一、光纖通信系統(tǒng)概述

考點一：光纖的結構與分類

【考法分析】

本考點主要要求考生了解光纖的結構和分類，以填空題為主。

【要點分析】

l 光纖的中心的纖芯，纖芯外面是包層，纖芯的折射率高于包層的折射率，從而形成光波導效應，實現(xiàn)光信號的傳輸。

l 按光纖纖芯折射率來分：階躍型光纖和漸變型光纖

按光纖傳輸模式來分：單模光纖和多模光纖，其中：單模光纖適合長距離，大容量的光纖通信系統(tǒng)

l 視頻配套練習題

【2016】光纖的中心是（1） ，其外層是（2） ，中心折射率（3）于外層折射率，從而形成光波導效應，實現(xiàn)光信號的傳輸。按照光纖的折射分布來分，可分為（4）光纖和（5）光纖。光纖模式是滿足邊界條件的電磁場波動方程的解，按照傳輸模式數(shù)目來分，光纖可以分為（6）光纖和（7）光纖。

試題答案

（1）纖芯 （2）包層（3）高（4）階躍光纖（5）漸變型光纖（6）單模光纖（7）多模光纖

【備考點撥】

熟記光纖的結構和分類。

考點二：光纖的傳輸特性

【考法分析】

    掌握光纖的傳輸特性，填空、判斷為主。每年必考！

【要點分析】

l 光纖的傳輸特性包括：光纖的損耗和色散特性； 光信號在光纖中傳輸時幅度會因損耗而減��； 波形則因色散產(chǎn)生越來越大的失真，使得脈沖展寬。

l 光纖色散是指不同頻率、不同模式的電磁波以不同群速度在介質中傳播的物理現(xiàn)象。色散導致光脈沖在傳播過程中展寬，前后脈沖相互重疊，引起數(shù)字信號的碼間干擾，也會限制光纖的最高信息傳輸速率。

l 在光纖傳輸理論中色散分為模式色散和頻率色散，頻率色散分為材料色散和波導色散。

l 在多模光纖中，模式色散占主導地位；單模光纖中不存在模式色散，會受到頻率色散的影響；嚴格的來講，對于高速大容量的光纖通信系統(tǒng)中還會受到偏振膜色散的影響。

l 光纖材料固有損耗產(chǎn)生的原因大致包括兩類：吸收損耗和散射損耗，其中前者主要包括本征吸收和雜質吸收；后者包括線性散射損耗和非線性散射損耗。

l 視頻配套練習題

【2014】（判斷）

（1）常規(guī)單模光纖的色散包括模式色散和波長色散兩種。      （  ）

（2）光纖的非線性效應分為受激散射效應和非線性折射率效應。    （  ）

試題答案

（1）錯誤（2）正確

【2016】（填空）

光纖色散和非線性效應極大地影響著信號傳輸質量，其中，光纖的色散主要分為（8）色散、（9）色散兩大類；非線性效應分受激散射效應和非線性折射效應兩類，而非線性折射效應主要包括（10） 、（11） 、（12）三種效應。

試題答案

（8）模式色散（9）色度色散（波長色散）（10）自相位調制（SPM）（11）交叉相位調制（XPM）（12）四波混頻（FWM）

【問題3】 已經(jīng)某單模光纖的工作波長在1550nm，其傳輸損耗為0．22dB/Km，傳輸長度為25km，光發(fā)射機的輸出光功率為1mW，僅考慮光纖傳輸損耗的情況下，光接收機的接收光功率是多少？

試題答案

本題考查光纖的損耗概念及計算方法。光波在光纖中傳輸一段距離后能量會衰減，這就是光纖損耗。光纖損耗限制了光纖最大無中繼傳輸距離。光纖損耗用損耗系數(shù)α（λ）表示，單位為dB/km。

