光通信原理 自学考试0401试题

1、浙江省2004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)1.在光纤通信中一般采用_直接强度调制_的方法，对模拟信号或数字信号的进行调制。2.薄膜波导中形成的导波条件sin_。3.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_n1n2_。4.已知阶跃光纤的归一化频率为V，则其导波模数量M为_V2/2_。5.V>Vc时，根据模式的传输条件可判断模式_在光纤中传输。6.采用渐变型光纤可以减小光纤中的_色散。7.已知光的频率为f，一个光子所具有的能量E为_ hf_。8.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_解扰_。9.PIN

2、光电二极管是在P型材料和N型材料之间加一层_I(本征)_型材料。10.APD中促使其电流猛增的是_雪崩倍增_效应。11.光接收机噪声的主要来源有光电检测器噪声和_量子噪声_。12.光检测器的3dB带宽为500MHz，在理想情况下，其上升时间为_。13.在微波站和电视台之间图像信号的传输，传输距离短，所传输信号的频带宽时，可以用_光纤模拟通信系统。14.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_。15.在数字通信系统中，抖动将引起脉冲的时间间隔_不均等？_。16.STM-4的码速率为_622，080Mbit/s_。17.在光纤通信系统中，信号的码速不高，光纤带宽

3、足够，则系统的最大中继距离仅受_限制。18.EDFA泵浦可采用同向泵浦、反向泵浦和_双向泵浦_。19.描述了EDFA的放大能力的参数为_功率增益_。 20.费米能级被电子占据的概率为_f(E)=1/(1+e(E-Ef/k0T)_。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)1.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2.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3.薄膜波导中，导波的形式是( )

4、。 A.TE波 B.TM波 C.TEM波 ？ D.TE和TM波4.光纤中形成导波时，必须满足的全反射条件是( )。 A. > B. < C. = D. =05.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6.在5B6B码的编码方案中，以下( )是禁字。 A.000100 B.000011 C.011101 D.1110007.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 ？是光子不是光波 D.只起到限制载流子的作用8

5、.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 低 C.光谱较窄 宽 D.方向性差，发散度大？9.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C10.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.相位抖动三、名词解释(每小题3分，共15分)1.横电磁波 在传播方向上没有电场和磁场分量，称为横电磁波。2.标量模 对于弱导波光纤，已假定了其横向场的极化方向保持不变，因此可认为它的横向场是线极化波，以LP表示，在这种特定条件下传播的模式，称为标量模，或LPMN模。

6、3.数值孔径 表示光纤捕获光射线能力的物理量。 4.简并模 不同的模式有不同的场结构，但如果它们有相同的传输常数时，就认为这些模式是简并的，即简并模。5.光接收机灵敏度 是描述接收机被调整到最佳状态时，在满足给定的误码率的条件下，接收机接收微弱信号的能力。四、简答题(每小题5分，共20分)1.阶跃型光纤和渐变型光纤的主要区别是什么? 答：（总结的）1）定义不同，如果纤芯折射率n1沿半径方向保持一定，包层折射率n2沿半径方向也保持一定，而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯形变化的光纤，称为阶跃型光纤。 如果纤芯折射率n1随半径方向加大而逐渐减小，而包层中的这折射率n2是均匀的，这种光纤叫做渐变型

7、光纤；2）光纤中子午线的形状不同，阶跃型光纤中的是直线，而渐变型是曲线；3）模数量不同，在相同V的情况下，它比阶跃型光纤中的模数量减少一半。 2.怎样才可能实现光放大?答：即掺铒光纤放大器的工作原理，与半导体激光器的相同，简单的说，是在泵浦源的作用下，在掺铒光纤中出现了粒子数的反转分布，产生了受激辐射，辐射出大量的全同光子，从而使光信号得到放大。3.对光电检测器的主要要求是什么? 答：（不太准）1）转换效率高体现在响应度R0和量子效率 2）响应速度快，体现在响应时间上， 3）暗电流ID ,越小越好。4）雪崩倍增因子G 一般在40100之间。4.简述光隔离器的工作原理。答：它的基本原理是法拉第旋

8、转效应，。五、画图题(第1小题7分，第2小题8分，共15分)1.画出介质薄膜波导的结构示意图。2.画出光纤数字通信系统的方框图。六、计算题(每小题10分，共20分)1.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。解：（1）（n1-n2）/n1=0.0333(2)NA=n1*=1.5*0.2581=0.38721. 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