光纖習(xí)題解題指導(dǎo)部分實(shí)用教案

1、1Chap.1 No.2比較五代光纖通信系統(tǒng)的主要(zhyo)特點(diǎn)與差別。 參見(jiàn)1.1，注意各代系統(tǒng)(xtng)在傳輸容量和關(guān)鍵技術(shù)上的區(qū)別。第1頁(yè)/共84頁(yè)第一頁(yè)，共85頁(yè)。2Chap.1 No.3為什么使用石英光纖的光纖通信(un xin tn xn)系統(tǒng)中，工作波長(zhǎng)只能選擇850nm、1310nm、1550nm三種。 參見(jiàn)1.3.2，由于目前(mqin)使用的光纖均為石英光纖，而石英光纖的損耗波長(zhǎng)特性中有三個(gè)低損耗的波長(zhǎng)區(qū)，即波長(zhǎng)為850nm、1310nm、1550nm三個(gè)低損耗區(qū)。為此光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)只能是選擇在這三個(gè)波長(zhǎng)窗口。第2頁(yè)/共84頁(yè)第二頁(yè)，共85頁(yè)。3Chap.2 N

2、o.1 光纖產(chǎn)生衰減的原因是什么？衰減對(duì)通信有什么影響(yngxing)？則該光纖的衰減系數(shù)為多少？ 光纖產(chǎn)生衰減的原因包括吸收、散射和輻射。衰減會(huì)導(dǎo)致信號(hào)功率損失，造成(zo chn)接收困難。 (1550nm)10lg(Pin/Pout)/L=10lg(4/3)/50.25dB/km第3頁(yè)/共84頁(yè)第三頁(yè)，共85頁(yè)。4Chap.2 No.2 光脈沖在光纖中傳輸時(shí)，為什么會(huì)產(chǎn)生(chnshng)瑞利散射？瑞利散射損耗的大小與什么有關(guān)？ 瑞利散射是由于光纖內(nèi)部的密度不均勻( jnyn)引起的，從而使折射率沿縱向產(chǎn)生不均勻( jnyn)，其不均勻( jnyn)點(diǎn)的尺寸比光波波長(zhǎng)還要小。光在光纖中

3、傳輸時(shí)，遇到這些比波長(zhǎng)小，帶有隨機(jī)起伏的不均勻( jnyn)物質(zhì)時(shí)，改變了傳輸方向，產(chǎn)生了散射。瑞利散射損耗的大小與 成正比。4/1第4頁(yè)/共84頁(yè)第四頁(yè)，共85頁(yè)。5Chap.2 No.3 光纖中產(chǎn)生色散的原因是什么(shn me)？色散對(duì)通信有什么(shn me)影響？ 光纖的色散是由于光纖中所傳輸?shù)墓庑盘?hào)不同的頻率成分和不同模式成分的群速度不同而引起的傳輸信號(hào)畸變的一種物理現(xiàn)象。 色散會(huì)導(dǎo)致傳輸光脈沖的展寬，繼而引起碼間干擾，增加誤碼。對(duì)于高速率長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)而言，色散是限制系統(tǒng)性能的主要(zhyo)因素之一。第5頁(yè)/共84頁(yè)第五頁(yè)，共85頁(yè)。6Chap.2 No.4 光纖中色散(s

4、sn)有幾種？單模傳輸光纖中主要是什么色散(ssn)？多模傳輸光纖中主要存在什么色散(ssn)？ 從產(chǎn)生機(jī)理而言，光纖中的色散主要包括材料色散、波導(dǎo)色散和模式間色散。 單模光纖中主要是波導(dǎo)色散； 多模光纖中主要是模式間色散。 注：偏振模色散可以理解為是特殊的模式色散，但在速率(sl)較低的系統(tǒng)中影響較小。第6頁(yè)/共84頁(yè)第六頁(yè)，共85頁(yè)。7Chap.2 No.5 單模光纖的基本參數(shù)截止波長(zhǎng)，模場(chǎng)直徑的含義(hny)是什么？ 截止波長(zhǎng)、模場(chǎng)直徑(zhjng)的概念和含義分別參見(jiàn)2.4.1和2.4.2。第7頁(yè)/共84頁(yè)第七頁(yè)，共85頁(yè)。8Chap.2 No.6 目前光纖通信為什么只選用以下(yxi

5、)三個(gè)波長(zhǎng)段：850nm，1310nm，1550nm？ 因?yàn)槟壳笆褂玫墓饫w材料是石英（SiO2），而石英光纖在850nm、1310nm和1550nm三處具有較小的傳輸損耗，適宜作為傳輸窗口。所以(suy)目前的光纖通信系統(tǒng)基本上都使用這三個(gè)波長(zhǎng)。第8頁(yè)/共84頁(yè)第八頁(yè)，共85頁(yè)。9Chap.2 No.7 何謂模式(msh)截止？光纖單模傳輸?shù)臈l件是什么？單模光纖中傳輸?shù)氖鞘裁茨Ｊ?msh)？其截止波長(zhǎng)為多大？階躍折射率光纖中線性極化模LP11模對(duì)應(yīng)的是什么矢量模？ 對(duì)每一個(gè)傳播(chunb)模來(lái)說(shuō)，在包層中它應(yīng)該是衰減很大，不能傳輸。如果一個(gè)傳播(chunb)模，在包層中不衰減，也就是表明該模

6、是傳過(guò)包層而變成了輻射模，則就認(rèn)為該傳播(chunb)模被截止了。所以一個(gè)傳播(chunb)模在包層中的衰減常數(shù)W=0時(shí)，表示導(dǎo)模截止。 單模光纖傳輸條件：歸一化頻率V2.405 單模光纖中傳輸?shù)氖荓P01模，對(duì)應(yīng)的矢量模是HE11模。 截止波長(zhǎng)由下式計(jì)算 LP11模對(duì)應(yīng)的矢量模是TE01，TM01，HE21。4048. 222221nnac第9頁(yè)/共84頁(yè)第九頁(yè)，共85頁(yè)。10Chap.2 No.8 由光源發(fā)出的1.31m的光，光纖中導(dǎo)模的數(shù)量(shling)為多少？若其導(dǎo)模的數(shù)量(shling)為多少？ 根據(jù)歸一化頻率計(jì)算公式 V8.85 根據(jù)p.47 公式2-137和2-138 計(jì)算可得

