一、光纖通訊系統概述
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,纖芯的折射率高於包層的折射率,從而形成光波導效應,實現光訊號的傳輸。
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,大容量的光纖通訊系統
光纖的中心是(1) ,其外層是(2) ,中心折射率(3)於外層折射率,從而形成光波導效應,實現光訊號的傳輸。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; 光訊號在光纖中傳輸時幅度會因損耗而減小; 波形則因色散產生越來越大的失真,使得脈衝展寬。
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象。色散導致光脈衝在傳播過程中展寬,前後脈衝相互重疊,引起數碼訊號的碼間干擾,也會限制光纖的最高資訊傳輸速率。
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,模式色散佔主導地位;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,對於高速大容量的光纖通訊系統中還會受到偏振膜色散的影響。
l 光纖材料固有損耗產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徵吸收和雜質吸收;後者包括線性散射損耗和非線性散射損耗。
(判斷)
(1)常規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
(填空)
光纖色散和非線性效應極大地影響著訊號傳輸質量,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)自相位調製(spm)(11)交叉相位調製(xpm)(12)四波混頻(fwm)
【問題3】 已經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後能量會衰減,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。光纖損耗用損耗係數α(λ)表示,單位為db/km。
根據 =(po-pl)/l知道:
帶入 =(po-pl)/l有0.22=(0-pl)/25 求出pl=-5.5dbm。
根據用 ,可以求出pl=10-0.55mw=0.28mw。
【備考點撥】
熟記光纖的傳輸特性。光纖損耗係數計算題每年必考,熟練掌握對數的運算法則。
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,不利於多通道的wdm系統中傳輸,會發生四波混頻導致通道間發生串擾。
l g.655:非零色散位移單模光纖,在1550nm視窗保留了一定的色散,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光纖適用於dwdm系統中。
g.652光纖屬常規型單模光纖,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視窗具有較小色散和最低損耗,能夠避免(4)的影響,適用於dwdm環境。
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:自相位調製(spm),交叉相位調製(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:光通訊器件
【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訊系統的主要器件。
l 光源用在光傳送機中,主要功能是產生光載波,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:光訊號的調製
【考法分析】
了解光訊號的調製,以判斷題為主。每年必考!
【要點分析】
l 光訊號的調製可分為直接調製(內調製)和間接調製(外調製)兩大類。
l 直接調製(內調製)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 間接調製(外調製)在光源的輸出通路上外加光調製器對光波進行調製,控制光訊號的有無,外調製可以減小啁啾
光訊號的間接調製是在光源外加調製器實現的,啁啾現象明顯。( )
試題答案
錯誤【備考點撥】
熟記並區分直接調製和間接調製各自的含義,易混淆!
考點七:光網路的分層結構
【考法分析】
了解光網路的分層結構!以填空題為主!
【要點分析】
l 光網路作為傳輸網路,根據網路的運營、管理和地理區域等因素分為3層:省際骨幹傳輸網、省內骨幹傳輸網和本地傳輸網;
l 一般把傳輸網中非幹線部分的網路劃歸為本地傳輸網;
l 本地傳輸網進一步分為核心層、匯聚層和接入層
【備考點撥】
熟記光網路的分層結構。
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