《光纤通信技术》复习提纲-2014-V2

第一篇：《光纤通信技术》复习提纲-2014-V2

《光纤通信技术》复习提纲（2014版）

第一章 绪论

1．2． 光纤通信系统基本构成和各部分功能。光纤通信系统优缺点，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。各代光纤通信系统特点。

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

1．2． 光纤通信对光源的要求，光源的两个最重要指标：光谱线宽和阈值电流。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。

3．4．

5． LD、LED、SOA三者的联系与区别。LD的工作条件，阈值条件，纵模条件。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。

6．7．

8．9． 如何实现单纵模？DBR、DFB、外腔、C3腔、VCSEL的工作原理。LD噪声来源与线宽测量方法（延时自外差法）。LD的工作特性：P-I特性, 大信号调制的瞬态效应。APC和ATC电路工作原理

10． 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，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，I-Q调制的基本概念和性能特点。

第三章 光信号在光纤中的传播

1． 光纤基本参量计算：数值孔径，归一化频率，模场半径，相对折射率差，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。

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． 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）。偏振模色散所致光信号损伤的作用机理。

4． 各种非线性效应（SRS、SBS、SPM、XPM、FWM）的产生机理、功率

预算及抑制方法。

5． 各种光纤的特点：G.651、G.652、G.653、G.655、大有效面积光纤、DCF、全波光纤、少模光纤、多芯光纤、高非线性光纤等。

第四章 光信号的探测与恢复

1．2． 光探测器的性能指标：响应速度和响应度，响应度和量子效率的转换。光探测器的设计思想，PN、PIN、双异质结PIN、APD、SAM-APD、SAGM-APD、SAGCM-APD每一种的特点。

3．4． 光接收机三部分的设计思想：前端、线性通道、判决。光接收机噪声分析，散粒噪声、热噪声、放大器噪声指数、APD过剩噪

声。

5．6．

7．8．

9． PIN和APD接收机信噪比分析。数字光接收机误码率分析，灵敏度求解，APD最佳倍增因子。数字光接收机的极限灵敏度分析。功率代价的意义和来源。相干探测的优点（线性、全场参数、高灵敏度），偏振、相位分集相干光

接收机的基本结构和工作原理，典型DSP算法。

第五六章 系统和前沿知识

1．2．

3． 光纤通信系统典型拓扑结构。光纤通信系统功率预算和上升时间预算。DWDM技术，光放大技术，前向纠错技术等。

第二篇：光纤通信复习提纲

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、光纤通信中常用的光源的种类。

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WDM？

5、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

第三篇：光纤通信复习提纲

光纤通信复习提纲

1.光纤通信中，实用波长为

2.什么样的半导体可以作为光发的光源？

3.阶跃型光纤和渐变型光纤的主要区别是。

4.光纤的数值孔径表征。

5.光纤的色散有：、材料、波导等色散。

4、SDH中，STM－16的速率为。

6.SDH系统中保护方式有：、环形网保护、网孔形DXC网络恢复、混合保护方式。

7.在“1+1”保护方式中，利用来实现倒换。

8.单模光纤的传输条件是

9.PDH中，最基本的传输速率为

10SDH中，最基本的传输速率是

11.SDH帧结构中，段开销SOH的第一个字节A1作用：。

12.STM－1可以容纳个2M。

13.WDM系统中，光波波长工作在哪个波长窗口

14.光局域网采用的协议之一是

15.我国SDH系统中，同步网采用的方式是。

16.WDM一般使用的光纤应符合标准。

17.WDM中的四种交换方式是：、光分组交换、光突发交换和光分组流交换。

18.WDM中的路由机制有：、虚波长通道。

19、光纤通信中，实用波长为，1310nm，1550nm。

20、光纤通信中，作为光发的光源的半导体是、LED。

21、光纤的种类有：、多模阶跃、多模渐变。

22、单模光纤的传输条件是：。

23、PDH中，最基本的传输速率为。

24、SDH中，最基本的传输速率是。

25、阶跃型光纤和渐变型光纤的主要区别是。

26、光纤的数值孔径表征。

27、光纤的色散有：、材料色散、波导色散。

28、SDH中，STM－16的速率为。

29、SDH系统中保护方式有：、环形网保护、网孔形DXC网络恢复、混合保护方式。

30、在“1+1”保护方式中，利用字节来实现倒换。

31、我国SDH系统中，同步网采用的方式是。

32、WDM一般使用的光纤应符合标准。

33、WDM中的四种交换方式是：、光分组交换、光突发交换和光分组流交换。

34、WDM中的路由机制有：、虚波长通道。

35、SDH帧结构中，段开销SOH的第一个字节A1作用：。

36、STM－1可以容纳个2M。

37、WDM系统中，光波波长工作在波长窗口。

38、光局域网采用的协议有、令牌总线和令牌环网。

39.1、光纤通信的优越性表现在哪几个方面？试画出光纤通信系统的基本组成。

40.、画出SDH的帧结构图。

41.简述光接入网的概念以及应用类型。

42.智能光网络的概念、体系结构和核心技术。

43.简述WDM系统的基本应用形式。

44.简述光城域网的结构。

第四篇：光纤通信技术

浅谈光纤通信

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。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及发展趋势，和它以光纤链路为基础的现场测试。

