光纤通信 模拟试题
光纤通信模拟试题1
一、选择题
1. 目前光纤通信中所使用的光波的波长区域是( )
A. 红外区
B. 远红外区
C. 紫外区
D. 近红外区
2. 表示光纤色散程度的物理量是( )
A. 时延
B. 频带带宽
C. 时延差
D. 相位差
3. 在外来光子的激发下，低能级E1上的电子吸收了光子的能量hf(=E2-E1)而跃迁到高能级
E2的过程称为( )
A. 自发辐射
B. 受激辐射
C. 受激吸收
D. 康普顿效应
4. EDFA中，光滤波器的主要作用是( )
A. 使泵浦光和信号光耦合
B. 滤除光放大器的输出噪声
C. 提高光放大增益
D. 使信号再生
5. 目前，掺铒光纤放大器的噪声系数可低达( )
A. -3 dB～0 dB
B. 0 dB～3 dB
C.4 dB～5 dB
D. 10 dB～15 dB
6. STM-1的帧结构中，段开销区域的位置是在( )
A. 1～9列，1～3行和5～9行
B. 1～9列，1～9行
C.1～3列和5～9列，1～9行
D. 1～3列和5～9列，1～3行和5～9行
7. 不属于PIN光电二极管特性参数的是( )
A. 暗电流
B. 消光比
C. 响应度
D. 响应时间
二、填空题
11. 利用光波作为载频的通信方式称为___________________。
12. 通常根据传播方向上有无电场分量或磁场分量，可将光(电磁波)的传播形态分成TE波，
TEM波和___________________三类。
13. 薄膜波导由衬底、敷层和___________________三层介质构成。
14. 在薄膜波导中，导波的基模是___________________。
15. 按照射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有___________________和斜射线两类。
16. 渐变型光纤中，子午射线的自聚焦是指光纤中不同的射线具有___________________的
现象。
17. 光纤是一种介质光波导,具有把光封闭在其中进行传播的导波结构。它是由直径大约只有
___________________的细玻璃丝构成。
18. 处于粒子数反转分布状态的工作物质称为___________________。
19. 激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的___________________。
20. 随着激光器温度的上升，其输出光功率会___________________。
21. EDFA的输出饱和功率是指___________________时所对应的输出功率。
22. EDFA作为发射机功率放大器使用的主要作用是___________________。
23. 在光纤通信系统中，利用光纤来传输监控信号时，通常可采用频分复用和____________
_______两种传输方式。
24. 对光隔离器的主要要求是：插入损耗低和___________________。
25. 光纤通信系统中(武汉自考)常用的线路码型有：mBnB码、插入比特码和_____________
______等。
26. STM-1帧结构中，管理单元指针的位置在___________________列中的第4行。
27. 虚容器是SDH中最重要的一种信息结构，它由容器输出的信息净负荷和_________来组
成。
28. STM-1信号中，一帧中包含的字节数为___________________。
29. 由光电检测器引入的噪声主要有量子噪声、___________________和雪崩管倍增噪声等
三种。
30. 在保证系统误码率指标的要求下，测得接收机的最低输入光功率为0.1 μW，最大允许
输入光功率为0.1 mW，则该接收机的动态范围为___________________dB。
三、名词解释题
31. 光纤中的模式
32. 本地数值孔径
33. 激光器的温度特性
34. 误码率(BER)
35. 光接收机灵敏度
四、画图题
36. 画出光纤数字通信系统中光发射机的基本组成原理框图。
37. 画出光纤数字通信系统中光接收机的基本组成原理框图。
五、简答题
38. 何谓渐变型光纤的最佳折射指数分布?其最佳折射指数分布形式又是什么?
39. 光纤通信对半导体光源有哪些基本要求?
40. 在我国采用的准同步数字体系中，PCM端机输出端口的接口码速率和接口码型分别是
什么?
41. 什么是雪崩光电二极管的雪崩倍增效应?
六、计算题
42. 阶跃型光纤，已知纤芯折射率n1=1.51，相对折射率差Δ=0.18%，纤芯半径a=3.5 μm，
工作波长λ=1.31 μm。
求：(1)每公里光纤的模式色散；
(2)光纤中可以传输的模式。
43. 某光纤通信系统中，已知光接收机灵敏度为-38 dBm，光发射机光源的入纤光功率为0.
5 mw，光纤衰减系数为0.34 dB/km，全程光纤平均接头损耗为0.05 dB/km。设计要求
系统富裕度为6 dB，试核算该系统的无中继传输距离能否满足100 km的要求。
光纤通信模拟试题2
一、选择题
1. 速率为fb的NRZ码经4B1H码型变换后，其线路码的速率为( )
A. 1.25fb
B.1.2fb
C. fb
D. 0.8fb
2. 通常，影响光接收机灵敏度的主要因素是( )
A. 光纤色散
B. 噪声
C. 光纤衰减
D. 光缆线路长度
3. STM-1一帧的字节数为( )
A.9×270×N
B. 9×261×N
C.9×270
D. 9×261
4. 在薄膜波导中，导波的轴向相位常数k1z＝( )
A. k0sinθ1
B. k0n1cosθ1
C. n1cosθ1
D. k0n1sinθ1
5. 在阶跃型光纤中，当导波处于截止的临界状态时，其特性参数( )
A.W＝0
B. β＝0
C. V＝0
D. U＝0
6. 目前，掺铒光纤放大器噪声系数可低至( )
A. －3 dB～0 dB
B. 0 dB～3 dB
C.4 dB～5 dB
D.10 dB～15 dB
7. 不属于半导体激光器特性参数的是( )
A.输出光功率
B. 阈值电流
C. 转换效率
D. 消光比
8. 光纤衰减系数的单位是( )
A. dB
B. dBm
C. dBm/km
D. dB/km
9. 在EDFA中，用于降低放大器噪声的器件是( )
A. 光耦合器
B. 波分复用器
C. 光滤波器
D. 光隔离器
二、填空题
11. 在光纤通信系统中起主导作用的是光源、__________和光缆线路等三种部件。
12. 在光（电磁波）的传播形态中，TEM波的含义是__________。
13. 在薄膜波导中，可能产生的三种类型的波是导波、__________和敷层辐射模。
14. 对称薄膜波导中截止波长的表达式为__________。
15. 光纤中的传输信号由于受到光纤衰减和色散的影响，使得信号的幅度受到衰减，波形
__________。
16. 所谓光纤的最佳折射指数分布是指__________的折射率分布。
17. 常用通(武汉自考)信光缆的缆芯结构有层绞式、单位式、__________和骨架式等几种。
18. 激光器主要由能够产生激光的工作物质、__________和光学谐振腔等三部分组成。
19. 光发射机的消光比过大，会使接收机的__________特性变坏。
20. 光发射机中，__________的作用是使光源不至于因通过的电流过大而损坏。
21. 半导体P-N结上外加负偏电压产生的电场方向与__________方向一致，这有利于耗尽层
的加宽。
22. 光接收机的灵敏度和__________是光接收机的两个重要特性指标。
23. 光定向耦合器的主要特性参数有：插入损耗、分光比和__________等。
