《光纤通信》试卷题及答案

1、2007- 2008 年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组·张延锋2、考试时间： 90 分钟。 试卷满分： 100 分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答， 考试前提前带好必要物件 （含计算器）4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上， 考试结束后请将试卷与答题纸一并上交总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的，共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）1、表示光纤色散程度的物理量是A.时延B.相位差C.时延差D.速度差2、随着激光器使用时间的增长，其阈

2、值电流会A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增大D.先逐渐增大 ,后逐渐减少3、当平面波的入射角变化时，在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是A.TEM 波、TE 波和 TMB.导波、 TE 波和 TM 波C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模D.TEM波、导波和 TM波4、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于A.n1 n2B. n1 2C. V 2D.n15、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6、在光纤通信系统中， EDFA 以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度A.作前置放大器使用B.作后置放大

3、器使用C.作功率放大器使用D.作光中继器使用7、EDFA 中用于降低放大器噪声的器件是A.光耦合器B.波分复用器C.光滤波器D.光衰减器 8、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9、下列哪项技术是提高每个信道上传输信息容量的一个有效的途径？A.光纤孤子 （Soliton）通信B. DWDMC. OTDM D. OFDM10、光纤数字通信系统中不能传输 HDB3码的原因是A.光源不能产生负信号光B.将出现长连“ 1”或长连“ 0”C.编码器太复杂D.码率冗余度太大、 填空题（本题共三部分，每部分

4、6 分，共 18 分） 一）、基本概念及基本理论填空（每空 1分，共 4小题 6小空，共 6 分）11、以色散为基，对于单模光纤来说，主要是材料色散和，而对于多模光纤来说， 占主要地位。12、渐变型光纤中 ,不同的射线具有相同轴向速度的现象称为 现象13、EDFA 中的关键器件是和。14、SDH 的帧结构除行、列、字节、帧长等外，还包括信息净负荷区域、支路 单元指针区域和区域。（二）、基本运算能力填空（每小题 3 分，共 2 小题，共 6 分）15、某种光纤的纤芯和包层的折射率分别是1.48 和 1.46，则其临界传播角为。16、设 PIN 光电二极管的量子效率为 75，渡越时间为 10ps，

5、则该检测器的 3dB 带宽为 。（三）、名词解释填空（每小题 2 分，共 3小题，共 6分）17、光纤色散：。18、插入码：。19、啁啾：。三、简答画图题（本题共两部分，每部分 15 分，共 30 分）（一）、按要求简答各题（每小题 5 分，共 3小题，共 15分）20、简述半导体激光器由哪三个部分构成？试分别加以说明。21、简述光电检测器的响应度和量子效率描述的是什么？二者有什么联系？22、解释光纤通信为何越来越多地采用 WDM+EDFA 方式。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共 2 小题，共 15分）23、SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。试画出 SDH帧

6、结构。（7 分）（ 1） SOA 表示，它分为法布里 -珀罗放大器 FPA 和行波放大器 TWA 两大类。（2）图（ a）中放大器的增益频谱是一条振荡的曲线， 其 R=0.3；同样 放大器的增益频谱就为 型曲线，其 R=0。且 R 代表的内容是 。（3）图（b）中， 是 放大器的带宽， 通常该值不超过GHz，同样 是 放大器的带宽。（ 4）SOA 的增益依赖于输入信号的偏振状态的原因是所致。（5）一般减少 SOA 的偏振增益差可采用： 是有源区的横截面成；通过 （选填“串联”或“并联”或“串联或并联” ）两个 SOA 来补偿增 益差。四、综合解答题（请按各题题意解答， 要求写出必要的解题思想与

7、具体公式， 本题共 2小题，每小题 10分，共 20分）25、（本小题 10 分）一阶跃折射率光纤， 纤芯折射率 n1=1.5，相对折射率差 1% ，工作波长为1310nm，试计算：（1）为了保证单模传输，其芯径应取多大？（2）若取芯径 a 5 m ，求其数值孔径及其模式数。26、（本小题 10 分）若一个 565Mbit/s 单模光缆传输系统，其系统总体要求如下：光纤通信系统 光纤损耗为 0.4dB/km，光纤接头损耗为 0.1dB/km，光源的入纤功率为 -2.5dbm， 接收机灵敏度为 -37dbm，线路码型 5B6B，传输速率为 677990kbit/s,光源采用 MLM LD，光源谱