7、 對(duì)于(duy)階躍型，導(dǎo)模數(shù)量為 對(duì)于(duy)漸變型，導(dǎo)模數(shù)量為42V22V第10頁(yè)/共84頁(yè)第十頁(yè)，共85頁(yè)。11Chap.2 No.9 一光線(gungxin)在離折射率分布為，求（1）光線(gungxin)入射點(diǎn)的數(shù)值孔徑；（2）理論最大數(shù)值孔徑。 參見(jiàn)(cnjin)2.5.2，最大理論數(shù)值孔徑為 入射點(diǎn)處局部數(shù)值孔徑為)()0(22max,annNAt)()()(22anrnrNA第11頁(yè)/共84頁(yè)第十一頁(yè)，共85頁(yè)。12Chap.2 No.10 某階躍折射率光纖的參數(shù)為試問(wèn)該入射光線在光纖中是成為傳導(dǎo)(chundo)模還是輻射模？為什么？22210sinnnna 此題包括光在空氣

8、與纖芯分界面以及纖芯與包層分界面兩次反射，可以先由纖芯/包層分界面全反射條件(tiojin)求出臨界角，再利用三角關(guān)系計(jì)算入射角，或直接利用教材上公式 ，將n11.5，n21.485代 入 可知，最大接收角為12.22，而入射角大于臨界角，所以入射光纖不滿足全反射條件(tiojin)，不能傳輸，是輻射模。第12頁(yè)/共84頁(yè)第十二頁(yè)，共85頁(yè)。13Chap.2 No.12 已知光纖參數(shù)(cnsh)為：n11.45，0.01，1.31m，估算光纖的模場(chǎng)直徑。 參見(jiàn)2.4.2，可知(k zh)數(shù)值孔徑的均值為2050=2=1.nNAt第13頁(yè)/共84頁(yè)第十三頁(yè)，共85頁(yè)。14Chap.2 No.13

9、 光譜線寬度為1.5nm的光脈沖經(jīng)過(guò)長(zhǎng)為20km，色散系數(shù)為3ps/kmnm的單模光纖傳輸(chun sh)后，光脈沖被展寬了多少？ 根據(jù)(gnj)色散系數(shù)的定義可知，此情況下光脈沖的展寬為 1.5nm3ps/kmnm20km=90nm。第14頁(yè)/共84頁(yè)第十四頁(yè)，共85頁(yè)。15Chap.2 No.14 為什么G.653光纖不適合于波分復(fù)用(f yn)系統(tǒng)使用？ 參見(jiàn)2.6.4和2.6.5，由于G.653光纖在1550nm工作波長(zhǎng)處具有最低色散（零色散），多信道（波分復(fù)用）系統(tǒng)使用(shyng)時(shí)易引起四波混頻效應(yīng)，影響系統(tǒng)的性能，所以G.653光纖不適合于波分復(fù)用系統(tǒng)使用(shyng)。第1

10、5頁(yè)/共84頁(yè)第十五頁(yè)，共85頁(yè)。16Chap.3 No.1 比較半導(dǎo)體激光器和發(fā)光(f un)二極管的異同。半導(dǎo)體激光器（LD）有哪些特性？半導(dǎo)體發(fā)光(f un)二極管（LED）有那些特性？ LD和LED都可以用作通信光源。LD原理是受激輻射，而LED是自發(fā)輻射。 LD是閾值器件，需要較完善的驅(qū)動(dòng)和外圍電路(dinl)，其發(fā)出的光譜線窄，適宜于高速率系統(tǒng)； LED沒(méi)有閾值，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其譜線較寬，適用于要求較低的場(chǎng)合。第16頁(yè)/共84頁(yè)第十六頁(yè)，共85頁(yè)。17Chap.3 No.2 為什么LD要工作在正向(zhn xin)偏置狀態(tài)？何謂激光器的閾值電流？激光器的閾值電流與激光器的使用溫度、使

11、用時(shí)間有什么關(guān)系？ LD加正向偏置電壓用以克服PN結(jié)中自建場(chǎng)的影響，從而降低勢(shì)壘，以形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。 激光器閾值電流指滿足(mnz)克服諧振腔內(nèi)損耗而產(chǎn)生激光的最小的外加激勵(lì)電流。 激光器的閾值電流與溫度和使用時(shí)間成正比關(guān)系。第17頁(yè)/共84頁(yè)第十七頁(yè)，共85頁(yè)。18Chap.3 No.3 半導(dǎo)體激光器輸出的光脈沖為什么會(huì)產(chǎn)生馳張振蕩和暫態(tài)過(guò)擊現(xiàn)象？這兩種現(xiàn)象有何危害？如何(rh)消除這兩種現(xiàn)象？ 詳見(jiàn)光發(fā)送電路部分，重點(diǎn)理解注入電流信號(hào)與閾值電子密度和光子密度之間的關(guān)系，以及由此產(chǎn)生的馳張振蕩和暫態(tài)過(guò)擊現(xiàn)象。 解決( jiju)方法是實(shí)現(xiàn)在光源電路中加入偏置電流，其選取原則是略小于閾值電