24. 利用光纤来传输光纤通信系统的监控信号时，通常可采用时分复用和__________两种传
输模式。
25. SDH网由一系列__________组成，是一个高度统一的、标准的智能化网络。
26. STM-1帧结构中信息净负荷区域的位置是第1～9行，第__________列。
27. 管理单元AU是SDH的一种信息结构，它是由一个相应的高阶VC和一个相应的
__________构成的。
28. 目前EDFA采用的泵浦光波长为0.98 μm和__________两种。
29. EDFA的主要特性指标有：功率增益、输出饱和功率和__________等。
30. EDFA作前置放大器使用时，其作用为__________。
三、名词解释题
31. 光纤的时延
32. 受激辐射
33. 光电检测器的响应时间
34. 单位间隔（UI）
35. 网络自愈
四、画图题
36. 画出半导体激光器（LD）数字信号的直接调制原理图。
37. 画出光接收机自动增益控制的工作原理框图。
五、简答题
38. 何为单模光纤的截止波长λc？写出在阶跃型光纤中λc的计算公式。
39. 简述光源直接调制方式的主要优缺点。
40. 在数字光接收机电路中，为什么要采用均衡器？
41. 在数字光纤通信系统中，线路码型应满足哪些条件？
六、计算题
42. 弱导波阶跃型光纤的纤芯折射率为n1＝1.50，相对折射率差Δ＝0.25，纤芯的半径
a＝5 μm，工作波长λ＝1.31 μm。
计算：（1）该光纤的数值孔径NA；
（2）光纤中传输模式的数量；
（3）为保证光纤的单模传输，光纤的芯径应取多大？
43. 某工程采用单模光纤通信系统，其发射机光源的入纤光功率为0.5 mW，接收机的灵敏
度为1 μW，全程光纤平均接头损耗为0.1 dB/km，系统富裕度为6 dB。现要求该系统的中继传输距离达65 km，请核算选用单位长度损耗为0.27 dB/km的光纤是否满足传输的要求。
光纤通信模拟试题3
一、选择题
1. 处于高能级E2上的电子，当受到外来光子的激发而跃迁到低能级E1时，同时放出一个能
量为hf=E2-E1的光子，这个跃迁过程为( )
A. 自发辐射
B. 受激吸收
C. 受激辐射
D. 电光效应
2. 影响光接收机灵敏度的一个主要因素是( )
A. 光纤色散
B. 光电检测器噪声
C. 光纤衰减
D. 光缆线路长度
3. 对于8448kb/s码速率的数字信号，UI的抖动对应的时间为( )
A.118ns
B.118μs
C. 488ns
D. 488μs
4. STM-4信号每秒可传的帧数是( )
A. 1000
B. 2000
C. 8000
D. 16000
5. EDFA中将光信号和泵浦光混合起来送入掺铒光纤中的器件是( )
A. 光滤波器
B. 光耦合器
C. 光环形器
D. 光隔离器
6. 由EDFA功率增益与泵浦功率之间的关系曲线，可以看出输入泵浦功率和输出放大器增益变化关系为( )
A. 先逐步增大，后不变
B. 先不变，后逐步增大
C. 一直不变
D. 先不变，后逐渐降低
9. 目前，大多数通信用光纤的纤芯和包层的组成材料是( )
A. 多组分玻璃
B. 石英
C. 石英和塑料
D. 塑料
10. 表示光纤色散程度的物理量是( )
A. 时延
B. 相位
C. 时延差
D. 群速度
二、填空题
11 激光器主要由能够产生激光的工作物质、泵浦源和_________等三部分构成。
12. 光发射机的消光比过大，会使接收机的_________特性变坏。
13. 在PIN光电二极管中，P型材料和N型材料之间加的一层轻掺杂N型材料，称为
_________层。
14. 光接收机中，由APD引入的噪声主要有量子噪声、暗电流噪声和_________等三种。
15. 光纤通信系统中的监控信号除了可借助光缆中的金属导线传输外，还可利用_________
来传输。
16. 在准同步数字体系中，我国和欧洲采用的基础速率为_________。
17. 在SDH的帧结构中段开销又可分为再生段开销和_________两种。
18. 按照泵浦方式的不同，EDFA可分为_________、反向泵浦结构和双向泵浦结构等三种
形式。
19. EDFA功率增益的定义式为_________。
20. 目前光纤通信系统中，长波长低损耗的工作窗口是_________和1.55μm。
21. 在光（电磁波）的传播形态中，TEM波是_________波的英文缩写。
22. 在薄膜波导中，可能产生的三种类型的波是导波、衬底辐射模和_________。
23. 薄膜波导中导波的基模是_________模。
24. 所谓弱导波光纤是指纤芯折射指数_________包层折射指数的光纤。
25. 常用通信光缆的缆芯结构有层绞式、单位式、_________和骨架式等几种。
三、名词解释题
26. APD的雪崩倍增因子
27. 误码率
28. 网络自愈
29. 波导色散
30. 光源的直接强度调制
四、画图题
31. 画出光发射机输入盘的原理方框图。
32. 画出最简单的光中继器原理方框图。
五、简答题
33. 简述光隔离器的主要作用和要求。
34. 何谓渐变型光纤的最佳折射指数分布？最佳折射指数分布形式又是什么？
35. 光纤通信系统对光发射机有哪些要求？
36. 什么是APD的雪崩倍增效应？
六、计算题
37. 阶跃型光纤纤芯和包层的折射指数分别为n1=1.51，n2=1.49，纤芯半径a=4μm，工作波
长λ=1.31μm。
试计算：（1）相对折射指数差△；
（2）光纤的数值孔径NA；
（3）光纤中传播的模式数量。
38. 已知一光纤通信系统发射机的平均发送光功率为0.5mW，接收机灵敏度为-38dBm，光
纤损耗为0.34dB/km，全程光纤平均接头损耗为0.05dB/km，设计要求系统富裕度为6dB。
试核算该系统的无中继传输距离是否满足100km的要求。考试大收集整理
光纤通信模拟试题4
一、选择题
1. 光纤包层需要满足的基本要求是( )
A. 为了产生全内反射，包层折射率必须比纤芯低
B. 包层不能透光，防止光的泄漏
C. 必须是塑料，使得光纤柔软
D. 包层折射率必须比空气低
2. 一段20km长、衰减为0.5dB/km的光纤，其输出为0.005mW，则输入功率为( )
A. 0.5mW
B. 0.1mW
C.0.05mW
D.0.03mW
3. 哪种类型光纤的色散最大？( )
A. 阶跃折射率多模光纤
B. 渐变折射率多模光纤
C.阶跃折射率单模光纤
D. 色散移位单模光纤
4. 对于芯径为8μm的阶跃折射率单模光纤，纤芯折射率为1.5，包层折射率为1.495,截止波
长为( )
A. 0.89μm B .1.15μm C. 1.28μm D. 1.31μm
5. 通过20km长的单模光纤传输瞬时脉冲，信号波长处的色散为10ps/(nm*km)，入射脉冲
谱宽为2nm，则光纤输出端的脉冲宽度是多少？( )
A .400ps B. 250ps C. 200ps D. 100ps
6. 镓铝砷（GaAlAs）LED和LD的波长是( )
A .850nm B. 665nm C. 1310nm D. 1550nm
7. 以下哪个是掺铒光纤放大器的功率源( )
A. 通过光纤的电流
B. EDFA不需要功率源
C. 在980nm或1480nm发光的泵浦激光器
D. 从光信号中提取的功率
8. LED的输出是如何调制的( )
A. 通过改变外调制器的电流进行外调制
B. 通过改变驱动电流直接调制
C. 通过改变加到外调制器上电压直接调制
D. 通过改变LED的工作温度直接调制
9. 雪崩光电二极管( )
A. 有基于电子雪崩放大的内部放大级
B. 有包含单个晶体管的外部放大级
C. 在晶体管基础上产生光电流，放大信号
D. 在亮光下能产生光信号的普通晶体管
