光纤通信期末考试试卷含问题详解.doc

1、实用标准文档大全2、光在光纤中传输是利用光的（ 折射 ）原理。5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（ PIN 光电二极管 ） 、 （ 雪崩光电二极管 ） 。6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的( 受激辐射 )强于( 受激吸收 )，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。7、在多模光纤中，纤芯的半径越( 大 )，可传输的导波模数量就越多。9、 （ 波导色散 ）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。11、PDH 的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于( 开销比特 )的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足

2、现代通信网对监控和网管的要求。12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（ 灵敏度 ） 。13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的（ 阈值条件 ） 。14、光纤的（ 色散 ）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一，产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和（ 噪声 ） 。二、选择题：（每小题 2 分，共 20 分。1-7:单选题， 8-10：多选题）4、CCITT 于（ ）年接受了 SONET 概念，并重新命名为 SDH。A、1985 B、1970 C、1988 D、1990 6、掺铒光纤放大器（EDFA

3、）的工作波长为（ ）nm 波段。A、1310 B、1550 C、1510 D、8507、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（ ）。实用标准文档大全A、受激吸收 B、自发辐射 C、受激辐射 D、自发吸收9、要精确控制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是控制（ B ）；二是控制（ D ）。A、微型半导体制冷器 B、调制脉冲电流的幅度 C、热敏电阻 D、激光器的偏置电流10、光纤传输特性主要有（ AB ）A、色散 B、损耗 C、模场直径 D 、截止波长三、简答题（1、2 题各 6 分，3 题 8 分，共 20 分。 ）1、什么是光纤色散？光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？

4、由于光纤中传输的信号包含不同的频率成分或各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真、脉冲展宽的物理现象称为色散。(2 分)光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。(2 分) 从机理上说，光纤色散分为材料色散、波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。(2 分)2、什么是直接调制？什么是间接调制？各有何特点？答：直接调制是用电信号直接调制光源器件的偏置电流，使光源发出的光功率随信号而变化。光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现，但调制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化的限制。光纤

5、通信中光源多采用直接调制方式。(3 分)间接调制一般是基于电光、磁光、声光效应，让光源输出的连续光载波通过光调制器，电信号通过调制器实现对光载波的调制。间接调制方式需要调制器，结构复杂，但可获得优良的调制性能，特别适合高速率光通信系统。(3 分)实用标准文档大全3、画图分析说明掺铒光纤放大器主要由几部分构成？各部分的作用是什么？答：四、计算分析题（1、2 题各 15 分，3、4 题各 5 分，共 40 分）1、某 SI 型光纤，光纤的芯径 d=2a 为 100m，折射率 n1=1.458，包层的折射率 n2=1.450，在该光纤中传输的光波的波长 =850nm。（1）计算该光纤的 V 参数（2

6、）估算在该光纤内传输的模式数量（3）计算该光纤的数值孔径（4）计算该光纤单模工作的波长2、有一 GaAlAs 半导体激光器，其谐振腔长为 300 ，材料折射率mn=3.0，两端的解理面的反射率为 0.35。(1)求因非全反射导致的等效损耗系数。(2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。实用标准文档大全(3)若此激光器的中心波长 =1310nm，与此相应的纵模序数。3、设 140Mb/s 的数字光纤通信系统，工作波长 1300 nm，其他参数如下：发射光功率为-3dBm，接收机的灵敏度为-38 dBm （BER=10 -9） ，系统余量为 4 dB，连接器损耗为 0.5 dB /个，平均接头损耗为

7、 0.05 dB/km，光纤损耗为 0.4 dB/km，试计算损耗限制传输距离。4、分光比为 3：1 的定向耦合器，假设从输入口 0 输入的功率为 1mW，从输入口 0 到输入口 1 的插入损耗为 1.5dB，求两个输出口的输出光功率。实用标准文档大全参考答案及评分标准一、填空题（每空 1 分，共 20 分）1、高锟 2、折射 3、强；高4、0.85m 、1.31m 、1.55m5、PIN 光电二极管；雪崩光电二极管6、受激辐射；受激吸收7、大8、加强元件(或加强芯) 9、波导色散10、单模光纤11、开销比特12、灵敏度实用标准文档大全13、阈值条件14、色散15、噪声二、选择题：（每小题 2

8、 分，共 20 分）1、A 2、B 3、D 4、C5、A 6、B7、B 8、ABCD 9、BD10、AB 三、简答题（1、2 题各 6 分，3 题 8 分，共 20 分。 ）1. 答：由于光纤中传输的信号包含不同的频率成分或各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真、脉冲展宽的物理现象称为色散。(2 分)光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。(2 分) 从机理上说，光纤色散分为材料色散、波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。(2 分)2、答：直接调制是用电信号直接调制光源器件

9、的偏置电流，使光源发出的光功率随信号而变化。光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现，但调制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化的限制。光纤通信中光源多采实用标准文档大全用直接调制方式。(3 分)间接调制一般是基于电光、磁光、声光效应，让光源输出的连续光载波通过光调制器，电信号通过调制器实现对光载波的调制。间接调制方式需要调制器，结构复杂，但可获得优良的调制性能，特别适合高速率光通信系统。(3 分)3、答：(2 分)掺铒光纤放大器主要由一段掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器及光隔离器等构成(2 分 )。采用掺铒单模光纤作为增益物质，在泵浦光激发下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大(2 分

10、)。泵浦光和信号光一起通过光耦合器注入掺铒光纤(1 分)；光隔离器作用是只允许光单向传输，用于隔离反馈光信号，提高稳定性。(1 分)四、计算分析题（1、2 题各 15 分，3、4 题各 5 分，共 40 分）1、解：实用标准文档大全(1) 由于归一化频率 21Van250.481.5.8(4 分)63(2)传播的模式总数 2/MV(3 分)15(3)该光纤的数值孔径: (4 分)2NAn0.153(4)该光纤单模工作的波长: (21.405can21.63a21.6n9.m)(4分)2、解 ： 已知 (1 分)1) 因非全反射导致的等效损耗系数(mm-1) (4 分)2)由 q=1,2,3.(Hz)波长间隔 (m) (6 分)109.5实用标准文档大全3）由 1374 (4 分)3、解：根据题意得， ， ， ， (2 SPdBm38 RdB0.4 /fdBkm0.5 /sdBkm分)/个 ,0.5c4 M由 (2 分)2SRcfsL得 ScfsPL3820.54.6.7km(1 分)4、解：由题意得 即 (1 分)R3S12:RP故有 (1 分)12P已知 (1 分 )0-lg.5得 -.150P由于 mw所以 (1 分) -0.15-0.151=7mw实用标准文档大全(1 分)-0.152123mw3P