光通信导论
第一章
1、某甲从南开车向北，到十字路口，他看见了红灯；某乙从东到西到这个路口，她看见的是绿灯，故甲获得a比特的信息，乙同样获得a比特的信息。于是信号灯输出的是2a比特的信息。这种看法对吗？为什么？ 答：不对。该情况下（假定同一时刻）两个子事件（南北为红灯，东西为绿灯）不相互独立，且两个子事件反应的是的同一信息，所以不能相加；同时，由于信息的共享性，才使得甲和乙分别能够接收到a比特的信息，从而知道信号灯输出信息为a比特。
或者答：信息量是以事物所处的状态出发的，它既是客观的，又是不依赖于接收者的。在该情况下，信号灯南北红灯，东西绿灯正是它特定的一个状态，这时这个状态的信息量是客观的，不会因为接受者的多少就有加减；至于甲和乙能同时分别获得a比特信息，是因为信息的共享性，而当前状态的信息正好有a比特。
（两种答案综合答最好，当然如果有人要分同时与不同时两种情况更好）
2、测不准原理和信息论之间的关系？
答：测不准原理又名不确定性原理，该原理表明：一个微观粒子的某些物理量（如位置和动量，或方位角与动量矩，还有时间和能量等），不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。测量一对共轭量的误差的乘积必然大于常数h/2π（h 是普朗克常数）是海森伯在1927年首先提出的，它反映了微观粒子运动的基本规律，是物理学中又一条重要原理。信息论中所说的信息是从事物的可能性转换为现实性的体现，也就是说如果一个事物在事前可能发生很多的状态，而事后确定了一个状态，那么排除的确定性就越大，所处的状态包含的信息量也就越大，所以说，信息论主要研究的是一个物体所带信息从可能性到现实性的过程。
3、请对信息的基本特征发表一点看法。什么是信息的共享性？解释并举例说明。
答：信息的基本特征主要有三个，第一个是共享性，第二个特征是信息可以被传递，即信息的可传递性，第三个特征是信息的控制作用。信息的共享性即信息可以从一个承载体传递到另一个承载体，但传递过程不会使原有承载体信息减少，例如，一本书里面承载了大量的星系，某人阅读之后，他获得了很多信息。但原书中的信息仍然存在，另一个人再阅读，照样可以获得大量的信息。
4、信息量的单位“比特”和“波特”之间有确定关系吗？请说明。
答：对于通信系统来说，信息流是以单位时间内传送的信息量的多少来描述的，称为信息速率，它的单位是比特/秒，因此又常常称为比特率。而波特的定义是单位时间内传递的符号数（符号速率）。比
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特和波特并不是同一个概念，如果每个符号包含一比特的信息，那么波特率和比特率在数值上相等。如果每个符号包含了多于1比特的信息，例如十进制的符号，那么波特率就会小于比特；反之，为了确保每个比特的信息都能正确传送，往往采用冗余编码，例如1B2B编码，这样每个符号包含的信息量就少于1比特，这时波特率就会高于比特率。
5、画出通信系统模型框图。广义的信道噪声包括那些？请列举出4种以上的噪声。 答：注意：信息系统的基本模型和通信系统的基本模型不是同一概念：故图应类似
广义噪声包括干扰和狭义噪声。例：白噪声，三角噪声，热噪声，量化噪声 6、
信号()sin y t t =+ 答：非周期性连续信号，非周期连续谱
7信号具有下面频谱特：周期性的连续谱、非周期性的连续谱、周期性的离散谱和非周期性的离散谱。这4种频谱对应的时域信号是什么？含有信息的数字信号具有什么样的频谱？ 答：周期性的连续谱←→非周期性的离散信号
非周期性的连续谱←→非周期的连续信号
周期性的离散谱←→周期性的离散信号
非周期性的离散谱←→周期性的连续信号
含有信息的数字信号既有连续谱又有离散谱。
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8、试述加性噪声与乘性噪声的异同？在光通信系统中，什么样的噪声属于加性噪声？什么样的噪声属于乘性噪声?