10 如果信道间隔为100GHz，利用一个工作在1540-1565nm波段的放大器能传输多少个不
同波长？（光速为299792458m/s）( )
A. 16
B. 25
C. 31
D. 32
二、填空题
1. 电磁波在传播方向上没有电场分量和磁场分量，称为______波。
2. 光纤通信与电通信方式的主要差异，一是用光作为传输信号，二是______。
3. 在光纤通信中，中继距离受光纤损耗和______的制约。
4. 光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85μm、1.31μm和______。
5. 从几何光学的角度来看，若满足全反射的条件，则在波导中形成______波。
6. 当全反射条件被破坏，即认为导波处于______状态。
7. 薄膜波导的基模是______模。
8. 携带信息的光波在光纤的纤芯中，由纤芯和包层的界面引导前进，这种波称为______。
9. 不同的模式具有相同的传输常数时，就认为这些模式是______模。
10. 可用归一化频率判断某种模式能否在光纤中传输，截止条件是______。
11. 单模光纤不存在______色散。
12. 单模光纤中存在着______色散和波导色散。
13. 对于多模光纤，______色散占主要地位。
14. 只有波长______材料截止波长的入射光，才能使材料产生光生载流子。
15. 雪崩光电二极管的倍增是具有随机性的，这种随机性的电流起伏将引起______噪声。
16. 在数字通信系统中，抖动将引起______的增加。
17. SDH的帧结构是以______为基础。
18. 在SDH的帧结构中，有足够的______，以适应网络管理、运行和维护。
19. 当一秒内的误码率劣于______，称严重误码秒。
20. 随着传输码速的提高，一个UI的时间将______。
三、名词解释
1. 简并模
2. 泵浦源
3. 光接收机灵敏度
4. mB1P码
5. 网络节点接口
四、简答题
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。
2. 实现光源调制的方法有哪些，请具体说明。
3. 光接收机中主放大器的主要作用是什么？
4. 如何用光纤的频域特性来描述光纤的色散效应？
五、画图题
1. 画出薄膜波导中的TE波和TM波。
2. 画出EDFA的结构示意图。
六、计算题
1. 一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850nm波长上可以支持1000个左右的传
播模式。试问：
（1）其纤芯直径为多少？
（2）在1320nm波长上可以支持多少种模式？
（3）在1550nm波长上可以支持多少种模式？
2. 一个100Mbit/s信号必须通过具有8个连接器对的100m光纤传输到灵敏度为1μW
（-30dBm）的接收机，光纤损耗为4dB/km，且每对连接器的平均连接损耗为1.0dB。如果系统余量为5dB，则系统必须耦合到光纤内的最小功率是多少？
光纤通信实验材料
实验一半导体激光器P-I特性测试实验 一、实验目的 1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理 2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系 3、掌握半导体激光器P（平均发送光功率）-I（注入电流）曲线的测试方法 二、实验内容 1、测量半导体激光器输出功率和注入电流，并画出P-I关系曲线 2、根据P－I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导体激光器斜率效率 三、实验仪器 1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱1台 2、FC接口光功率计1台 3、FC-FC单模光跳线 1根 4、万用表1台 5、连接导线 20根 四、实验原理 光源是把电信号变成光信号的器件，在光纤通信中占有重要的地位。性能好、寿命长、使用方便的光源是保证光纤通信可靠工作的关键。 光纤通信对光源的基本要求有如下几个方面：首先，光源发光的峰值波长应在光纤的低损耗窗口之内，要求材料色散较小。其次，光源输出功率必须足够大，入纤功率一般应在10微瓦到数毫瓦之间。第三，光源应具有高度可靠性，工作寿命至少在10万小时以上才能满足光纤通信工程的需要。第四，光源的输出光谱不能太宽以利于传输高速脉冲。第五，光源应便于调制，调制速率应能适应系统的要求。第六，电—光转换效率不应太低，否则会导致器件严重发热和缩短寿命。第七，光源应该省电，光源的体积、重量不应太大。 作为光源，可以采用半导体激光二极管（LD,又称半导体激光器）、半导体发光二极管（LED）、固体激光器和气体激光器等。但是对于光纤通信工程来说，除了少数测试设备与工程仪表之外，几乎无例外地采用半导体激光器和半导体发光二极管。 本实验简要地介绍半导体激光器，若需详细了解发光原理，请参看各教材。 半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，是一种阈值器件。处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E1，这个过程称为光的受激辐射，所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。由于受激辐射与自发辐射的本质不同，导致了半导体激光器不仅能产生高功率（≥10mW）辐射，而且输出光发散角窄（垂直发散角为30～50°，水平发散角为0～30°），与单模光纤的耦合效率高（约30％～50％），辐射光谱线窄（Δλ＝0.1～1.0nm），适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号（>20GHz）直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。 半导体激光器的特性，主要包括阈值电流Ith、输出功率P0、微分转换效率η、峰值波长λp、光束发散角、脉冲响应时间t r、t f等。除上述特性参数之外，有时也把半导体激光器的工作电压、工作温度等列入特性参数。
光纤通信试题汇总
1.光纤通信一般采用的电磁波波段为( )。 A. 可见光 B. 红外光 C. 紫外光 D. 毫米波 2.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是( )。 A．0.85 μm,1.27 μm,1.31 μm B．0.85 μm,1.27 μm,1.55 μm C．0.85 μm,1.31 μm,1.55 μm D．1.05 μm,1.31 μm,1.27 μm 3.限制光纤传输容量（积）的两个基本因素是( )和光纤色散。A．光纤色散B．光纤折射 C．光纤带宽D．光纤损耗 4.一光纤的模色散为20，如果一瞬时光脉冲（脉冲宽度趋近于0） 在此光纤中传输8，则输出端的脉冲宽度为( ) A.20 B.40 C.80 D.160 5.下列说法正确的是( ) A．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率 B．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率 C．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须小于纤芯的折射率 D．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂层的折
