光纤通信基础理论与试题解析

"光纤通信期末考试题.pdf" 光纤通信是一门深入探讨光信号在光纤中传输的学科，涉及光的产生、传输、检测以及相关的通信技术。以下是对试卷中涉及的知识点的详细解释： 1. 光速关系：光在真空中的速度c约为3×10^8 m/s，而在介质中的速度v会降低，两者与介质的折射率n之间的关系为v=c/n。 2. 全反射临界角：当光由折射率较高的光密媒质（n1）向折射率较低的光疏媒质（n2）传播，若入射角大于临界角θIC，会发生全反射。临界角满足sinθIC=n2/n1。 3. 光纤通信的工作窗口：光纤通信通常在三个低损耗窗口工作，即0.85μm、1.31μm和1.55μm，这些波长区域损耗最小。 4. 中继距离制约因素：中继距离受到光纤的衰减和色散限制，衰减会导致光信号强度减弱，而色散则会引起光脉冲展宽。 5. 色散单位及光纤类型：色散常用单位是ps/(nm·km)。G.652光纤是常规单模光纤，其零色散点在1.31微米附近。 6. 光子能量与频率的关系：光子能量E与频率f的关系由普朗克常数h决定，即E=h*f。受激辐射产生的光子与感应光子在频率、相位、偏振和传播方向上完全一致。 7. 光缆结构：光缆由光纤、加强元件、护层三部分组成，加强元件用于增加光缆的抗拉强度，护层保护光纤免受外界损害。 8. 光衰减器类型：光衰减器分为固定衰减器和可变衰减器，分别用于恒定和可调的衰减需求。 9. 光中继器类型：主要分为光电中继器和全光中继器，前者将光信号转换为电信号处理后再转回光信号，后者则在光域内直接处理。 10. 光电检测器噪声来源：包括暗电流噪声、散粒噪声、热噪声和放大器噪声。 11. 光与物质的相互作用：包括受激吸收、自发辐射和受激辐射。受激辐射是激光产生的基础。 12. WDM监控波长：通常选取1510nm或1550nm作为监控波长，因为这些波长的EDFA增益较高且与业务波长间隔较远。 13. SDH码速调整：在SDH系统中，C-4容器中的J0比特用于码速调整，决定信息比特或填充比特的插入。 14. 半导体激光器的温度效应：温度升高导致阈值电流增大，输出光功率下降。 15. WDM系统分类：分为集成式系统和开放式系统，开放式系统要求终端具备波长选择和光源功能。 16. SDH复用映射单元中的容器：中国采用C-12、C-3和C-4。 17. 数字光纤传输系统体制：包括同步光网络（SONET）和同步数字体系（SDH）。 选择题中： 1. 光纤包层要求：A. 包层折射率必须低于纤芯以产生全反射。 2. 激光器中光的放大：通过粒子数反转分布的激活物质实现，即B. 粒子数反转分布的激活物质来实现。