光通信复习题

本文格式为Word版，下载可任意编辑——光通信复习题一、填空：

1、通信系统的容量寻常用GHz·km表示，对于光纤通信系统，若仅从光纤的角度考虑，容量受带宽限制。

2、G.652光纤有三个低损耗传输窗口，分别为850nm、1310nm与1550nm。

3、多模光纤的色散主要是材料色散和波导色散，单模光纤色散主要包括：(1)材料色散，(2)波导色散。

4、在阶跃折射率分布光纤中，只传输单模的条件是归一化频率V小于2.405，此单模为基模。

5、在光纤通信系统中，光功率寻常用dBm来表示，假使耦合进光纤中的光功率为-13dBm，则相当于mW光功率。

6、光纤从横截面上看由3部分组成，即：(1)，(2)，(3)。7、光纤的数值孔径代表光纤的接收和传输光的能力。8、光缆中护层的作用主要是避免光纤受_______和环境的破坏。

9、色散位移单模光纤与G.652光纤的不同之处是其工作频率为，其目的是。

10、从通信的角度看，单模光纤与多模光纤在性能上的主要区别为。11、在光通信中，表征光纤性能的两个主要参数是（1），（2）。12、非零色散位移光纤与色散位移光纤的区别是，其目的是。13、渐变折射率分布多模光纤相对于阶跃折射率分布多模光纤的优点是。14、在由于光纤通信中采用介质波导来传输信号，而且光信号又是集中在纤芯中传输的，因此光纤通信具有很强的__________能力。

15、从折射率的角度对光纤进行分类，可分为：和16、__________是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。

17、单模光纤的群速度色散导致的光脉冲展宽与（1）及（2）有关。18、从光纤的集光能力考虑，希望数值孔径越（填“大〞或“小〞）越好，而从通信速率角度考虑，则希望数值孔径越（填“大〞或“小〞）越好。

19、单模光纤有、及色散，后者一般只在高速系统中才考虑。20、渐变折射率分布光纤同普通多模光纤相比，可以减小，进而提

高。

21、光纤损耗主要包括：、和。

22、群速度色散补偿的方法有：（1），（2），（3）。23、大有效面积光纤的优点是。

24、阶跃光纤中，在包层和纤芯分界面上形成全反射的条件为。（角度关系）25、处于高能级E2的电子，在未受外界激发的状况下，自发地跃迁到低能级E1，从而发射出一个能量为hf（=E2－E1）的光子的过程称为__________。26、形成激光振荡的三个条件是：(1)，(2)，(3)。半导体激光器只有当注入电流大于时，才能产生激光。

27、数字光接收机的性能由决定，它定义为。28、光纤耦合器是实现光信号分路/合路的功能器件，是对同一的光功率进行分路/合路；波分复用/解复用器的功能是，将若干路的信号复合后送入同一根光纤中传送，或相反的作用。

29、在以半导体激光器为光源的光发送机中，将电信号转变为光信号有两种调制方式，分别为与。

30、光电检测过程的基本机制是半导体材料的，当入射光子能量超过时，每当一个光子被半导体吸收就产生一个，在外加电压建立的电场作用下形成。

31、波分复用器/解复用器有(1)，(2)，(3)等多种。32、对强度调制器性能的要求有（1），（2）等。33、PIN光电二极管与普通PN管相比，其优点是：（1），（2）。

34、量子噪声强度与有关，热噪声强度与（1）及（2）有关。

35、当温度升高时，半导体激光器的波长向波长方向移动，输出功率（增大或降低），这是由于及引起的。36、在以半导体激光器为光源的光发送机中，采用直接调制，会产生，增大脉冲展宽。

37、N型半导体是在本征半导体中掺入价杂质形成的？PN结中的载流子存在（1）与（2）两种运动。

38、量子噪声强度与有关，热噪声强度与（1）及（2）有关，从接收精明敏度的角度考虑，希望采用前端。

39、数字光接收机中“均衡器〞的功能是；“时钟提取〞出的“时钟〞用来。

40、PIN光电二极管与普通PN管相比，其优点是：（1），（2）。APD光电管与PIN光电管的区别在于。

41、P型半导体是在本征半导体中掺入价杂质形成的？PN结中的载流子存在（1）与（2）两种运动。

二、计算题（光速C=3×108米/秒）

1、某阶跃折射率分布光纤的纤芯折射率为n1=1.5，包层与纤芯的相对折射率差Δ=0.003，纤芯直径2a=7μm，试问：(1)该光纤的第一高次模的截止波长λc=？

