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0.81.8um。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110110010001001011110110，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 11011001 00010010 111101108B1P码 110110010 000100101 111101101（2）P为偶校验码：8B1P码 110110011 000100100 1111011007、现有码流信号为110110010001001011110110，采用4B1C编码方式，请给出编码后的码流信号。 4B码 1101 1001 0001 0010 1111 0110 4B1C码 11010 10010 00010 00101 11110 0110110、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(13)。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(21)，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2030dB。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12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