太原科技大学。
本科生课程考试试卷。
院、系（所应用科学学院物理系。
姓名学号。专业光信息科学与技术任课教师。
考试课程光纤技术考试成绩。
一、在光纤通信方面，目前有那三个快速发展的趋势与光纤网络相关？
答：光纤通信是以光波为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。从国家骨干通信网到城域网以及到用户的接入网，基本上都是采用光纤通信的方式实现的。
光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱，计算机负责把信息数字化，输入网络中去；光纤则负责信息传输的重任。目前，我国累计敷设光缆近400万公里，累计光纤用量近8000万公里。随着当代社会和经济的发展，信息容量日益剧增，为提高信息的传输速度和容量，光纤通信技术有了突破性的发展，成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。
随着网上办公、3g移动通信、远程移动存储等新业务的应用，人们对光纤通信网的传输速度和容量需求不断增长，甚至有些地区的单用户接入速度要求达到1gb/s,因此必须建设速度更快、容量更大的光纤通信网才能满足人们日益增长的通信需求。为了满足更高的用户服务质量要求，对基层传输协议的更新也是很重要的。光纤网络快速发展的另一个应用领域是网格计算以及商业化的云计算，在未来几年，这样的计算将不再仅仅局限于科学计算，而将进一步扩展到商业领域和军事应用领域。
如在军事上成功应用的传感器网格和美国国防部耗资几十亿美元的 “全球信息栅格”计划，都是网格计算的应用。
二、相干光通信的基本原理是什么？ 光波分复用的基本原理是什么？
答：在发送端，采用外光凋制方式将信号以调幅、凋相或调频的方式调制到光载波上，再经光匹配器送入光纤中传输。当信号光传输到达接收端时，首先与一本振光信号进行相干混合，然后由探测器进行探测。
其中，，以及已调光波的偏振状态和单模光纤中的本征偏振状态相匹配。接收端的光匹配器是为了达到光混频器最大可能的混频效率而使接收的光复数振幅和偏振与本振光波相匹配。光隔离器的作用是避免反射光反馈回信号光源或本振光源而引起光源频谱发生展宽，甚至是多纵模工作。
相干光通信根据本振光信号频率与接收到的信号光频率是否相等，可分为外差检测相干光通信和零差检测相干光通信。前者经光电检波器获得的是中频信号，中频信号还需二次解调才能被转换成基带信号。根据中频信号的解调方式不同，外差检测又分为同步解调和包络解调。
探测器上输出的中频信号通过一个中频带滤波器后分成两路，其中一路用作中频载频恢复，恢复出的中频载波与另一路中频信号进行混频，再由低通滤波器输出基带信号。外差包络解调是在包络检测器后接一个低通滤波器而直接检测出基带信号。外差检测相干光通信不要求本振光与信号光之间的相位锁定和光频率严格匹配。
后者，光信号经光电检波器后被直接转换成基带信号，而不用二次解调，但它要求本振光频率与信号光频率严格匹配，并且要求本振光与信号光的相位锁定。
把在光纤上可能应用的光波长范围划分成若干个波段，每个波段用作一个独立的通道传输一种特定波长的光信号，从而大大的增加光纤上传输的信息容量。其基本原理是在发送端经复用器将这些光载波信号组合在一起，并耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端又经解复用器将各种波长的光载波进行分离，然后由光接受机作相应的进一步处理恢复出原信号，最后送入不同的终端。根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同，从2个到132个不等，这取决于所允许的光载波波长的间隔大小。
三、1.一单模光纤的截止波长为λc，现有一波长为λ，谱宽为△λ的激光入射到光纤中(λ＞c)，传输距离为l，色度色散和偏振色散分别为dc和dp，试求系统最大传输速率？
解：2.某单模光纤按λ=1.
2m，n1=1.45，设计，当a=3.2m时，能满足v<2.