12、流。第18頁(yè)/共84頁(yè)第十八頁(yè)，共85頁(yè)。19Chap.3 No.4 已知半導(dǎo)體材料GaAs的Eg1.43eV，InGaAsP的Eg=0.96eV，分別求由這兩種材料組成的半導(dǎo)體激光器的發(fā)射(fsh)波長(zhǎng)。 可由 計(jì)算出對(duì)應(yīng)的光頻率，其中h為普郎克常量，然后(rnhu)再將頻率換算至對(duì)應(yīng)的光波長(zhǎng)。Ehf第19頁(yè)/共84頁(yè)第十九頁(yè)，共85頁(yè)。20Chap.3 No.5 目前光纖通信中為什么普遍采用雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的條形半導(dǎo)體激光器作為光源？比較(bjio)增益波導(dǎo)型和折射率波導(dǎo)型兩種條形激光器各有什么特點(diǎn)？ 異質(zhì)結(jié)和同質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)激光器在閾值電流密度上存在較大( jio d)差別，參見(jiàn)3.1.1。 增益

13、波導(dǎo)型和折射率波導(dǎo)型激光器的區(qū)別參見(jiàn)3.1.1。第20頁(yè)/共84頁(yè)第二十頁(yè)，共85頁(yè)。21Chap.3 No.6 在光纖通信系統(tǒng)中對(duì)LD驅(qū)動(dòng)電路(dinl)和偏置電路(dinl)有什么要求？在LD驅(qū)動(dòng)電路(dinl)中為什么一定要加偏置電流？偏置電流應(yīng)加多大才合適？若偏置電流加得過(guò)大或過(guò)小對(duì)LD的調(diào)制特性會(huì)產(chǎn)生什么影響？ 對(duì)LD驅(qū)動(dòng)電路和偏置電路的要求是 輸出的光脈沖峰值保持恒定 光脈沖的通斷比應(yīng)10 激光發(fā)射的時(shí)間必須遠(yuǎn)短于碼元時(shí)間 采用阻尼電路以避免張馳振蕩 因?yàn)長(zhǎng)D是閾值(y zh)器件，只有外加驅(qū)動(dòng)電流超過(guò)閾值(y zh)后才能發(fā)出激光，為使得較小的數(shù)據(jù)電流ID亦可產(chǎn)生足夠的光輸出，因

14、此需要加偏置電流IB，IB的選取原則是略小于Ith。 太小的IB需要較大的ID才能滿足閾值(y zh)條件； 太大的IB會(huì)引起消光比性能下降，同時(shí)較高的電流也會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，以及壽命的縮短。第21頁(yè)/共84頁(yè)第二十一頁(yè)，共85頁(yè)。22Chap.3 No.7 某數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)LD的輸出光功率(gngl)慢慢下降，試分析其原因并提出解決辦法。 參見(jiàn)3.3.1，從閾值電流與使用時(shí)間及溫度的關(guān)系可知，輸出(shch)光功率下降的可能原因包括使用時(shí)間長(zhǎng)和溫度升高引起的閾值電流增加。 采取的措施如溫度引起的使用ATC致冷，如因受命引起的使用APC增加偏置電流。第22頁(yè)/共84頁(yè)第二十

15、二頁(yè)，共85頁(yè)。23Chap.3 No.8 何謂LD輸出(shch)光脈沖的消光比？消光比不合要求時(shí)，將會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？ 通斷比（也稱消光比），指光源器件發(fā)出光的“1”脈沖和“0”脈沖的比值，定義為 消光比不符合要求，也即在無(wú)輸入的情況下也會(huì)有殘留光輸出，對(duì)于接收機(jī)而言造成(zo chn)影響，降低系統(tǒng)的性能?！贝a時(shí)平均輸出光功率全“”碼時(shí)平均輸出光功率全“10EXT第23頁(yè)/共84頁(yè)第二十三頁(yè)，共85頁(yè)。24Chap.3 No.9 在數(shù)字光纖通信(un xin tn xn)系統(tǒng)中，選擇線路碼型時(shí)要考慮哪幾個(gè)因素？某數(shù)字光纖通信(un xin tn xn)系統(tǒng)中，信息碼速為139.2

16、64Mbit/s，若采用5B6B碼其線路碼速為多少？若采用4B1H線路碼速又為多少？ 線路(xinl)碼型的選取原則參見(jiàn)3.3.2。 除擾碼外，字變換碼和插入碼都會(huì)提高線路(xinl)傳輸速率，本題中， 5B6B碼型： 線路(xinl)速率為139.2646/5=167.1168Mbit/s 4B1H碼型： 線路(xinl)速率為139.264(4+1)/4=174.08Mbit/s第24頁(yè)/共84頁(yè)第二十四頁(yè)，共85頁(yè)。25Chap.3 No.10 目前在光纖通信系統(tǒng)中對(duì)光源的調(diào)制采用的PCM脈碼強(qiáng)度直接(zhji)調(diào)制方式有什么特點(diǎn)？ 直接(zhji)調(diào)制的特點(diǎn)參見(jiàn)3.2.1。第25頁(yè)/共

17、84頁(yè)第二十五頁(yè)，共85頁(yè)。26Chap.3 No.11 光發(fā)送機(jī)中輸入接口的作用是什么？對(duì)驅(qū)動(dòng)(q dn)電路有什么要求？ 輸入接口除了正常應(yīng)該考慮信號(hào)幅度大小和阻抗外，特別應(yīng)注意信號(hào)脈沖碼型，即將原始信息變換為適宜于在光纖中傳輸?shù)拇a型。 對(duì)驅(qū)動(dòng)電路要求： 輸出的光脈沖峰值必須保持恒定。 光脈沖的通斷比（即消光比）應(yīng)10，以免接收靈敏度受到損害。 電流脈沖加上后，激光發(fā)射的時(shí)間必須遠(yuǎn)短于每位碼元的時(shí)間段。 如加上的電流脈沖有較高的碼速，則輸出的光脈沖有可能引起弛張振蕩，這就必須予以(yy)阻尼，防止它對(duì)系統(tǒng)性能發(fā)生不良影響 第26頁(yè)/共84頁(yè)第二十六頁(yè)，共85頁(yè)。27Chap.3 No.12

