光纤通信原理试题参考答案

11光纤通信原理试题＿1 参考答案一、单项选择题〔10110分〕在每题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多项选择或未选均无分。光纤通信指的是〔B 〕A以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；C以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；D以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。0某Si-PIN光电二极管的响应度R＝0.5A/W，一个光子的能量为2.24×1019J，电子电荷量为1.6×1019C，则该光电二极管的量子效率为〔 〕0A.40％ B.50％ C.60％ D.70％ R0=e错误!/hfSTM-4一帧中总的列数为〔 〕A.261 B.270 C.261×4 D.270×44.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ1满足〔〕A.θc13<θ1<θc12B.θ1=0°C.θ1<θc13<θc12 D.θc12<θ1<90°5.光纤色散系数的单位为〔 〕A.ps/kmB.ps/nm C.ps/nm.km?D.nm/ps?km6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达〔 〕A.20dB B.30dB C.40dBD.60dB随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会〔 〕A.渐渐削减B.保持不变C.渐渐增大D.先渐渐增大后渐渐削减8.在阶跃型〔弱导波〕光纤中，导波的基模为〔 〕A.LP00值为0 B.LP01 C.LP11为第一高次模D.LP129.在薄膜波导中，导波的截止条件为〔 〕A.λ0≥λCB.λ0<λC C.λ0≥0 D.λ0≤1.55μm10.EDFA在作光中继器使用时，其主要作用是〔 〕A.?B.使光信号再生C.使光信号放大D.使光信号的噪声降低二、填空题〔20120分〕请在每题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。依据传输方向上有无电场重量或磁场重量，可将光〔电磁波〕的传播形式分为三类：一为_TEM_波；二为TE波；三为TM波。对称薄膜波导是指敷层和衬底的_折射率一样_的薄膜波导。 光学谐振腔的谐振条件的表示式为 错误!未找到引用源。 。

2ncLq渐变型光纤中，不同的射线具有一样轴向速度的这种现象称为_自聚焦_现象。利用_光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。在PIN光电二极管中，P型材料和N型材料之间加一层轻掺杂的N型材料，称为本征层〔I〕层。光源的作用是将电信号电流变换为光信号功率；光检测器的作用是将光信号功转换为电信号电流 。8.光放射机的消光比为_E=_。XT光纤通信系统中的监控信号除可借助光缆中的金属导线传输外，还可利用光纤来传输。在薄膜波导中，导波的特征方程是2k1xd-2

-212 -2

=2mπ_。EDFA在光纤通信系统中的主要应用形式有：作前置放大器、作放射机的_功率放大器_和作光中继器。EDFA的工作波长范围是1.53~1。56um。光缆主要由缆芯、加强元件_和外护层等几局部组成。形成光纤损耗的缘由很多，归结起来主要包括两大类：_吸取损耗_和散射损耗。LD适用于长距离、大容量_的光纤传输系统。在保证到达系统误码率指标条件下，测得接收机的最低输入光功率为0.1μW，则该接收机的接收灵敏度为 -40？_dBm。对光隔离器的主要要求是：插入损耗低和_隔离性好_。目前光纤通信所用光波的光波波长范围为: 0.8～1.8μm,属于电磁波谱中的近红外区。EDFA作前置放大器使用时，要求其有_高增益_和低噪声的特性。三、名词解释题〔5315分〕弱导波光纤 纤芯折射率N1稍大于包层折射率N2的光纤。受激吸取 物质在外来光子的激发下，低能级上的电子吸取了外来光子的能量，而跃迁到高能级上，这个过程叫做受激吸取。MP M APD的雪崩倍增因子 G=I/I I有雪崩倍增时间电流的平均值。I无雪崩倍增时间电流的平均值。G再MP M 误码率 BER=光纤的典型构造是。四、简答题〔57分，37835分〕分别画出半导体发光二极管〔LED〕和半导体激光器〔LD〕的典型输出特性曲线，并在LD的曲线上标出阈值电流点及荧光区和激光区的范围。阶跃型光纤中，导波特性参数U、W的名称和计算公式分别是什么？答导波的径向归一化相位常数U,导波的径向归一化衰减常数W;U=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。k2n2-错误!未找到引用源。2 W=! 2-错误!01未找到引用源。光纤通信系统对光放射机有哪些要求？XT答：1)有适宜的输出光功率 一般在0.01没w~5mw;2)有较好的消光比E <=10%；3)调制特性好XT什么是半导体材料的光电效应？

