光纖通信原理試題參考答案

11光纖通信原理試題＿1 參考答案一、單項選擇題〔10110分〕在每題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多項選擇或未選均無分。光纖通信指的是〔B 〕A以電波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；B以光波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；C以光波作載波、以電纜為傳輸媒介的通信方式；D以激光作載波、以導(dǎo)線為傳輸媒介的通信方式。0某Si-PIN光電二極管的響應(yīng)度R＝0.5A/W，一個光子的能量為2.24×1019J，電子電荷量為1.6×1019C，則該光電二極管的量子效率為〔 〕0A.40％ B.50％ C.60％ D.70％ R0=e錯誤!/hfSTM-4一幀中總的列數(shù)為〔 〕A.261 B.270 C.261×4 D.270×44.在薄膜波導(dǎo)中，要形成導(dǎo)波就要求平面波的入射角θ1滿足〔〕A.θc13<θ1<θc12B.θ1=0°C.θ1<θc13<θc12 D.θc12<θ1<90°5.光纖色散系數(shù)的單位為〔 〕A.ps/kmB.ps/nm C.ps/nm.km?D.nm/ps?km6.目前摻鉺光纖放大器的小信號增益最高可達(dá)〔 〕A.20dB B.30dB C.40dBD.60dB隨著激光器使用時間的增長，其閾值電流會〔 〕A.漸漸削減B.保持不變C.漸漸增大D.先漸漸增大后漸漸削減8.在階躍型〔弱導(dǎo)波〕光纖中，導(dǎo)波的基模為〔 〕A.LP00值為0 B.LP01 C.LP11為第一高次模D.LP129.在薄膜波導(dǎo)中，導(dǎo)波的截止條件為〔 〕A.λ0≥λCB.λ0<λC C.λ0≥0 D.λ0≤1.55μm10.EDFA在作光中繼器使用時，其主要作用是〔 〕A.?B.使光信號再生C.使光信號放大D.使光信號的噪聲降低二、填空題〔20120分〕請在每題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。依據(jù)傳輸方向上有無電場重量或磁場重量，可將光〔電磁波〕的傳播形式分為三類：一為_TEM_波；二為TE波；三為TM波。對稱薄膜波導(dǎo)是指敷層和襯底的_折射率一樣_的薄膜波導(dǎo)。 光學(xué)諧振腔的諧振條件的表示式為 錯誤!未找到引用源。 。

2ncLq漸變型光纖中，不同的射線具有一樣軸向速度的這種現(xiàn)象稱為_自聚焦_現(xiàn)象。利用_光_并在光纖中傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q為光纖通信。在PIN光電二極管中，P型材料和N型材料之間加一層輕摻雜的N型材料，稱為本征層〔I〕層。光源的作用是將電信號電流變換為光信號功率；光檢測器的作用是將光信號功轉(zhuǎn)換為電信號電流 。8.光放射機(jī)的消光比為_E=_。XT光纖通信系統(tǒng)中的監(jiān)控信號除可借助光纜中的金屬導(dǎo)線傳輸外，還可利用光纖來傳輸。在薄膜波導(dǎo)中，導(dǎo)波的特征方程是2k1xd-2

-212 -2

=2mπ_。EDFA在光纖通信系統(tǒng)中的主要應(yīng)用形式有：作前置放大器、作放射機(jī)的_功率放大器_和作光中繼器。EDFA的工作波長范圍是1.53~1。56um。光纜主要由纜芯、加強(qiáng)元件_和外護(hù)層等幾局部組成。形成光纖損耗的緣由很多，歸結(jié)起來主要包括兩大類：_吸取損耗_和散射損耗。LD適用于長距離、大容量_的光纖傳輸系統(tǒng)。在保證到達(dá)系統(tǒng)誤碼率指標(biāo)條件下，測得接收機(jī)的最低輸入光功率為0.1μW，則該接收機(jī)的接收靈敏度為 -40？_dBm。對光隔離器的主要要求是：插入損耗低和_隔離性好_。目前光纖通信所用光波的光波波長范圍為: 0.8～1.8μm,屬于電磁波譜中的近紅外區(qū)。EDFA作前置放大器使用時，要求其有_高增益_和低噪聲的特性。三、名詞解釋題〔5315分〕弱導(dǎo)波光纖 纖芯折射率N1稍大于包層折射率N2的光纖。受激吸取 物質(zhì)在外來光子的激發(fā)下，低能級上的電子吸取了外來光子的能量，而躍遷到高能級上，這個過程叫做受激吸取。