8、宽为 2nm，光纤的色散系数为 2.5ps/（km nm），光通道功率 参数取 0.115。设计中取光功率代价为 1db,光连接器衰减为 1db，光纤富余度为 0.1db/km,设备富余度为 5.5db。试求：系统的最大中继距离。五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共 1题，共 12 分）27、（本小题 12 分）已知某光纤参数如下： , , 纤芯折射率为 。 试问：（ 1） 此光纤能否传输波长的 和 模？说明理由。（ 2） 如要使和 模能够传输，光波长应做怎样的调整？2008- 2009 年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注： 1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工

9、程教研组·张延锋2、考试时间： 90 分钟。 试卷满分： 100 分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答， 考试前提前带好必要物件 （含计算器）4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上， 考试结束后请将试卷与答题纸一并上交总分一二三四五六七八九十1002018302210试题如下：一、判断题（每小题所诉只有对错之分， 请判断正误，共 10小题，每小题 2分， 共 20 分）1、光纤中的孤子是光纤色散与非线性相互作用的产物。2、NA 表示光纤接受和传输光的能力， NA 越大，光纤接收光的能力越强。3、通常单模光纤的纤芯半径在几个微米之内，这是从物理尺度上保证单模传输 的必要条件。4、在多

10、模光纤中，模式色散是其主要的色散因素。5、张弛振荡是激光器内部光电相互作用所表现出来的固有特性，增加直流偏置 可对其进行抑制，而且预偏置越接近阈值，效果越显著。6、散粒噪声属于白噪声，为了降低它的影响，通常在判决电路之前使用低通滤 波器，使得信道的带宽变窄。7、光纤通信系统最适合的参杂光纤放大器是工作在1550nm 的掺铒光纤放大器和工作在 1300nm 的掺镨光纤放大器。8、电光效应、热光效应等是利用材料的折射率随电压和温度的变化而变化，从 而实现光开关器件。9、EDFA 在 WDM 系统中工作时的模式有三种：自动增益控制模式，自动功率 控制模式和自动电流控制模式。10、时分复用可分为比特交

11、错 OTDM 和分组交错 OTDM ，只有前一种方式需要 利用信号区分不同的复用数据或分组。二、填空题（本题共三部分，每部分 6 分，共 18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空 1分，共 4小题 6小空，共 6 分）11、阶跃型光纤的单模传输条件是。12、由于双异质结激光器在有源区两侧，既限制了光波，又限制了，故它的光强分布基本被约束在有源区，而且大大降低 。13、发光二极管依靠发光，半导体激光器依靠 发光。14、EDFA 噪声系数的定义为。（二）、基本运算能力填空（每小题 3 分，共 2 小题，共 6 分）15、有一个由 4信道组成的 WDM传输系统。 假设信道具有零带宽， 则信道间隔

12、应 为 ，才能保证被选信道比检测到的相邻信道的功率大 10 倍。16、一个 GaAsPIN 光电二极管平均每两个入射光子，产生一个电子空穴对，假设所有的电子都被接收，则该器件的量子效率为（三）、名词解释填空（每小题 2 分，共 3 小题，共 6 分）17、mBnB 码：18、子午射线：19、光源的外调制：三、简答画图题（本题共两部分，每部分 15 分，共 30 分） （一）、按要求简答各题（每小题 5 分，共 3 小题，共 15分）20、从形成色散的机理来看，光纤的色散可以分为哪几种？ 色散对光纤通信系统性能有什么影响？21、光放大器包括哪些种类？ EDFA 有哪些优点？23、请画出 EDFA

13、 的典型结构。（7 分）24、阅读下图，按要求完成各题。 （8 分）22、简述右图 1 所示平面阵列波导光栅的设计思想和方法。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共 2 小题，共 15分）（ 1）上图为、直接检测方式的数字光接收机方框图。（ 2）主放大器和 AGC 决定着光接收机的。（ 3）图中的均衡器目的是对放大器出来的的电信号进行补偿， 使输出信号的波形适合于判决，以消除，减小误码率。（ 4）图中的和 就是我们所谓的再生电路，它的功能是从放大器输出的信号与噪声混合的波形中提取 ，并 逐个地对码元波形进行取样判决， 以得到原发送的码流。 时钟提取的目的是 为了 。四、综合解答题（请按各题题

14、意解答，要求写出必要的解题思想与具体公式， 本题共 2 小题，每小题 10 分，共 20 分）25、（本小题 10 分） 已知阶跃型光纤的 =1.5， =0.01，芯子半径 a=10 m，波长 =1.5 m, 试计 算：（ 1）数值孔径 NA（2）归一化频率（3）入射光线的激励角范围26、（本小题 10 分）一段 12km长的光纤线路，其损耗为 1.5dB / km 。试回答：（ 1）如果在接收端保持 0.3 W 的接收光功率，则发送端的功率至少为多少？（2）如果光纤的损耗变为 2.5dB /km ，则所需的输入光功率为多少？五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共 1 题，共 10分）