当光照耀到半P-N结上时假设光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸取光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中消灭光子，在价带中消灭光空穴，即产生光生载流子，这种现象称为半导体材料的光电效应。在光纤通信系统设计中，主要涉及哪些系统部件的选择？答：1〕工作波长的选择 2〕光源的选择 3〕光电检测器的选择 4〕光导纤维的选择。五、计算题〔本大题共2小题，每题10分，共20分〕阶跃型光纤的n1＝1.51，n2＝1.48，光纤长度为L＝10km。1〕光线在纤芯和包层分界面上产生全反射时入射角1变化的范围；c 〔2〕光线在光纤端面上的最大入射角Φmax； 〔3〕该光纤的最大时延差。解〔〔自己做的〕siθ=n2/n1 所以临界角θc 23由题意知当 θc<θ1<90 可以产生全反射。1〔2〕sinΦmax=n*错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。1(3)*sinθ=Ln2/cn 最小时延错误!未找到引用源。=L/V=Ln/c 错误!未找到引用源。Ln2/cn--Ln/c1 c 1 2 1 1 1 2 1=(Ln12-Ln1n2)/cn2 !某光纤通信系统的光放射机输出光功率为0.5mW0.35dB/km0.1dB/km6dB。假设要求系统的中继传输距60km，则选择的光接收机的灵敏度至少应为多少？解：PT=Pmin+La+Lai+MPT=10lg0.5*10-3/10-3PMIN=PT-La-Lai-M=一、问答题(20分)你如何理解有线通信和无线通信?两者区分?有线通信包含那些通信系统?3.最根本的光传输系统由------------,------------和------------组成。4.要将沟通220V电源转换成稳定的-48V直流电源输出，一般需经过A. B. C. D.四个步骤。光缆的根本构造由 、 和 组成。常用的光缆构造形式有 式光缆、式光缆、 式光缆和 式光缆。7.网组成局部包括 、 和 。我国和欧洲承受的PCM非均匀量化方式实现方法为 ，共分〔〕个量化级。石英光纤的零色散波长在〔1.31〕um左右，损耗最小点在〔〕um左右。10.光纤按传输模式可分为〔 光纤〕和〔 光纤〕二、选择题(40分)1、通信网的根本构造形式有五种，以下正确的说法是〔〕 A、网型、星型、T型、环型、总线型； B、网型、星型、线型、复合型、环型； C、网型、星型、复合型、环型、总线型； D、网型、环型、线型、复合型、树型。2、衡量数字通信系统传输质量的指标是〔〕ABCD、话音清楚度3、FTTB意思是光纤到 、FTTH意思是光纤到 ,EPON意思20是 。4、光纤通信指的是：ABCD以激光作载波、5、下面说法正确的选项是：AB光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称；C光纤是透亮塑料拉制成瘦长圆柱形的线；D光纤是由高纯度石英玻璃制成瘦长圆柱形的线。6、下面说法正确的选项是：A光纤通信只能用于数字通信，不能用于模拟通信；B光纤通信不能用于数字通信，只能用于模拟通信；C光纤通信即可以用于数字通信，也可用于模拟通信；D光纤通信7、下面说法正确的选项是：A为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必需等于纤芯的折射率；B为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必需大于纤芯的折射率；C为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必需小于纤芯的折射率；D为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必需大于涂覆层的折射率。8下面说法正确的选项是：AB光纤的损耗打算光纤通信系统的传输距离；C光纤的损耗打算光纤通信系统的传输速率；D光纤的损耗打算光纤通信系统的传输模式。9、下面说法正确的选项是：A光纤的色散打算光纤通信系统的通信容量；B光纤的色散打算光纤通信系统的传输距离；C光纤的色散打算光纤通信系统的传输速率；D光纤的色散打算光纤通信系统的10、为了使光纤能在各种敷设条件和各种环境中使用：AB必需把光纤与其他元件组合起来构成光缆；C必需把多根光纤放入同一根塑料管中；D必需把多根光纤绞合在一起。11、光纤的连接分为：A固定连接和永久性连接；BC固定连接和活动连接；D粘连接和熔连接。