18、在光發(fā)送電路中為什么要設(shè)置自動(dòng)功率控制（APC）電路？用APC電路是控制LD的哪些因素？試述APC電路的工作(gngzu)原理。 分析： APC工作原理見(jiàn)光發(fā)送電路(dinl)部分。重點(diǎn)理解APC電路(dinl)與閾值電流之間的關(guān)系。t輸入電信號(hào)1Ib1Iin10IPIth1Ith21ex2exIth1和 時(shí)輸出光信號(hào)1exIb2Iin2輸入電信號(hào)2Ith2和 時(shí)輸出光信號(hào)2ex第27頁(yè)/共84頁(yè)第二十七頁(yè)，共85頁(yè)。28Chap.3 No.13 在光發(fā)送電路中為什么要設(shè)置自動(dòng)溫度控制（ATC）電路？用ATC電路是控制LD的哪些因素？試述ATC電路的工作(gngzu)原理。分析：此題知識(shí)點(diǎn)同前

19、題ATC的工作原理(yunl)見(jiàn)光發(fā)送電路部分，重點(diǎn)仍是閾值電流的變化。光功率 P(mW)注入電流 I(mA)t=20t=50第28頁(yè)/共84頁(yè)第二十八頁(yè)，共85頁(yè)。29Chap.4 No.1 光纖通信系統(tǒng)對(duì)光檢測(cè)器有什么要求？比較(bjio)PIN和APD各自的特點(diǎn)。 參見(jiàn)4.1，光纖通信系統(tǒng)對(duì)光檢測(cè)器的基本要求是： 波長(zhǎng)段內(nèi)響應(yīng)度或靈敏度要高 具有足夠的帶寬和響應(yīng)速度 由檢測(cè)器引入的附加噪聲必須最低，暗電流、漏電流和并聯(lián)電導(dǎo)必須最小 較低的偏壓或偏流，具有高可靠性和長(zhǎng)壽命 較小的幾何尺寸，便于與光纖及其他電路組裝 APD具有雪崩效應(yīng)(xioyng)，倍增電流較大，但是噪聲也較大。第29頁(yè)/

20、共84頁(yè)第二十九頁(yè)，共85頁(yè)。30Chap.4 No.2 光電二極管為什么必須(bx)工作在反向偏壓狀態(tài)光電管的響應(yīng)時(shí)間與什么有關(guān)？ 參見(jiàn)4.1.1，在擴(kuò)散區(qū)內(nèi)，因?yàn)楣馍d流子的擴(kuò)散速度比耗盡(ho jn)區(qū)內(nèi)光生載流子的漂移速度慢得多，這部分光生載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的時(shí)延，將使檢測(cè)器輸出電流脈沖后沿的拖尾加長(zhǎng)，影響了光電二極管的響應(yīng)時(shí)間，限制了光電轉(zhuǎn)換速度。在反向偏壓情況下，增加了耗盡(ho jn)區(qū)的寬度，縮小了耗盡(ho jn)區(qū)兩側(cè)擴(kuò)散區(qū)的寬度，從而減小了光生電流中的擴(kuò)散分量，反向偏壓也增強(qiáng)了耗盡(ho jn)區(qū)內(nèi)的電場(chǎng)，加快了光生載流子的漂移速度，有利于加快光電二極管的響應(yīng)時(shí)間。 第30

21、頁(yè)/共84頁(yè)第三十頁(yè)，共85頁(yè)。31Chap.4 No.3 光電檢測(cè)(jin c)電路為什么會(huì)產(chǎn)生非線形失真？非線形失真對(duì)接收信號(hào)會(huì)產(chǎn)生什么影響？ 參見(jiàn)4.1.2，PIN主要(zhyo)特性中線性飽和部分。第31頁(yè)/共84頁(yè)第三十一頁(yè)，共85頁(yè)。32Chap.4 No.4 何謂暗電流？暗電流是怎么產(chǎn)生的？暗電流的存在(cnzi)對(duì)信號(hào)的接收會(huì)產(chǎn)生什么影響？ 處于反向(fn xin)偏壓下的半導(dǎo)體光電二極管，在無(wú)光照時(shí)仍有電流流過(guò)，這部分電流稱為暗電流。 光電檢測(cè)器中的暗電流對(duì)光接收機(jī)靈敏度的影響與消光比的影響相似。暗電流與光源無(wú)信號(hào)時(shí)的殘留光一樣，在接收機(jī)中產(chǎn)生噪聲，降低接收機(jī)的靈敏度。第32

22、頁(yè)/共84頁(yè)第三十二頁(yè)，共85頁(yè)。33Chap.4 No.5 試述APD的工作原理。何謂“雪崩效應(yīng)”？拉通型雪崩光電二極管有什么(shn me)特點(diǎn)？APD的電流增益系數(shù)G與什么(shn me)有關(guān)？ 處于反向偏置的耗盡層光電二極管，當(dāng)外加的反向偏壓不斷增強(qiáng)時(shí)，耗盡層內(nèi)產(chǎn)生的光生載流子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下得到加速，獲得很大的動(dòng)能。高能的載流子與半導(dǎo)體晶體內(nèi)的原子相碰撞，將束縛在價(jià)帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶，從而在耗盡層內(nèi)產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)，這種現(xiàn)象稱為(chn wi)碰撞電離。碰撞電離的第二代載流子在耗盡層的強(qiáng)電場(chǎng)的加速下再次引起碰撞電離而產(chǎn)生第三代載流子。碰撞電離的反復(fù)循環(huán)使耗盡層內(nèi)的載流子數(shù)雪崩似的

