光纖通信試卷( 整理 )

1、一 、填空題光接收機(jī)中,PIN光電二極管引入的主要噪聲有(暗電流)噪聲和(量子)噪聲。 光隔離器是一種只允許光沿(一個(gè)方向)通過而在(相反方向)阻擋光通過的光無源器件。光與物質(zhì)的粒子體系的相互作用主要有三個(gè)過程是:(自發(fā)輻射) ,(受激吸收),(受激輻射)；產(chǎn)生激光的最主要過程是:(受激輻射)。光源的作用是將(電信號(hào))變換為(光信號(hào))。光檢測(cè)器的作用是將 (光信號(hào))轉(zhuǎn)換為(電信號(hào))。光中繼器實(shí)現(xiàn)方式主要有(光-電-光中繼器 )和(對(duì)光信號(hào)直接放大的中繼器)兩種。光纖傳輸衰減分為(材料的吸收)衰減、(光纖的散射)衰減和(輻射)衰減。光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中,(誤碼)性能和(抖動(dòng))性能是系統(tǒng)傳輸性能的兩

2、個(gè)主要指標(biāo)。光纖中的傳輸信號(hào)由于受到光纖的(色散)和(損耗)的影響,使得信號(hào)的幅度受到衰減,波形出現(xiàn)失真。光與物質(zhì)作用時(shí)有(輸出功率與效率)、(輸出光譜特性)和(響應(yīng)速率與帶寬)三個(gè)物理過程。光纖的主要材料是(二氧化硅),光纖的結(jié)構(gòu)從里到外依次為(纖芯)、 (包層),其中(纖芯)部分是用來傳導(dǎo)光信號(hào)的。光纖的傳輸特性是光纖的(損耗)特性、(色散)特性。光纖的色散分為(材料)色散、(波導(dǎo))色散和(模式)色散。光纖的分類中按傳輸?shù)哪Ｊ絹矸挚煞譃?單模)和(多模)光纖,按纖芯的折射率分布的不同來分可分為(階躍型)和(漸變型)光纖。光纖通信中常用的三個(gè)低損耗窗口的中心波長(zhǎng):(0.85um ),(1.3

3、1um),(1.55um),最低損耗窗口的中心波長(zhǎng)是在(1.55um)。目前光纖通信所用光波的光波波長(zhǎng)范圍為(0.81.8um ),屬于電磁波譜中的(近紅外區(qū))區(qū)。EDFA稱為(摻鉺光纖放大器),其實(shí)現(xiàn)放大的光波長(zhǎng)范圍是(1.531.56um)。光纖通信是以(光纖)為傳輸媒質(zhì)。以(光波)為載波的通信方式。光纖通信系統(tǒng)的長(zhǎng)期平均誤碼率定義為(傳送錯(cuò)誤的碼元數(shù)占傳送的總碼元數(shù)的百分比),反映突發(fā)性誤碼,用(嚴(yán)重誤碼秒(SES)、(誤碼秒(ES)兩個(gè)性能指標(biāo)來評(píng)價(jià)。單模光纖是指在給定的工作波長(zhǎng)上,只傳輸(單一基模)的光纖。單模光纖的波長(zhǎng)色散分為(材料)色散、(波導(dǎo)) 色散和(光纖)色散。mBnB碼又

4、稱為(分組碼),它是把(把輸入碼流中M 比特分為一組,然后變換為N比特)。PIN光電二極管,是在P型材料和N型材料之間加上一層(輕摻雜質(zhì)的N型材料，I層)。WDM技術(shù)從傳輸方向分:有(雙向結(jié)構(gòu))和(單向結(jié)構(gòu))兩種基本應(yīng)用形式。在熱平衡條件下,一個(gè)電子占據(jù)一個(gè)能量為E的能級(jí)的概率f(E)的計(jì)算式為(f(E)=1/1+e(E-Ef)/KT)。在階躍型光纖中,(LP01)模是最低工作模式,(LP11)是第一高階模。在光纖通信系統(tǒng)中光接收機(jī)的基本功能是:(把接收來的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉淼碾娦盘?hào))。在光接收機(jī)中,與光電檢測(cè)器相連的放大器稱為(前置放大器),它是(低噪聲、髙增益)的放大器。漸變型光纖中,不同的

