通信工程专业光纤通信技术试题及答案.docx

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通信工程专业光纤通信技术试题及答案

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:

属于电磁波谱中的

区。

2、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由

、

和

三

部分组成。

3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是：

，

，

；最低损耗窗口的中心波长是在：

。

4、光纤的色散分为

色散

色散和

色散。

5、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：

，

，

；产生激光的最主要过程是：

。

6、光源的作用是将

变换为

；光检测器的作用

是将

转换为

。

二、单项选择题（15分）

1光纤通信指的是：

[]

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。

2光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：

[]

3使用连接器进行光纤连接时，如果接续点不连续，将会造成：

[]

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光功率的一部分散射损耗，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：

[]

A光学谐振腔来实现；

B泵浦光源来实现；

C粒子数反转分布的激活物质来实现；

D外加直流来实现。

5掺铒光纤的激光特性：

[]

A主要由起主介质作用的石英光纤决定；

B主要由掺铒元素决定；

C主要由泵浦光源决定；

D主要由入射光的工作波长决定。

三、（15分）如图所示，用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中的传输原理。

四、（15分）简答下列问题：

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。

五、（10分）如图所示，分析说明雪崩光电二极管的工作原理。

六、（10分）如图所示，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？

七、（15分）光纤通信系统构成的框图如图所示，分析说明各部分的作用。

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:

属于电磁波谱中的近

红外区。

2、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。

3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长：

，，；

最低损耗窗口的中心波长是在：

。

4、光纤的色散分为材料色散波导色散和模式色散。

5、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：

自发辐射，受激吸收，受

激辐射；产生激光的最主要过程是：

受激辐射。

6、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。

二、单项选择题（15分）

1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。

2光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：

[B]

3使用连接器进行光纤连接时，如果接续点不连续，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光功率的一部分散射损耗，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主要由掺铒元素决定；

B主要由起主介质作用的石英光纤决定；

C主要由泵浦光源决定；

D主要由入射光的工作波长决定。

三、（15分）如图所示，用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中的传输原理。

---简答：

---射线光学的基本关系式是反射和折射的菲涅耳定律：

反射定律

折射定律

反射临界角：

，相应的光纤端面的入射角为入射临界角。

在图中如

光线1所示。

当子午光线以大于入射临界角从空气入射纤芯端面的入射角时，该光线将

进入包层，并从光纤透射出来被损耗掉，如光线2所示。

当子午光线以小于入射角从空

气入射纤芯端面的入射角时，如光线3所示，进入纤芯的光线将会不断在芯包界面间

产生全反射，从而使光波向前传播。

这就是光纤的传光原理。

四、（15分）简答下列问题：

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。

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

频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。

雪崩光电二极管如图所示

雪崩光电二极管

雪崩光电二极管工作时外加高反向偏压（约100V～150V），在PN结内部形成一高电

场区，入射光功率产生的电子空穴对经过高场区时不断被加速而获得很高的能量，这些

高能量的电子或空穴在运动过程中与价带中的束缚电子碰撞，使晶格中的原子电离，产

生新的电子空穴对。

新的电子空穴对受到同样加速运动，又与原子碰撞电离，产生电子

空穴对，称为二次电子空穴对。

如此重复，使载流子和反向光生电流迅速增大，这个物

理过程称为雪崩倍增效应，雪崩过程倍增了一次光生电流，因此，在雪崩光电二极管内

部就产生了放大作用。

六、（10分）如图所示，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？

简答：

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。

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。

泵浦光和信号光一起通过光耦合器注入掺铒光纤；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。

、（15分）光纤通信系统构成的框图如图所示，分析说明各部分的作用。

简答：

（1）光发信机：

光发信机是实现电/光转换的光端机。

它由光源、驱动器和调制器组成。

其功能是

将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调

的光信号耦合到光纤或光缆去传输。

（2）光收信机：

光收信机是实现光/电转换的光端机。

它由光检测器和光放大器组成。

其功能是将

光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后再将这微弱的电信号经

放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。

（3）光纤或光缆：

光纤或光缆构成光的传输通路。

其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤

或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。

（4）中继器：

中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。

它的作用有两个：

一个是补偿光

信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。

（5）光纤连接器、耦合器等无源器件：

由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和

光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km）。

因此一条光纤线路

可能存在多根光纤相连接的问题。

于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，

对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

通信工程专业本科毕业设计（论文）选题指南

通信工程专业本科毕业设计（论文）选题指南

（摘自网络）

一、通信工程专业的学科领域

通信工程专业属于电气信息类专业。

电气信息类专业还包括：

电气工程及自动化（080601）；自动化（080602）；电子信息工程（080603）；计算机科学与技术（080605）；电子科学与技术（080606）；生物医学工程（080607）。

