通信工程《光纤通信》考试题(含答案)

1、1、1966年7月，英籍华人（ 高银）博士从理论上分析证明了用光纤作 为传输介质以实现光通信的可能性。2、光在光纤中传输是利用光的（ 折射 ）原理。3、数值孔径越大，光纤接收光线的能力就越（强），光纤与光源之间的耦 合效率就越（高）。4、目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：（0.85仙m、1.3Vim>1.55 n m ）。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

2、中，纤芯的半径越（大），可传输的导波模数量就越多。8、光缆由缆芯、（加强元件（或加强芯）和外护层组成。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。10、按光纤传导模数量光纤可分为多模光纤和（单模光纤）。11、PDH勺缺陷之一：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）014、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

3、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）1、光纤通信是以（A ）为载体，光纤为传输媒体的通信方式。A、光波 B、电信号 C、微波 D、卫星2、要使光纤导光必须使（B ）A、纤芯折射率小于包层折射率B、纤芯折射率大于包层折射率C、纤芯折射率是渐变的D、纤芯折射率是均匀的3、（ D ）是把光信号变为电信号的器件A、激光器B、发光二极管C、光源 D、光检测器4、CCITT于（C）年接受了 SONET概念，并重新命名为SDH。A、 1985B、 1970C、 1988D、 1990

4、5、SDH传输网最基本的同步传送模块是 STM-1 ,其信号速率为（ A ） kbit/s。A、 155520B、 622080C、 2488320D、 99532806、掺饵光纤放大器（EDFA）的工作波长为（ B ） nm波段。A、1310B、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（ B ）。A、受激吸收B、自发辐射C、受激辐射D、自发吸收8、光纤通信系统的是由（ ABCD ）组成的。A、电端机B、光端机C、中继器 D、光纤光缆线路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

5、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？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

6、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）3、画图分析说明掺饵光纤放大器主要由几部分构成？各部分的作用是什 么？获葡皿掺银光纤放大器主要由

7、一段掺银光纤、泵浦光源、光耦合器 及光隔离器等构成（2分）。采用掺银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）。泵浦光和信号光一起通过光耦合器注入掺银光纤（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）4.什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？当光在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的损耗。损耗一般用损耗系数a表示。工巴（dB/km ）（3 分）损耗产生的主要原因是光纤材料的吸收、 散射作用和光纤在使用过程中由于连接、弯曲而导致附加光功率损失。（2分）四、计算分析题（1

8、、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100pm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入二850nm（1）计算该光纤的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2、有一 GaAlAs半导体激光器，具谐振腔长为300 m,材料折射率n=3.0 , 两端的解理面的反射率为0.35。（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 波长入二1310nm与此相应的纵模序数。3、设140Mb/s的数字光纤通信系统，

9、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),系统余量为4 dB,连接器损耗为0.5 dB /个，平均接头损耗为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。四、计算分析题(1、2题各15分，3、4题各5分，共40分) 1、解:(1)由于归一化频率 V an2 n220.85501.4582 1.452（4分）（3分）0.153（4 分）56.36(

10、2)传播的模式总数M V2/21588该光纤的数值孔径：NA Jn12 n；（4）该光纤单模工作的波长：c 2a n2 n22.613a n" n22.613 50 Jn： n219.9（a m 2、解：已知 L = D.3mm n = 3。= r2 = 035 （1 分）a =In 2L r1Fz1)因非全反射导致的等效损耗系数2*0x30x35*0-35 " ?占。（mm）（4 分）2）由 L= q-q=1,2,3.、第q个级模的谐振频率正=c-2eiL波长间隔一一 .19.5 10 10 ILL q -步号 JAJ（m）（6 分）=> 2H1374（4 分）3、

