2015《光纖通信》試題及詳解

1、2014-2015年度教學(xué)質(zhì)量綜合評估測驗(yàn)試卷光纖通信試題注：1、開課學(xué)院：通信與信息工程學(xué)院。 命題組：通信工程教研組·張延鋒 2、考試時(shí)間：90分鐘。 試卷滿分：100分。 3、請考生用黑色或藍(lán)色中性筆作答，考試前提前帶好必要物件（含計(jì)算器）。 4、所有答案請寫于相應(yīng)答題紙的相應(yīng)位置上，考試結(jié)束后請將試卷與答題紙一并上交?？偡忠欢奈辶甙司攀?002018302012試題如下：一、 選擇題（每小題僅有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意要求的，共10小題，每小題2分，共20分）1、以下哪種光纖是為了滿足海底光纜長距離通信需求研制的？ a. g.651光纖 b. g.652光纖 c. g.653

2、光纖 d. g.654光纖2、多模光纖的芯徑/包層直徑或單模光纖的模場直徑/包層直徑的單位是anm bmm cm dcm3、外調(diào)制器的半波電壓是指調(diào)制指數(shù)為以下哪個(gè)值時(shí)的調(diào)制電壓？a b2 c3 d44、當(dāng)v時(shí)，光纖中的光能a. 大部分集中在纖芯，小部分在包層 b. 大部分集中在包層，小部分在纖芯c. 都集中在纖芯中，包層中沒有 d. 都集中在包層中，纖芯中沒有5、光發(fā)射機(jī)的消光比，一般要求小于或等于a5 b10 c15 d206、載流子在漂移的單位距離內(nèi)產(chǎn)生的電子空穴對是指a.電離率 b.響應(yīng)度 c.響應(yīng)光譜 d.暗電流7、轉(zhuǎn)換光路，實(shí)現(xiàn)光交換的重要器件是a. 耦合器 b. 隔離器 c. 光

3、衰減器d. 光開關(guān)8、日前采用的ld的結(jié)構(gòu)種類屬于 af-p腔激光器（法布里珀羅諧振腔）b單異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器c同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器 d雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器9、光孤子源主要有a摻鉺光纖孤子激光器、信道頻率激光器b摻鉺光纖孤子激光器、窄纖譜半導(dǎo)體激光器c鎖模半導(dǎo)體激光器、鎖模半導(dǎo)體激光器d摻鉺光纖孤子激光器、鎖模半導(dǎo)體激光器10、在sdh幀結(jié)構(gòu)中， 以下哪項(xiàng)是用于傳送網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)的附加字節(jié)？ a. 容器 b. 信息凈負(fù)荷 c. 支路單元 d. 段開銷二、 填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）11、 和量子效率都是描述

4、光電檢測器光電轉(zhuǎn)換能力的一種物理量。12、數(shù)字光接收機(jī)最主要的性能指標(biāo)是靈敏度和 。13、數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的兩種傳輸體制為準(zhǔn)同步數(shù)字系列（pdh）和 。pdh有兩種基礎(chǔ)速率，一種是以1.544mb/s為第一級基礎(chǔ)速率；另一種是以 其 第一級基礎(chǔ)速率。14、光纖通信的光中繼器主要是補(bǔ)償衰減的光信號和對畸變失真信號進(jìn)行整形等，它的類型主要有 和全光型光中繼器。 15、線路編碼之所以必要，主要是因?yàn)殡姸藱C(jī)輸出的數(shù)字信號是適合電纜傳輸?shù)碾p極性碼，而光源不能發(fā)射負(fù)脈沖，所以要變換為適合于光纖傳輸?shù)?。（二）、基本運(yùn)算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）16、he-ne激光器的中心頻率 hz，自發(fā)輻射

5、譜線寬度為 hz，若想獲得單模輸出，腔長最長不能超過 。17、有10km長的多模階躍折射光纖，如果其纖芯折射率為，則光纖帶寬b< 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）18、數(shù)值孔徑： 。19、光波模式： 。20、網(wǎng)絡(luò)自愈： 。三、 簡答畫圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡答各題（每小題5分，共3小題，共15分）21、簡述光纖模擬通信系統(tǒng)中的預(yù)失真補(bǔ)償原理。22、簡述數(shù)字光纖通信系統(tǒng)碼型選擇應(yīng)滿足的主要條件。23、簡述線性偏振模lpmn的m、n的物理意義。（二）、按題要求畫圖或據(jù)圖回答問題（共2小題，共15分）24、請畫出數(shù)字光接收機(jī)的方框圖。（