MP M APD的雪崩倍增因子 G=I/I I有雪崩倍增時間電流的平均值。I無雪崩倍增時間電流的平均值。G再MP M 誤碼率 BER=光纖的典型構(gòu)造是。四、簡答題〔57分，37835分〕分別畫出半導(dǎo)體發(fā)光二極管〔LED〕和半導(dǎo)體激光器〔LD〕的典型輸出特性曲線，并在LD的曲線上標(biāo)出閾值電流點及熒光區(qū)和激光區(qū)的范圍。階躍型光纖中，導(dǎo)波特性參數(shù)U、W的名稱和計算公式分別是什么？答導(dǎo)波的徑向歸一化相位常數(shù)U,導(dǎo)波的徑向歸一化衰減常數(shù)W;U=錯誤!未找到引用源。錯誤!未找到引用源。k2n2-錯誤!未找到引用源。2 W=! 2-錯誤!01未找到引用源。光纖通信系統(tǒng)對光放射機(jī)有哪些要求？XT答：1)有適宜的輸出光功率 一般在0.01沒w~5mw;2)有較好的消光比E <=10%；3)調(diào)制特性好XT什么是半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)？

當(dāng)光照耀到半P-N結(jié)上時假設(shè)光子能量足夠大，則半導(dǎo)體材料中價帶的電子吸取光子的能量，從價帶越過禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶中消滅光子，在價帶中消滅光空穴，即產(chǎn)生光生載流子，這種現(xiàn)象稱為半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)。在光纖通信系統(tǒng)設(shè)計中，主要涉及哪些系統(tǒng)部件的選擇？答：1〕工作波長的選擇 2〕光源的選擇 3〕光電檢測器的選擇 4〕光導(dǎo)纖維的選擇。五、計算題〔本大題共2小題，每題10分，共20分〕階躍型光纖的n1＝1.51，n2＝1.48，光纖長度為L＝10km。1〕光線在纖芯和包層分界面上產(chǎn)生全反射時入射角1變化的范圍；c 〔2〕光線在光纖端面上的最大入射角Φmax； 〔3〕該光纖的最大時延差。解〔〔自己做的〕siθ=n2/n1 所以臨界角θc 23由題意知當(dāng) θc<θ1<90 可以產(chǎn)生全反射。1〔2〕sinΦmax=n*錯誤!未找到引用源。錯誤!未找到引用源。1(3)*sinθ=Ln2/cn 最小時延錯誤!未找到引用源。=L/V=Ln/c 錯誤!未找到引用源。Ln2/cn--Ln/c1 c 1 2 1 1 1 2 1=(Ln12-Ln1n2)/cn2 !某光纖通信系統(tǒng)的光放射機(jī)輸出光功率為0.5mW0.35dB/km0.1dB/km6dB。假設(shè)要求系統(tǒng)的中繼傳輸距60km，則選擇的光接收機(jī)的靈敏度至少應(yīng)為多少？解：PT=Pmin+La+Lai+MPT=10lg0.5*10-3/10-3PMIN=PT-La-Lai-M=一、問答題(20分)你如何理解有線通信和無線通信?兩者區(qū)分?有線通信包含那些通信系統(tǒng)?3.最根本的光傳輸系統(tǒng)由------------,------------和------------組成。4.要將溝通220V電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的-48V直流電源輸出，一般需經(jīng)過A. B. C. D.四個步驟。光纜的根本構(gòu)造由 、 和 組成。常用的光纜構(gòu)造形式有 式光纜、式光纜、 式光纜和 式光纜。7.網(wǎng)組成局部包括 、 和 。我國和歐洲承受的PCM非均勻量化方式實現(xiàn)方法為 ，共分〔〕個量化級。石英光纖的零色散波長在〔1.31〕um左右，損耗最小點在〔〕um左右。10.光纖按傳輸模式可分為〔 光纖〕和〔 光纖〕二、選擇題(40分)1、通信網(wǎng)的根本構(gòu)造形式有五種，以下正確的說法是〔〕 A、網(wǎng)型、星型、T型、環(huán)型、總線型； B、網(wǎng)型、星型、線型、復(fù)合型、環(huán)型； C、網(wǎng)型、星型、復(fù)合型、環(huán)型、總線型； D、網(wǎng)型、環(huán)型、線型、復(fù)合型、樹型。