通信工程光纖通信期末考試試卷含答案

1、裝訂線20102011學(xué)年一學(xué)期光纖通信期末考試一、填空題（每空1分，共20分）1、1966年7月，英籍華人（ ）博士從理論上分析證明了用光纖作為傳輸介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)光通信的可能性。2、光在光纖中傳輸是利用光的（ ）原理。3、數(shù)值孔徑越大，光纖接收光線的能力就越( )，光纖與光源之間的耦合效率就越( )。4、目前光纖通信所用光波的波長(zhǎng)有三個(gè)，它們是：（ ）、（ ）、（ ）。5、光纖通信系統(tǒng)中最常用的光檢測(cè)器有：（ ）、（ ）。6、要使物質(zhì)能對(duì)光進(jìn)行放大，必須使物質(zhì)中的( )強(qiáng)于( )，即高能級(jí)上的粒子數(shù)多于低能級(jí)上的粒子數(shù)。物質(zhì)的這一種反常態(tài)的粒子數(shù)分布，稱為粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)分布。7、在多模光纖中，纖芯

2、的半徑越( )，可傳輸?shù)膶?dǎo)波模數(shù)量就越多。8、光纜由纜芯、( )和外護(hù)層組成。9、（ ）是指由光纖的光譜寬度和光纖的幾何結(jié)構(gòu)所引起的色散。10、按光纖傳導(dǎo)模數(shù)量光纖可分為多模光纖和( )。11、pdh的缺陷之一：在復(fù)用信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中，由于( )的數(shù)量很少，不能提供足夠的運(yùn)行、管理和維護(hù)功能，因而不能滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)對(duì)監(jiān)控和網(wǎng)管的要求。12、光接收機(jī)的主要指標(biāo)有光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍和（ ）。13、激光器能產(chǎn)生激光振蕩的最低限度稱為激光器的（ ）。14、光纖的（ ）是引起光纖帶寬變窄的主要原因，而光纖帶寬變窄則會(huì)限制光纖的傳輸容量。15、誤碼性能是光纖數(shù)字通信系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)生誤碼的主要原因

3、是傳輸系統(tǒng)的脈沖抖動(dòng)和（ ）。二、選擇題：（每小題2分，共20分。1-7:單選題，8-10：多選題）1、光纖通信是以（ ）為載體，光纖為傳輸媒體的通信方式。a、光波 b、電信號(hào) c、微波 d、衛(wèi)星2、要使光纖導(dǎo)光必須使（ ）a、纖芯折射率小于包層折射率 b、纖芯折射率大于包層折射率 c、纖芯折射率是漸變的 d、纖芯折射率是均勻的3、（ ）是把光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)的器件a、激光器 b、發(fā)光二極管 c、光源 d、光檢測(cè)器4、ccitt于（）年接受了sonet概念，并重新命名為sdh。a、1985 b、1970 c、1988 d、1990 5、sdh傳輸網(wǎng)最基本的同步傳送模塊是stm-1，其信號(hào)速率為（

4、）kbits。a、155520 b、622080 c、2488320 d、99532806、摻鉺光纖放大器（edfa）的工作波長(zhǎng)為（ ）nm波段。a、1310 b、1550 c、1510 d、8507、發(fā)光二極管發(fā)出的光是非相干光，它的基本原理是（ ）。a、受激吸收 b、自發(fā)輻射 c、受激輻射 d、自發(fā)吸收8、光纖通信系統(tǒng)的是由（ ）組成的。a、電端機(jī) b、光端機(jī) c、中繼器 d、光纖光纜線路9、要精確控制激光器的輸出功率，應(yīng)從兩方面著手：一是控制（ ）；二是控制（ ）。a、微型半導(dǎo)體制冷器 b、調(diào)制脈沖電流的幅度 c、熱敏電阻 d、激光器的偏置電流10、光纖傳輸特性主要有（ ）a、色散 d、

5、損耗 c、模場(chǎng)直徑 d 、截止波長(zhǎng)三、簡(jiǎn)答題（1、2題各6分，3題8分，共20分。）1、什么是光纖色散？光纖色散主要有幾種類型？其對(duì)光纖通信系統(tǒng)有何影響？2、什么是直接調(diào)制？什么是間接調(diào)制？各有何特點(diǎn)？3、畫圖分析說(shuō)明摻鉺光纖放大器主要由幾部分構(gòu)成？各部分的作用是什么？四、計(jì)算分析題（1、2題各15分，3、4題各5分，共40分）1、某si型光纖，光纖的芯徑d=2a為100m，折射率n1=1.458，包層的折射率n2=1.450，在該光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ牟ㄩL(zhǎng)=850nm。 （1）計(jì)算該光纖的v參數(shù) （2）估算在該光纖內(nèi)傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量（3）計(jì)算該光纖的數(shù)值孔徑（4）計(jì)算該光纖單模工作的波長(zhǎng)2、有一g

