通信工程《光纤通信》考试题含答案Word格式文档下载.docx
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14、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、1970
C、1988D、1990
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、622080
C、2488320D、9953280
6、掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（B）nm波段。
A、1310B、1550C、1510D、850
7、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、画图分析说明掺铒光纤放大器主要由几部分构成？
各部分的作用是什么？
掺铒光纤放大器主要由一段掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器及光隔离器等构成（2分）。
采用掺铒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铒光纤（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α表示。
（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、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100μm，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λ=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，其谐振腔长为300m，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λ=1310nm，与此相应的纵模序数。
3、设140Mb/s的数字光纤通信系统，工作波长1300nm，其他参数如下：
发射光功率为-3dBm，接收机的灵敏度为-38dBm（BER=10-9），系统余量为4dB，连接器损耗为0.5dB/个，平均接头损耗为0.05dB/km，光纤损耗为0.4dB/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。
1、解：
（1）
由于归一化频率V2an12n22
56.36（4分）
（2）传播的模式总数MV2/2
1588（3分）
（3）该光纤的数值孔径:
NAn12n220.153（4分）
μm）
2、解：
已知
（1分）
1）因非全反射导致的等效损耗系数
（mm-1）（4分）
（Hz）
波长间隔9.51010（m）（6分）
3）由
1374（4分）
3、解：
根据题意得
已知-10lgPP011.5
得P110-0.15
P0
由于P01mw
所以P1P010-0.1510-0.15=0.70mw（1分）
11
P2P110-0.150.23mw（1分）
2313
2、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、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）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（B
）电路。
A．ATCB．AGC
C．APC
D．
ADC
2、光纤数字通信系统中不能传输
HDB3码的原因是（
A
A.光源
不能产
生负
信号
光
B.将出现长连“1”或长连“0”
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）
C.2000nmD.10.6μm
EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵
5、STM－4每秒可传输的帧数是（D）
A.1000B.2000
D.8000
C.40006、STM-N一帧的字节数是（C）
B.
A.2709
274N9C.270N9D.261N9
7、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）。
6、光纤接续的主要方法有:
熔接法、粘接法8、掺铒光纤放大器应用方式有:
LA、PA、BA
10、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）。
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
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