15、27、（本小题 10 分）已知某光纤参数如下：, 纤芯折射率为。若干模的截止频率和若干模的截止频率如表 1 和表 2。试问：（1）当光波长分别为， ， 时，光纤中能传输哪些导波模？（2）从（1）中能看出波长与归一化频率、可传输的模式数量有何关系？可传输的模式数量与归一化频率的近似关系表达式是？表 1 若干 模的截止频率模式截止频率2.0455.5208.65411.7923.8327.01610.17313.32表 2 若干 模的截止频率模式截止频率3.3827.01610.17313.3245.1368.41711.62014.792009- 2010 年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试

16、题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组·张延锋2、考试时间： 90 分钟。 试卷满分： 100 分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答， 考试前提前带好必要物件 （含计算器）4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上， 考试结束后请将试卷与答题纸一并上交总分一二三四五六七八九十1002018302210试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的，共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）1、激光二极管 LED 的工作原理是A. 光的吸收B.光的自发辐射 C.光的受激发射D. 光的受激散射2、现知临界传播角为 ，要保证光线在光纤内全反射，必须要求传

17、播角ABCD3、偏振反映了在给定点上电场强度矢量的取向随时间变化， 当电磁波的 与 的振幅相等且相位差为 时，其为A圆偏振B线偏振C椭圆偏振D垂直偏振4、色散是由于光在光纤中传输的物理现象，单模光纤不存在以下哪种色散？A.材料色散B.模式色散C. 波导色散 D. 色度色散5、半导体激光器的发光谱线会随着工作条件的变化而变化，当注入电流低于阈 值电流时发出的是A.激光，谱线较窄C. 激光，谱线较宽6、APD 光电二极管出现雪崩击穿是因为 A.载流子在耗尽区的漂移时间过长 C.其所加的反向偏置电压过大B. 荧光，光谱较宽D. 荧光，光谱较窄B.将光信号转换为电信号的效率太低D.其注入的非平衡载流子

18、扩散过快7、以下属于光纤通信系统所用的有源器件的是A. 耦合器 B. 隔离器 C. 掺铥光纤放大器 D. 光开关8、用来显示和测量光纤中波长光信号特性，在 WDM 系统中应用较多的是A.光时域反射仪 B. 光纤熔接机C.光谱分析仪D.光功率计9、DWDM 与 WDM 的主要区别可以说 DWDM 使用的波长间隔A. 很大，常常大于 0.8nm B. 很小，常常小于 0.8nmC. 很大，常常大于 1.6nmD. 很小，常常小于 1.6nm10、以下不是 OCDMA 扩频多址访问技术的是A.直接序列B.频率跳变C.啁秋系统D.双线性光序列二、填空题（本题共三部分，每部分 6 分，共 18分）（一）

19、、基本概念及基本理论填空（每空 1分，共 4小题 6小空，共 6 分）11、目前在光纤通信系统使用的外调制器通常是电光调制器。12、和色散是因光纤特性而导致的光纤通信系统的基本问题。13、由物理学可知，光具有和波动性，对其分析也有两种：一是几何光学分析法，二是 。14、为解决半导体激光器温度敏感问题，可以在驱动电路中进行 或是采用制冷器来保持器件的温度稳定。15、法布里珀罗放大器的增益频谱是一条的曲线。（二）、基本运算能力填空（每小题 3 分，共 2 小题，共 6 分）16、一阶跃折射率光纤， 已知纤芯和包层的折射率分别是：, ,则其最大接收角 为 。17、弱导波阶跃光纤芯子和包层的折射指数分

20、别为,则纤芯和包层的相对折射指数差 为 。（三）、名词解释填空（每小题 2 分，共 3小题，共 6分）18、调制带宽：19、本征区：20、响应时间 ：三、简答画图题（本题共两部分，每部分 15 分，共 30 分）（一）、按要求简答各题（每小题 5 分，共 3小题，共 15分）21、光线中的非线性效应有哪些？22、什么是直接调制？什么是间接调制？各有何特点？23、简述自动交换网络 ASON 的优点。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共 2 小题，共 15分）24、画出典型的数字光纤通信系统接收端机的原理框图。 （6 分）25、阅读下图，按要求完成各题。 （9 分）（ 1）上图显然为的工作原理