射率 6.对于工作波长为1.31μm的阶跃折射率单模光纤，纤芯折射率 为1.5，包层折射率为1.003(空气)，纤芯直径的最大允许值为（）。 A.0.34μm B.0.90μm C.3.0μm D.4.8μm 7.在阶跃型光纤中，导波的传输条件为( ) A．V＞0 B．V＞ C．V＞2.405 D．V＜ 8.下列现象是光纤色散造成的，是（）。 A.光散射出光纤侧面 B.随距离的增加，信号脉冲不断 展宽 C.随距离的增加，信号脉冲收缩变窄 D.信号脉冲衰减 9.将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（）。 A.折射 B.在包层折射边界上的全内反 射 C.纤芯—包层界面上的全内反射 D.光纤塑料涂覆层的反射 10.1的光向光纤耦合时，耦合损耗为1.0，而在光纤输出端需要 0.1的信号，则在衰减为0.5的光纤中，可以将信号传输多 远？（）。 A.1.8 B.10 C.18 D.20
《光纤通信技术》模拟试题
《光纤通信技术》模拟试题 一、填空（共10题，每题3分） 1、均匀光纤的导光原理为全反射原理，它的数值孔径表示了光纤收集光线的能力。 2、单模光纤的色散包括材料色散和波导色散。 3、线极化波是指波的电场矢量空间取向不变，即合成矢量的端点的轨迹为一直线的波 ，以 LP 表示。 4、在弱波导光纤中，光射线几乎与光纤轴线平行，因此，弱波导光纤中的和分布是一种近似的TEM 波。 5、在研究光和物质相互作用时,爱因斯坦指出存在三种不同的基本过程: 自发辐射、受激吸收、受激辐射。 6、谐振腔的谐振条件是2 11ln 21r r L G +==内αα。 7、光纤通信系统所使用的光源与光纤色散相互作用，给系统引进了的干扰和噪声主要有三种，即码间干扰、模分配噪声、啁啾声。 8、发送机的消光比是全“0”码时的平均输出光功率与全“1”码时的输出光功率之比. 9、判决器和时钟恢复电路和起来构成码形成电路。 10、STM-N 帧结构分为三个区域：段开销区、净负荷区和管理单元指针。 11、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于4 2 V 。 12、当物质中处于高能级上的粒子数大于处于低能级上的粒子数时，则物质处于粒子数反转状态。 13、光电检测器是利用材料的光电效应来实现光电转换的。 14、传输网主要由传输设备和网络节点构成的。 15、在SDH 帧结构中，段开销是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。 三、画图题（共1题，每题10分） 1、画出采用直接调制的数字光纤通信光发射端机的方框图。 见教材P 100 四、问答题：（共1题，每题15分） 1、什么是模分配噪声？它是如何产生的 五、计算题：（共3题。共35分） 1、.已知阶跃光纤的n 1=1.62，n 2=1.52, 试计算：相对折射率Δ （2）数值孔径 (1）22 221222162 .1252.162.12?-=-=?n n n (2)56.006.0262.121=??=?=n NA 2、计算STM-1帧结构中段开销SOH 的容量(速率)。
光纤通信期末考试复习资料
1·在激光器中，光放大是通过（A）粒子数反转分布….谐振腔来实现的。 2·下列哪些不是要求光接收机有动态接收范围原因（C）系统可能传输多种业务在不同的系统中3·光在通信中要从光纤的…试用中，需要（C）光隔离器 4·使用连接器进行光纤链接时，若接头不连续会造成（D） 光功率一部分散射损耗以反射形式返回发送端。 5·在系统发射机的调制器前加一个扰码器的作用是（A）保证传输的透明度出现。 6·将光限制在有包层的光纤中的作用原理是（Ｂ）在包层折射边界上的全内反射。 7·下列现象时光色散造成的（B）随距离的…扩展 8·光纤相对折射指数差的定义为（C）Δ=(n1^2-n2^2)/(2*n1^2) 9 ·不宜在光中传输的的波形为（Ｂ）HDB3码 10·单模光纤在信号波长处…20ps/(nm·km)-5ps(nm·km)则光线的总色散为（5ps(nm·km)）11·激光是通过什么产生的（C）受激辐射 12·在光纤通信系统的光中继器中，均衡器的作用是（）均衡成有利于判决的波形。 13·随着输入光功率的逐步增加，EDFA输出光功率的变化趋势为（A）先逐步增大，后保持不变。14·通常根据传播方向上有无电场分量…..分成三类即（D）IE波，TM波，EH波 15·在弱导波阶跃光纤中，导波传输的条件为（B）Ｖ＞Ｖｃ 16·表征光纤色散程度的物理量是（B）时延差 17·利用光放大器是（B）为了补偿光纤损耗 18·EDFA在做光中继器使用时，其主要作用（A）光信号放大再生 名词解释 1. 多模光纤：纤芯内传输多个模式的光波，纤芯直径较大（50 m左右），适用于中容量、 中距离通信。光纤的单模工作条件为0＜V≤2.4048多模工作条件为V＞2.4048 2. 单模光纤：纤芯内只传输一个最低模式的光波，纤芯直径很小（几个微米），适用于大容 量、长距离通信。 3. 子午光线：若入射光线与光纤轴心线相交，则称为子午光线。 4. 斜射光线：若入射光线与光纤轴心线无论在光纤的入射端面上还是在光纤内部都不相交， 则称为斜射光线。 5. 数值孔径: 入射到光纤端面的光线并不能全部被光纤所传输，只是在光纤端面临界入射角 范围内的入射光可以在光纤内传输，取这个角度的正弦值称为数值孔径。 6.mBnB码是把输入的二进制原始码流进行分组，每组有m个二进制码，记为mB， 称为一个码字，然后把一个码字变换为n个二进制码，记为nB，并在同一个时隙内 输出。这种码型是把mB变换为nB，所以称为mBnB码 7.4B1H码：将输入的二进制码每4比特分为一组，在每组时间宽度内，按照一定的要求分 别插入补码C、帧码F、公务码Sc、监控码M、数据码D和区间通信码S等（这些码统称 为H码）构成4B1H码。 8. 受激吸收：在外来入射光的作用下，处在低能级上的电子可以吸收入射光子的能量而跃 迁到高能级上。 9. 波分复用：为了使若干独立信号能在一条公共光通路上传输，而将其分别配置在分立的 波长上的复用 10. 阶跃光纤：其纤芯和包层的折射率分别为不同的常数，在纤芯和包层的交界面上折射率 有一个台阶型突变。 11. 渐变光纤：纤芯折射率随纤芯半径变化的关系呈渐变分布的曲线形状。
光纤通信期末试题
光纤通信期中考试试题（简答） （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） 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d 1=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（n 1），以传输光信号。包层：包层位于纤芯的周围。 直径d 2=125μm ，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO 2。略低于纤芯的折射率，即n 1＞n 2，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。 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 012/1/)2(2λαπn ?=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λ0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 试题2 《光纤通信技术》综合测试（二） 一、填空题 1、为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须纤芯的折射率。 