光纤习题.doc

一、 填空题1.光纤通信系统的工作波长为1.55m，则其对应的频率为_。2.若50km光纤容许传送10MHz带宽的信号,则光纤的单位长度带宽为_。5.瑞利散射损耗与_的四次方呈反比。6.在弱导波光纤中，有_个简并模式存在。7.光纤中不同速度的信号，传输同样的距离，需要不同的时间，这种时延上的差别，称为_。8.模场直径是衡量_的物理量。9.物质在外来光子的激发下，低能级上的电子吸收了外来光子的能量，而跃迁到高能级上，这个过程叫做_。10.阈值电流随LD管温度的升高而_。11.半导体激光器一般采用_结的结构来降低阈值电流。12.光发射机主要包括输入电路和_电路。13.激活物质的放大作用，用_来表示。14.APD光电二极管工作时处于_向高偏压。15.光波长为1.3m,每个光子的能量为_焦耳。16.光隔离器的基本原理是_。17.光纤数字传输系统的误码性能用_来描述。18.SDH的帧结构是以字节为基础的，一个字节为_。19.在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧19N列第_行的区域中。20.EDFA在光纤通信系统中主要的应用形式为：中继放大器、功率放大器和_。21.在光纤通信中一般采用_的方法，对模拟信号或数字信号的进行调制。22.n1和n2分别表示光纤纤芯和包层的折射率，对于弱导波光纤有_。23.已知阶跃光纤的归一化频率为V，则其导波模数量M为_。24.VVc时，根据模式的传输条件可判断模式_在光纤中传输。25.采用渐变型光纤可以减小光纤中的_色散。26.已知光的频率为f，一个光子所具有的能量E为_。27.有规律地破坏长连“0”和长连“1”的码流，以便时产生信号的提取，称_。28.PIN光电二极管是在P型材料和N型材料之间加一层_型材料。29.APD中促使其电流猛增的是_效应。30.光接收机噪声的主要来源有光电检测器噪声和_。31.光检测器的3dB带宽为500MHz，在理想情况下，其上升时间为_。34.在光纤通信系统中，采用时分复用方式传输监控信号时，是在电的主信号码流中插入_。35.在数字通信系统中，抖动将引起脉冲的时间间隔_。36.STM-4的码速率为_。37.在光纤通信系统中，信号的码速不高，光纤带宽足够，则系统的最大中继距离仅受_限制。38.EDFA泵浦可采用同向泵浦、反向泵浦和_。39.描述了EDFA的放大能力的参数为_。40.费米能级被电子占据的概率为_。41.光纤通信系统的工作波长为1.31m，则其对应的频率为_。42.对于带宽为100MHzkm的光纤，说明50km容许传送_带宽的信号。44.磁场矢量与分界面平行的平面波为_。45.瑞利散射损耗随_的增加而急剧下降。46.在弱导波光纤中，有_个简并模式存在。47.当VVc时，光纤中能量大部分处于_中。48.渐变型光纤中不同射线，具有相同轴向速度的现象，称为_现象。49.半导体激光器的阈值条件为_。50.发光二极管与激光器的主要区别是在其内部没有_。51.异质结激光器是通过加异质材料，从而对载流子和_两个方面进行限制，降低了阈值电流。52.光发射机的消光比Ext为_。53.在半导体激光器中PI曲线中，当驱动电流I小于阈值电流It时，激光器发出的是_。54.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_提高。55.入射到光检测器的光功率为1nW，光波长为1.3m，每秒到达光检测器的光子数为_。56.在数字光纤通信系统中，波形失真将引起码间干扰，使_降低。57.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_。58.SDH网有一套标准化的信息结构等级，称为_。59.在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧19N列第_行的区域中。60.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_使用。二、单项选择题2.以工作波长属于通信光纤窗口的是()。A.632.8nmB.1310nmC.2000nmD.10.6m3.半导体发光二极管注入电流后产生()。A.自发辐射B.瑞利散射C.受激吸收D.受激辐射4.关于PIN和APD的偏置电压表述，正确的是()。A.均为正向偏置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5.有关光电检测器的量子噪声，较确切的表达为()。A.伴随信号存在B.一定存在C.可控制D.不可控制6.以下指标不是掺铒光纤放大器特性指标的是()。A.功率增益B.输出饱和功率C.噪声系数D.倍增因子7.在光纤通信系统中，当需要保证在传输信道光的单向传输时，采用()。A.光衰减器B.光隔离器C.光耦合器D.光纤连接器8.STM-N一帧的字节数是()。A.2709B.274N9C.270N9D.261N99.半导体光放大器和半导体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10.光信号在光纤中传播一段距离所需的时间称做()。A.时延差B.时延C.脉冲展宽D.色散11.薄膜波导中，薄膜层介质的折射指数是()。A.最小B.和衬底层的折射指数相等C.最大D.和敷层的折射指数相等12.光纤中形成导波时，必须满足的全反射条件是()。A.B.C.=D.=013.光纤的单模工作条件决定于()。A.LP01模的截止特性B.LP11模的截止特性C.HE11模的截止特性D.LP02模的截止特性14.在5B6B码的编码方案中，以下()是禁字。A.000100B.000011C.011101D.11100015.双异质结构()。A.包含由二种不同材料组成的双层结构B.只起到限制光波的作用C.起到了同时限制载流子和光波的作用D.只起到限制载流子的作用16.发光二极管(LED)的特点为()。