(2)当分别用波长为λ1=0.85μm及λ2=1.3μm的光波鼓舞该光纤时，能否实现单模传输？

2、某多模光纤，纤芯直径2a=50μm，纤芯折射率为n1=1.450，包层折射率为n2=1.448，则：

(1)计算光纤端面的最大入射角。

(2)当工作波长为λ=1.55μm时，可鼓舞多少个模式？

3、某多模光纤，纤芯直径2a=50μm，纤芯折射率为n1=1.450，包层折射率为n2=1.448，则：

(1)计算光纤的数值孔径；

(2)当传输速率为15.0Mbit/s时，最大允许的传输距离是多少？

4、某阶跃折射率分布光纤的纤芯折射率为n1=1.50，包层折射率为n2=1.49，现有一光波在光纤端面轴线处以15?的入射角进入光纤，试问该入射光线能否成为传导模？

5、现有以下元件可以使用：

(1)以1.55μm波长工作的半导体激光器，能耦合进单模光纤的平均功率为0.1mW。

(2)25段光纤，每段长度均为2Km，衰减为0.5dB/Km。

(3)每段光纤之间用连接器连接，每个连接器的插入损耗为0.5dB。(4)一台PIN光电管接收机，灵敏度为-40dBm；

现在要利用这些元件设计一条50Km长的光波系统。假使需要的系统富足度为

6dB，你认为是否还需要其它的元件？如需要，请说明是何种元件，并给出关键指标。

6、现有以下元件可以使用：

(1)以1.3μm波长工作的半导体激光器，能耦合进单模光纤的平均功率为0.5mW。(2)25段光纤，每段长度均为2Km，衰减为0.5dB/Km。

(3)每段光纤之间用连接器连接，每个连接器的插入损耗为0.5dB。

(4)一台PIN光电管接收机，灵敏度为-40dBm；一台APD光电管接收机，灵敏度为-59dBm。

现在要利用这些元件设计一条50Km长100Mbit/s的光波系统。假使需要的系统富足度为6dB，则应选择哪一种接收机？请给出选择的理由。7、现有以下元件可以使用：

(1)以1.55μm波长工作的半导体激光器，能耦合进单模光纤的平均功率为0.1mW；

(2)50段光纤，每段长度均为2Km，衰减为0.5dB/Km；

(3)每段光纤之间用连接器连接，每个连接器的插入损耗为0.5dB；(4)一台PIN光电管接收机，灵敏度为-40dBm；(5)若干光放大器供选用，每台光放大器增益为20dB。

现在要利用这些元件设计一条100km长的光波系统。假使需要的系统富足度为6dB，请从光功率预算角度分析，该系统至少需要几个光放大器，以及在线路中如何放置，说明理由。8、现有以下元件可以使用：

(1)以1.55μm波长工作的半导体激光器，能耦合进单模光纤的平均功率为0.1mW；

(2)100段光纤，每段长度均为2Km，衰减为0.5dB/Km；

(3)每段光纤之间用连接器连接，每个连接器的插入损耗为0.5dB；(4)一台PIN光电管接收机，灵敏度为-40dBm；(5)若干光放大器供选用，每台光放大器增益为20dB。

现在要利用这些元件设计一条200km长的光波系统。假使要求的系统富足度为6dB，请从光功率预算角度分析，该系统至少需要几个光放大器，以及在线路中如何放置，说明理由。

三、论述分析题

1、光纤通信系统的组成及其各部分的作用。

2、色散和损耗对通信系统的影响？多模光纤和单模光纤色散的种类？光纤损耗

的种类？

3、请分析光纤连接中产生插入损耗的原因。

4、说明强度调制——直接检测数字光接收机的组成（画出组成框图）及各组成部分的功能。

5、请分析光纤连接中产生插入损耗的原因。6、请介绍一种波分复