23、急劇增加，通過(guò)二極管的電流也就猛增，這就是雪崩倍增效應(yīng)。 雪崩光電二極管（APD）就是利用雪崩倍增效應(yīng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電流增益的半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換器件。第33頁(yè)/共84頁(yè)第三十三頁(yè)，共85頁(yè)。34Chap.4 No.6 接收機(jī)中的噪聲包括哪些？這些(zhxi)噪聲是怎么產(chǎn)生的？ 光接收機(jī)中存在各種噪聲(zoshng)源，根據(jù)噪聲(zoshng)產(chǎn)生的不同機(jī)理，噪聲(zoshng)可分為兩類：散粒噪聲(zoshng)和熱噪聲(zoshng)。接收機(jī)中的噪聲(zoshng)源及其引入部位參見(jiàn)教材圖4-20所示。第34頁(yè)/共84頁(yè)第三十四頁(yè)，共85頁(yè)。35Chap.4 No.7 何謂(hwi)動(dòng)態(tài)范圍？求該接收

24、機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍值和靈敏度值。 動(dòng)態(tài)(dngti)范圍、靈敏度及其表示方法等參見(jiàn)教材。 10lg(0.2w/1mw)=10lg(210-4)=-36.99dBm 10lg(13.6nw/1mw)=10lg(1.3610-4)=-48.67dBm -36.99-(-48.67)11.68dB 所以，靈敏度為-48.67dBm，動(dòng)態(tài)(dngti)范圍為11.68dB。第35頁(yè)/共84頁(yè)第三十五頁(yè)，共85頁(yè)。36Chap.4 No.8 分析光纖通信系統(tǒng)誤碼率的大小與接收機(jī)接收光能量(nngling)的大小的關(guān)系。 定性分析參見(jiàn)4.4光接收機(jī)的誤碼率一節(jié)，結(jié)合( jih)Q值的含義理解誤碼率和接收機(jī)接收到

25、的光脈沖能量之間的關(guān)系。 定量分析不做要求。第36頁(yè)/共84頁(yè)第三十六頁(yè)，共85頁(yè)。37Chap.4 No.9 何謂噪聲等效(dn xio)功率？噪聲等效(dn xio)功率與什么因素有關(guān)？它的大小意味著什么？ 此處參見(jiàn)4.3.4接收機(jī)的噪聲(zoshng)分析，定性分析可由式4-54給出。第37頁(yè)/共84頁(yè)第三十七頁(yè)，共85頁(yè)。38Chap.4 No.10 光接收機(jī)電路(dinl)中為什么以FET構(gòu)成最前端的互阻抗放大器？ 參見(jiàn)4.2.1，重點(diǎn)是理解前置放大對(duì)高靈敏度和低噪聲的要求(yoqi)和FET寬頻帶、低噪聲的特點(diǎn)。第38頁(yè)/共84頁(yè)第三十八頁(yè)，共85頁(yè)。39列出影響光纖通信系統(tǒng)中接收

26、機(jī)靈敏度的各種因素。并說(shuō)明這些(zhxi)因素是怎樣影響接收機(jī)靈敏度的。 影響接收機(jī)靈敏度的主要因素(yn s)包括： 碼間干擾 消光比 暗電流 這些因素(yn s)對(duì)接收機(jī)靈敏度的影響參見(jiàn)4.5.3。第39頁(yè)/共84頁(yè)第三十九頁(yè)，共85頁(yè)。40Chap.5 No.1 光纖連接器應(yīng)用在什么(shn me)地方？影響光纖連接器損耗的因素有哪些？ 光纖連接器是使一根光纖與另一根光纖之間完成活動(dòng)連接的器件，主要用于光源器件尾纖輸出或光電檢測(cè)器尾纖輸入與傳輸(chun sh)光纖之間的連接。 光纖連接時(shí)引起的損耗與多種因素有關(guān)，諸如光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如纖芯直徑、數(shù)值孔徑等）、光纖的相對(duì)位置（如橫向位移、

27、縱向間隙等）以及端面狀態(tài)（如形狀、平行度）等。 第40頁(yè)/共84頁(yè)第四十頁(yè)，共85頁(yè)。41Chap.5 No.3 光纖連接器有哪些種類，敘述平面(pngmin)對(duì)接（FC）型光纖活動(dòng)連接器的原理。 光纖活動(dòng)連接器的種類很多，按結(jié)構(gòu)可以分為調(diào)心型和非調(diào)心型；按連接方式可以分為對(duì)接耦合式和透鏡耦合式；按光纖相互接觸關(guān)系可以分為平面(pngmin)接觸式和球面接觸式等。其中使用最多的是非調(diào)心型對(duì)接耦合式光纖活動(dòng)連接器。 FC型光纖活動(dòng)連接器的原理參見(jiàn)5.1.2。第41頁(yè)/共84頁(yè)第四十一頁(yè)，共85頁(yè)。42Chap.5 No.4 光纖耦合器有哪幾種？敘述(xsh)熔錐型光纖耦合器的原理。 從使用角度來(lái)

28、看，光纖耦合器可以分為(fn wi)3端口和4端口光纖耦合器、星形耦合器和波分復(fù)用/解復(fù)用器（合波器/分波器） 。 熔錐型光纖耦合器的原理參見(jiàn)5.2.2。第42頁(yè)/共84頁(yè)第四十二頁(yè)，共85頁(yè)。43Chap.5 No.5 定義光纖耦合器的插入損耗、附加(fji)損耗、耦合比和串音？ 光纖耦合器的主要(zhyo)特性參數(shù)見(jiàn)5.2.3。第43頁(yè)/共84頁(yè)第四十三頁(yè)，共85頁(yè)。44Chap.5 No.6 光衰減器有幾種，各有什么(shn me)作用？ 光衰減器可分為可變光衰減器和固定光衰減器兩大類?？勺児馑p器主要用于調(diào)節(jié)光線路電平，在測(cè)量光接收機(jī)靈敏度時(shí)，需要用可變光衰減器進(jìn)行( jnxng)連續(xù)