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 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：[ ] A V>2.405 B V<2.405 C V>3.832 D V<3.832 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 6 下面说法正确的是：[ ] A 多模光纤指的是传输多路信号； B 多模光纤可传输多种模式； C 多模光纤指的是芯径较粗的光纤； D 多模光纤只能传输高次模。 7 下面哪一种光纤是色散位移单模光纤？[ ] A 光纤； B 光纤； C 光纤； 专业考试（选择+填空+简答+专业英语翻译）考的是通信的知识，涉及点网络知识（不是很多），记住的题目大概如下： 问答题是（10分/题）1.光纤通信的优点 2.CDMA软切换的优缺点 名词解释（5分/题） 1.ATM（异步传输模式） 2.这题忘记了 1.光纤通信的优点 (现代通信网的三大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信，而其中光纤通信是主体，这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点： 1.频带宽，通信容量大。光纤可利用的带宽约为50000GHz，1987年投入使用的1. 7Gb/s光纤通信系统，一对光纤能同时传输24192路电话，2.4Gb/s系统，能同时传输30000多路电话。频带宽，对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。 2.损耗低，中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km，比其它任何传输介质的损耗都低，若将来采用非石英系极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的损耗低，所以能实现中继距离长，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多千米，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统，其最大中继距离则可达数千甚至数万千米，这对于降低海底通信的成本、提高可靠性和稳定性具有特别的意义。 3.抗电磁干扰。光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。 4.无串音干扰，保密性好。光波在光缆中传输，很难从光纤中泄漏出来，即使在转弯处，弯曲半径很小时，漏出的光波也十分微弱，若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好，这样，即使光缆内光纤总数很多，也可实现无串音干扰，在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。 5.光纤线径细、重量轻、柔软。光纤的芯径很细，约为0.1mm，它只有单管同轴电缆的百分之一；光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。利用光纤这一特点，使传输系统所占空间小，解决地下管道拥挤的问题，节约地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多，例如18管同轴电缆1m 的重量为11kg，而同等容量的光缆1m重只有90g，这对于在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信更具有重要意义。还有，光纤柔软可挠，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。 6.光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金属材料。光纤的材料主要是石英(二气化硅)，地球上有取之不尽用之不竭的原材料，而电缆的主要材料是铜，世界上铜的储藏量并不多，用光纤取代电缆，则可节约大量的金属材料，具有合理使用地球资源的重大意义。光纤除具有以上突出的优点外，还具有耐腐蚀力强、抗核幅射、能源消耗小等优点，其缺点是质地脆、机械强度低，连接比较困难，分路、耦合不方便，弯曲半径不宜太小等。这些缺点在技术上都是可以克服的，它不影响光纤通信的实用。近年来，光纤通信发展很快，它已深刻地改变了电信网的面貌，成为现代信息社会最坚实的基础，并向我们展现了无限美好的未来。 1-1 什么是光纤通信?目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤，它工作在电磁波的哪个区，波长范围是多少？对应的频率范围是多少? 光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。 目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤。它是工作在近红外区，波长范围为0.8～1.8μm，对应的频率范围为167～375THz。 2-9 构成激光器的三个基本条件是什么?并说明 构成一个激光器需要如下三个要素如图所示： （1）激光工作物质：要有能实现粒子数反转发布的物质。 （2）激励：要实现粒子数反转，还必须从外界输入能量，使工作物质中有尽可能多的粒子数吸收能量后从低能级跃迁到高能级。 （3）光学谐振腔：要产生激光，必须选择传播方向和频率一定的某一光信号优先放大，而把其他方向和频率的光信号加以抑制。为了获得单色性、方向性都很好的激光，通常在激活介质的两端放置相互平行的发射镜，这对发射镜为端面的腔体叫做光学谐振腔 3-7什么是光纤的色散?为什么说光纤的色散会限制系统的通信容量? 信号在光纤中是由不同的频率成分和不同模式成分携带的，这些不同的频率成分和模式成分有不同的传播速度，从而引起色散，也可以从波形在时间上展宽的角度去理解，即光脉冲在通过光纤传播期间，其波形在时间上发生了展宽，这种观象就称为色散。 光纤色散是光纤通信的另一个重要特性，光纤的色散会使输入脉冲在传输过程中展宽，产生码间干扰，增加误码率，这样就限制了通信容量。因此制造优质的、色散小的光纤，对增加通信系统容量和加大传输距离是非常重要的。 3-8 单模光纤色散的大小与哪些因素有关?色散系数的单位是什么?色散的大小用什么来表示?其单位是什么? 单模光纤色散的大小与色散系数D、传输距离L和光源发光的波长范围Δλ有关。 对于单模光纤，色散的大小用时延差来表示，色散系数D工程上单位采用ps/(nm·km)。4-6光电检测器的响应度和量子效率描述的是什么?二者有什么联系? 响应度和量子效率都是描述这种器件光电转换能力的物理量。但是，它们的分析角度 不同。二者的关系为 0e R hf η = 5-5 目前可以使用的外调制方式有几种，分别是什么?并说明?为什么采用外调制方式? 有三种：电光调制声光调制磁光调制 电光调制的基本工作原理是晶体的线性电光效应。 声光调制是利用介质的声光效应制成的。 磁光调制是利用法拉第效应得到的一种光外调制。 对光源进行内调制的优点是电路简单容易实现。但是，若在高码速下采用这种调制方法时，将使光源的性能变坏，如使光源的动态谱线增宽，造成在传输时色散增加，从而使在光纤中所传脉冲波形展宽，结果限制了光纤的传输容量。采用外调制方式可以克服上述 1) 为了得到较高的信噪比，对光接收机中的前置放大器的要求是______。 A. 高增益 B. 低噪声 C. 