答：加性噪声，无论通信系统中的有用信号是否存在，它都存在，二者是叠加关系，加性噪声包括 电阻的热噪声、晶体三极管或其他有源器件的散弹噪声以及光电器件的量子噪声。 乘性噪声，只有信号存在时噪声才存在，当输入信号没有时，噪声也就没有了。乘性噪声包括非线性失真噪声，量化噪声以及信号与加性噪声的差拍噪声。
9光噪声的功率谱密度函数的含义是什么？它的量纲是什么？ 答：21()|(,)|2lim
x T S w F w T T
→∞= 噪声功率的大小是它功率谱密度的频域积分。 21
1
lim
()()22T T T x t dt S w dw T π++∞--∞→∞=⎰⎰
或 1()2P S w dw π+∞
-∞=⎰
垃圾热解气化炉其中S(w)即为功率谱密度。量纲为功率的单位除以频率的单位
第二章
1、如何理解数字通信网的同步问题？为什么现代通信要采用包通信？
答：数字通信网中，同步系统确实存在收发端机之间具有一定的（相对不变）时间关系。同步系统包括载波同步、位同步、帧同步和网同步。如果同步有误差或失去同步，则数字通信中就会出现大量的误码，甚至使整个通信中断。为了使整个通信系统或者通信网有序、
准
确、可靠的工作，必须保证全网的同步。同步作为一种信息按照其传输方式的不同，又可分为外同步法和自同步法两类。
数字通信网中数据通信信息量很大时，会出现误码。误码率时数字通信可靠性的基本度量。在数字通信中，把信息分为一个个的包传输，可以兼顾信息传输中的可靠性和实时性。
2、什么是光源的相干时间和相干长度？它们之间有什么关系？若有一个1550nm的DFB激光器，它的频带宽度为5MHz，则它的相干时间和相干长度是多少？
答：相干时间是指在这段时间里，光有稳定的相位关系，超过这段时间，相位关系就不确定。相干长度是指在这段长度内，光有稳定的相位关系，超过这段时间，相位关系就不确定。0.2微秒；40m(依照书中的例子，默认介质中的光速为光纤中的光速，即v g=2×108m/s，若有人分情况答题，更好)。 3、光纤的一个重要特点是他的噪声极小，那么光纤信道是否就是没有噪声？
答：光纤信道几乎无噪声，但不可避免的存在噪声。
光纤熔接和连接时都会发生模式混合，而且多段光纤中的每一段散特性都不同，引起噪声。
多模光纤中，由于沿光纤传播的各个模式之间的干涉作用，在探测器光敏面上形成一个光斑图，由于光斑随时间发生比那话，将会造成接收光功率变化而引起信噪比的下降，对接收机俩说形成一种噪声，此为光纤模式噪声。
单模光纤避免了模式噪声，但速度散导致光脉冲的展宽，限制系统的BL值，这种散导致的光脉冲展宽效应还会使接收灵敏度下降。脉冲展宽，部分能量溢出到比特时间以外而形成码间干扰。
（补充：有关模式噪声内容，超出本章所讲，答案能提及光纤信道中有光纤放大器引入ASE 噪声、信号串扰、散引起波形失真、不均匀引发反射形成干扰等即可）
4、画出光纤通信系统基本组成的框图，按照一般通信系统的模型，它是一个完整的通信系统吗？为什么？
框图：
光纤通信传输系统
不是，缺少信源和信宿。
通柜
5、与有线（同轴电缆，双绞线）电通信方式相比较，光纤通信有哪些优缺点？尽可能
的详细说明。
答：优点：
1）、容量大，理论上可以承载20亿话路；
2）、传输损耗小，适用于网径较大的LAN；
3）、速率高，≥100Mb/s，频带宽；
4）、保密性高；
5）、体积和重量上，光缆要比电缆占优势；
6）、光纤无电气危害，不会引起计算机部件损坏；
缺点：
1）、光纤信道是一个相位敏感和偏振不稳定的信道，易受光路中不稳定的干扰；
2）、光纤通信的组网不灵活，光信号可复制性差；
3）、光信号的反馈、传输延迟长；
4）、光纤远距离传输时需要一切设备被供电，然而，电光转换效率低，光设备小型话困难。
第三章