405。若将降至，则a大约增到4m。证明：
欲使光纤设计在可见光谱区仍能工作于单模，则a应减小大约两倍。
四、调研报告。
光纤通信技术的发展史及其现状。
光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色，随着人类技术的发展，其应用越来越广泛，优点也越来越突出。
光纤通信是将要传送的图像、数据等信号调制到光载波上，以光纤作为传输媒介的通信方式。作为载波的光波频率比电波频率高得多，作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多，因此相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。
将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去，和很多技术一样，都需要一个发展的过程。
一、 光纤通信技术的形成。
一)、 早期的光通信。
光无处不在，这句话毫不夸张。在人类发展的早期，人类已经开始使用光传递信息了，这样的例子有很多。
打手势是一种目视形式的光通信，在黑暗中不能进行。白天太阳充当这个传输系统的光源，太阳辐射携带发送者的信息传送给接收者，手的动作调制光波，人的眼睛充当检测器。
另外，3000多年前就有的烽火台，直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。望远镜的出现则又极大地延长了这类目视形式的光通信的距离。
这类光通信方式有一个显著的缺点，就是它们能够传输的容量极其有限。
近代历史上，早在2023年，美国的贝尔（bell）发明了“光**”。这种光**利用太阳光或弧光灯作光源，通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上，使光强度随话音的变化而变化，实现话音对光强度的调制。在接收端，用抛物面反射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池上，使光信号变换为电流传送到受话器。
光**并未能在人类生活中得到实际的使用，这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质。其所利用的自然光为非相干光，方向性不好，不易调制和传输；而以空气作为传输介质，损耗会很大，无法实现远距离传输，又易受天气影响，通信极不稳定可靠。
如此看来，这种光**并没有太大的实际应用价值，然而，我们不得不说，光**仍是一项伟大的发明，它的出现证明了用光波作为载波传输信息是可行的，因此，把贝尔光**称为现代光通信的雏形毫不过分。
二)、 现代光纤通信技术的形成。
随着社会的发展，信息传输与交换量与日俱增，传统的通信方式已不能满足人们的需要。为了扩大通信容量，通信方式从中波、短波发展到微波、毫米波，这实际上就是通过提高通通信载波频率来扩大通信容量的。
继续提高频率，达到光波波段，光波是人们最熟悉的电磁波，其波长在微米级，而频率则为hz数量级，这比常用的微波频率高～倍。如此看来，用光波作为载波进行通信，通信容量将大大超过传统通信方式。
1、 光源。
2023年，美国的梅曼（发明了红宝石激光器，它可以产生单色相干光，使高速信息的光调制成为可能。
和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和无线电波相似，是一种理想的光载波。
但是，红宝石激光器发出的光束不容易耦合进光纤中传输，其耦合效率是极低的，因此需要研制小型化的激光光源。
2023年，美国贝尔实验室、日本电气公司（nec）和前苏联先后突破了半导体激光器在低温（－200）或脉冲激励条件下工作的限制，研制成功室温下连续工作的镓铝砷（gaalas）双异质结半导体激光器（短波长）。虽然寿命只有几个小时，但其意义是重大的，它为半导体激光器的发展奠定了基础。2023年，半导体激光器寿命达到10万小时（约11.
4年），外推寿命达到100万小时，完全满足实用化的要求。在这个期间，2023年日本电报**公司研制成功发射波长为1.3的铟镓砷磷（ingaasp）激光器，2023年美国电报**（at&t）公司和日本电报**公司研制成功发射波长为1.
