2010《光纤通信》试题及详解

《光纤通信》试卷…第《光纤通信》试卷…第4页（共3页）2009-2010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（含计算器。4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2、现知临界传播角为αc，要保证光线在光纤内全反射，必须要求传播角A．α<αc B．α≤αc C．α>αc D．α≥αc3Ex与Ey振幅相等且相位差为900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 B.荧光，光谱较宽C.激光，谱线较宽 D.荧光，光谱较窄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 B.将光信号转换为电信号的效率太C.其所加的反向偏置电压过大 D.其注入的非平衡载流子扩散过快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1.6nm D.很小，常常小于10、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（1466分）、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（326分）16一阶跃折射率光纤已知纤芯和包层的折射率分别是=1.48,n2=1.46,则其最大接收角θ0为 。17、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,则纤芯和包层的相对折射指数差Δ为 。（三、名词解释填空（236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（5315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（215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）上图显然为 的工作原理。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 ，能量最高据图分析请阐述该工作原理： （3分）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结果。为提高放大器增益，应提高对 的吸收。四、 综合解答（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（8分）PIN80%，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（8分）0.20850nm个左右的传播模式。试问：其纤芯直径为多少？1310nm波长上可以支持多少个模？28（6分）用纤芯折射率为1.5f08MHzL。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（10分）1某SI型光纤，光纤的芯径d=2a为100 m，折射率n=1.458，包层的折射率12n=1.450，在该光纤中传输的光波的波长λ=850nm。则：2V参数；估算在该光纤内传输的模式数量；计算该光纤的数值孔径；计算该光纤单模工作的波长。评卷答案：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、B 2、B 3、A 4、B 5、B6、C 7、C 8、C 9、D 10、D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（1466分）11、铌酸锂（LiNbO3）12、衰减13、粒子性，波动方程分析法14、温度补偿15、振荡（二、基本运算能力填空（326分）16、14017、Δ=(n1−n2)/n1=(1.5−1.45)/1.5=0.033（三、名词解释填空（236分）18、保证调制制度不变的情况下，光功率下降到低频率值的一半时（3dB）的频率范围。19PINN20、用来反映光检测器对瞬变或高速调制光信号响应能力的参数。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（5315分）21、主要有四种：自相位调制、交叉相位调制、四波混频和受激散射。22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。23、引入智能特性，可以将光网络带来的好处归结如下：①实现灵活的Mesh（网状）组网，提高带宽利用率，增强网络生存性。②网络拓扑自动发现。③简化网络结构。④提供增值业务，使传统传输网向业务网演进。⑤缩短业务时间，实现带宽动态申请和释放。⑥最终实现不同网络之间的互连和互通。（二、按题要求画图或据图回答问题（215分）24、亚稳态，激发态①当泵浦(Pump,31铒离子吸收泵浦光从基态跃迁到激发态(1→3)。②但是激发态是不稳定的，Er3+2（无辐射跃迁。212Er3+(2→1)泵浦光，泵浦光四、综合解答题（322分）26（8分）解：1.3m时的响应度为R(m)0.81.30.84A/W；1.24 1.241.55mR(m)

0.81.55

1A/W。1.24 1.24因为响应度正比于波长，故在1.55m处光电二极管比1.3m处灵敏。27（8分）1）由

2 a n2

2aNA，得到纤芯直径为1 1

2 1VV1a 1

1

2M1

0.85 0.20

30.27当2

1.31m

NA NA2M 2M得到模的个数为

1

1 2 228（6分解：信号的周期为

21M2212

0.852 M 1000 1 1.312T1/f0信号在纤芯中传输的速度为《光纤通信》试卷…第5页（共3页）vc/n1由于信号延迟半个脉冲周期，则光纤的长度L为T c 1 3108 1Lv 12.5m2 n 2f1 0

1.5 28106五、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（10分）n2n21 2解：(1)由于归一化频率Vn2n21 2 500.8