根據(jù)  =（Po-Pl）/L知道：

帶入  =（Po-Pl）/L有0．22=（0-Pl）/25  求出Pl=-5．5dBm。

根據(jù)用 ，可以求出Pl=10-0．55mW=0．28mW。

【備考點撥】

熟記光纖的傳輸特性。光纖損耗系數(shù)計算題每年必考，熟練掌握對數(shù)的運算法則。

考點三：常用的單模光纖

【考法分析】

   掌握常用的單模光纖及其各自的特性！以填空題、判斷題為主。每年必考！

【要點分析】

l G.652：常規(guī)單模光纖，零色散波長在1310nm附近，最低損耗在1550nm附近。

l G.653：色散位移單模光纖，在1550nm的色散為零和最低損耗，不利于多信道的WDM系統(tǒng)中傳輸，會發(fā)生四波混頻導致信道間發(fā)生串擾。

l G.655：非零色散位移單模光纖，在1550nm窗口保留了一定的色散，使得光纖同時具有了較小色散和最小衰減。能夠避免四波混頻，G.655光纖適用于DWDM系統(tǒng)中。

l 視頻配套練習題

【2014】

G.652光纖屬常規(guī)型單模光纖，其零色散波長在（1）nm附近，最低損耗在（2）nm附近。G.655光纖又稱為（3）光纖，在1550nm窗口具有較小色散和最低損耗，能夠避免（4）的影響，適用于DWDM環(huán)境。

試題答案

（1）1310  （2）1550    （3）非零色散位移單模光纖  （4）四波混頻

【備考點撥】

熟記G.652、G.653和G.655 三類光纖的中文名稱，各自特性及應用場景。

考點四：光纖的非線性效應

【考法分析】

    掌握光纖的非線性效應的分類，以填空題為主！

【要點分析】

l 單模光纖的非線性效應分為受激散射效應和非線性折射率效應。

l 受激散射效應包括受激拉曼散射（SRS）和受激布里淵散射（SBS）。

l 非線性折射率效應可分為3大類：自相位調制（SPM），交叉相位調制（XPM）以及四波混頻（FWM）。

【備考點撥】

熟記光纖非線性效應的分類。

考點五：光通信器件

【考法分析】

    掌握光源和光檢測器的作用，以填空題為主！

【要點分析】

l 光源與光檢測器是光纖通信系統(tǒng)的主要器件。

l 光源用在光發(fā)送機中，主要功能是產(chǎn)生光載波，完成電光轉換（E/O）。

l 光檢測器用在接收機中，主要功能是完成光電轉換（O/E）。

【備考點撥】

熟記光源和光檢測器的作用。

考點六：光信號的調制

【考法分析】

了解光信號的調制，以判斷題為主。每年必考！

【要點分析】

l 光信號的調制可分為直接調制（內調制）和間接調制（外調制）兩大類。

l 直接調制（內調制）會帶來啁啾效應，使得光纖的色散增加，限制了容量的提高；

l 間接調制（外調制）在光源的輸出通路上外加光調制器對光波進行調制，控制光信號的有無，外調制可以減小啁啾

l 視頻配套練習題

【2015】光信號的間接調制是在光源外加調制器實現(xiàn)的，啁啾現(xiàn)象明顯。（  ）

試題答案

錯誤

【備考點撥】

熟記并區(qū)分直接調制和間接調制各自的含義，易混淆！

考點七：光網(wǎng)絡的分層結構

【考法分析】

了解光網(wǎng)絡的分層結構！以填空題為主！

【要點分析】

l 光網(wǎng)絡作為傳輸網(wǎng)絡，根據(jù)網(wǎng)絡的運營、管理和地理區(qū)域等因素分為3層：省際骨干傳輸網(wǎng)、省內骨干傳輸網(wǎng)和本地傳輸網(wǎng)；

l 一般把傳輸網(wǎng)中非干線部分的網(wǎng)絡劃歸為本地傳輸網(wǎng)；

l 本地傳輸網(wǎng)進一步分為核心層、匯聚層和接入層

【備考點撥】

熟記光網(wǎng)絡的分層結構。

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