通信工程《光纤通信》考试题(含答案)文档格式.doc
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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、1985 B、1970
C、1988 D、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、155520 B、622080
C、2488320 D、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、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、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300,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
(4分)
(2)传播的模式总数
(3分)
(3)该光纤的数值孔径:
(4分)
(4)该光纤单模工作的波长:
(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)
2)由q=1,2,3….
(Hz)
波长间隔(m)(6分)
3)由1374(4分)
3、解:
根据题意得
,,,,(2分)
/个,
由(2分)
得
4、解:
由题意得即(1分)
故有(1分)
已知(1分)
得
由于
所以(1分)
(1分)
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。
1、为增大光接收机的接收动态范围,应采用(
B
)电路。
A.ATC
B.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
)。
A.632.8nm
B.1310nm
C.2000nm
D.10.6μm
4、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.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
5、STM-4每秒可传输的帧数是(
D
A.1000
B.2000
C.4000
D.8000
6、STM-N一帧的字节数是(
C
)。
A.2709
B.274N9
C.270N9
D.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(
A.光衰减器
B.光隔离器
C.光耦合器
D.光纤连接器
8、决定光纤通信中继距离的主要因素是(
A.光纤的型号
B.光纤的损耗和色散
C.光发射机的输出功率
D.光接收机的灵敏度
9、下列哪一个不是SDH网的特点(
A.具有全世界统一的接口标准
B.大量运用软件进行系统配置的管理
C.复用映射结构灵活