6、7分）25、閱讀下圖，按要求完成各題。（8分）（1）上圖為 的構(gòu)成方框圖。（2）上圖中的 作用是防止反射光影響光放大器的工作穩(wěn)定性。（3）其中光耦合器（在上圖中是 ）的作用是把信號光和泵浦光混合起來。（4）其中的摻珥光纖：長約10-100m， er3+濃度約為 。（5）泵浦光源使得形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，光功率為10-100mw，工作波長為 。四、 綜合解答題（請按各題題意解答，要求寫出必要的解題思想與具體公式，本題共2小題，每小題10分，共20分）26、（本小題10分）已知階躍型光纖的n1=1.5，=0.5，工作波長=1.31m光纖中的導(dǎo)模數(shù)量m=2。求：(1) 光纖的數(shù)值孔徑na。(2) 全反

7、射臨界角c。 (3) 光纖的纖芯半徑a。27、（本小題10分）一個(gè)gaaspin光電二極管平均每三個(gè)入射光子產(chǎn)生一個(gè)電子空穴對。假設(shè)所以的電子都被收集，那么（1）計(jì)算該器件的量子效率；（2）在波段接收功率是，計(jì)算平均是輸出光電流；（3）計(jì)算波長，當(dāng)這個(gè)光電二極管超過此波長時(shí)將停止工作，即長波長截止點(diǎn)。五、 分析題（請按要求寫出必要的解題過程，本題共1題，共12分）28、（本小題12分）一直有一個(gè)565mb/s單模光纖傳輸系統(tǒng)，其系統(tǒng)總體要求如下：（1）光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.1db/km，有5個(gè)接頭，平均每個(gè)接頭損耗為0.2db，光源的入纖功率為-3dbm，接收機(jī)靈敏度為-56dbm（be

8、r=10-19）。（2）光纖線路上的線路碼型是5b6b，光纖的色散系數(shù)為2ps/（km.nm），光源光譜寬度為1.8nm。求：最大中繼距離是多少？注：設(shè)計(jì)中選取色散（功率）代價(jià)為1db，光連接器損耗為1db（發(fā)送和接收端各一個(gè)），光纖富于度為0.1db/km，設(shè)備富于度為5.5db。評卷答案：一、 選擇題（每小題僅有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意要求的，共10小題，每小題2分，共20分）1、 d 2、c 3、a 4、c 5、b6、a 7、d 8、d 9、d 10、d二、填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）11、響應(yīng)度 12、動(dòng)態(tài)范圍

9、13、同步數(shù)字系列（sdh），2.048mb/s14、光電型光中繼器 15、單極性碼（二）、基本運(yùn)算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）16、0.5m，注意單位！ 17、 （三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）18、光纖的數(shù)值孔徑是表示光纖捕獲光射線能力的物理量。19、光波模式是指能夠獨(dú)立存在的電磁場的結(jié)構(gòu)形式。20、網(wǎng)絡(luò)自愈是指在無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)在極短時(shí)間內(nèi)從失效故障狀態(tài)自動(dòng)恢復(fù)傳輸所攜的業(yè)務(wù)。三、簡答畫圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡答各題（每小題5分，共3小題，共15分）21、在光纖模擬通信系統(tǒng)中，由于光源p-i曲線非線性導(dǎo)致輸出光信號出現(xiàn)

10、失真。為了對這種失真進(jìn)行補(bǔ)償，在系統(tǒng)中加入預(yù)失真電路，它使調(diào)制信號預(yù)先產(chǎn)生一個(gè)與該失真特性相反的失真，從而補(bǔ)償p-i曲線非線性的影響。22、碼型選擇應(yīng)滿足的主要條件為應(yīng)避免出現(xiàn)長連“0”或長連“1”，能進(jìn)行不中斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測，盡量減少碼流中直流分量的起伏。23、它們表示相應(yīng)模式的光纖截面上的分布規(guī)律，m表示沿圓周方向光場出現(xiàn)最大值的對數(shù)，而n表示沿半徑方向光場的最大值的個(gè)數(shù)。（二）、按題要求畫圖或據(jù)圖回答問題（共2小題，共15分）24、 25、（1）摻鉺光纖放大器（2）光隔離器（3）波分復(fù)用器（4）25mg/kg（5）980nm四、綜合解答題（請按各題題意解答，要求寫出必要的解題思想與具體公式，本題共2小題，每小題10分，共20分）26、（本小題10分）解：(1) （2分）(2) （1分）， （2分） (3)（2分） （3分）27、 （本小題10分）解：（1）量子效率為（2）由量子效率得到（3）gaaspin的禁帶寬度為，則截止波長為五、 分析題（請按要求寫出必要的解題過程，本題共1題，共12分）28、（本小題12分）解：（1）把，代入其中右邊分子上