低增益、低噪声 D. 高增益、低噪声 2) 对于半导体激光器，当外加正向电流达到某一值时，输出光功率将急剧增加，这时输出 的光为______，这个电流称为______电流。 A. 自发辐射光，阈值 B. 自发辐射光，阀值 C. 激光，阈值 D. 激光，阀值 3) SDH线路码型一律采用______。 A. HDB3码 B. AIM码 C. NRZ码 D. NRZ码加扰码 4) 在SiO2单模光纤中，材料色散与波导色散互相抵消，总色散等于零时的光波长是______。 A. 0.85 μm B. 1.05 μm C. 1.27 μm D. 1.31 μm 5) 在阶跃型光纤中，导波的传输条件为______。 A. V＞0 B. V＞Vc C. V＞2.40483 D. V＜Vc 6) DFA光纤放大器作为光中继器使用时，其主要作用是______。 A. 使信号放大并再生 B. 使信号再生 C. 使信号放大 D. 降低信号的噪声 7) 目前，掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达______。 A. 40 dB左右 B. 30 dB左右 C. 20 dB左右 D. 10 dB左右 8) 对于2.048 Mb/s的数字信号，1 UI的抖动对应的时间为______。 A. 488 ns B. 2048 ns C. 488 μs D. 2048 μs 9) 通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是______。 A. 光纤色散 B. 噪声 C. 光纤衰减 D. 光缆线路长度 10) 在薄膜波导中，导波的基模是______。 A. TE0 B. TM0 C. TE1 D. TM1 2. 写出下列缩写的中文全称（共10分，每题1分） 1)GVD (群速度色散) 2)STS (同步转移信号) 3)ISDN (综合业务数字网) 4)AWG (阵列波导光栅) 5)OC (光载波) 6)WGA (波导光栅路由器) 7)GIOF (渐变折射率分布) 8)OTDM (光时分复用) 9)SCM副载波调制（SCM，Subcarrier modulation）。首先用信息信号调制一个比基带信号最高频率高几倍的载波，然后用该载波信号再去调制光波。因为信号是用光波传输的，载波对光波而言只扮演着副载波的作用，所以这种技术就称为副载波调制。 10)DBR (分布布拉格反射) 2.OTDR光时域反射仪OTDR（Optical Time Domain Reflectometer).OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表。 3.光孤子通信 光孤子通信是一种全光非线性通信方案，其基本原理是光纤折射率的非线性（自相位调制）效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件（光纤的反常色散区及脉冲光功率密度足够大）下，光孤子能够长距离不变形地（在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变）在光纤中传输。 4.粒子数反转分布 在热平衡状态下，粒子数按能态的分布遵循玻耳兹曼分布律：处于高能态的原子数N2总是远少于处于低能态的原子数N1（N1 >> N2），并且能级间距越大，两能级上原子数的这种 2014-2015年度《光纤通信技术》期末考试试题 1 .用图示的方法介绍现代数字光纤通信系统构成，并简述各主 要部分的功能？（10分） 1、答：X 光发送机 0 ?---------------------------- □----------------------------- □ （1）光发送机功能：将数字或者模拟电信号加载到光波上，并耦合进光纤中进行传输（2）光放大器功能：补偿光信号在通路中的传输衰减，增大系统的传输距离 （3）光接收机功能：将光信号转换回电信号，恢复光载波所携带的原信号 2 .用图示的方法介绍光发射机的构成，并简要说明各部分的功 能？简单阐述直接调制和外调制的区别？（10分） 3.请用图示的方法简述光纤的构成，比较单模与多模光纤的区另 U?光纤数值孔径是衡量光纤什么的特性物理量？对于光纤 输入信号光 掺钳光纤 光隔离器. + 八 光隔离器光滤波器！ Z\ 输出 !信号光 通信系统而言，是否光纤数值孔径越大越好？（10分） 4.由于光纤本身导致通信系统性能下降的因素有哪些？如何克 服？（10分） 5.用图示的方法说明掺钥光纤放大器EDFA的工作原理和构成, 各 部分的作用是什么？掺钳光纤放大器级联后增益不平坦情 况恶化，列举两种解决方法？（10分） 1.掺钳光纤放大器主要由一段掺钳光纤，泵浦光源，光隔离器，光耦合器构成5'。采用掺 银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'泵浦光和信号光一起由光耦合器注入光纤：2'光隔离器的作用是只允许光单向传输，用于隔离反馈光信号，提高性能。2， 滤波器均衡技术：采用透射谱与掺杂光纤增益谱反对称的滤波器使增益平坦° 2' 增益钳制技术:监测放大器的输入光功率，根据其大小调整泵浦源功率,从而实现增益钳制，是目前最成熟的方法° 2 6 .请简要阐述波分复用技术的工作原理，并用图示的方法说明？ （10 分） 7.简述受激布里渊散射与受激拉曼散射的概念？它们有什么区 另U? （io分） 8.请说出五种你所了解的无源光器件的名称，并简述其用途？ 光耦合器 实验1 数字发送单元指标测试实验 一、实验目的 1.了解数字光发端机平均输出光功率的指标要求 2.掌握数字光发端机平均输出光功率的测试方法 3.了解数字光发端机的消光比的指标要求 4.掌握数字光发端机的消光比的测试方法 二、实验仪器 1.ZYE4301G型光纤通信原理实验箱1台 2.光功率计1台 3.FC/PC-FC/PC单模光跳线1根 4.示波器1台 5.850nm光发端机1个 6.ST/PC-FC/PC多模光跳线1根 三、实验原理 四、实验容 1.测试数字光发端机的平均光功率 2.测试数字光发端机的消光比 3.比较驱动电流的不同对平均光功率和消光比的影响 五、实验步骤 Ａ、1550nm数字光发端机平均光功率及消光比测试 1.伪随机码的产生：伪随机码由CPLD下载模块产生，请参看系统简介中的CPLD下载模块。将PCM编译码模块的4.096MH Z时钟信号输出端T661与CPLD下载模块的NRZ信号产生电路的信号输入端T983连接，NRZ信号输出端T980将产生4M速率24－1位的伪随机信号，用示波器观测此信号。将此信号与1550nm光发模块输入端T151连接，作为信号源接入1550nm光发端机。 2.用FC-FC光纤跳线将光发端机的输出端1550T与光功率计连接，形成平均光功率测试系统，调整光功率计，使适合测1550nm信号。 3.用K60、K90和K15接通PCM编译码模块、CPLD模块和光发模块的电源。 4.用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的平均光功率。 5.测消光比用数字信号源模块输出的NRZ码作为信号源。用K60接通电源，用用示波器从T504观测此信号，将K511接1、2或2、3可观测到速率的变化，将此信号接到T151，作为伪随机信号接入光发端机。 6.用数字信号源模块的K501、K502、K503将数字信号拨为全“1”，测得此时光功率为P1，将数字信号拨为全“0”，测得此时光功率为P0。 7.将P1，P0代入公式2-1式即得1550nm数字光纤传输系统消光比。 Ｂ、1310nm数字发端机平均光功率及消光比测试 8.信号源仍用4M速率24－1位的伪随机信号，与1310nm光发模块输入端T101连接。 