关键词：光纤通信技术 特点 现状 发展趋势 光纤链路

0引言

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。

1光纤通信技术

自上世纪光纤通信技术在全球问世以来，整个的信息通讯领域发生了本质的、革命性的变革，光纤通信技术以光波作为信息传输的载体，以光纤硬件作为信息传输媒介，因为信息传输频带比较宽，所以它的主要特点是:通信达到了高速率和大容量，且损耗低、体积小、重量轻，还有抗电磁干扰和不易串音等一系列优点，从而备受通信领域专业人士青睐，发展也异常迅猛。

光纤通信技术作为在实际运用中相当有前途的一种通信技术，已成为现代化通信非常重要的支柱。作为全球新一代信息技术革命的重要标志之一，光纤通信技术已经变为当今信息社会中各种多样且复杂的信息的主要传输媒介，并深刻的、广泛的改变了信息网架构的整体面貌，以现代信息社会最坚实的通信基础的身份，向世人展现了其无限美好的发展前景。

2光纤通信的特点(1)通信容量大、传输距离远；一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几

十、甚至上百公里。

(2)信号干扰小、保密性能好;

(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

(4)光纤尺寸小、重量轻，便于铺设和运输；

(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。

(6)无辐射，难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

(7)光缆适应性强，寿命长。

(8)质地脆，机械强度差。

(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

(10)分路、耦合不灵活。

(11)光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）

(12)有供电困难问题。

利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纤通信．

3光纤通信技术的现状研究

(1)光纤通信技术中的光纤接入技术。光纤接入网技术是信息传输技术的一个崭新的尝试，它实现了普遍意义上的高速化信息传输，满足了广大民众对信息传输速度的要求，主要由宽带的主干传输网络和用户接入两部分组成。其中后者起着更为关键的作用，即FTTH(意思是光纤到户)，作为光纤宽带接入的最后环节，负责完成全光接入的重要任务，基于光纤宽带的相关特性，为通信接收端的用户提供了所需的不受限制的带宽资源。

(2)光纤通信技术中的波分复用技术。即WDM，充分利用了单模光纤低损耗区的优势，获得了大的带宽资源。波分复用技术基于每一信道光波的频率和波长不同等情况出发，把光纤的低损耗窗口规划为许多个单独的通信管道，并在发送端设置了波分复用器，将波长不同的信号集合到一起送入单根光纤中，再进行信息的传输，而接收端的波分复用器把这些承载着多种不同信号的、波长不同的光载波再进行分离。

4不断发展的光纤通信技术

(1)光接入网通信技术的更进一步发展。现存技术上的接入网依旧是双绞线铜线的连接，仍然是原始的、落后的模拟系统，而网络中的光接入技术的应用使其成为了全数字化的，且高度集成的智能化网络。

光接入网通信技术所要达到的主要目标有：最大程度的使维护费用得到降低，故障率得到明显下降;可以用于新设备的开发和新收入的不断增加；与本地网络相结合，达到减少节点数目和扩大覆盖面范围的目的;通过光网络的建立，为多媒体时代的到来做好准备;另外，可以最大化的利用光纤本身的一些优势特点。

(2)光纤通信技术中光传输与交换技术的融合一光接入网通信技术的后延。基于上述光接入网通讯技术的成熟发展，网络的核心架构己经得到了翻天覆地的改变，并正在日新月异的变化发展着，在交换和传输两方面来讲也都早已进行了好几代的更新。光接入网技术和光输与交换技术的融合技术，前者较后者在技术应用上有了一些技术上改进，从而也就提高了全网的往前的进一步有效发展，但此项技术相对来讲仍不成熟。

(3)新一代的光纤在光纤通信技术中的应用。传统意义上的G.652单模光纤已经在长距离且超高速的传送网络发展中表现出了力不从心的缺点，新一代光纤的研发己成为当今务实之需，它也构成了新一代网络基础设施建设工作的一个重要组成部分。在目前普遍需求的干线网和城域网的背景下，基于不同的发展需要，己经发展出了两种新一代光纤一非零色散光纤和全波光纤。