11、解：根据题意得PS3 dBm , R0.5 dB/个,38 dBm ,f 0.4 dB/km,0.05 dB/km,（2 分）PSPr2 cPsPr24、解:由题意得Sr故有p3P>已知-10lg p14 dB3即SR1.5（2分）382 0.5 40.4 0.0566.7 kmP2（1分）（1分）（1分）得 P 10-0.15P0由于P01 mw所以 P1P010-0.15 10-0.15=0.70 mw（1 分）11P2R100.23 mw （1 分）332、画出STM-N的帧结构（标明具体数字）及功能（15分）（1）段开销（SOH）区域段开销是指SDH帧结构中为了保证信息净负荷正常

12、、灵活、有效地传送所必须附加的字节，主要用于网络的OAM功能，段开销分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH ）。（ 3 分）（2）信息净负荷（Payload）区域信息净负荷区域主要用于存放各种业务信息比特，也存放了少量可用于通道性能监视、管理和控制的通道开销（ POH）字节。（3分）（3）管理单元指针区域管理单元指针（AU-PTR）是一种指示符，其作用是用来指示净负荷区域内的信息 首字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端能正确分离净负荷。（3分）1、为增大光接收机的接收动态范围，应采用（ BA. ATCB. AGCC. APC2、光纤数字通信系统中不能传输 HDB刎的原因是（A

13、 . 光 源 不 能 产光B.将出现长连“1”或长连“0”）电路。D. ADCA ）生 负 信C.编码器太复杂D.码率冗余度太大3、以工作波长属于通信光纤窗口的是（B ）。A.632.8nm B.1310nm C.2000nmD.10.6m4、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 ）A.作前置放大器使用B.作后置放大器使用C.作功率放大器使用D.作光中继器使用5、STM4每秒可传输的帧数是（D ）A.1000B.2000C.4000D.80006、STM-N 一帧的字节数是（C ）A.270K9B.2743sN=9C.270XNX9D.261：K Nx97、

14、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（B ）。A.光衰减器B.光隔离器C.光耦合器D.光纤连接器8、决定光纤通信中继距离的主要因素是（BA.光纤的型号C.光发射机的输出功率9、下列哪一个不是SDH网的特点（D ）B.光纤的损耗和色散D.光接收机的灵敏度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10、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（ BA.折射C.纤芯一包层界面上的全内反射B.在包层折射边界上的全内反射D.光纤塑料涂覆层的反射6、光纤接续的主要方法有：熔接法、粘接法 8、掺饵光纤放大器应用方式

15、有：LA、PA、BA10、EDFA的泵浦结构方式有：同向泵浦结构、反向泵浦结构,.双向泵浦结构。11、SDH的主要复用步骤是：映射、定位、复用12、光中继器实现方式有：光-电-光形式中继器、光放大器1、根据传输方向上有无电场分量以及磁场分量，可将光电磁波传播形式分成三类：一为TEM波，二为TE波，三起TM波。2、对于单模光纤来说，主要是 材料色散和波导色散，而对于多模光纤来说，模式色散占主要地位。3、光纤色散的测量方法有 相移法、脉冲时延法、干涉法，光纤损耗的测量方法有 插入 法、后向测量法。4、激光器输出光功率随温度而变化有两个原因：一个是激光器的阈值电流 随温度升高而增大；另一个是 外微分

16、子量效率 随温度升高而减小。5、对LD的直接调制将导致激光器动态谱线增宽，限制光纤通信系统的传输速率和容 量。6、光纤通信系统中监控信号的传输途径有两个，一个是在光纤中传输， 另一个是 通过光缆中附加的金属导线传输）。7、响应度 和量子效率都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。8、在数字接收机中，设置均衡滤波网络的目的是消除码间干扰，减小误码率 。9、数字光接收机最主要的性能指标是灵敏度和动态范围。10、APD的雪崩放大效应具有随机性，由此产生的附加噪声称为倍增噪声。11、半导体激光器中光学谐振腔的作用是提供必要的光反馈以及进行频率选择。12、耦合器的结构有许多类型，其中比较实用的有光纤