9.用FC-FC光纤跳线将1310nm光发模块输出端1310T与光功率计连接，形成平均光功率测试系统，调整光功率计，使适合测1310nm信号。 10.将BM1拨至数字，BM2拨至1310nm。 11.接通PCM编译码模块、CPLD模块和1310nm光发模块(用K10)的电源。 12.用万用表在T103和T104监控R110（阻值为1Ω）两端电压，调节电位器W101，使半导体激光器驱动电流为额定值25mA。 13.用光功率计测量此时光发端机的光功率，即为光发端机的平均光功率。 14.测消光比用数字信号源模块输出的NRZ码作为信号源，请参看系统简介中的数字信号源模块部分。用示波器从T504观测此信号，连接T504与T101，将数字信号拨为全“1”，测得此时光功率为P1，将数字信号拨为全“0”，测得此时光功率为P0。 15.将P1，P0代入公式2-1式即得1310nm数字光纤传输系统消光比。 16.重复9-15步，调节电位器W101，调节驱动电流大小为下表中数值时，测得的平均光功率及消 光比填入下表。 光纤通信复习题 杨超2015.12.09 一、填空 1、目前光纤通信常用的窗口有0.85μm、1.31微米和1.55μm。 2、损耗使光信号幅度减小，色散使光信号脉冲减宽。 3、光纤的原理与结构特性可用射线理论和波导理论两种方法分析。 4、谐振腔具有正反馈作用。 5、半导体激光器发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已知某一InGaAsP材料的0.96eV,则它的发射波长为1.29μm 。 6、PIN光电二极管比PN光电二极管的耗尽层宽。 7、1966年7月，被誉为光纤之父的英籍华人高锟博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。 8、在光纤通信的发展史上，光导纤维和半导体激光器两个难题的解决，开创了光纤通信的时代。 9、半导体激光器发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已知GaAs材料的1.43Ev,则它的发射波长为0.87μm。 10、半导体材料能级结构不是分立的单值能级，而是具有一定宽度的带状结构，称为能带。 二、简答 1、什么是光纤通信？ 光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。 2、光纤按照不同的标准可以分为哪些类？ 阶跃型多模光纤、渐变型多模光纤、单模光纤。 3、什么是色散?光纤中存在哪些色散? 色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的传播时间不同而产生的一种物理效应。色散一般包括模式色散、材料色散和波导色散。 4、简述TE模，TM模，TEM模。 TE模（横电模）：电场完全分布在与电磁波传播方向垂直的横截面内，磁场具有传播方向分量的波型； TM模（横磁模）：磁场完全分布在与电磁波传播方向垂直的横截面内，电场具有传播方向分量的波型）； TEM模（横电波模）：电磁波的传输方向上没有电场和磁场分量的波导模式）。 5、什么是光子的自发辐射，受激吸收，受激辐射？ ①、自发辐射：在高能级E2的电子是不稳定的，即没有外界的作用，也会自动的跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量转换为光子辐射出去，这种跃迁为自发辐射； ②、受激吸收：正常状态下，电子处于低能级E1，在入射光作用下，它会吸收光子的能量跃迁到高能级E2上，这种跃迁为受激吸收； ③、受激辐射：在高能级E2的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁为受激辐射。 6、光纤通信系统对光检测器的基本要求是什么？ 光纤通信试题 1、为什么说1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑？ 2、电缆通信和微波通信的载波是电波，光纤通信的载波是光波。虽然光波和电波都是电磁波，但是频率差别很大。画出电波和光波的频率、波长分配示意图。 3、光纤通信的优点有哪些？ 4、光发射机的功能是什么？ 光发射机的功能是把输入电信号转换为光信号，并用辗合技术把光信号最大眼度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器和调制器组成，光源是光发射帆的核心。光发射机的性能基本上取决于光源的持性，对光源的要求是输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率相波长稳定，器件寿命长。 5、目前光纤通信中广泛使用的光源有哪些？ 半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管(或称激光器)(LD)，以及谱线宽度很小的动态单纵模分布反馈(DFB)激光器。有些场合也使用固体激光器。 6、直接调制和间接调制(或称外调制)光发射机的性能差别如何？ 直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。这种方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。外调制是把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。目前有多种调制器可供选择，最常用的是电光调制器。这种调制器是利用电信号改变电光晶体的折射宰，使通过调制器的光参数随电信号变化而实现调制的。外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。 7、目前广泛使用的光检测器有哪两种类型？简述它们的性能差别。 在半导体PN结中加入本征层的PIN光电二极管(PIN—PD)和雪崩光电二极管(APD)。 8、数字光纤通信系统与模拟光纤通信系统相比具有哪些优点 ①抗干扰能力强，传输质量好。在模拟通信系统中，噪声叠加在信号上，两者很难分开，放大时噪声和信号一起放大，不能改善因传输而劣化的信噪比。数字光纤通信采用二进制信号，信息不包含在脉冲波形中，而由脉冲的“有”和“无”表示。因此，一般噪声不影响传输质量，只有在抽样和判决过程中，当噪声超 一、填空题（20分) 1、目前光纤通信所用光波得光波波长范围为:0、８～1、8μm,属于电磁波谱中得近红外区。 2、光纤得典型结构就是多层同轴圆柱体，它由、与三部分组成. 3、光纤通信中常用得三个低损耗窗口得中心波长就是: , ，；最低损耗窗口得中心波长就是在: 。 4、光纤得色散分为色散色散与色散。 5、光与物质得粒子体系得相互作用主要有三个过程就是：，，；产生激光得最主要过程就是: 。６、光源得作用就是将变换为；光检测器得作用就是将转换为. 二、单项选择题(15分） 1光纤通信指得就是：［Ｂ] A以电波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介得通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介得通信方式。 2 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 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 光功率得菲涅耳反射; Ｃ光功率得散射损耗； D 光功率得一部分散射损耗，或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光得放大就是通过：［Ｃ] A 光学谐振腔来实现; B 泵浦光源来实现； C粒子数反转分布得激活物质来实现; D 外加直流来实现. ５掺铒光纤得激光特性：［B] A主要由起主介质作用得石英光纤决定; B 主要由掺铒元素决定; C 主要由泵浦光源决定; D 主要由入射光得工作波长决定. 