二、通信工程专业的主要研究方向和人才培养目标

1、通信工程专业的主要研究方向

（1）数据通信传输问题的研究；

（2）信号及信息处理方面的研究；

（3）通信系统仿真方面的研究；

（4）通信新技术方面的应用；

（5）通信电子电路或微机接口方面的研究；

（6）通信方面的软件开发，网络层协议研究等；

（7）网络信息安全的研究

2、通信工程专业的人才培养目标

通信工程专业培养具备通信技术、通信系统和通信网等方面的知识，能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术人才。

本专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法，受到通信工程实践的基本训练，具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。

通信工程专业的毕业生应具备以下几方面的知识能力和素质结构：

（1）掌握通信领域内的基本理论和基本知识。

（2）掌握光波、无线、多媒体等通信技术。

（3）掌握通信系统和通信网的分析与设计方法。

（4）了解通信系统和通信网建设的基本方针、政策和法规。

（5）了解通信技术的最新进展与发展动态。

（6）具有设计、开发、调测、应用通信系统和通信网的基本能力。

（7）掌握文献检索、资料查询的基本方法、具有一定的科学研究和实际工作能力。

（8）善于运用已有知识来学习挖掘新知识，具有能够将所学知识运用到实践活动中去和运用科学知识分析解决实际问题的能力。

（9）具有独立观察，分析问题，敢于标新立异，勇于置疑，具备开展科学创新活动的基本能力，能灵活地把所学知识服务于社会。

3、通信工程专业课程群分类

（1）数字通信与网络交换：

概率论与数理统计、随机信号分析、通信原理、无线通信原理、通信组网与程控交换、计算机通信与网络、移动通信、光纤通信、微波通信、电磁波与电磁场；

（2）信号及信息处理：

信号与系统、数字信号处理、通信原理、数据结构、数字图像处理、信息理论与编码；

（3）电子电路：

电路分析、模拟电路、数字电路、高频电子线路、DSP原理及应用、EDA技术、混合集成电路；

（4）计算机应用方面：

计算机文化基础、C语言程序设计、汇编语言、数据库原理及应用、软件工程、面向对象程序设计、多媒体技术、微机原理与接口技术、单片机原理应用等。

三、毕业设计（论文）选题原则

本专业毕业论文（设计）题目的选择要遵循以下原则：

1、要结合所学专业

毕业论文主要用来衡量学生对所学知识的掌握程度，所以论文题目不能脱离所学的专业知识。

有些学生工作与所学专业没有关系，而本人对所从事的工作有一定的探索或研究，毕业论文就写了这方面的内容。

这只能算是工作总结，但不能算是一篇毕业论文。

工科学生学习的专业往往和他们从事的工作有较紧密的关系，他们有较丰富的实验经验和感性认识，经过几年的系统学习，可以学到相应的理论知识，使他们对自己的工作有一种新的认识，他们可以利用所学知识对原来的工作方式、工作程序、工作工具进行改进，以提高工作效率。

2、内容要新

工科论文除了具有理论性之外，更重要的是它的实践性和实际操作性。

工科各学科发展非常之快，往往教科书刚进入课堂，内容就已经落后了。

待学生毕业时，所学知识可能几近淘汰，所以学生选题要注意所用知识不能陈旧，要能跟上学科的发展。

3、题目要大小适当，难易适度

论文题目不宜过大，否则必然涉及的范围大广。

学生处涉科研，普遍存在着知识面窄、理论功底不足的问题，再加上学生主要以业余学习为主，题目太大，势必讲得不深不透，乃至丢三落四，难以驾驭。

因此，