5、射線具有相同軸向速度的現(xiàn)象稱為(光纖的自聚焦)現(xiàn)象。隨著半導(dǎo)體激光器溫度的上升,其輸出功率會(huì)(降低)。發(fā)光二極管依靠(自發(fā)輻射)發(fā)光,半導(dǎo)體激光器依靠(受激輻射)發(fā)光。通常用的光纖絕大多數(shù)用(石英)材料制成,折射率高的中心部分叫做(纖芯),折射率稍低的外層稱為(包層)。階躍型光纖的單模傳輸條件是(0V2.405)。目前光纖通信的長(zhǎng)波波長(zhǎng)低損耗工作窗口是(波長(zhǎng)1.31un附近)和(波長(zhǎng)1.55附近)。工程上光接收機(jī)的靈敏度常用(光功率的相對(duì)值)表示,單位是(dBm)。表示光纖捕捉光射線能力的物理量被定義為(數(shù)值孔徑),用(NA)表示。對(duì)于半導(dǎo)體激光器,當(dāng)外加正向電流達(dá)到某一值時(shí),輸出光功率將急劇

6、增加,這時(shí)輸出的光為(激光) ,這個(gè)電流稱為(閾值)電流。由于雙異質(zhì)結(jié)激光器在有源區(qū)兩側(cè),既限制了(光波),又限制了(載流子),故它的光強(qiáng)分布基本被約束在有源區(qū),而且(閾值)電流大大降低。根據(jù)ITU-T的建議,STM-1碼速率分別=(155.520)Mb/s。二、選擇題光纖單模傳輸條件,歸一化頻率V應(yīng)滿足(B)AV2.405 BV3.832 DV3.832激光是通過什么產(chǎn)生的？(A)A.受激輻射 B.自發(fā)輻射 C.熱輻射 D.電流EDFA的泵浦光源的典型工作波長(zhǎng)為(D)A.850 nm B.980 nm C.1310 nm D.1550 nm光隔離器的工作原理是:(A)A基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易

7、性 B基于多層電介質(zhì)干涉膜的濾波原理C基于光柵的衍射原理 D基于圓柱形透鏡的聚焦原理光隔離器的作用是(B)A.調(diào)節(jié)光信號(hào)的功率大小 B.保證光信號(hào)只能正向傳輸C.分離同向傳輸?shù)母髀饭庑盘?hào) D.將光纖中傳輸?shù)谋O(jiān)控信號(hào)隔離開光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中不能傳輸HDB3碼的原因是(A)?A.光源不能產(chǎn)生負(fù)信號(hào)光 B.將出現(xiàn)長(zhǎng)連1或長(zhǎng)連0 C.編碼器太復(fù)雜 D.碼率冗余度太大在激光器中,光的放大是通過:(C)A 光學(xué)諧振腔來實(shí)現(xiàn) B泵浦光源來實(shí)現(xiàn) C粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的激活物質(zhì)來實(shí)現(xiàn) D外加直流來實(shí)現(xiàn)單模光纖中主要色散是()。多模光纖中主要色散是()。(A) A波長(zhǎng)色散、模式色散 B波長(zhǎng)色散 材料色散C材料色散、偏

8、振模式色散 D偏振模式色散、模式色散目前光纖通信系統(tǒng)中廣泛使用的調(diào)制檢測(cè)方式是(D)A.相位調(diào)制相干檢測(cè) B.強(qiáng)度調(diào)制相干檢測(cè)C.頻率調(diào)制直接檢測(cè) D.強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)光合波器是:(D)A將多個(gè)光波信號(hào)合成一個(gè)光波信號(hào)在一根光線中傳輸B將多路光信號(hào)合并成一路光信號(hào)在光纖中傳輸C將同波長(zhǎng)的多個(gè)光信號(hào)合并在一起耦合到一根光纖中傳輸D將不同波長(zhǎng)的多個(gè)光信號(hào)合并在一起耦合到一根光纖中傳輸光纖是利用光的()現(xiàn)象傳送光信號(hào)的。(C)A、折射 B、散射 C、全反射 D、輻射光纖的纖芯折射率應(yīng)()包層折射率,光纖才能導(dǎo)光。(A)A、大于 B、小于 C、等于 D、大于等于通常,影響光接收機(jī)靈敏度的主要因素是:(

9、B)A光纖色散 B光接收機(jī)噪聲 C光纖衰減 D暗電流光纖相對(duì)折射指數(shù)差的定義為(C)A.=n1n2 B.=n2n1 C.=(n21n22)/2n21 D.=(n21n22)/n21階躍型光纖中,某種模式截止時(shí)的歸一化頻率為Vc,則這種模式形成導(dǎo)模的傳輸條件為(C)A.V2.405 C.VVc D.V0隨著激光器溫度的上升,其輸出光功率會(huì)(A)A.減少 B.增大 C.保持不變 D.先逐漸增大,后逐漸減少在光纖通信系統(tǒng)中,EDFA以何種應(yīng)用形式可以顯著提高光接收機(jī)的靈敏度(D)A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中繼器使用光接收機(jī)中,雪崩光電二極管引入的噪聲為

