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光纤期末题库——2022年整理

第一章光纤基本原理

第一章光纤基本原理

(1)光纤是一种利用光波在介质中传输信息的通信线路，具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点。光纤的基本结构包括纤芯、包层和护套三部分。纤芯是光纤的主体，由高折射率的材料制成，用于传输光信号；包层则由低折射率的材料构成，其主要作用是引导光信号在纤芯中传播；护套则用于保护光纤，防止其受到外界物理损害。

(2)光纤传输原理基于全内反射。当光信号从高折射率的纤芯进入低折射率的包层时，若入射角大于临界角，则光信号将在界面处发生全内反射，从而实现光信号的传输。光纤的传输损耗主要来源于材料本身、光纤的制造工艺以及环境因素。光纤的损耗特性对其传输距离和传输速率有着重要影响。

(3)光纤的分类根据材料、传输方式和结构等方面有多种。按照材料可分为石英光纤和塑料光纤；按照传输方式可分为单模光纤和多模光纤；按照结构可分为阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。不同类型的光纤具有不同的性能和应用场景。例如，单模光纤适用于长距离、高带宽的通信，而多模光纤则适用于短距离、低成本的应用。光纤的制造过程涉及材料的选择、拉丝、涂层等多个环节，其质量直接影响到光纤的性能和寿命。

第二章光纤传输系统

第二章光纤传输系统

(1)光纤传输系统是现代通信网络的核心，其设计、构建和优化对于保障通信质量和效率至关重要。光纤传输系统的基本组成包括光纤线路、光纤传输设备、光纤通信网管系统等。其中，光纤线路是系统的物理传输通道，其长度可达数千公里，甚至上万公里。例如，我国的长征四号卫星通信系统，其光纤线路覆盖了全国范围，实现了高速、稳定的通信。

(2)光纤传输设备包括光发射机、光接收机、光纤放大器、光分插复用器等。光发射机负责将电信号转换为光信号，光接收机则将光信号转换为电信号。光纤放大器用于补偿光纤线路中的信号衰减，提高传输距离。光分插复用器则用于实现多路信号的复用和解复用。以我国某大型光纤通信系统为例，其采用的光发射机输出功率可达20dBm，光接收机灵敏度达到-40dBm，光纤放大器增益高达30dB。

(3)光纤通信网管系统是光纤传输系统的管理平台，负责对光纤线路、光纤传输设备和网络性能进行实时监控、故障诊断和性能优化。网管系统通过采集网络数据，分析网络状态，实现对光纤传输系统的智能化管理。例如，某光纤通信网管系统可实时监测光纤线路的衰减系数、色散参数等关键指标，确保网络性能稳定。此外，网管系统还具有故障预警、自动恢复等功能，大大提高了光纤传输系统的可靠性和可用性。据统计，采用光纤通信网管系统的光纤传输系统，其故障率可降低至百万分之一以下。

第三章光纤通信设备

第三章光纤通信设备

(1)光纤通信设备是光纤通信系统的关键组成部分，其性能直接影响着整个通信网络的稳定性和传输质量。常见的光纤通信设备包括光发射机、光接收机、光纤放大器、光分插复用器、光开关、光交叉连接等。光发射机的主要功能是将电信号转换为光信号，其转换效率、输出功率和光谱纯度等参数对传输距离和信号质量至关重要。例如，一款高性能的光发射机输出功率可达20dBm，光谱纯度超过95%，适用于长距离、高速率的通信。

(2)光接收机作为光纤通信系统的另一重要设备，负责将接收到的光信号转换为电信号。其灵敏度、动态范围和线性度等参数直接关系到接收信号的准确性和完整性。现代光接收机普遍采用APD（雪崩光电二极管）技术，灵敏度可达-40dBm，动态范围超过70dB，能够适应各种复杂的光信号环境。以某款高性能光接收机为例，其采用了先进的数字信号处理技术，实现了对弱信号的精确检测和放大。

(3)光纤放大器是光纤通信系统中用于补偿信号衰减的关键设备。随着传输距离的增加，信号会逐渐减弱，光纤放大器的作用就是在此过程中提供必要的增益，确保信号强度。光纤放大器根据工作原理可分为EDFA（掺铒光纤放大器）和SOA（半导体光放大器）等。EDFA以其高增益、低噪声和宽频带等优点在长距离传输中得到广泛应用。例如，某款高性能EDFA在1550nm波段提供高达30dB的增益，适用于超长距离的光纤通信系统。光纤放大器的稳定性和可靠性对于保证通信质量至关重要。

第四章光纤通信网络

第四章光纤通信网络

(1)光纤通信网络是现代通信网络的重要组成部分，以其高速、大容量、抗干扰能力强等特点在全球范围内得到广泛应用。根据网络覆盖范围和功能，光纤通信网络可分为城域网、骨干网和接入网。以我国为例，截至2021年，我国光纤通信骨干网已覆盖全国所有省级行政区，传输速率达到40Gbps，为用户提供高速、稳定的通信服务。例如，某地光纤通信骨干网采用40G/100G波分复用技术，实现了跨省际的高效数据传输。

(2)光纤通信网络的接入技术主要包括有源光网络（AON）、无源光网络（PO