6、aalas半導(dǎo)體激光器，其諧振腔長(zhǎng)為300，材料折射率n=3.0，兩端的解理面的反射率為0.35。(1)求因非全反射導(dǎo)致的等效損耗系數(shù)。(2)求相鄰縱模間的頻率間隔和波長(zhǎng)間隔。(3)若此激光器的中心波長(zhǎng)=1310nm，與此相應(yīng)的縱模序數(shù)。3、設(shè)140mb/s的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，工作波長(zhǎng)1300 nm，其他參數(shù)如下：發(fā)射光功率為-3dbm，接收機(jī)的靈敏度為-38 dbm （ber=10-9），系統(tǒng)余量為4 db，連接器損耗為0.5 db /個(gè)，平均接頭損耗為0.05 db/km，光纖損耗為0.4 db/km，試計(jì)算損耗限制傳輸距離。4、分光比為3：1的定向耦合器，假設(shè)從輸入口0輸入的功率為1mw

7、，從輸入口0到輸入口1的插入損耗為1.5db，求兩個(gè)輸出口的輸出光功率。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（每空1分，共20分）1、高錕 2、折射 3、強(qiáng)；高4、0.85m 、1.31m 、1.55m5、pin光電二極管；雪崩光電二極管6、受激輻射；受激吸收7、大8、加強(qiáng)元件(或加強(qiáng)芯) 9、波導(dǎo)色散10、單模光纖11、開(kāi)銷比特12、靈敏度13、閾值條件14、色散15、噪聲二、選擇題：（每小題2分，共20分）1、a 2、b 3、d 4、c5、a 6、b7、b 8、abcd 9、bd10、ab 三、簡(jiǎn)答題（1、2題各6分，3題8分，共20分。）1. 答：由于光纖中傳輸?shù)男盘?hào)包含不同的頻率成分或各種模式

8、成分，在傳輸過(guò)程中，因群速度不同互相散開(kāi)，引起傳輸信號(hào)波形失真、脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散。(2分)光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘?hào)脈沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。(2分)從機(jī)理上說(shuō)，光纖色散分為材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。前兩種色散由于信號(hào)不是單一頻率所引起，后一種色散由于信號(hào)不是單一模式所引起。(2分)2、答：直接調(diào)制是用電信號(hào)直接調(diào)制光源器件的偏置電流，使光源發(fā)出的光功率隨信號(hào)而變化。光源直接調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn)，但調(diào)制速率受載流子壽命及高速率下的性能退化的限制。光纖通信中光源多采用直接調(diào)制方式。(3分)間接調(diào)制一般是基于電光、磁光、聲光效應(yīng)，讓光源輸出的連續(xù)光載波

9、通過(guò)光調(diào)制器，電信號(hào)通過(guò)調(diào)制器實(shí)現(xiàn)對(duì)光載波的調(diào)制。間接調(diào)制方式需要調(diào)制器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可獲得優(yōu)良的調(diào)制性能，特別適合高速率光通信系統(tǒng)。(3分)3、答：(2分)摻鉺光纖放大器主要由一段摻鉺光纖、泵浦光源、光耦合器及光隔離器等構(gòu)成(2分)。采用摻鉺單模光纖作為增益物質(zhì)，在泵浦光激發(fā)下產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在信號(hào)光誘導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)受激輻射放大(2分)。泵浦光和信號(hào)光一起通過(guò)光耦合器注入摻鉺光纖(1分)；光隔離器作用是只允許光單向傳輸，用于隔離反饋光信號(hào)，提高穩(wěn)定性。(1分)四、計(jì)算分析題（1、2題各15分，3、4題各5分，共40分）1、解：(1) 由于歸一化頻率 (4分)(2)傳播的模式總數(shù) (3分)(3)該光纖的數(shù)值孔徑: (4分)(4)該光纖單模工作的波長(zhǎng): (m)(4分)2、解 ： 已知 (1分)1) 因非全反射導(dǎo)致的等效損耗系數(shù) (mm-1) (4分)2)由 q