光纖通信試卷A

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福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院考試試卷(A)卷

2023——2023學(xué)年第1學(xué)期考試形式：閉卷

課程名稱：光纖通信考試時(shí)間120分鐘

電信專業(yè)2023年級(jí)班學(xué)號(hào)姓名題號(hào)得分一二三四五復(fù)核人簽字總得分評(píng)卷人簽字得分一、填空題（每空0.5分，共15分）

1,1996年7月，華裔物理學(xué)家高錕從理論上分析了玻璃纖維的原因，從而使光纖通信作為通信介質(zhì)成為可能。被譽(yù)為“光纖之父〞，并于2023年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

2，基本光纖傳輸系統(tǒng)的三個(gè)組成部分、和。3，光發(fā)射機(jī)的核心是，其作用是。4，光接收機(jī)的核心是，其作用是。5，光纖的傳輸特性有和。

6，光纖通信三個(gè)實(shí)用的低損耗工作窗口是0.85um、和。7，從模數(shù)的角度可以把光纖分為和兩種類型。8，光發(fā)射機(jī)中常用的光源有：發(fā)光二極管LED、和。9，光與物質(zhì)作用是有受激吸收、和。10，光纖通信中常用的碼型有擾碼、和插入碼。

11，數(shù)字光纖通信系統(tǒng)先后有兩種傳輸體制—準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH和。12，SDH幀結(jié)構(gòu)可分為三個(gè)部分，分別是段開銷、信息載荷、。13，模擬光纖傳輸系統(tǒng)，目前主要應(yīng)用于。

14，模擬光纖傳輸系統(tǒng)目前使用的主要調(diào)制方式有模擬基帶直接光強(qiáng)調(diào)制、模擬間接光強(qiáng)調(diào)制和又稱副載波復(fù)用SCM，評(píng)價(jià)其傳輸質(zhì)量的特性參數(shù)主要是和信號(hào)失真，信號(hào)失真可用失真和組合三階差拍CTB失真這兩個(gè)參數(shù)表示。

15，EDFA摻鉺放大器采用摻鉺離子單模光纖為增益介質(zhì)，在泵浦光的作用下產(chǎn)生，在信號(hào)光的誘導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)放大。

16，光弧子的形成是光纖的群速度和非線性效應(yīng)相互平衡的結(jié)果。

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17，目前，已經(jīng)投入使用的光纖通信系統(tǒng)，都是采用光強(qiáng)調(diào)制—直接檢測(cè)方式，采

用方式檢測(cè)，可以更充分利用光纖帶寬，增加傳輸?shù)木嚯x，提高接收機(jī)的。得分二、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1、若光纖纖芯和包層的折射率分別為n1=1.5，n2=1.45，則纖芯和包層的相對(duì)折射率差Δ和光纖的數(shù)值孔徑NA分別約為（）

A、0.03780.4125B、0.03850.3841C、0.03330.3841D、0.03120.4125

2、半導(dǎo)體激光器LD和發(fā)光二極管LED的工作原理分別是（）和（）A、自發(fā)輻射光受激輻射光B、受激輻射光自發(fā)輻射光C、受激吸收光受激發(fā)射光D、受激輻射光受激吸收光

1.8

3、一段長(zhǎng)12km的光纖線路，若接收端保持0.3uW的接收光功率，發(fā)送端保持0.3×10uW的發(fā)送光功率，則這段光纖線路的損耗為（）

A、1.6dB/kmB、1.5dB/kmC、1.8dB/kmD、1.2dB/km4、光纖的色散會(huì)引起脈沖（），光纖的損耗會(huì)引起脈沖（）。A、變窄、幅值衰減B、變寬、幅值衰減C、變寬、幅值升高D、變窄、幅值升高

5、一個(gè)半導(dǎo)體激光器LD每五個(gè)入射電子空穴對(duì)產(chǎn)生一個(gè)光子，一個(gè)PIN光電二極管，平均每四個(gè)入射光子產(chǎn)生一個(gè)電子空穴對(duì)，則該半導(dǎo)體激光器和PIN光電二極管的量子效率分別為（）

A、33%25%B、20%45%C、33%45%D、20%25%6、光接收機(jī)的前置級(jí)放大電路，應(yīng)選擇（）類型、

A、雙極型晶體管B、場(chǎng)效應(yīng)管C、跨組型D、單極型晶體管7、靈敏度是衡量光接收機(jī)性能的綜合指標(biāo)。若測(cè)得某數(shù)字光接收機(jī)的最小平均接收光功率為0.001mW，則其靈敏度為（）

A、—10dBmB、—20dBmC、—30dBmD、—40dBm8、（）放大器給光纖通信領(lǐng)域帶來了革命。

A、半導(dǎo)體光B、摻銩（Tm）光纖C、摻鐠（Pr）光纖D、摻鉺（Er）光纖9、已知GsAs材料的Eg=0.96ev，則該材料的發(fā)射波長(zhǎng)為（）A、0.876umB、0.867umC、1.333umD、1.292um10、單模光纖的傳輸條件是歸一化頻率V（）

A、≤2.405B、≤2.045C、≥2.405D、≥2.045

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得分三、簡(jiǎn)答題（第1、2題各4分，第3題7分，共15分）

1、簡(jiǎn)述光纖通信的優(yōu)點(diǎn)

2、什么是粒子數(shù)目反轉(zhuǎn)？

3、激光器（LD）產(chǎn)生張弛振蕩和自脈沖現(xiàn)象的機(jī)理是什么？危害是什么？應(yīng)如何消除這兩種現(xiàn)象的產(chǎn)生？得分四、計(jì)算題（1、2題各5分，3題7分，4題8分，5題10分。共35分）

1、一階躍折射率光纖的相對(duì)相對(duì)折射率差Δ=0.005，n1=1.5，當(dāng)波長(zhǎng)為1.55um時(shí)，要

實(shí)現(xiàn)單模傳輸，纖芯半徑a應(yīng)小于多少？

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2、已知光纖的纖芯直徑2a=50um，Δ=0.01，n1=1.45，λ=1.31um，若光纖的折射率分別為階躍型和g=2的漸變性，求它們的導(dǎo)模數(shù)量。

3、一光電二極管，當(dāng)λ=1.3um時(shí)，響應(yīng)度為0.6A/W，試計(jì)算它的量子效率。

4、一個(gè)APD工作在1.55um波段，且量子效率為0.3，增益為100，渡越時(shí)間為10ps。（1）計(jì)算該檢測(cè)器的3dB帶寬；

（2）假使接收到的光功率是0.1uW，計(jì)算輸出光電流；

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5、有一段由階躍折射率光纖構(gòu)成的5km長(zhǎng)的光纖線路，纖芯折射率n1=1.49，相對(duì)折射率差Δ=0.01.

(1)求接收端最快和最慢的模式之間的時(shí)延差；（2）求由模式色散導(dǎo)致的均方根脈沖展寬；

（3）假設(shè)最大比特率就等于帶寬，則此光纖的帶寬距離積是多少？得分五、設(shè)計(jì)題（此題15分）

數(shù)字光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定中繼距離?，F(xiàn)已知有一個(gè)565Mb/s的單模光纖傳輸系統(tǒng)，采用多縱模激光器（MLM-LD），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)的靈敏度為-46dBm

（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)