10、()D?A.光電檢測(cè)器的暗電流噪聲、雪崩管倍增噪聲、光接收機(jī)的電路噪聲B.量子噪聲、雪崩管倍增噪聲、光接收機(jī)的電路噪聲C.量子噪聲、光電檢測(cè)器的暗電流噪聲、光接收機(jī)的電路噪聲D.量子噪聲、光電檢測(cè)器的暗電流噪聲、雪崩管倍增噪聲光中繼器中均衡器的作用是(D)A.放大 B.消除噪聲干擾 C.均衡成矩形脈沖 D.均衡成有利于判決的波形通常,影響光接收機(jī)靈敏度的主要因素是(B)A.光纖色散 B.光接收機(jī)噪聲 C.光纖衰減 D.暗電流EDFA中用于降低放大器噪聲的器件是(C)A.光耦合器 B.波分復(fù)用器 C.光濾波器 D.光衰減器以下哪一樣不是無源光器件。(C)A、光調(diào)制器 B、光纖連接器 C、LED

11、D、光纖耦合器關(guān)于PIN和APD的偏置電壓表述,正確的是(B)。A.均為正向偏置 B.均為反向偏置C.前者正偏,后者反偏 D.前者反偏,后者正偏處于高能級(jí)E2的電子,在未受外界激發(fā)的情況下,自發(fā)地躍遷到低能級(jí)E1,從而發(fā)射出一個(gè)能量為hf(=E2-E1)的光子的過程稱為(A)A.自發(fā)輻射 B.受激吸收 C.受激輻射 D.非輻射復(fù)合目前在光纖通信系統(tǒng)中已獲得廣泛應(yīng)用的光放大器是(B)A.半導(dǎo)體光放大器 B.摻鉺光纖放大器 C.拉曼光纖放大器 D.布里淵光纖放大器階躍光纖中,子午線在包層和纖芯分界面上形成全反射的條件為(C)A. B. C. D.=2時(shí)求出的波長(zhǎng)均不在可見光范圍內(nèi)。所以入=500n

12、m。(2)因?yàn)閜點(diǎn)的明紋對(duì)應(yīng)的k=1，所以是第一級(jí)明紋。這級(jí)明紋對(duì)應(yīng)的衍射角由k=1時(shí)asinQ=(2k+1)入/2，求得Q=0.086，狹縫處的波面所分的波帶數(shù)和明條紋對(duì)應(yīng)的級(jí)數(shù)關(guān)系為：半波帶=2k+1。因?yàn)閗=1，所以狹縫處的波面可分為3個(gè)半波帶。（3）x=2f入/a=2mm。一單色光垂直照在厚度均勻的薄油膜上。油的折射率為1.3,玻璃的折射率為1.5 ,若單色光的波長(zhǎng)可由光源連續(xù)調(diào)節(jié),并觀察到500nm與700nm這兩個(gè)波長(zhǎng)的單色光在反射中消失,求油膜的厚度。答:答:垂直照射光程差&=2n2e=(2k+1)入/2,k=0,1,2，n2=1.3，入=500nm時(shí)，2n2e=(2k1+1)5

13、00/2，入=700nm時(shí)，2n2e=(2k2+1)700/2，得7k2+1=5k1，k值隨波長(zhǎng)增大而減小，在500nm到700nm時(shí)，不存在入3和對(duì)應(yīng)的整數(shù)，k3滿足&式，所以k2+1=k1，求得k1=4，k2=3，將k=3帶入得到e=(2k1+1)入1/2*2*n2=673.1nm。 一波長(zhǎng)為=600nm的單色平行光垂直照射一個(gè)光柵上,光柵常數(shù)為d=6m,問第二級(jí)明紋所對(duì)應(yīng)的衍射角為多少?答:由光柵公式(a+b)sinQ=土k入，第2級(jí)明紋滿足(a+b)sinQ=2入,因?yàn)?a+b)=6um，求得Q=arcsin0.2=11.54。 HeNe激光器的中心頻率 Hz,自發(fā)輻射譜線寬度為 Hz,若想獲得單模輸出,腔長(zhǎng)應(yīng)為多少?答:設(shè)激光器腔長(zhǎng)為L(zhǎng)，vm=c/2nL=3*108/2*1*L,N=v/vm=4L,要想獲得單模輸出，則v2vm=c/nL,所以Lc/nv=3*108/6*108=0.5,即腔長(zhǎng)最長(zhǎng)不能超過0.5m。某單模光纖通信系統(tǒng),光發(fā)射機(jī)的平均發(fā)送光功率為0.8 mw,接收機(jī)靈敏度為-37 dBm,全程光纖平均接頭損耗為0.04 dB/km,設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)富裕度為6 dB,