1.在ITU-T的规定中，G.652、G.653、G.655的光纤分别是什么光纤？简述它们的主要指标。
G.653光纤的特点是什么？它是否适合DWDM使用？
答：在ITU-T的规定中，G.652光纤是指在1310nm和1550nm两个窗口都有较低损耗的单模光纤，G653光纤是在1550nm窗口衰减小而且散也小，称为散位移光纤。G655为非零散位移光纤。
各光纤性能指标参数如下
G653光纤的特点是在1550nm窗口的衰减小而且散也小，采用G653光纤的DWDM系统产生严重的四波混频效应，不适合DWDM系统使用。
2.0dBm的光功率是多少瓦？如果该光功率衰减了6dB，则光强衰减到多少毫瓦？单模光纤0.35dBm/km的损耗相当于光功率衰减公式P=P0e-aL 中衰减系数а等于多少？
答：0dBm 的光功率是1mw 。
由公式：d=Pin （dBm ）-Pout （dBm ）=6dB
则 Pout （dBm ）=-6dBm 换算成光功率为Pout=6.010-mw=0.25mw 。 a=[Pin （dBm ）-Pout （dBm ）]/L ，所以 10lg （Pin/Pout ）=aL ，即P=0p aL -10
因此，a e -=35.010-，a=0.08/km
3.“正散使光脉冲展宽，负散使光脉冲变窄”。这句话是否正确？什么是正常散和反常散？单根光纤的散包括哪几种？尽可能详细说明。
答：“正散使光脉冲展宽，负散使光脉冲变窄。”这种说法是不对的。对于无啁啾的脉冲，无论是正常散（负散）还是反常散（正散）都会使脉冲展宽，脉冲幅度下降。 正常散是指：对光波透明的介质，其折射率n 随波长λ的增加而减小，称为正常散。正常散时n 随λ的增加而趋于某一极限，散率dn ／dλ＜0，其绝对值随λ的增加而减小。 反常散是指：在介质对光有强烈吸收的波段内(吸收带)，折射率随波长的增加而减小，散率dn ／dλ＞0，这与正常散相反，故称反常
散。对同一介质，在对光透明的波段内表现为正常散，而在吸收带内则表现为反常散。
单模光纤的散包括：材料散，波导散，剖面散，高阶散及偏振模散。
（1） 材料散：材料散是由材料的折射率N 随波长变化引起的散特性；自动擦鞋机
（2） 波导散：波导散是由波导结构引起的散，由于光波导的横向折射率的改变所
引起的散；
（3） 剖面散：剖面散是由于相对折射率差随波长变化而引起的散，它通常比较小，
可以忽略，但在追求零散光纤时，此项也必须考虑进去；
（4） 高阶散：高阶散也成为散斜率，不仅和高阶材料散和高阶波导散有关，
而且还和一阶材料散和一阶波导散有关；
（5） 偏振模散：理想的正圆光波导的两个偏振模的传输常数相等，因此不应该出现偏
振模散。但是实际的圆光波导不可能是正圆的，总有些畸变，从而导致两个偏振模将出现传输常数差，这就是偏振模散。
4.光纤中的非线性现象包括哪几种？要在光纤中形成光学孤子需要哪些条件？ 答：光纤中的非线性现象包括：（1）非线性极化①引起材料的折射率随光场的光强发生变化，即非线性折射率，如自相位调制（SPM ）和交叉相位调制（XPM ）；②由非线性极化引起的光频的变化，称为参量过程。参量过程中最重要的是四波混频。（2）受激非弹性散射，如受激拉曼散射SRS ；受激布里渊散射。 形成光孤子的条件：在自相位调制中，光纤的反常散区会形成光孤子。
5.举出3种以上型号的光纤连接器，说明它们在结构上的区别。
答：光纤连接器按连结构形式可分为：FC 、SC 、ST 、LC 、SMA 、MMI 等。
(1)FC 型光纤连接器
其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。插针体采用外径2.5mm 的精密陶瓷插针，根据端面形状不同，可分为斜面接触和球面接触。