29、調(diào)節(jié)來(lái)觀察接收機(jī)的誤碼率。在校正光功率計(jì)時(shí)也需要光可變衰減器。固定光衰減器主要用于調(diào)整光纖通信線路電平，若光纖通信線路的電平太高，就需要串入固定光衰減器。 第44頁(yè)/共84頁(yè)第四十四頁(yè)，共85頁(yè)。45Chap.5 No.7 簡(jiǎn)述光環(huán)行器和光隔離器的工作原理，并比較(bjio)它們的異同。 光環(huán)行器除了有多端口以外，其工作原理與隔離器相似。 光隔離器是一種只允許光波往一個(gè)方向傳播，阻止光波往其他方向特別(tbi)是反方向傳輸?shù)囊环N無(wú)源器件，主要用在激光器或光放大器的后面，以避免反射光返回導(dǎo)致器件性能變壞。 第45頁(yè)/共84頁(yè)第四十五頁(yè)，共85頁(yè)。46Chap.5 No.8 常用光調(diào)制器有哪些？敘

30、述它們(t men)的原理。 參見(jiàn)5.5，在調(diào)制器上加上外電壓使調(diào)制器的某些物理特性發(fā)生變化，當(dāng)光源產(chǎn)生的恒定光信號(hào)射入調(diào)制器時(shí)，其輸出端可得到已調(diào)制的光信號(hào)?？梢岳?lyng)電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、聲光效應(yīng)等來(lái)制成調(diào)制器。第46頁(yè)/共84頁(yè)第四十六頁(yè)，共85頁(yè)。47Chap.6 No.1 試比較(bjio)PDH和SDH的特點(diǎn)。o PDHo 準(zhǔn)同步復(fù)接，碼速調(diào)整，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不統(tǒng)一(tngy)，互通困難o SDHo 同步復(fù)用o 標(biāo)準(zhǔn)接口o 強(qiáng)大網(wǎng)管第47頁(yè)/共84頁(yè)第四十七頁(yè)，共85頁(yè)。48Chap.6 No.2 說(shuō)明SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)(jigu)中C、VC、TU、TUG、AU和AUG等各復(fù)用單元

31、的功能。 參見(jiàn)(cnjin)6.3節(jié)。第48頁(yè)/共84頁(yè)第四十八頁(yè)，共85頁(yè)。49Chap.6 No.3 計(jì)算STM-1幀結(jié)構(gòu)(jigu)中RSOH、MSOH和AU PTR的速率。 對(duì)于STM-1，每幀為9270=2430字節(jié)，其中 RSOH：3行9列8比特/字節(jié)8000幀/秒1.728Mb/s MSOH： 5行9列8比特/字節(jié)8000幀/秒2.88Mb/s AU PTR：1行9列8比特/字節(jié)8000幀/秒0.576Mb/s 注：段開銷SOH區(qū)域(qy)中，第13行又被成為再生段開銷RSOH。第59行被稱為復(fù)用段開銷MSOH。第49頁(yè)/共84頁(yè)第四十九頁(yè)，共85頁(yè)。50Chap.6 No.4

32、將2Mbit/s映射復(fù)用進(jìn)SDH，為什么會(huì)有三種結(jié)果容量。哪種映射的效率(xio l)最高？哪種映射的效率(xio l)最低？哪種映射方式最為靈活？ 根據(jù)復(fù)用路徑不同，可以有C4、C3和C12三條路徑，對(duì)應(yīng)的最終等效業(yè)務(wù)(yw)容量分別是64、48和63個(gè)2Mbit/s。 其中C4路徑映射效率較高，而C12路徑最為靈活。第50頁(yè)/共84頁(yè)第五十頁(yè)，共85頁(yè)。51Chap.6 No.5 當(dāng)AU PTR指針(zhzhn)值0時(shí)，進(jìn)行一次負(fù)調(diào)整，其調(diào)整后的指針(zhzhn)值可能為多少？ 參見(jiàn)6.3.2 中定位(dngwi)小節(jié)。第51頁(yè)/共84頁(yè)第五十一頁(yè)，共85頁(yè)。52Chap.6 No.6 說(shuō)

33、明ADM設(shè)備的主要種類(zhngli)和用途。 參見(jiàn)6.4節(jié)，注意 ADM 可以用于中間節(jié)點(diǎn)( ji din)外也可以作為終端復(fù)用器TM使用。第52頁(yè)/共84頁(yè)第五十二頁(yè)，共85頁(yè)。53Chap.6 No.7 目前(mqin)廣泛使用的DXC設(shè)備有哪幾種類型？DXC1/0的含義是什么？ 參見(jiàn)(cnjin)6.4節(jié)。第53頁(yè)/共84頁(yè)第五十三頁(yè)，共85頁(yè)。54Chap.6 No.8 說(shuō)明SDH網(wǎng)同步(tngb)的工作模式。 SDH網(wǎng)同步的工作(gngzu)模式有主從同步和偽同步兩種工作(gngzu)模式。第54頁(yè)/共84頁(yè)第五十四頁(yè)，共85頁(yè)。55Chap.6 No.9 試分析(fnx)SDH設(shè)

34、備中TM、ADM和REG各自采用的同步定時(shí)信號(hào)的提取方法。 參見(jiàn)6.5節(jié)中SDH設(shè)備的同步(tngb)方式。第55頁(yè)/共84頁(yè)第五十五頁(yè)，共85頁(yè)。56Chap.6 No.10 說(shuō)明SDH網(wǎng)絡(luò)管理的主要(zhyo)功能。o 故障管理(gunl)o 性能管理(gunl)o 配置管理(gunl)o 安全管理(gunl)o 計(jì)費(fèi)管理(gunl)第56頁(yè)/共84頁(yè)第五十六頁(yè)，共85頁(yè)。57Chap.7 No.1 光波分復(fù)用系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)范圍為多少？為什么這么??？根據(jù)通路間隔的大小，光波分復(fù)用技術(shù)可以(ky)分為幾種？通路間隔的選擇原則是什么？ 參見(jiàn)(cnjin)7.2節(jié)。第57頁(yè)/共84頁(yè)第五十七頁(yè)，

