光通信原理 自学考试03

1、浙江省2003年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案一、填空题（每空1分，共20分）光纤通信系统的工作波长为1.31p m，则其对应的频率为。对于带宽为100MHz km的光纤，说明50km容许传送5GH_ ?带宽的信号。在薄膜波导结构中，_薄膜_的折射指数最大。 磁场矢量与分界面平行的平面波为。瑞利散射损耗随波长的四次方_?的增加而急剧下降。在弱导波光纤中，有 个简并模式存在。当V-Vc时，光纤中能量大部分处于_纤芯_中。渐变型光纤中不同射线，具有相同轴向速度的现象.称为 白聚焦_现象。半导体激光器的阈值条件为璃七二_。发光二极管与激光器的主要区别是在其内部没有光学谐振腔。异质结激光器是通过

2、加异质材料，从而对载流子和光毛两个方面进行限制，降低了阈值电流。光发射机的消光比Ext为全“0”码时的平均光功率P0/全“ 1 ”码时的平均光功率p1_。在半导体激光器中P-I曲线中，当驱动电流I小于阈值电流It时，激光器发出的是荧光_。PIN光电二极管在一定的反向偏压下，耗尽层遍及整个I层区。该层的加宽，使得孕生光电流的效率 提高。入射到光检测器的光功率为1nW，光波长为1.3口 m，每秒到达光检测器的光子数为。在数字光纤通信系统中，波形失真将引起码间干扰，使_接收机的灵敏度？降低。线路码型、工作波长范围、发送平均光功率范围、光源谱线宽度、最小消光比和最小接收灵敏度等， 统称。SDH网有一套

3、标准化的信息结构等级，称为一同步传输模块（STM）_。在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧1-9N列第_4_行的区域中。EDFA在光纤通信系统中主要的应用形式主要有作前置放大器使用、作功率放大器使用和作中继器使 用。二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。 每小题1分，共10分）导波在薄膜波导的（）中传输。A.薄膜和衬底B.薄膜和敷层C.衬底和敷层D.薄膜 隙光n中导模数量约为览舍质2n2兀2、a.1卫1一C.1一ad. V一a2 TOC o 1-5 h z m兀+中人n君2工作波长位于2）附近的单模光纤，可以获得最低损耗。0A. 0.

4、85p m B. 1.31p mC 1.55“m D. 1.27p m只有当激光器的注入电流大于阈值后，谐振腔里的增益才大于损耗，此时产生（）A.自发辐射 B.瑞利散射C.受激吸收D.受激辐射关于半导体光源和半导体光电检测器的偏置电压表述，正确的是（）A.均为正向偏置错B.均为反向偏置C.前者正偏，后者反偏？ D.前者反偏，后者正偏 错量子噪声是光电检测器（）的一种噪声。A.可以避免 B.不可避免C.可控制 D.不可控制？前面有一题选择一定存在不一定对下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是（）光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率光接收机灵敏度描述了每个

5、光脉冲中最低接收光子能量光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数在光纤通信系统中，当需要从光纤的主传输信道中取出一部分光作为测试用时，需要（）来完成。A.光衰减器B.光隔离器 C.光耦合器？ D.光纤连接器在SDH网中任何等级的STM传输一帧所有的时间均为（）A, 125nsB. 125 “sC. 125ms D. 125sEDFA和激光器的基本构成中都有（）A.光学谐振腔B.泵浦源C,掺铒光纤D.光隔离器三、名词解释（每小题3分，共15分）散射损耗由于光纤的材料、形状、折射指数分布等的缺陷或不均匀，使光纤中传导的光散射而产生的损耗称为散射损耗。材料色散由于材料本身的折射率随频率而变

6、化，使得信号各频率成分的群速不同而引起的色散。粒子数反转分布 倍增噪声由于雪崩管的光电倍增作用是随机的，是一个十分复杂的过程，这种随机性，必然要引起 雪管输出信号的浮动，从而产生倍增噪声劣化分每分钟的误码率劣于门限值1*10-6.四、简答题（第1、2小题各5分，第3小题4分，第4小题6分，共20分）为什么弱导波光纤可以用标量近似法？答：（总结的）因为若波导光纤的E和H几乎与光纤的轴线垂直且E和H的分布是一种近似的横电磁波， 而它的这些特性恰恰满足了标量的亥姆霍兹方程，可以通过解此方程求出弱波导光线的近似解。光发射机中发送盘的作用是什么?其组成部件有哪些？答：主要完成将电信号转换成光信号，并将光

7、信号送入光纤的任务。组成部件：1）光源驱动电路2）自 动光功率控制（人0和自动温度控制（ATC）电路3）其他保护、监测电路。如：光源过流保护电路、 无光告警电路、LD偏流（寿命）告警。光纤通信系统的总脉冲上升时间由哪些上升时间构成？答：是分别由光发射机的上升时间，中继段光纤的上升时间，光接收机的上升时间所构成。即 tS2=tT2+tM2+tN2+tR2 tS光纤通信系统的总上升时间 tT光发射机引起的10%90%的上升时间tR光 接收机引起的10%90%的上升时间 tM中继段光纤模式色散引起的上升时间tN中继段光纤材料色散 引起的上升时间简述SDH网的基本特点。答：1）SDH网是有一系列SDH

8、网络单元组成；2）具有全世界统一的接口标准；3）有一套标准化的信息结构等级，称为同步传输模块STM-N； 4）帧结构是块状的，其中安排了丰富的管 理比特可以再全程范围内实现管理和操作；5）SDH网可以兼容现在的PDH中的两种（北美和欧洲）码速率进入进入SDH帧结构中。6）由于SDH 网中采用同步复用方式和复用块结构，因此在帧结构中各种不同等级的码流是有规律排列的，而且与网络 是同步的。五、画图题（第1小题7分，第2小题8分，共15分）1.画出掺铒光纤放大器的结构示意图。（自己画得难和书上一样见谅）答：输入光信号一光耦合器I光隔离器1 光隔离器I 光滤波器泵浦光源1.画出数字光接收机的组成方框图。(各部分的功能：光电检测器：将接收到的光信号转变为电信号。均衡器：将放大后的信号均衡为无码间干扰的升余弦波形。判决器：将均衡器输出的信号判为预或“。”码。自动增益控制电路：利用电反馈环路来控制主放大器的增益六、计算题(每小题10分，共20分)由全反射条件推导光纤导波传输常数的变化范围。已知工作于1.3 “m的单模光纤通信系统的参数为：来自激光发送模块的平均功率 -3dBm光纤损耗0.4dBkm-1接头损耗0.1dBkm-1发送和接收模块处的连接器损耗1dB/只APD接收