17、型、微器件型和波导型。温度对激光器的输出光功率影响主要通过阈值电流和外微分量子效应。13、数字光纤传输系统的两种传输体制为 准同步数字系列（PDH）和同步数字系列 （SDH）o PDH有两种基础速率， 一种是以1.544Mb/s为第一级基础速率； 另一种是以2.048Mb/s为第一级基础速率。14、隔离器主要用在激光器或光放大器的后面，功能避免反射光返回到该器件致使性 能变坏。它的两个主要参数是插入损耗和隔离度。15、SDH传输系统每秒传送 8000帧STM-16帧，则该系统的传送速率为2.488Gbit/s。16、STM-1可复用63个2M信号3个34M信号1个140M信号17、渐变型光纤中

18、，不同的射线具有相同轴向速度的现象称为自聚焦现象。18、数字光纤通信系统的抖动是指数字信号的有效瞬间与其理想时间位置的短时间偏离。19、光纤数字通信系统中， 误码性能和抖动性能是系统传输性能的两个主要指标。20、EDFA中光耦合器的主要作用是将输入光信号和原泵浦光混合起来。21、EDFA噪声系数的定义式为放大器的输入信噪比/放大器的输出信噪比。22、常用的SDH设备有终端复用器、分插复用器和交叉连接设备等。23、WDM系统主要有五部分组成：光发射机，光中继放大器，光接收机，光监控信道，网络管理系统。24、POH中常用的多址技术有三种：频多址分（FDMA）,时多址分（TDMA）,码分多址（WDM

19、A）。25、电信网有两大功能群：传送功能群和控制功能群。26、光纤通信的目标是 提高速率和增大容量。27、自愈环结构可分为两大类，分别是 通道倒换环和复用段倒换环。SDH环形网的一个突出优点是具有自愈能力。1、在激光器中，光的放大是通过（A）A.粒子数反转分布的激活物质来实现的B.光学谐振腔来实现的C.泵浦光源来实现的D.外加直流来实现的2、下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因？（ B ）A.光纤的损耗可能发生变化B.光源的输出功率可能发生变化C.系统可能传输多种业务D.光接收机可能工作在不同系统中3、光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时，需用（B）A.光衰减器

20、B .光耦合器C.光隔离器 D.光纤连接器4、使用连接器进行光纤连接时，如果接头不连续时将会造成（D）A.光功率无法传输B .光功率的菲涅耳反射C.光功率的散射损耗D.光功率的一部分散射损耗或以反射形式返回发送端 5、在系统光发射机的调制器前附加一个扰码器的作用是（A）A.保证传输的透明度B.控制长串“1和”0的出现C.进行在线无码监测D.解决基线漂移6、下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是（A）A.两者都能提供动态的通道连接B.两者输入输出都是单个用户话路C.两者通道连接变动时间相同D.两者改变连接都由网管系统配置8、下列不是WDM的主要优点是（D ）A.充分利用光纤的巨大资源B.同时

21、传输多种不同类型的信号C.高度的组网灵活性，可靠性D.采用数字同步技术不必进行玛型调整 9、下列要实现 OTDM解决的关键技术中不包括 （D ）A.全光解复用技术B.光时钟提取技术C.超短波脉冲光源D.匹配技术10、掺饵光纤的激光特性 （A）A .由掺饵元素决定B.有石英光纤决定C.由泵浦光源决定D.由入射光的工作波长决定11、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是（A）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12、光发射机的消光比，一般

22、要求小于或等于（B）A. 5%B. 10%C. 15% D. 20%13、在误码性能参数中，严重误码秒（SES）的误码率门限值为（D）A. 10-6 B. 10-5C. 104D. 10-314、日前采用的LD的结构种类属于 （D）A. F-P腔激光器（法布里 一珀罗谐振腔） B.单异质结半导体激光器C.同质结半导体激光器D.双异质结半导体激光器15、二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为（B）A . 2.048 Mb/s, HDB3B. 8.448 Mb/s, HDB 3C. 2.048 Mb/s , CMID. 8.448 Mb/s, CMI16、数字光接收机的灵敏度 Pr=100微瓦，则为（A ） dBm。A. -10 B. 10 C. -20 D. -3017、WDH系统的单纤双向传输方式可实现（C ）通信。A