21、。（2）在掺铒光纤 （EDF） 中，铒离子 （Er3+）有三个能级：能级 1 代表基态， 能量 最低；能级 2是，处于中间能级；能级 3 代表 ， 能量最高。（3）据图分析，请阐述该工作原理：。（3 分）（ 4）从该工作原理可以看出，光放大是由于的能量转换为信号光的结果。为提高放大器增益， 应提高对 的吸收。四、综合解答题（请按各题题意解答， 要求写出必要的解题思想与具体公式， 本题共 3 小题，共 20 分）26、（本小题 8 分）设 PIN 光电二极管的量子效率为 80% ，计算在和 波长时的响应度，说明为什么在 处光电二极管比较灵敏。27、（本小题 8 分）一根数值孔径为 0.20的阶跃

22、折射率多模光纤在 850nm 波长上可以支持 1000 个左右的传播模式。试问：（1）其纤芯直径为多少？（2）在 1310nm 波长上可以支持多少个模？28、（本小题 6 分）用纤芯折射率为 n1 1.5 ，长度未知的弱导光纤传输脉冲重复频率 f0 8MHz 的 光脉冲，经过该光纤后，信号延迟半个脉冲周期，试估算光纤的长度 L 。五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共 1 题，共 10分）29、（本小题 10 分）某 SI 型光纤，光纤的芯径 d=2a 为 100 m ，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。则：（ 1）计算

23、该光纤的 V 参数； （2）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。2010- 2011 年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注： 1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·张延锋2、考试时间： 90 分钟。 试卷满分： 100 分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答， 考试前提前带好必要物件 （含计算器）4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上， 考试结束后请将试卷与答题纸一并上交总分一二三四五六七八九十1002018302210试题如下：一、判断题（每小题所诉只有对错之分，请判断正误，共 10 小题，每小题

24、2 分，共 20 分）1、自发辐射光是一种相干荧光，即是单一频率、相位和偏振方向相同的光。2、光放大器可以代替再生中继器。3、最大接收角 越大，即纤芯与包层的折射率之差越大，光纤捕捉光线的能力 越弱，这种能力用数值孔径 NA 来表示。4、多模光纤通常用于短距离通信场合。5、自脉冲现象是某些激光器在某些注入电流下发生的一种持续振荡，实际工作 中常遇到这种器件，属正常现象，无需更换。6、假设光检测器具有理想特性，则其量子效应为 0，且无热噪声，无暗电流。7、光放大器是基于自发辐射或光子吸收原理来实现对微弱入射光进行光放大的， 其机制与激光器类似。8、LED 比 LD 更适合作为 WDM 系统的光源

25、。9、大家每天使用的电话与本地交换局间的连接属于线性总线型网络结构。10、根据理论分析， 只有当输出的光脉冲为严格地双曲正割脉冲， 光孤子才能稳 定地传输。二、填空题（本题共三部分，每部分 6 分，共 18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空 1分，共 4小题 6小空，共 6 分）11、衰减和色散是因光纤特性而导致的光纤通信系统的基本问题， 其中衰减的主 要原因有散射损耗、 和 ；色散主要包括模式色、材 料色散和 。12、我们将光纤内的光线分为两类： 子午光线和斜光线。 其中斜光线是。13、数字光纤传输系统中常用的码型是 5B6B 码和 。14、衰减器的功能是对进行预定量的衰减。（二）、基

26、本运算能力填空（每小题 3 分，共 2 小题，共 6 分）15、已知语音信道的带宽为 3.4KHz，则接收机信噪比 S/N=30dB 是的信道容量16、已知某阶跃光纤参数如下：，纤芯折射率为 ，已知光波长 ，则单模传输时光纤具有的纤芯半径 。（三）、名词解释填空（每小题 2 分，共 3小题，共 6分）17、光接收机的灵敏度：18、散射损耗：19、光时分复用 （OTDM） ：三、简答画图题（本题共两部分，每部分 15 分，共 30 分） （一）、按要求简答各题（每小题 5 分，共 3小题，共 15分）20、激光器谐振腔内激光振荡是如何产生的？21、简述雪崩光电二极管的雪崩倍增效应。22、简述光码

27、分多址 OCDMA 的特点。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共 2 小题，共 15分）23、请对以下模拟、 数字电流信号对激光器的调制示意图进行一定的补画， 且要 求表明阈值电压。（5 分）24、阅读下图 EDFA 的结构，按要求完成各题。 （10 分） 掺铒光纤图（ a） 掺铒光纤图（b）1）是 EDFA 的核心部件，它以石英光纤作为基质，在纤芯中掺入固体激光工作物质 。2）掺铒光纤的模场直径为 3-6 ，比常规光纤小很多，这是为了提高信号光 和泵浦光的能量密度，从而提高其 。但由于其芯径的减小其 与常规光纤模场不匹配， 解决方法有： 在纤芯中掺入 ；在熔 接时进行一定处理减小 （填英