2、衡量數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的指標(biāo)是〔〕ABCD、話音清楚度3、FTTB意思是光纖到 、FTTH意思是光纖到 ,EPON意思20是 。4、光纖通信指的是：ABCD以激光作載波、5、下面說法正確的選項是：AB光纖是傳光的纖維波導(dǎo)或光導(dǎo)纖維的簡稱；C光纖是透亮塑料拉制成瘦長圓柱形的線；D光纖是由高純度石英玻璃制成瘦長圓柱形的線。6、下面說法正確的選項是：A光纖通信只能用于數(shù)字通信，不能用于模擬通信；B光纖通信不能用于數(shù)字通信，只能用于模擬通信；C光纖通信即可以用于數(shù)字通信，也可用于模擬通信；D光纖通信7、下面說法正確的選項是：A為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必需等于纖芯的折射率；B為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必需大于纖芯的折射率；C為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必需小于纖芯的折射率；D為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必需大于涂覆層的折射率。8下面說法正確的選項是：AB光纖的損耗打算光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離；C光纖的損耗打算光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率；D光纖的損耗打算光纖通信系統(tǒng)的傳輸模式。9、下面說法正確的選項是：A光纖的色散打算光纖通信系統(tǒng)的通信容量；B光纖的色散打算光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離；C光纖的色散打算光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率；D光纖的色散打算光纖通信系統(tǒng)的10、為了使光纖能在各種敷設(shè)條件和各種環(huán)境中使用：AB必需把光纖與其他元件組合起來構(gòu)成光纜；C必需把多根光纖放入同一根塑料管中；D必需把多根光纖絞合在一起。11、光纖的連接分為：A固定連接和永久性連接；BC固定連接和活動連接；D粘連接和熔連接。12、光合波器是：A將多個光波信號合成一個光波信號在一根光纖中傳輸；B將多路光信號合并成一路光信號在光纖中傳輸；C將同波長的多個光信號合并在一起耦合到一根光纖中傳輸；D將不同波長的多個光信號合并在一起耦合到一根光纖中傳輸。13、光纖通信系統(tǒng)中常用的光源主要有：A光檢測器、光放大器、激光器；B半導(dǎo)體激光器LD、半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED、半導(dǎo)體分布反響激光器DFB；CPIND半導(dǎo)體激光器、光檢測器、發(fā)光二極管。14、光纖通信系統(tǒng)中常用的光檢測器主要有：AB分布反響激光器、PINC半導(dǎo)體PIN光電二極管、APDDPINLD15、摻鉺光纖是一種向常規(guī)傳輸光纖的石英玻璃基質(zhì)中摻入微量鉺元素的特種光纖。摻入鉺元素的目的，是促成被動的傳輸光纖轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泄夥糯罅α康闹鲃庸饫w。光放大的特性主要21由:ABCD入射光的工作波長打算。16、下面說法正確的選項是：ABC光放射機(jī)是實現(xiàn)光/D光放射機(jī)是實現(xiàn)電/17、下面說法正確的選項是：A光接收機(jī)是實現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)；B光接收機(jī)是接收光信號的設(shè)備；C光接收機(jī)是實現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)；D光接收機(jī)是接收光功率的設(shè)備。