光纤通信试题资料.docx

光纤通信试题资料.docx

《光纤通信试题资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤通信试题资料.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

光纤通信试题资料

一、单项选择题（在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题干的括号内。

每小题1分，共10分。

）

1.在薄膜波导的薄膜中形成导波的条件是平面波的入射角θ1必须满足（C）

A.θ1>θC13B.θ1<θC12

C.90°>θ1>θC12D.90°>θ1>θC13

2.薄膜波导中的单模传输条件为（B）

A.λc（TE0）<λ0<λc（TM0）B.λc（TM0）<λ0<λc（TE0）

C.λc（TE1）<λ0<λc（TM1）D.λc（TM0）<λ0<λc（TE1）

3.光纤相对折射指数差的定义为（C）

A.Δ=n1－n2B.Δ=n2－n1

C.Δ=（n21－n22）/2n21D.Δ=（n21－n22）/n21

4.阶跃型光纤中，导模的传输条件为（C）

A.V2.405

C.V>VcD.V>0

5.STM－4每秒可传输的帧数是（D）

A.1000B.2000

C.4000D.8000

6.随着激光器温度的上升，其输出光功率会（A）

A.减少B.增大

C.保持不变D.先逐渐增大，后逐渐减少

7.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

8.在下列选项中，光纤通信的监控系统不能监控的项目为（C）

A.光中继器的接收光功率B.电源的电压

C.光缆线路的色散特性D.光纤通信系统的误码性能

9.光接收机中，雪崩光电二极管引入的噪声为（D）

A.光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

B.量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

C.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声

D.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声

10.表示光放大器放大能力的特性指标是（A）

A.功率增益B.带宽

C.输出饱和功率D.噪声系数

二、填空题（每小题1分，共20分）

1.利用光波作为载波的通信方式称为___________。

2.光纤通信的主要优点有：

a.__________；b.传输损耗小；c.抗电磁干扰能力强；d.资源丰富。

3.在光纤数字通信系统中，发送光端机的主要作用是___________。

4.薄膜波导由___________、衬底和敷层三层介质构成。

5.薄膜波导中，导波的特征方程2k1xd－2Φ12－2Φ13=2mπ的物理意义是表示薄膜波导中的导波具有___________特性。

6.按射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有子午光线和___________两类。

7.在阶跃型光纤中，当导波远离截止时，导波的光能量将完全集中在___________中。

8.PDH信号“组装”为标准的同步传输模块STM－N，主要步骤是：

_________、定位、复用。

9.使用8B1H线路码型的光端机设备可用___________方式来传输监控信号。

10.已知光纤单位长度的带宽为1GHz·km，距离带宽系数q=0.5，用这种光纤构成16km的光中继段，则该中继段的总带宽为___________。

11.SDH网中，为了便于网络的运行、管理等，在SDH帧结构中设置了___________。

12.SDH的STM－N是块状帧结构，有9行，___________列。

13.处于粒子数反转分布状态的工作物质称为___________。

14.光发射机的输出光功率通常是指___________。

15.对光源输出光功率稳定度的要求是：

在环境温度变化或器件老化的过程中，稳定度要求在___________范围内。

16.EDFA的泵浦结构方式有：

a.同向泵浦结构；b.___________结构；c.双向泵浦结构。

17.掺铒光纤放大器在光纤通信系统中的主要作用是___________。

18.___________和动态范围是光接收机的两个重要特性指标。

19.EDFA泵浦光源的工作波长约为___________或1.48μm。

20.已知某Si－PIN光电二极管量子效率η=70%，一个光子的能量为2.24×10－19焦耳，电子电荷量为1.6×10－19库仑。

问该光电二极管的响应度为___________。

三、名词解释题（每小题3分。

共15分）

1.光纤的子午面

2.EDFA的输出饱和功率

3.受激辐射

4.输入抖动容限

5.光接收机的动态范围

四、画图题（第1题7分，第2题8分，共15分）

1.画出LD数字信号的直接调制原理图。

2.请补全下面的强度调制数字光接收机的方框图，并简述填入的各部分的功能。

五、简答题（每小题5分，共20分）

1.在渐变型光纤中，子午光线轨迹的形状与哪些因素有关?

2.半导体发光二极管的主要特点是什么?

3.简述光衰减器在光通信中的应用。

4.什么是光电检测器的量子噪声?

六、计算题（每小题10分，共20分）

1.已知阶跃型光纤的n1=1.51,Δ=0.01，工作波长λ=0.85μm，

求：

（1）当纤芯半径a=25μm时，此光纤中传输的导模数M?

（2）若要实现单模传输，纤芯半径应为多大?

2.已知某光纤通信系统的光发送机光源的入纤功率为2mW，光纤损耗为0.5dB/km，光纤平均接头损耗为0.1dB/km，光接收机最大允许输入光功率为32μW,光接收机的动态范围可达19dB，系统富余度7dB。

试核算在无中继传输距离分别为15km、40km、60km情况下，该系统能否正常工作?