28、文缩写）的不匹配。3）实用的 EDFA 泵浦源都是 LD，其泵浦波长有 980nm 和nm；两种，应用较多的是 980nm 泵浦源，其优点是。4）其泵浦方式按泵浦所在位置分为三种：如图（ a）为 ； 如图（ b）为；双向泵浦。5）双向泵浦对信号的放大特性与信号传输方向 。（填“有关”或“无关”）四、综合解答题（请按各题题意解答， 要求写出必要的解题思想与具体公式， 本题共 3 小题，共 22 分）25、（本小题 8 分）一光纤通信系统的光纤损耗为 0.35 dB/km，光发射机的平均发送光功率为 -1 dBm，全程光纤平均接头损耗为 0.05 dB/km。设计要求系统富裕度为 6 dB，无中

29、继传输距离为 70 km。求： （1）满足上述要求，光接收机灵敏度至少应取多少？ （2）若要求系统允许的最大接收功率为 10 dBm，则光接收机的动态范围至少 应取多少？26、（本小题 6 分）某光纤通信系统， 其发送光功率为 -4dBm，光接收机灵敏度为 -40dBm，设备 富余度为 6 dB，光缆富余度为 0.1dB/km，光纤接头损耗为 0.2dB/km，且不考虑 色散的影响，求当无光缆配线架时，如果希望最长中继距离为60 km，此时的光缆的衰减系数为多大？27、（本小题 8 分）已知某光纤参数如下： , 纤芯折射率为。试问：（ 1）此光纤能否传输波长的 和 模？说明理由。（ 2）如要使

30、和 模能够传输，光波长应做怎样的调整？五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共 1 题，共 10分）28、（本小题 10 分）有一 GaAlAs 半导体激光器，其谐振腔长为 300 m，材料 折射率 n=3.0，两 端的解理面的反射率为 0.35。则：（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。（3）若此激光器的中心 波长 =1310nm，与此相应的 纵模序数。2011- 2012 年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注： 1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·张延锋2、考试时间： 90 分钟。 试卷满分： 100

31、分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答， 考试前提前带好必要物件 （含计算器）4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上， 考试结束后请将试卷与答题纸一并上交总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、判断题（每小题所诉只有对错之分，请判断正误，共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）1、光在光纤中传输的工作波长由载波频率决定。2、比特率和带宽是衡量数字通信系统和模拟通信系统的主要指标。3、辐射模是指电磁场在纤芯中按简谐函数变化，在包层中按指数规律衰减的模 式。4、激光器的横模决定了激光光束的空间分布，它直接影响到器件和光纤的偶和 效率。5、数字光纤传输系统中常采用的码型

32、是 3B4B 和插入码。6、PIN 光检测器反向偏压可以取较小的值，因为其耗尽区厚度基本上是由I 区的宽度决定的。7、滤波器属无源器件，故从严格意义上讲，可调谐滤波器属于无源器件。8、CWDM 可采用不带冷却器的半导体激光器。9、SDH 的第一级传输速率为 155.52Mb/s，SDH 在北美地区常常采用。10、目前有两种途径可以提高传输速率： 波分复用 WDM 和光时分复用 OTDM 。二、填空题（本题共三部分，每部分 6 分，共 18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空 1分，共 4小题 6小空，共 6 分）11、我们把nm 的波长范围称为 C 波段。12、光纤的主模是，阶跃折射率光纤

33、单模传输的条件是 。13、色散补偿光纤是具有特性的光纤，其实现色散补偿的基本思想是在具有 特性的标准单模光纤之后接入一段色散补偿光纤 。14、在光纤通信系统中采用外差或零差检测方式可以显著提高接收灵敏度和选择 性，这就是 。（二）、基本运算能力填空（每小题 3 分，共 2 小题，共 6 分）15、光检测器的响应度 R 表明了光检测器将光信号转化成电信号的效率，现知光检测器的光电流，其入射光功率为，则响应度 R的大小为16、当光放大器的增益比较大时，自发辐射因子, 则其噪声系数 的大小为。（三）、名词解释填空（每小题 2 分，共 3小题，共 6分） 17、杂质吸收损耗：18、光孤子 ：19、波分

