分量的电磁波称为。

12．在光纤通信中，决定中继距离的主要因素是光纤的和。

13．光纤的是用来表示光纤捕捉光射线能力的物理量。

14．阶跃型光纤的单模传输的条件是

15．光衰减器可分为和两种。

16．激光器主要由激光物质、和激励源组成。

17．异质结半导体激光器的优点是加强了对的限制。

18．要产生光电效应，必须给PN结加上偏压。

19．APD二极管最大的特点是具有

20．中继器的作用是衰减的信号、恢复的波形，使光脉冲得到再生。

三、名词解释（每小题3分，共15分）

21．衬底辐射模

22．波导色散

23．光纤连接器

24．粒子数反转

25．光电检测器的响应时间

四、简答题（每小题5分，共20分）

26．什么是光接收机的灵敏度？若用分贝毫瓦来表示，其定义式是怎样的？

27．简述光隔离器的工作原理

28．简述半导体的光电效应。

29．简述抖动性能的定义及描述方法。

五、画图题（第30小题5分，第31、32小题各10分，共25分）

30．画出LED数字信号内调制原理图。

31．画出光纤数字通信系统的示意方框图。

32．画出外加正向偏压后P-N结的能带分布。

六、计算题（每小题10分，共20分）

33．在阶跃型光纤中，纤芯的折射指数为n1=1.50，包层的折射指数为n2=1.47。

（1）光纤放置在空气中，求数值孔径：

（2）光纤浸在水中（n0=1.33），求光从水中入射到光纤输入端面的最大接收角。

34．已知光纤通信系统光纤损耗为0.6dB/km，有6个接头，平均每个接头损耗为0.15 dB，光源入纤功率为–4dBm，接收机灵敏度为–52 dBm，设备富余量为6dB，求最大中继距离为多少？