55的连续振荡半导体激光器。
激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
2、 传输介质。
1) 大气。
1961～2023年，人们主要研究利用大气传输光信号。美国麻省理工学院利用he-ne激光器和激光器进行了大气激光通信试验。试验证明用承载信息的光波通过大气的传播实现点对点的通信是可行的，但是大气传输光通信存在很多严重的问题：
1） 通信能力和质量受气候影响十分严重。由于雨、雾、雪和大气灰尘的吸收和散射，光波能量衰减很大。例如，雨能造成30db/km的衰减，浓雾衰减高达120db/km。
2） 大气的密度和温度很不均匀，造成折射率的变化，加上大气湍流的影响，光束位置可能会发生偏移和抖动。因而通信的距离和稳定性都受到极大的限制，不能实现“全天候”通信。
3） 大气传输设备要求设在高处，收、发设备必须直线可见。这种地理条件使得大气传输通信的适用范围具有很大的局限性。
虽然，固体激光器（例如掺钕钇铝石榴石（nd：yag）激光器）的发明大大提高了发射光功率，延长了传输距离，使大气激光通信可以在江河两岸、海岛之间和某些特定场合使用，但是大气激光通信的稳定性和可靠性仍然没有解决。
为了克服气候对激光通信的影响，人们自然想到把激光束限制在特定的空间内传输。因而提出了透镜波导和反射镜波导的光波传输系统。透镜波导是在金属管内每隔一定距离安装一个透镜，每个透镜把经传输的光束会聚到下一个透镜而实现的。
反射镜波导和透射镜波导相似，是用与光束传输方向成角的两个平行反射镜代替透镜而构成的。
这两种波导从理论上讲是可行的，但在实际应用中遇到了不可克服的困难。首先，现场施工中校准和安装十分复杂；其次，为了防止地面活动对波导的影响，必须把波导深埋或选择在人车稀少的地区使用。
由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质，对光通信的研究曾一度走入了低潮。
2) 光纤。
为了发展光通信技术，人们又考虑和尝试了各种传输介质，其中包括利用玻璃材料制成光导纤维来传输光信号，但是当时最好的光学玻璃材料的损耗在1000db/km以上，这么高的传输损耗根本就无法用于通信。
2023年，美籍华人高锟（和霍克哈姆（发表了关于传输介质新概念的**，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了光纤通信的基础。
2023年，光纤研制取得了重大突破。美国康宁(corning)公司研制成功损耗20db/km的石英光纤。因此，光纤通信开始可以和同轴电缆通信竞争，世界各国相继投入大量人力物力，把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。
2023年，随着光纤制备工艺中的原材料提纯、制棒和拉丝技术水平的不断提高，进而将梯度折射率多模光纤的衰减系数降至4db/km。
2023年，美国贝尔实验室研制的光纤损耗降低到2.5db/km。2023年降到了1.1db/km。
2023年日本电报**（ntt）公司等单位将光纤损耗降低到0.47db/km（波长1.2）。
在以后的10年中， 1.55波长处的光纤损耗（如图2所示）：2023年是20db/km，2023年是0.
157db/km，2023年是0.154db/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。
2023年，在进一步设法降低玻璃中的（氢氧根）含量时，发现光纤的衰减在长波长区有1.31和1.55两个低损耗窗口。
2023年，美国在亚特兰大进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验，系统采用gaalas激光器作为光源，多模光纤作为传输介质，速率为44.736mbit/s、传输距离约10km，这一试验使光纤通信向实用化迈出了第一步。
2023年，原材料提纯和光纤制备工艺得到不断完善，从而加快了光纤的传输窗口由0.85移至1.31和1.
55的进程。特别是制出了低衰减光纤，其在1.55的衰减系数为0.
20db/km，已接近理论值。与此同时，为促进光纤通信系统的实用化，人们又及时地开发出适用于长波长的光源，即激光器、发光管和光检测器。应运而生的光纤成缆、光无源器件、性能测试及工程应用仪表等技术的日趋成熟，都为光纤光缆作为新的通信传输媒质奠定了良好的基础。
2023年底考核
涡阳县运盛机动车检测 年底考核。单选题 1 安检机构应当严格依据国家有关法律法规规定，按照规定的检验项目以及检验标准和规程等技术规范对机动车实施检验，并对负责。a 被检车辆 b 调修结果 c 检验结果 d 验车秩序。2 申请取得安检机构检验资格应当具备 在用计量器具经质量技术监督部门授权的计量技术机...
2023年底总结
2011年工作总结。回顾即将过去的2011年，是一个充实的一年。现对我在这一年的工作情况做以总结，以便以此为基础更好的开展来年的工作。今年前面9个月的工作主要是立足于公司系统的操作和维护。1.2010 2011年所发的血浆按实际明细进行了出库，使得投料管理这个系统模块能够充分利用起来。在这个模块里，...
2023年底总结
2011年工做总结 尊敬的领导 各位同仁 大家好！2011年7月27日我来到大有房地产开发 成为了这个企业的一员，在这里我感受到了大家庭带来的温暖和快乐，经过半年的工作和学习让我得到了深刻的反省，觉得对自己的工作和未来应该从新的规划。年底学习陆总所提到的职业竞争 职业规划 生存和发展给了我很大的启发...