A.带宽大，调制速率高B.输出光功率较大C.光谱较窄D.方向性差，发散度大17.描述光电检测器光电转换能力的物理量有()。A.响应度B.响应时间C.量子效率D.A和C18.下列现象不是因光纤色散而引起的是()。A.码间干扰B.波形失真C.接收灵敏度下降D.相位抖动19工作波长位于()附近的单模光纤，可以获得最低损耗。A.0.85mB.1.31mC.1.55mD.1.27m20.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21.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22.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23.下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是()A.光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率B.光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率C.光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量D.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24.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25在SDH网中任何等级的STM传输一帧所有的时间均为()A.125nsB.125sC.125msD.125s26.EDFA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27. 光纤通信一般采用的电磁波波段为( )。A. 可见光 B. 红外光C. 紫外光 D. 毫米波28 在光纤通信中，( )是决定中继距离的主要因素之一。A. 光纤芯径 B. 抗电磁干扰能力C. 传输带宽 D. 电调制方式30. 光纤的数值孔与( )有关。A. 纤芯的直径 B. 包层的直径C. 相对折射指数差 D. 光的工作波长31. 弱导波光纤中E和H分布，可近似认为是( )。A. TE B. TMC. TEM D. TE和TM32. PIN光电二极管，因无雪崩倍增作用，因此其雪崩倍增因子为( )。A. G1 B. G1C. G1 D. G033. 光隔离器一般采用的机理是( )。A. 帕克耳效应 B. 法拉第旋转效应C. 声光效应 D. 电光效应34. 光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为( )。A. 均衡器 B. 判决器和时钟恢复电路C. 放大器 D. 光电检测器35. STM1中信息净负荷的字节数为( )。A. 576 B. 261C. 2349 D. 460836. EDFA的最大输出功率常用( )来表示。A. 饱和输出功率 B. 3dB饱和输出功率C. 功率增益 D. 饱和功率增益 三、名词解释1.子午射线2.波导色散3.抖动容限4.倍增噪声5.网络节点接口6横电磁波7标量模8.数值孔径9.简并模10.光接收机灵敏度11散射损耗12.材料色散13.粒子数反转分布14.倍增噪声15.劣化分16.数值孔径17.波导色散18.增益物质19.暗电流噪声20.插入比特码四、简答题1.形成光纤损耗的主要原因是什么？解释其含义。2.在数字光纤通信系统中，选择传输码型必须考虑的问题是什么？3.光纤通信系统中的监控系统主要监测的内容是什么？4.SDH帧结构中，信息净负荷区域、段开销区域、管理单元指针区域的主要作用是什么？5阶跃型光纤和渐变型光纤的主要区别是什么?6.怎样才可能实现光放大?7.对光电检测器的主要要求是什么?8.简述光隔离器的工作原理。9为什么弱导波光纤可以用标量近似法?10.光发射机中发送盘的作用是什么?其组成部件有哪些?11.光纤通信系统的总脉冲上升时间由哪些上升时间构成?12.简述SDH网的基本特点。13.为什么光纤的色散会限制系统的通信容量?14.半导体激光器有哪些主要的工作特性?15.光纤通信系统的最大中继距离受哪些因素的影响?16 画出数字光接收机的组成方框图。17.简述掺铒放大器的特点。18.画出SDH的帧结构图。六、计算题（每小题10分，共20分）1.计算STM-1段开销的比特数和每秒可用于段开销的比特数。2.已知光纤通信系统光纤损耗为1dB/km，平均每千米接头损耗为0.1dB，光源入纤功率为-3dBm，接收机灵敏度为40dBm，问最大中继距离为多少？3弱导波阶跃光纤芯子和包层的折射指数分别为n1=1.5，n2=1.45，试计算：(1)纤芯和包层的相对折射指数差。(2)光纤的数值孔径NA。4.模拟光纤通信系统所采用的LED光源发射平均光功率为-3dBm。入射光纤的耦合损耗为12dB。光纤20km无中继器，其光纤损耗为0.5dBkm-1，接头损耗为1.1dBkm-1。此外在接收端连接器的损耗为1dB。PINFET接收器的接收灵敏度为-54dBm。对系统进行功率预算，并求富余量。5.一个二进制光纤传输系统采用LD发射机，工作波长为1.55m，耦合入光纤的光功率为0dBm。单模光纤在该波长处的衰减系数=0.2dB/km。假设光接收机灵敏度NR=1000个光子/比特。若忽略色散的影响，当系统传输速率为2.5Gbit/s时，确定系统能提供的最长传输距离。6.由全反射条件推导光纤导波传输常数的变化范围。7.已知工作于1.3m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接收器所需的平均功率35Mbits-1(BER10-9)时-55dBm400Mbits-1(BER10-9)时-44dBm富余量7d