35、共85頁(yè)。58Chap.7 No.2 為什么要引入非零色散(ssn)位移光纖NZDSF？ 參見(jiàn)7.3.1和7.3.6，重點(diǎn)考察(koch)的是G.655 NZDSF 在1550nm 波長(zhǎng)處的色散特性與非線性效應(yīng)和色散效應(yīng)的關(guān)系。第58頁(yè)/共84頁(yè)第五十八頁(yè)，共85頁(yè)。59Chap.7 No.3 什么(shn me)是“四波混頻”效應(yīng)？“四波混頻”對(duì)于WDM系統(tǒng)有何影響？為什么(shn me)G.653光纖不適宜使用在WDM系統(tǒng)中？ 四波混頻是指當(dāng)多個(gè)頻率的光波以很大的功率在光纖中同時(shí)傳輸時(shí)，由于非線性效應(yīng)引發(fā)多個(gè)光波之間出現(xiàn)能量交換的一種物理過(guò)程，這種能量轉(zhuǎn)移不僅導(dǎo)致信道中光功率的衰減，而且引

36、起各信道之間的彼此干擾。 G.653光纖在1550nm波長(zhǎng)附近是零色散(ssn)，易產(chǎn)生四波混頻效應(yīng)，所以G.653光纖不適于用于WDM系統(tǒng)。第59頁(yè)/共84頁(yè)第五十九頁(yè)，共85頁(yè)。60Chap.7 No.4 敘述WDM系統(tǒng)(xtng)的工作原理。WDM系統(tǒng)(xtng)有哪幾種基本結(jié)構(gòu)形式？ 參見(jiàn)(cnjin)7.1和7.2。第60頁(yè)/共84頁(yè)第六十頁(yè)，共85頁(yè)。61Chap.7 No.5 為什么在WDM系統(tǒng)中光源要采用(ciyng)DFB和DBR激光器或QW激光器，而不采用(ciyng)一般的F-P激光器？ 參見(jiàn)(cnjin)7.3.2 WDM系統(tǒng)中的光源技術(shù)部分。第61頁(yè)/共84頁(yè)第六十一

37、頁(yè)，共85頁(yè)。62Chap.7 No.6 WDM/DWDM主要有幾種類型？說(shuō)明它們(t men)的工作原理。 參見(jiàn)(cnjin)7.2。第62頁(yè)/共84頁(yè)第六十二頁(yè)，共85頁(yè)。63Chap.7 No.7 敘述(xsh)WDM系統(tǒng)的特點(diǎn)?？梢?ky)充分利用光纖的帶寬資源可以(ky)完成多種電信業(yè)務(wù)的綜合和分離可實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，節(jié)省大量投資。節(jié)省大量光纖。降低器件的超高速要求。適用于多種網(wǎng)絡(luò)形式。引入寬帶業(yè)務(wù)方便。高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性第63頁(yè)/共84頁(yè)第六十三頁(yè)，共85頁(yè)。64Chap.7 No.8 什么是OTDM？實(shí)現(xiàn)(shxin)OTDM的關(guān)鍵技術(shù)或難點(diǎn)有哪些？ OTDM是指將

38、通信時(shí)間分成相等的間隔，每一間隔只傳輸固定信道的一種技術(shù)。OTDM的系統(tǒng)光源為超短光脈沖光源，由光分路器分成n束。各支路的電信號(hào)分別被調(diào)制到各束的光脈沖上去，然后通過(guò)光時(shí)延線，每路之間間隙為T，使各支路光脈沖精確的按預(yù)定要求在時(shí)間上錯(cuò)開排隊(duì)，再由合路器將這些支路光脈沖復(fù)接在一起，便完成了在光時(shí)域上的間插復(fù)用。接收端的解復(fù)用器是一個(gè)(y )高速開關(guān)，在時(shí)域上將各支路信號(hào)分開，分別接入相應(yīng)的接收機(jī)。第64頁(yè)/共84頁(yè)第六十四頁(yè)，共85頁(yè)。65Chap.8 No.1 在研究光纖通信系統(tǒng)時(shí)，為什么要確定一個(gè)傳輸模型(mxng)？ITU-T提出的數(shù)字傳輸模型(mxng)有哪幾種？ 見(jiàn)8.1，在進(jìn)行傳輸系

39、統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要規(guī)定各部分設(shè)備性能，以保證把它們構(gòu)成一個(gè)完整的傳輸系統(tǒng)時(shí)，能滿足總的傳輸性能要求。為此，需要確定(qudng)一個(gè)合適的傳輸模型，以便對(duì)數(shù)字網(wǎng)的主要傳輸損傷的來(lái)源進(jìn)行研究，確定(qudng)系統(tǒng)全程性能指標(biāo)，并根據(jù)傳輸模型對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行合理分配，從而為系統(tǒng)傳輸設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 第65頁(yè)/共84頁(yè)第六十五頁(yè)，共85頁(yè)。66Chap.8 No.2 在光纖通信(un xin tn xn)系統(tǒng)中產(chǎn)生誤碼的原因有哪些？為能正確的反應(yīng)誤碼的分布信息，應(yīng)采用什么方法來(lái)評(píng)定誤碼性能？為什么？ 參見(jiàn)8.2。 誤碼產(chǎn)生的原因見(jiàn)8.2.2。 為了能正確地反映(fnyng)誤碼的分布信息，ITU-T G.

