光纤通信期末试题

光纤通信期末考试试题

（开卷90分钟内完成，1~5题每题6分，6~15题每题7分，共100分）

★★一 、填空题★★

★光接收机中,PIN光电二极管引入的主要噪声有(暗电流)噪声和(量子)噪声。

★光隔离器是一种只允许光沿(一个方向)通过而在(相反方向)阻挡光通过的光无源器件。

★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)。

★光源的作用是将(电信号)变换为(光信号)。 ★光检测器的作用是将 (光信号)转换为(电信号)。

★光中继器实现方式主要有(光-电-光中继器 )和(对光信号直接放大的中继器)两种。 ★光纤传输衰减分为(材料的吸收)衰减、(光纤的散射)衰减和(辐射)衰减。 ★光纤数字通信系统中,(误码)性能和(抖动)性能是系统传输性能的两个主要指标。

★光纤中的传输信号由于受到光纤的(色散)和(损耗)的影响,使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。 ★光与物质作用时有(输出功率与效率)、(输出光谱特性)和(响应速率与带宽)三个物理过程。

★★二、选择题★★

★光纤单模传输条件,归一化频率V应满足(B)

A．V>2.405 B．V<2.405 C．V>3.832 D．V<3.832 ★激光是通过什么产生的？(A)

A.受激辐射 B.自发辐射 C.热辐射 D.电流 ★EDFA的泵浦光源的典型工作波长为(D) A.850 nm B.980 nm C.1310 nm D.1550 nm ★光隔离器的工作原理是:(A)

A．基于法拉第旋转的非互易性 B．基于多层电介质干涉膜的滤波原理 C．基于光栅的衍射原理 D．基于圆柱形透镜的聚焦原理 ★光隔离器的作用是(B)

A.调节光信号的功率大小 B.保证光信号只能正向传输 C.分离同向传输的各路光信号 D.将光纤中传输的监控信号隔离开 ★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\或长连\C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大 ★在激光器中,光的放大是通过:(C)

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 ★单模光纤中主要色散是()。多模光纤中主要色散是()。(A) A．波长色散、模式色散 B．波长色散 材料色散 C．材料色散、偏振模式色散 D．偏振模式色散、模式色散 ★目前光纤通信系统中广泛使用的调制─检测方式是(D) A.相位调制—相干检测 B.强度调制—相干检测 C.频率调制—直接检测 D.强度调制—直接检测 ★光合波器是:(D)

A．将多个光波信号合成一个光波信号在一根光线中传输

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B．将多路光信号合并成一路光信号在光纤中传输

C．将同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输 D．将不同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输 ★光纤是利用光的()现象传送光信号的。(C) A、折射 B、散射 C、全反射 D、辐射

★光纤的纤芯折射率应()包层折射率,光纤才能导光。(A) A、大于 B、小于 C、等于 D、大于等于 ★通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是:(B)

A．光纤色散 B．光接收机噪声 C．光纤衰减 D．暗电流 ★光纤相对折射指数差的定义为(C)

A.Δ=n1－n2 B.Δ=n2－n1 C.Δ=(n21－n22)/2n21 D.Δ=(n21－n22)/n21

★阶跃型光纤中,某种模式截止时的归一化频率为Vc,则这种模式形成导模的传输条件为(C) A.V2.405 C.V>Vc D.V>0 ★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

★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(D) 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 ★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 ★光中继器中均衡器的作用是(D)

A.放大 B.消除噪声干扰 C.均衡成矩形脉冲 D.均衡成有利于判决的波形

1、光纤的结构分别由哪三部分构成，各部分作用是什么？

光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。

其中纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。直径d1=4μm～50μm，单模光纤的纤芯为4μm～10μm，多模光纤的纤芯为50μm。纤芯的成分是高纯度SiO2，作用是提高纤芯对光的折射率（n1），以传输光信号。包层：包层位于纤芯的周围。 直径d2=125μm，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。略低于纤芯的折射率，即n1＞n2，它使得光信号封闭在纤芯中传输。涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层，缓冲层和二次涂覆层。 涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm。

2、光缆的结构分别由哪三部分构成，各部分作用是什么？

光缆由缆芯、护层和加强芯组成。

其中缆芯就是套塑光纤，护层对已成缆的光纤芯线起保护作用，避免受外界机械力和环境损坏。护层可分为内护层和外护层。内护层用来防潮。外护层起抗侧压、耐磨、抗紫外线、防湿作用，隔离外界的不良影响。加强芯主要承受敷设安装时所加的外力。