4光纤通信链路的现场测试

4.1光纤链路现场测试的目的光纤链路现场测试是安装和维护光纤网络的必要部分，是确保电缆支持网络协议的一种重要方式。它的主要目的是遵循特定的标准检测光纤系统连接的质量，减少故障因素以及存在故障时找出光纤的故障点，从而进一步查找故障原因。

4.2光纤链路现场测试标准

目前光纤链路现场测试标准分为两大类：光纤系统标准和应用系统标准。（1）光纤系统标准：光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同光纤系统，它的测试极限值是不固定的，它是基于电缆长度、适配器和接合点的可变标准。目前大多数光纤链路现场测试使用这种标准。世界范围内公认的标准主要有：北美地区的EIA/TIA—568—B标准和国际标准化组织的ISO/IEC11801标准等。（2）光纤应用系统标准：光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。每种不同的光纤系统的测试标准是固定的。常用的光纤应用系统有：100BASE—FX、1000BASE—SX等。

4.3光纤链路现场测试过程

对于光纤系统需要保证的是在接收端收到的信号应足够大，由于光纤传输数据时使用的是光信号，因此它不产生磁场，也就不会受到电磁干扰和射频干扰，不需要对NEXT等参数进行测试，所以光纤系统的测试不同于铜导线系统的测试。

在光纤的应用中，光纤本身的种类很多，但光纤及其系统的基本测试参数大致都是相同的。在光纤链路现场测试中，主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统的工作波长、传输速率、传

输容量、传输距离、信号质量等有着重大影响。但由于光纤的色散、截止波长、模场直径、基带响应、数值孔径、有效面积、微弯敏感性等特性不受安装方法的有害影响,它们应由光纤制造厂家进行测试,不需进行现场测试。

在EIA/TIA—568—B中规定光纤通信链路现场测试所需的单一性能参数为链路损失（衰减）。

（1）光功率的测试：对光纤工程最基本的测试是在EIA的FOTP-95标准中定义的光功率测试，它确定了通过光纤传输的信号的强度，还是损失测试的基础。测试时把光功率计放在光纤的一端，把光源放在光纤的另一端。

（2）光学连通性的测试：光纤系统的光学连通性表示光纤系统传输光功率的能力。光纤系统的光学连通性是对光纤系统的基本要求，因此对光纤系统的光学连通性进行测试是基本的测试之一。通过在光纤系统的一端连接光源，在另一端连接光功率计，通过检测到的输出光功率可以确定光纤系统的光学连通性。当输出端测到的光功率与输入端实际输入的光功率的比值小于一定的数值时，则认为这条链路光学不连通。进行光学连通性的测试时，通常是把红色激光或者其他可见光注入光纤，并在光纤的末端监视光的输出。如果在光纤中有断裂或其他的不连续点，在光纤输出端的光功率就会下降或者根本没有光输出。

（3）光功率损失测试：光功率损失这一通用于光纤领域的术语代表了光纤链路的衰减。衰减是光纤链路的一个重要的传输参数,它的单位是分贝(dB)。它表明了光纤链路对光能的传输损耗（传导特性），其对光纤质量的评定和确定光纤系统的中继距离起到决定性的作用。光信号在光纤中传播时，平均光功率延光纤长度方向成指数规律减少。在一根光纤网线中,从发送端到接收端之间存在的衰减越大，两者间可能传输的最大距离就越短。衰减对所有种类的网线系统在传输速度和传输距离上都产生负面的影响，但因为光纤传输中不存在串扰、EMI、RFI等问题，所以光纤传输对衰减的反应特别敏感。

（4）光纤链路预算（OLB）：光纤链路预算是网络和应用中允许的最大信号损失量，这个值是根据网络实际情况和国际标准规定的损失量计算出来的。一条完整的光纤链路包括光纤、连接器和熔接点，所以在计算光纤链路最大损失极限时，要把这些因素全部考虑在内。光纤通信链路中光能损耗的起因是由光纤本身的损耗、连接器产生的损耗和熔接点产生的损耗三部分组成的。但由于光纤的长度、接头和熔接点数目的不定，造成光纤链路的测试标准不像双绞线那样是固定的，因此对每一条光纤链路测试的标准都必须通过计算才能得出。

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研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]

[1]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息.2006.(4).[2]何淑贞，王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信.2004.(2).[3]辛化梅，李忠.论光纤通信技术的现状及发展.山东师范大学学报.2003.4.[4]李超.浅谈光纤通信技术发展的现状与趋势.沿海企业与科技.2007.7.

第五篇：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。