40、821建議采用時(shí)間率的概念來(lái)代替平均誤碼率的評(píng)定方法。只要T0和TL選擇恰當(dāng)，就可以用來(lái)評(píng)價(jià)各種數(shù)字信息在單位時(shí)間內(nèi)誤碼的程度以及誤碼超過(guò)某一規(guī)定值的時(shí)間占總測(cè)量時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。 第66頁(yè)/共84頁(yè)第六十六頁(yè)，共85頁(yè)。67Chap.8 No.3 在用誤碼的時(shí)間百分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)定誤碼特性的方法中，為什么取樣觀察(gunch)時(shí)間T0取為1秒？這對(duì)數(shù)據(jù)通信來(lái)說(shuō)有什么重要意義？ 提示：根據(jù)T0的定義，從其與誤碼率對(duì)應(yīng)(duyng)的關(guān)系進(jìn)行分析。第67頁(yè)/共84頁(yè)第六十七頁(yè)，共85頁(yè)。68Chap.8 No.4 在光纖通信系統(tǒng)中產(chǎn)生(chnshng)抖動(dòng)的原因有哪些？產(chǎn)生(chnshng)漂移的原因是什么

41、？ 產(chǎn)生抖動(dòng)的原因參見(jiàn)(cnjin)8.3.2； 產(chǎn)生漂移的原因參見(jiàn)(cnjin)8.4.2。第68頁(yè)/共84頁(yè)第六十八頁(yè)，共85頁(yè)。69 參見(jiàn)例題(lt)的解法。Chap.8 No.5 何謂光纖通信系統(tǒng)的可用性？有一數(shù)字段長(zhǎng)420km，有6個(gè)中繼站，采用(ciyng)不間斷電源供電（題目略）第69頁(yè)/共84頁(yè)第六十九頁(yè)，共85頁(yè)。70Chap.8 No.6 某單模光纖傳輸系統(tǒng)的參數(shù)如下(rxi)，求：系統(tǒng)最大的中繼距離能達(dá)多少公里？ 解：由條件(tiojin)可知 Ac1.022dB； As0.1 dBKm； Af0.5 dBKm； Mc0.3 dBKm ASR=PSPRMe PS-3 dB

42、m；PR-40 dBm；Me4 dB L34.44 km。第70頁(yè)/共84頁(yè)第七十頁(yè)，共85頁(yè)。71Chap.8 No.7 設(shè)有A、B兩終端國(guó)，求端端高比特率通道的誤碼性能指標(biāo)應(yīng)滿足高比特率通道全程(qunchng)27500km總指標(biāo)的百分?jǐn)?shù)。 參見(jiàn)(cnjin)8.2.4和圖8-7。第71頁(yè)/共84頁(yè)第七十一頁(yè)，共85頁(yè)。72Chap.9 No.1 在電信網(wǎng)中，接入網(wǎng)是怎樣定義(dngy)的？接入網(wǎng)的范圍由什么來(lái)界定？ 參見(jiàn)9.1.1，接入網(wǎng)的定義由建議( jiny)G.902給出。 接入網(wǎng)的范圍界定見(jiàn)9.1.1中第2點(diǎn)。第72頁(yè)/共84頁(yè)第七十二頁(yè)，共85頁(yè)。73Chap.9 No.2

43、接入網(wǎng)包含(bohn)哪些接口？敘述各接口的功能。 參見(jiàn)9.1.1，接入網(wǎng)所覆蓋的范圍是由三個(gè)接口來(lái)定界，即網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（SN）相連；用戶側(cè)經(jīng)用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）與用戶相連；管理側(cè)經(jīng)Q3接口與電信(dinxn)管理網(wǎng)（TMN）相連，不具備Q3接口時(shí)通常需經(jīng)由協(xié)調(diào)設(shè)備（MD）與TMN相連。 SNI是AN與SN之間的接口，可以通過(guò)協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)指配功能來(lái)實(shí)現(xiàn)AN與SN的聯(lián)系，以及對(duì)SN分配的承載能力。G.902體系中最重要的SNI接口是V5系列接口和VB5系列接口。 第73頁(yè)/共84頁(yè)第七十三頁(yè)，共85頁(yè)。74Chap.9 No.4 闡述(chnsh)光纖接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)組

44、成及各功能模塊的功能。 參見(jiàn)9.1.2，光纖接入網(wǎng)主要(zhyo)由光線路終端OLT、光分配網(wǎng)絡(luò)ODN和光網(wǎng)絡(luò)單元ONU等組成。 光線路終端（OLT）的作用是提供網(wǎng)絡(luò)與光分配網(wǎng)（ODN）之間的光接口，并提供必要的手段來(lái)傳送不同的業(yè)務(wù)。 光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）位于ODN和用戶之間。ONU的網(wǎng)絡(luò)具有光接口，而用戶則為電接口，因此需要具有光/電變換功能，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電信號(hào)的處理與維護(hù)功能。 光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）位于ONU和OLT之間，其主要(zhyo)功能是完成光信號(hào)的管理分配任務(wù)。 第74頁(yè)/共84頁(yè)第七十四頁(yè)，共85頁(yè)。75Chap.9 No.5 光纖接入網(wǎng)主要有哪些類型？無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）目

45、前(mqin)采用什么樣的傳輸技術(shù)？ 根據(jù)不同的分類方法(fngf)可以將光纖接入網(wǎng)分成不同類型，如根據(jù)ONU的位置可以分成FTTx，根據(jù)ODN的類型可以分為AON和PON，根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)等。 PON主要采用的傳輸技術(shù)是單纖雙向，下行一般為廣播方式，上行采用時(shí)分多址接入TDMA。第75頁(yè)/共84頁(yè)第七十五頁(yè)，共85頁(yè)。76Chap.10 No.1 光放大器有主要有幾種？各自的實(shí)現(xiàn)機(jī)理(j l)是怎樣的？ 光放大器的基本原理是利用受激輻射或受激散射來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的放大。光放大器主要可以分為兩大類：半導(dǎo)體激光放大器和光纖放大器，根據(jù)其放大機(jī)理的不同，又可以分為不同類別，詳細(xì)分類(fn li)可參見(jiàn)圖10-1。第76頁(yè)/共84頁(yè)第七十六頁(yè)，共85頁(yè)。77Chap.10 No.2 ED