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3、光纤的三个传输窗口是什么？光纤中的导波属于TM/TE/TEM/近似TEM波？ 0.85μm、1.31μm、1.55μm。

光纤中得电磁场近似为横电磁波（TEM波）

4、什么是归一化频率V，V取值多少时光纤单模传输？什么叫光纤的截止波长？

光纤的归一化频率V?2?(2?)1/2n1?/?0是一个综合性参数，与光纤的结构参数（纤芯的折射率n1、半径a、折射率相对差△）和工作波长?0有关。其数值大小决定了弱波导光纤中电磁场的分布和传输情况。 光纤单模传输的条件是0

光纤的截止波长?c是一组数组波长，表示不同导模刚好截止不传（波长大于该值时，相应的电磁场模式不能沿光纤有效传输）。

单模光纤进行单模传输的最小波长称为单模光纤的截止波长。

5、什么是数值孔径NA，它的大小与相对折射率及色散大小有无关联？ 光纤的数值孔径数值孔径表征了光纤的集光能力(最大有效入射角的正弦值)。 因为NA?n12?，??max?

6、光纤传输性能的主要指标有哪些？其单位是什么？G.652光纤1550窗口衰减的典型值是多少？试画出单模光纤色散与波长的典型关系曲线

衰减系数a，单位db/km；色散系数d，单位ps/nm.km； 0.25db/km

P33图，正斜率的近似斜直线，色散零点在1310nm附近

7、光与半导体物质的三个基本的作用过程是什么？半导体激光器、光检测器和光放大器分别基于哪个过程？

受激吸收、自发辐射、受激辐射。

分别基于受激辐射，受激吸收和受激辐射。

8、光发送器、接收器和无源光器件的主要技术指标各有哪些？

光发送器：工作波长和光谱特性、输出光功率、消光比、调制特性、温度特性和工作寿命等 光接收器：工作波长和响应度，响应速度，噪声水平、线性关系和工作寿命等。 无源光器件：工作波长、插入损耗、回波衰耗、隔离度等

9、LED与LD有何不同？SLM-LD与MLM-LD有何不同？内调制激光器和外激光器有何不同？FP-LD、DBF-LD、DBR-LD和VCSEL-LD中文名是什么？

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?n1。所以相对折射率和色散值成越大则NA也越大。 c

LED没有光学谐振腔，不能形成激光，所发出的是荧光。LD发出的是激光。 SLM-LD是单纵模激光器，MLM-LD是多纵模激光器，SLM-LD比MLM-LD光谱窄。

内调制器激光器简单、损耗小、成本低，适用于短途小容量通信系统。外调制器性能优越，适用于各种场合。

FP-LD：F-P腔激光器、DBF-LD分布反馈激光器、DBR-LD分布Bragg反射激光器和VCSEL-LD垂直腔面发射激光器

10、PIN与ADP中文名是什么？它们有何不同？试画出PIN响应度与波长的典型关系曲线。 PIN：PN结光电二极管，ADP：雪崩光电二极管 ADP因为雪崩效应而灵敏度较高。

P93图，是个上凸曲线，存在上截止波长，波长太小时转换效率也大大下降。

11、举例说明光纤通信系统的应用场合有哪些？什么是损耗受限系统和色散受限系统？什么是最坏值设计法？什么是光通道代价Pp和光缆富裕度Mc？色散受限距离与色散系数、光源光谱宽度、信息速率大致有何关系？

光纤模拟通信系统如模拟电视、光纤测量和传感系统。光纤数字通信系统，如国家和地区的骨干数字传输网络。

根据再生段的总损耗要求来进行计算和设计的系统称为损耗受限系统。根据再生段的总色散要求来进行计算和设计的系统称为色散受限系统。

实际系统根据两个系统的最坏值来设计再生段的通信距离的设计方法。

光通道代价Pp指因环境等多种因素引发的光信号质量变差而折算成光功率代价的量。 光缆富裕度Mc指因为光缆衰减各种因素退化变差而留有的富裕量

散受限距离与色散系数、光源光谱宽度、信息速率大致成反比例的关系

忽略此处..

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