三、（15分)如图所示,用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中得传输原理. 1、SDH传送网主要涉及（ A ）两层。 A：电路层和通道层 B：电路层和传输媒质层 C：通道层和传输媒质层 D：段层和物理层 2、下列（ C ）不属于发送机参数。 A：消光比 B：最小边模抑制比 C：动态范围 D：最大-20dB带宽 3、下列哪一种吸收属于光纤的本征吸收?( A ) A.SiO 的吸收 B.OH-的吸收 2 C.Cu2+的吸收 D.V3+的吸收 4、目前EDFA采用的泵浦波长是( C ) A. 0.85μm和1.3μm B. 0.85μm和1.48μm C. 0.98μm和1.48μm D. 0.98μm和1.55μm 5、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 6、下列现象是光纤色散造成的，是（ B ） A.光散射出光纤侧面 B.随距离的增加，信号脉冲不断展宽 C.随距离的增加，信号脉冲收缩变窄 D.信号脉冲衰减 码的原因是( A ) 7、光纤数字通信系统中不能传输HDB 3 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 8、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 9、STM—4传输一帧所用的时间为( A ) A.125μs B.250μs C.375μs D. 500μs 10、在下列数字光纤通信系统的传输码型中，不．属．于．插入比特码的是( C) A.mB1P B.4B1H C.5B6B D.mB1C 11、2.5G系统中（ B ）监控的是整个STM-16的信号传输状态。 A：SOH B：RSOH C：MSOH D：POH 12、（ B）是用来完成各种速率接口适配功能的信息结构单元。 A：虚容器 B：容器 C：支路单元 D：管理单元 13、SDH的速率等级不包括（ C ） A：STM-1 B：STM-4 C：STM-8 D：STM-16 14、下列信号中，不能为SDH所容纳的是（ C ） A：2M B：6M C：8M D：45M 15、目前，通信用光纤的纤芯和包层构成的材料绝大多数是(C ) A.多成分玻璃 B.石英和塑料 C.石英 D.塑料 一、填空题(每空格0.5分，40空格共20分) 1、光纤通信系统按光纤的模式可分为_______和_______通信系统。 答案：单模光纤、多模光纤 2、光纤通信是以_______为载频，以_______为传输媒质的一种通信方式。 答案：光波、光导纤维 3、本地传输网采用的主要传送技术有_______、_______、_______等。 答案：SDH、PDH、微波 4、对于4 节点STM－4 二纤环，若为双向复用段倒环，环的最大可保护的业务容量为_______ 个E1 信号。 答案：504 5、传输设备使用标称电压________伏。 答案：–48V 6、传输设备接地应该_____极接地。 答案：正(或+) 7、STM－N 帧中再生段DCC 的传输速率为_____；复用段DCC 的传输速率为_____。 答案：192kb/s、576kb/s 8、在主从同步数字网中，从站时钟通常有_____、_____、_____三种工作模式。 答案：锁定上级时钟模式、保持模式、自由振荡模式。 9、SDH的四种开销分别是：（再生段）开销、（复用段）开销、（高阶通道）开销、（低阶通道）开销。 10、目前联通本地网广泛使用光纤的种类为（G.652）常规单模光纤，在1550nm 处实际的衰减为（≤0.3）dB/km。G.655光纤为（非零色散）光纤，将零色散点移到（1570）nm附近，适用开通DWDM系统。 11、根据维护过程中不同阶段的不同要求。维护限值可分为四种为（投入业务）限值、（维护）限值、（修复）限值、（不可接受退出业务和恢复业务）限值。 12、4、SDH网络管理结构目前实际运用可以分为（网元层NE）（网元管理层EM）（网络管理层NM）三层。 13、SDH系统的VC-12通道的在线监测采用的方式是（BIP-2）。 14、在SDH传输系统中，指针的调整会引起（抖动）。 15、应用G.652光纤，局内或短距离通信宜选用(1310 nm)波长，长距离通信宜选用(1550 nm)波长。 16、2Mb/s 速率DDF连接器有(75/75欧姆)不平衡式和(120/1120欧姆)平衡式两种类型。 17、某光接口的类型为S-4.1，其含义为(短距离，速率为622Mb/s，传输光波长为1310nm,G652光纤)。 18、2Mbit/s速率通信电缆的允许哀耗dB， 参考答案：6dB。 19、计算中继电缆的允许传输长度公式。 参考答案： 电缆衰减常数架的插入损耗 电缆衰减－ 设备端到端之间的允许DDF； 20、应用G.652光纤，局内或短距离通信宜选用nm工作波长，长距离通信宜选用nm工作波长。 参考答案：1310nm、1550nm。 课程教案 （2015—2016学年第二学期） 课程名称：光纤通信 授课学时： 44学时 授课班级：电子信息工程13级 任课教师： 教案（首页） 第2章光纤与光缆 （一）教学内容： 基本光学定律和定义，光纤模式和结构，光纤波导传输的基本原理，圆波导的模式理论，单模光纤的基本原理，光纤材料和制造基本原理。 重点：光纤模式和结构，光纤波导传输的基本原理，单模光纤的基本原理，光 纤材料和制造基本原理。 难点：圆波导的模式理论 （四）概述 对光纤的结构和分类做简单介绍,对光纤的导光原理采用射线法和标量近似解法进行重点分析。对单模光纤的结构特点、主模及单模传输条件进行讨论。介绍光纤的传输特性及特殊光纤。 教学环节教学过程 引言 本章课程的讲授 在整个通信技术的发展中传输介质始终是人们需要不断研究和改进的课题，光通信从19世纪前就已得到应用，但由于没有找到合适的传输介质，使得光通信无法充分发挥其优点。1966年英籍华人科学家C.K.Kao发表论文提出可以利用纯度极高的石英玻璃作为传输煤质来传送光信号，从而拉开了光纤通信技术飞速发展的序幕（C.K.Kao博士也因此成就获得2009年Nobel物理学奖）。近半个世纪来，人们对光纤的结构、制造工艺不断改善，使得光纤的传输性能越来越优良，光纤已经成为现代长途干线网络信息传输的首选传输介质。 本章将对光纤进行详细的讨论，使学生对光纤通信课程建立较好的基本理解。 在讲授基本内容之前请学生回答自己对实际生活中所接触的光纤光缆的认识和理解，大家在什么地方用过光纤呢？家里或宿舍上网时信息是通过什么进行传输或如何进行传输的呢？通过提问对学生进行较好的引导，让学生上课时很快提高兴趣。 2.1 光纤的结构和分类 2.1.1 光纤的结构 光纤有不同的结构形式。目前，通信用的光纤绝大多数是用石英材料做成的横截面很小的双层同心玻璃体，外层玻璃的折射率比内层稍低。折射率高的中心部分叫做纤芯，其折射率为，直径为2a；折射率低的外围部分称为包层，其折射率为，直径为2b。 让学生自行思考为何要采用这种结构？提问！强调纤芯和包层的折射率很接近、差值不能太大。 采用芯包结构的目的： （1）进行全反射，减小散射损耗。 （2）增加纤芯的机械强度。 （3）保护纤芯不受外界的污染。 1 n 2 n光纤通信技术试题及答案2
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