光纤通信原理试题参考答案

一、单项选择题（每小题1分，共10分）

1.C2.B3.C4.C5.D

6.A7.A8.C9.D10.A

二、填空题（每小题1分，共20分）

1.光通信2.传输频带宽，通信容量大

3.将电信号变换成光信号4.薄膜

5.横向谐振6.斜光线

7.光纤的纤芯8.映射

9.时分复用10.250MHz

11.开销比特（或管理比特）12.270×N

13.激活物质（或增益物质）14.耦合进光纤的功率（或入纤功率）

15.5%～10%16.反向泵辅

17.延长中继距离18.灵敏度

20.0.5A/W

三、名词解释（每小题3分，共15分）

1.通过光纤轴线的平面。

2.当饱和增益下降3dB时所对应的输出功率值，它表示EDFA的最大输出功率。

3.处于高能级E2的电子，在受到外来能量为hf=（E2－E1）的光子激发的情况下，跃迁到低能级E1，从而发射出一个和激发光子相同的光子的过程称为受激幅射。

4.是指光纤数字通信系统允许输入脉冲产生抖动的范围。

5.在保证系统的误码率指标要求下，光接收机的最低输入光功率

（用dBm表示）和最大允许输入光功率（用dBm表示）之差（dB）

四、画图题（第1题7分，第2题8分，共15分）

1.LD数字信号的直接调制原理图为：

P

Ig

OI

2.补全的强度调制数字光接收机的方框图如下：

判

决

器

自动增

益控制

光电检

测器

时钟恢

复电路

电

信

号

主放

大器

前置

放大器

光信号

光纤2.40483

均

衡

器

各部分的功能：

光电检测器：

将接收到的光信号转变为电信号。

均衡器：

将放大后的信号均衡为无码间干扰的升余弦波形。

判决器：

将均衡器输出的信号判为“1”或“0”码。

自动增益控制电路：

利用电反馈环路来控制主放大器的增益。

五、简答题（每小题5分，共20分）

1.从子午光线的轨迹方程可知，子午光线轨迹的形状与光纤的折射率分布n（r）、光线的初始条件n（0）和N0（N0－cosθz0）有关。

2.a.光谱较宽；

b.P－I曲线的线性较好；

c.与光纤的耦合效率低；

d.寿命长；

e.温度特性较好。

3.当输入光功率超过某一范围时，应用光衰减器对输入信号进行一定程度的衰减，可以使光接收机不产生失真，或满足在光线路中进行某种测试的需要。

4.由于光的传播是由大量的光量子（光子）传播来进行的。

大量的光量子是随机的。

因而光电检测器在某个时刻实际接收的光子数，是在一个统计平均值的附近浮动而产生的噪声。

六、计算题（每小题10分，共20分）

1.

（1）v=n1a

M==n21a2

=（1.51）2×（25）2×=778

（2）阶跃光纤单模传输条件为0

而V=n1a

0

即0

2.根据题意可得：

pmax=101g（32×10－3）=－15dBm

PT=101g2=3dBm

已知D=19dB

α=0.5dB/KM

α1=0.1dB/KM

M=7dB

根据动态范围的定义：

D=Pmax－Pmin

得Pmin=Pmax－D=－15－19=－34dBm

由PT=Pmin+Lmax（α+α1）+M得

Lmax=（PT－Pmin－M）/（α+α1）=（3+34－7）/0.6=50Km

Lmin=（PT－Pmax－M）/（α+α1）=（3+15－7）/0.6=18.3Km

∴18.3

显然在无中继传输距离为40Km的情况下，系统能正常工作；在15Km、60Km的情况下系统不能正常工作。

_

1.已知阶跃型光纤的n1=1.51,Δ=0.01，工作波长λ=0.85μm，

求：

（1）当纤芯半径a=25μm时，此光纤中传输的导模数M?

（2）若要实现单模传输，纤芯半径应为多大?

解：

（1）v=n1a

M==n21a2

=（1.51）2×（25）2×=778

（2）阶跃光纤单模传输条件为0

而V=n1a

0

即0

2.已知某光纤通信系统的光发送机光源的入纤功率为2mW，光纤损耗为0.5dB/km，光纤平均接头损耗为0.1dB/km，光接收机最大允许输入光功率为32μW,光接收机的动态范围可达19dB，系统富余度7dB。

试核算在无中继传输距离分别为15km、40km、60km情况下，该系统能否正常工作?

解：

.根据题意可得：

pmax=101g（32×10－3）=－15dBm

PT=101g2=3dBm

已知D=19dB

α=0.5dB/KM

α1=0.1dB/KM

M=7dB

根据动态范围的定义：

D=Pmax－Pmin

得Pmin=Pmax－D=－15－19=－34dBm

由PT=Pmin+Lmax（α+α1）+M得

Lmax=（PT－Pmin－M）/（α+α1）=（3+34－7）/0.6=50Km

Lmin=（PT－Pmax－M）/（α+α1）=（3+15－7）/0.6=18.3Km

∴18.3

显然在无中继传输距离为40Km的情况下，系统能正常工作；在15Km、60Km的情况下系统不能正常工作。

1、按照纤芯剖面折射率分布不同，光纤可分为哪两种形式？

解释其含义。

阶跃折射率光纤和渐变型多模光纤。

阶跃折射率光纤中，纤芯和包层折射率沿光纤半径方向分布都是均匀的，而在纤芯和包层的交界面上，折射率呈阶梯形突变。

渐变型多模光纤中，纤芯的折射率不是均匀常数，而是随纤芯半径方向坐标增加而逐渐减少，一直变到等于包层折射率的值。

2、实现光源