34、复用（ WDM ）：三、简答画图题（本题共两部分，每部分 15 分，共 30 分） （一）、按要求简答各题（每小题 5 分，共 3小题，共 15分）20、什么是激光器的阈值条件？21、EDFA 的泵浦方式有哪些？每一方式作简要说明。22、简述 PDH 和 SDH 的特点与不同。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共 2 小题，共 15分）23、试用 2×2 耦合器构成一个 8×8 空分开关阵列，画出连接图和输入、输出端 口信号间的流向。（7 分）24、阅读下图，按要求完成各题。 （8 分）高能带hv输入光hvhv低能带输出光1）上图为光的机理过程图。（1 分）2）实现上述

35、过程需要两个条件：一是，这种状态称为粒子数反转，可采用通过向半导体激光二极管注入 的方式来实现粒子数反转；二是半导体激光器必须存在 ， 并在其内建立起确定的振荡，从而得到的激光输出。（4分）3）试依上图画出光的自发辐射（发光二极管）机理过程。 （3 分） 四、综合解答题（请按各题题意解答，要求写出必要的解题思想与具体公式， 本题共 2 小题，每小题 10分，共 20分）25、（本小题 10 分）弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为 n1 1.5 ， n2 1.45 ，试计算：（ 1）纤芯和包层的相对折射率 ；（2）光纤的数值孔径 NA 。26、（本小题 10 分）有一段由阶跃折射率光纤构成的 5

36、km长的光纤链路，纤芯折射率 n1 1.49 ， 相对折射率差 0.01 。求：（ 1）接收端最快和最慢的模式之间的时延差； （2）由模式色散导致的均方根脉冲展宽；（ 3） 假设最大比特率就等于带宽，则此光纤的带宽距离积是多少？五、分析题(请按要求写出必要的解题过程，本题共 1题，共 12 分)27、(本小题 12 分)一阶跃折射率光纤， 纤芯折射率 n1=1.5，相对折射率差 1% ，工作波长为 1310nm，试计算：(1) 为了保证单模传输，其芯径应取多大？(2) 若取芯径 a 5 m ，求其数值孔径及其模式数。2012- 2013 年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院

37、：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组·张延锋2、考试时间： 90 分钟。 试卷满分： 100 分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答， 考试前提前带好必要物件 （含计算器）4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上， 考试结束后请将试卷与答题纸一并上交总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的， 共 10小题，每小题 2 分， 共 20 分）1、下列哪一种吸收属于光纤的本征吸收 ?A. SiO2 的吸收B.OH-的吸收C.Cu2+的吸收D.V3+的吸收2、发光二极管 LED 产生的光A. 是荧光而不是激光B.是激光而

38、不是荧光C.是自然光而不是激光D.是相干光而不是荧光3、弱导光纤中纤芯折射率 n1 和包层折射率 n2 的关系是A.n1n2B.n1=n2C.n1>>n2D.n1<<n24、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. G>1B. G <1C. G1D. G 05、在阶跃型光纤中，当模式处于截止的临界状态时，其特性参数A.W0B. 0C.V0D.U06、下列不属于 EDFA 的优点的是A.增益高B.频带宽C.噪声系数小D.可放大多个波段7、光时域反射仪（ OTDR ）是利用光在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向 散射而制成的精密仪表，它不可

39、以用作以下哪项的测量？A.光纤的长度B. 光纤的传输衰减C.故障定位D.光纤的色散系数8、下列属于有源光器件的是A.光定向耦合器B.半导体激光器C.光纤连接器D.光隔离器9、在一根光纤中同时传输多个波长信号的一项技术是A.色散补偿技术B.相干光通信技术C.光时分复用技术D. 光波分复用技术10、下列哪一个不是 SDH 网的特点？A.具有全世界统一的接口标准B.大量运用软件进行系统配置的管理C.复用映射结构灵活D. 指针调整技术降低了设备复杂性二、填空题（本题共三部分，每部分 6 分，共 18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空 1分，共 4小题 6小空，共 6 分）11、光纤通信三个实用的

40、低损耗工作窗口是 0.85 m、 和 。12、EDFA 的应用，归结起来可以分为三种形式： （1） _；（2）前置放大器； （3）.后置放大器。13、光纤的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。14、SDH 具有一套标准化的信息结构等级， 称为，其最低级别 STM1 网络节点接口的速率为 Mbit/s 。（二）、基本运算能力填空（每小题 3 分，共 2 小题，共 6 分）15、某种光纤的纤芯和包层的折射率分别是 1.48 和 1.46，则其临界传播角 为。16、光接收机的灵敏度 是指在满足给定误码率或信噪比条件下， 接收机接受微 弱信号的能力，工程上常用最低平均