18、放射機(jī)放射的光波波長應(yīng)位于：光接收機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo)是靈敏度，影響靈敏度的主要因素是：ABCD光信號的噪聲。20、光纖通信系統(tǒng)由以下哪幾個局部組成？A光發(fā)信機(jī)、光收信機(jī)、光纖或光纜；BC光發(fā)信機(jī)、光收信機(jī)、光纖連接器和耦合器等無D光纖或光纜、中繼器、光纖連接器和耦合器等無源器件。三(20分)畫出光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成的框圖，分析說明各局部的作用。 四、(20分)談?wù)勀銓W(xué)習(xí)有線通信的體會和收獲?有人說隨著3G,4G,5G的到來,無線通信將取代有線通信,你的想法是什么?為什么?另外,對下面要講的無線通信(移動通信)你有什么想法和建議?《光纖通信系統(tǒng)》模擬試題參考答案一、填空題(20分)----1、目前光纖通信所用光波的光波波長范圍為:0.8～1.8μm,----2、光纖的典型構(gòu)造是多層同軸圓柱體，它由纖芯、包層和涂覆層三局部組成。 3、光纖通信中常用的三個低損耗窗口的中心波長：0.85μm，1.31μm，1.55μm；1.55μm。----45、光源的作用是將電信號電流變換為光信號功率；光檢測器的作用是將光信號功率轉(zhuǎn)換為電信號電流。二、單項選擇題(15分)1光纖指的是：[B]A石英玻璃材料B光導(dǎo)纖維的簡稱C二氧化硅材料D2光纖通信指的是：[B]A以電波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；B以光波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；22CD以激光作載波、以導(dǎo)線為傳輸媒介的通信方式。3使用連接器進(jìn)展光纖連接時，假設(shè)接續(xù)點不連續(xù)，將會造成：[C]A光功率無法傳輸；B光功率的菲涅耳反射；C光功率的散射損耗；D光功率的一局部散射損耗，或以反射波形式返回發(fā)送端。4在激光器中，光的放大是通過：[D]A光學(xué)諧振腔來實現(xiàn)；B泵浦光源來實現(xiàn)；C外加直流來實現(xiàn)；D粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的激活物質(zhì)來實現(xiàn)。5摻鉺光纖的激光特性：[A]A主要由摻鉺元素打算；B主要由起主介質(zhì)作用的石英光纖打算；CD〔15分〕簡述光纖的導(dǎo)光傳輸原理。-簡答：由于光纖纖芯的折射率大于包層的折射率，因此進(jìn)入纖芯的光線將會不斷在芯包界面間(15分)簡答以下問題：1、什么是光纖色散？光纖色散主要有幾種類型？其對光纖通信系統(tǒng)有何影響？ 2、分別說明G.652、G.653光纖的性能及應(yīng)用。-1、簡答：----由于光纖中所傳信號的不同頻率成分，或信號能量的各種模式成分，在傳輸過程中，因群速度不同相互散開，引起傳輸信號波形失真，脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散。光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘柮}沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。從機(jī)理上說，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不是單一頻2、簡答：---G.652(1)在1310nm波特長的色散為零。(2)在波長為1550nm四周衰減系數(shù)最小，約為0.22dB/km，但在1550nm四周其具有最大色散系數(shù)，為17ps/(nm?km)。(3)這種光纖工作波長即1310nm1550nm1310nmG.652光纖是當(dāng)前使用最為廣泛的光纖。G.653稱為色散位移單模光纖。色散位移光纖是通過轉(zhuǎn)變光纖的構(gòu)造參數(shù)、折射率分布外形，力求加大波導(dǎo)色散，從而將零色散點從1310nm位移到1550nm，實現(xiàn)1550nm處最低衰減和零色散波長全都。這種光纖工作波長在1550nm〔15分〕分析說明摻鉺光纖放大器主要由幾局部構(gòu)成？各--簡答：摻鉺光纖放