光纤通信简答

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1、1、光纤通信的优缺点是什么？优点:通信容量大；中继距离长；抗电磁干扰；传输误码率低；适应能力强；保密性好；使用寿命长。缺点：有些光器件比较昂贵；光纤的机械强度差；不能传送电力。2、光纤通信系统有哪几部分组成？简述各部分作用。光纤通信由光发射机、接收机和光纤三个部分组成。发射机又分为电发射机和光发射机，相应的，接收机也分为光接收机和电接收机。电发射机的作用是将信源发出的基带信号变换为适合于信道传输的电信号，包括多路复接、码型变换等；光发射机的作用是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度的

2、注入光纤线路。光纤线路把来自于光发射机的光信号以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。光接收机把从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。电接收机的作用一是放大，而是完成与电发射机相反的变换，包括码型反变换和多路分接等。3、目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长：λ1=0.85μm，λ2=1.31μm，λ3=1.55μm？答：λ1=0.85μm，λ2=1.31μm，λ3=1.55μm附近是光纤损耗较小或最小的波长“窗口”，相应的损耗分别为2~3dB/km、0.5dB/km、0.2dB/km

3、，而且在这些波段前有成熟的光器件。4、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？答：长波长、单模光纤比短波多模光纤具有更好的传输特性。（1）单模光纤没有模式色散，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著小于经过多模光纤时不同的程度。（2）有光纤损耗和波长的关系曲线知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在1.55μm处有最低损耗值：而且1.13μm和1.55μm处的色散很小。故目前长距离光纤通信一般都工作在1.55μm。5、光纤色散产生的原因及其危害是什么？答：光纤色散是由光纤中传输的光信号的不同成

4、分的光的传播时间不同而产生的。危害：若信号是模拟调制的，色散将限制带宽；若信号是数字脉冲，色散将使脉冲展宽，限制系统传输速率。6.光纤损耗产生的原因及其危害是什么？答：光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗。吸收损耗是由Sio2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和光纤结构缺陷引起的散射产生的。危害：光纤损耗使系统的传输距离受到了限制，大损耗不利于长距离光纤通信。7、半导体激光器（LD）有哪些特性？答：LD的主要特性有：（1）发射波长和光谱特性：发射波长λ

5、=1.24/；激光震荡可能存在多种模式（多纵模），即在多个波长上满足激光振荡的相位条件，表现为光谱包含多条谱线。而且随着调制电流的增大，光谱变宽。谱特性变坏。（2）激光束空间分布特性：远场光束横截面呈椭圆形。（3）转换效率和输出功率特性：=*，P=+（I-）（4）频率特性：在接近驰张频率处，数字调制要产生弛张振荡，模拟调制要产生非线性失真。（1）温度特性：=*exp（T/）8、比较半导体激光器（TD）和发光二极管（LED）的异同。答：工作原理不同，LD发射的是受激辐射光，TED发射的是自发辐射光。LE

6、D不需要光学谐振腔，而LD需要。和LD相比，LED输出光功率较小，光谱较宽，调制频率较低。但发光二极管性能稳定，寿命长，输出功率线性范围宽，而且制造工艺简单，价格低廉。所以，LED的主要应用场合是小容量（窄带）短距离通信系统；而LD主要应用于长距离大容量（宽带）通信系统。LED和LD相同之处：使用的半导体材料相同、结构相似，LED和LD大多采用双异质结（DH）结构，把有源层夹在P型和N型限制层中间。9、光与物质间的互作用过程有哪些？答：光与物质间的三种互作用包括受激吸收、自发辐射和受激辐射。（1）受激

7、吸收。在正常状态下，电子处于低能级，在入射光作用下，它会吸收光子的能量跃迁到高能级上，这种跃迁称为受激吸收。（2）自发辐射。在高能级的电子是不稳定的，即使没有外界的作用，也会自动地跃迁到低能级上与空穴复合，释放的能量转换为光子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射。（3）受激辐射。在高能级的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到低能级上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁称为受激辐射。10、什么是粒子反转数？什么情况下能实现光放大？答：假设能级上的粒子数分别为N1和N2，在正常的热平衡状态下，低能级上的粒子

8、数N1是大于高能级上的粒子数N2的，入射的光信号总是被吸收，为了获得光信号的放大，必须将热平衡下的能级上的粒子数N1和N2的分布关系倒过来，即高能级上的粒子数反而多于低能级上的粒子数，这就是粒子数反转分布。当光通过离子数反转分布激活物质时，将产生光放大。11、什么事激光器的阈值条件？答：对于给定的器件，产生激光输出的条件就是阈值条件。在阈值条件上，器件已经不是放大器，而是一个振荡器或激光器。12、什么是雪崩倍增效应？答：雪崩光电二极管工作时外加高反向偏压