41、光功率来描述，现若有最低平均光功率 为 10mW，则其灵敏度 为。（三）、名词解释填空（每小题 2 分，共 3小题，共 6分）17、粒子数反转分布：。18、数值孔径：。19、啁啾：。三、简答画图题（本题共两部分，每部分 15 分，共 30 分） （一）、按要求简答各题（每小题 5 分，共 3小题，共 15分）20、简述构成激光器的三个基本条件。21、简述形成光纤损耗的主要原因。22、简述掺铒光纤放大器 （EDFA）工作原理。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共 2 小题，共 15分）23、请画出半导体激光器与边发光二极管的 P-I特性曲线。（7 分）24、阅读下图，按要求完成各题。 （8

42、分）掺铒光纤 掺铒光纤均衡滤波器1）如上图在掺铒光纤链路上放置均衡滤波器的目的是。（2 分）波长2）结合上图及题意暗含内容，画出图（ a）和图（ b）的内容。（6 分）波大器器特增性益OO放滤铒光纤增益O波长波长图（a）图（b）图（ c）四、综合解答题（请按各题题意解答，要求写出必要的解题思想与具体公式， 本题共 2 小题，每小题 10分，共 20分）25、（本小题 10 分）一阶跃折射率光纤，已知纤芯和包层的折射率分别是： , 现仅考虑模式色散，则：（ 1）每 1km长度的脉冲宽度。（2）假设输入光脉冲的宽度 T 与模式色散产生的展宽 相比可以忽略不计，在 以上情况下计算可传输光脉冲的最大比

43、特率。26、（本小题 10 分）弱导波阶跃型光纤的纤芯折射率为 n1 1.50，相对折射率差 0.25，纤芯 的半径 a5m，工作波长 1.31m。 求：（1）该光纤的数值孔径 NA ； （2）光纤中传输模式的数量；（ 4） 为保证光纤的单模传输，光纤的芯径应取多大？五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共 1题，共 12 分）27、（本小题 12 分）某 LAN 光纤链路工作波长 ，链路长度 ，最大比特率 为 16Mb/s ，采用线宽为 20nm 的 LED 光源，光设备的上升时间为 8ns，10/100Mb/s LAN 最大光缆长度如表 1，用 MMF （多模光纤） 62.5/125

44、 的光纤。表 1 10/100Mb/s LAN 最大光缆长度LAN 类型波长 /nm最大长度 /m最大损耗 dB/km带宽距离积 /Mb/s × km纤芯 50纤芯 62.5纤芯 50纤芯 62.510Base-F850100020003.75500160100Base-FX1300200020001.5500500100Base-SX85020003.75500求：（1） 系统要求的上升时间 。（2） 模式色散引起的脉冲展宽 ，即光线模式上升时间（3）色度色散引起的脉冲展宽 。（4）求系统实际上升时间 。（5）可以达到指定的比特率吗？（6）如果光纤的带宽不能满足要求，你认为该如何解

45、决？ 注： 色度色散计算公式（）和2013- 2014 年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组·张延锋2、考试时间： 90 分钟。 试卷满分： 100 分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答， 考试前提前带好必要物件 （含计算器）4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上， 考试结束后请将试卷与答题纸一并上交总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的， 共 10小题，每小题 2 分， 共 20 分）1、G.653光纤是指A.渐变多模光纤B.标准单模光纤 C.色散位

46、移光纤 D.非零色散光纤B 0.85 m和 1.48 mD 0.98 m和 1.55 m 低阶模式的横向电场截面分布图的是2、目前 EDFA 采用的泵浦波长是 A 0.85 m和 1.3 m C 0.98 m和 1.48 m3、以下是阶跃折射率光纤4、以下不是单模光纤的非线性效应的是A.自相位调制 SPMC. 偏振模色散 PMDB. 交叉相位调制 XPMD. 四波混频 FWM5、具有低阈值电流、可高温工作、谱线宽度窄和调制速度高的优点的激光器是A.量子阱激光器B.分布式反馈 DFB 激光器C. 垂直腔面发射激光器6、下面哪一种器件只允许光单方向传输A.隔离器B.光开关7、光缆的架空办法有两种，

47、分别是D. 分布式布拉格反射 DBR 激光器C.耦合器D.连接器 用水泥管道安装 定滑轮牵引法 缆盘移动放出法 在顶棚内敷设A. 和B. 和 C. 和 D. 和8、ITU-T G.692 建议， A.S 波段D.P 波段WDM 系统的工作波长目前是在B. C 波段 C.L 波段9、以下不是 SDH/SONET 网络的基本设备的是A.终端复用器 TMB.分插复用器 ADMC. 再生器 REGD.光交叉连接器 OXC 10、下列哪一个不是自动交换光网络 ASON 的特点？A.实现灵活的 Mesh 组网B.网络拓扑自动发现C.缩短业务建立时间D. 频率选择性极好二、填空题（本题共三部分，每部分 6