12、光合波器是：A将多个光波信号合成一个光波信号在一根光纤中传输；B将多路光信号合并成一路光信号在光纤中传输；C将同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输；D将不同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输。13、光纤通信系统中常用的光源主要有：A光检测器、光放大器、激光器；B半导体激光器LD、半导体发光二极管LED、半导体分布反响激光器DFB；CPIND半导体激光器、光检测器、发光二极管。14、光纤通信系统中常用的光检测器主要有：AB分布反响激光器、PINC半导体PIN光电二极管、APDDPINLD15、掺铒光纤是一种向常规传输光纤的石英玻璃基质中掺入微量铒元素的特种光纤。掺入铒元素的目的，是促成被动的传输光纤转变为具有光放大力量的主动光纤。光放大的特性主要21由:ABCD入射光的工作波长打算。16、下面说法正确的选项是：ABC光放射机是实现光/D光放射机是实现电/17、下面说法正确的选项是：A光接收机是实现电/光转换的光端机；B光接收机是接收光信号的设备；C光接收机是实现光/电转换的光端机；D光接收机是接收光功率的设备。18、放射机放射的光波波长应位于：光接收机的主要质量指标是灵敏度，影响灵敏度的主要因素是：ABCD光信号的噪声。20、光纤通信系统由以下哪几个局部组成？A光发信机、光收信机、光纤或光缆；BC光发信机、光收信机、光纤连接器和耦合器等无D光纤或光缆、中继器、光纤连接器和耦合器等无源器件。三(20分)画出光纤通信系统构成的框图，分析说明各局部的作用。 四、(20分)谈谈你对学习有线通信的体会和收获?有人说随着3G,4G,5G的到来,无线通信将取代有线通信,你的想法是什么?为什么?另外,对下面要讲的无线通信(移动通信)你有什么想法和建议?《光纤通信系统》模拟试题参考答案一、填空题(20分)----1、目前光纤通信所用光波的光波波长范围为:0.8～1.8μm,----2、光纤的典型构造是多层同轴圆柱体，它由纤芯、包层和涂覆层三局部组成。 3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长：0.85μm，1.31μm，1.55μm；1.55μm。----45、光源的作用是将电信号电流变换为光信号功率；光检测器的作用是将光信号功率转换为电信号电流。二、单项选择题(15分)1光纤指的是：[B]A石英玻璃材料B光导纤维的简称C二氧化硅材料D2光纤通信指的是：[B]A以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；22CD以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。3使用连接器进展光纤连接时，假设接续点不连续，将会造成：[C]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光功率的一局部散射损耗，或以反射波形式返回发送端。4在激光器中，光的放大是通过：[D]A光学谐振腔来实现；B泵浦光源来实现；C外加直流来实现；D粒子数反转分布的激活物质来实现。5掺铒光纤的激光特性：[A]A主要由掺铒元素打算；B主要由起主介质作用的石英光纤打算；CD〔15分〕简述光纤的导光传输原理。-简答：由于光纤纤芯的折射率大于包层的折射率，因此进入纤芯的光线将会不断在芯包界面间(15分)简答以下问题：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？ 2、分别说明G.652、G.653光纤的性能及应用。-1、简答：----由于光纤中所传信号的不同频率成分，或信号能量的各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同相互散开，引起传输信号波形失真，脉冲展宽的物理现象称为色散。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。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2、简答：---G.652(1)在1310nm波特长的色散为零。(2)在波长为1550nm四周衰减系数最小，约为0.22dB/km，但在1550nm四周其具有最大色散系数，为17ps/(nm•km)。(3)这种光纤工作波长即1310nm1550nm1310nmG.652光纤是当前使用最为广泛的光纤。G.653称为色散位移单模光纤。色散位移光纤是通过转变光纤的构造参数、折射率分布外形，力求加大波导色散，从而将零色散点从1310nm位移到1550nm，实现1550nm处最低衰减和零色散波长全都。这种光纤工作波长在1550nm〔15分〕分析说明掺铒光纤放大器主要由几局部构成？各--简答：掺铒光纤放