48、分，共 18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空 1分，共 4小题 6小空，共 6 分）11、光纤通信与其他形式通信的主要区别有两点，一是，二是用光纤作为传输介质。12、外调制器是利用晶体的电光、磁光和等效应对光辐射进行调制，即在光源光辐射产生后再加载调制信号。13、几何光学分析法是用射线光学理论分析光纤中光传输特性的方法， 这种分析 方法的前提条件是 。14、粒子数反转、是激光器获得激光的条件，除此之外，产生激光还必须满足 。15、数字传输系统设计的任务就是要通过器件的适当选择以减少的影响，确保系统达到要求的性能。（二）、基本运算能力填空（每小题 3 分，共 2 小题，共 6 分）16、

49、光接收机的动态范围 D 是指在保证系统误码率指标要求下，接收机的最低 光功率 和最大允许光功率 之比，现知 和 分别是 10W 和 100W，则其动态范围 D 为。17、对于单纵模激光器，定义边模抑制比 MSR 为主模功率 主与次边摸功率 边之比，它是半导体激光器频谱纯度的一种度量，若则 MSR 为。（三）、名词解释填空（每小题 2 分，共 3小题，共 6分）18、消光比：19、暗电流：20、 电光延迟 ：三、简答画图题（本题共两部分，每部分 15 分，共 30 分） （一）、按要求简答各题（每小题 5 分，共 3小题，共 15分）21、请简述光波分复用技术的基本原理。22、为了获得 EDFA

50、 较为平坦的增益特性， 增大 EDFA 的带宽，常采用的两种方 法是什么？。23、可调谐外腔激光器不用做 WDM 光源而只作为测试用光源的原因是什么？ （二）、按题要求画图或据图回答问题（共 2 小题，共 15分）24、请画出边发光二极管、面发光二极管、超辐射发光二极管的P-I 特性曲线，且画在同一幅图中。（7 分）25、阅读下图，按要求完成各题。 （8 分）1）在 2.5Gb/s 的高速率光纤通信系统中，不采用直接调制方式，而必须使用 外调制器的原因是。（3 分）（2）外调制下的光源是在（选填“直流” 或“交流”）状态下工作，因而避免了激光器的效应。（2 分）（ 3）光纤通信系统对调制的要求

51、是： 高的调制效率和；低的驱动电压；低的；。四、综合解答题（请按各题题意解答，要求写出必要的解题思想与具体公式， 本题共 2 小题，每小题 10分，共 20分）26、（本小题 10 分） 一阶跃折射率光纤， 已知纤芯和包层的折射率分别是： , , 求：（ 1） 其临界入射角 ；（ 2）其临界传播角 ；（3）其数值孔径 NA ；（ 4）其最大接收角 ；（ 5）是否能得知相对折射率差 的大小？相对折射率差 和光纤与光源之间的耦 合效率有何关系？实际光纤对 有什么要求？27、（本小题 10 分）设 PIN 光电二极管的量子效率为 75，渡越时间为 10ps。（1）计算该检测器的 3dB 带宽；（2）

52、计算在 1.3um和 1.55um波长时的响应度，并说明为什么在 1.55um 处光电 二极管比较灵敏。五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共 1题，共 12 分）28、（本小题 12 分）若干已知某光纤参数如下： , , 纤芯折射率为模的截止频率和若干 模的截止频率如表 1 和表 2。表 1 若干 模的截止频率模式截止频率2.0455.5208.65411.7923.8327.01610.17313.32表 2 若干 模的截止频率模式截止频率3.3827.01610.17313.3245.1368.41711.62014.79试问：（ 1） 当光波长分别为， ， 时，光纤中能传输哪些

53、导波模？（2） 从（ 1）中能看出波长与归一化频率、可传输的模式数量有何关系？可传 输的模式数量与归一化频率的近似关系表达式是？（ 3） 归一化频率的值一般还决定了包层传输的功率占总功率的比例， 对于上例 光波长为 而言，若假设总功率为 1000dBm，则包层传输的功率 包层 为多少？2014- 2015 年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·张延锋2、考试时间： 90 分钟。 试卷满分： 100 分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答， 考试前提前带好必要物件 （含计算器）4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上， 考试结束后请将试卷与答题纸一并上交总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的， 共 10小题，每小题 2 分，共 20 分）