《光通信基础》模拟试题三

《光通信基础》模拟试题三

一、（3分×5=15分）写出下列光纤通信中英文缩略语所表示的中文意义。

1.SMF

2.OADM

3.OXC

4.SDH

5.SPM

二.简答题( 9分×5=45分)

1.比较拉曼光纤放大器和半导体光放大器的优缺点。

2.简述波分复用系统的组成及各部分作用

3.试描述大气激光通信技术的实现难点。

4.什么是全波光纤？这种光纤有何特点？

5.SDH帧结构分为哪几个部分？

三．计算题(20分×2=40分)

1.假设阶跃折射率光纤

11.48

n=，2 1.478

n=，纤芯半径a=6.57微米，计算它单模传输时的截止波长。此光纤的数值孔径为多大？

2.有一个长距离单模光纤传输系统，工作波长1300nm，其他参数如下：

LD光源平均入纤功率0dBm

光缆损耗0.2dB/km

熔接头损耗0.1dB/km

活动连接器损耗0.1dB/个

APD接收灵敏度-50 dBm（BER=10-9）

系统富余度9 dB

计算损耗限制传输距离。

《光通信基础》模拟试题三答案

一、写出下列光纤通信中英文缩略语所表示的中文意义。

1.SMF单模光纤

2.OADM光分插复用器

3.OXC光交叉连接器

4.SDH同步数字传输体系

5.SPM自相位调制

二.简答题

1.比较拉曼光纤放大器和半导体光放大器的优缺点。

答：拉曼光纤放大器和半导体光放大器是光纤通信系统中使用的两种类型的光放大器。拉曼光纤放大器是基于常规光纤的受激拉曼效应所产生的频移现象来对光信号进行放大的光放大器，而半导体光放大器是用半导体PN结中的受激辐射效应来实现光信号的方大。他们各有特点，列举如下：

拉曼光纤放大器优点：

①无需掺杂光纤的使用。传输线路中的光纤本身就被用来作为信号放大的光纤使用（利用了硅光纤本身的非线性效应---受激拉曼效应）。

②通过调节合适的泵浦波长，可以实现对任意输入波长光信号的放大。

拉曼放大器的缺点：

①放大器所需的光纤长度大于10km。②要求泵浦激光器的输出功率较高，大约20-30dBm（100mW-1W）。③噪声较大。

半导体放大器优点：

①有利于和其他光子器件集成到一起。②易于集成到光通信系统的接收端作为光信号的前置放大器。③增益系数受波长影响较小。④由电流进行泵浦驱动而不需要其他激光器泵浦。

半导体光放大器缺点：

①偏振相关。②自相位调制引发的频率啁啾。③交叉相位调制。④四波混频产生的串话。⑤激发态粒子的寿命太短（ns）。

2.简述波分复用系统的组成及各部分作用

答：波分复用系统简称WDM系统，其基本构成主要有以下两种形式：

(1) 双纤单向传输。单向WDM传输是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送。在发送端将载有各种信息的、具有不同波长的已调光信号λ1,λ

2,…,λn通过光复用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输。由于各信号

是通过不同光波长携带的，因而彼此之间不会混淆。在接收端通过光解复用器将不同波长的信号分开，完成多路光信号传输的任务。反方向通过另一根光纤传输的原理与此相同。

(2) 单纤双向传输。双向WDM传输是指光通路在一根光纤上同时向两个不

同的方向传输。所用波长相互分开，以实现双向全双工的通信。

3.试描述大气激光通信技术的实现难点。

答：大气激光通信技术的实现难点有以下几个方面：

1) 对大气信道衰减和衰减随机变化量大的补偿技术问题。

2) 对大气湍流的影响，使信道折射率发生不均匀的随机变化，其结果使接收

光斑发生闪烁和漂移现象。

3) 驱动功率小、转换效率高、激光输出功率大、调制带宽大以及伺服系统简

单的激光发射器件的制作。

4) 灵敏度高、噪声小、适合于常温工作的接收器件的制作。

5) 体积小、重量轻、光学性能好便于安装和调试的光学收发天线制作。

6) 背景噪声的滤除技术。

7) 在机动性要求较高和工作平台方位稳定性差的场合应用，自动跟踪、瞄准

技术的解决。

4.什么是全波光纤？这种光纤有何特点？

答：全波光纤是一种将常规光纤的1.39微米氢氧根离子吸收峰通过特殊工艺消除掉，从而将1.31微米和1.5微米两个低损耗窗口连同成一个极宽的低损耗窗口的光纤。这种光纤低损耗带宽可达50THz 。

5.SDH 帧结构分为哪几个部分？

答：SDH 帧大体可分为三个部分：(1) 段开销(SOH)。 段开销是在SDH 帧中为保证信息正常传输所必需的附加字节(每字节含64kb/s 的容量)，主要用于运行、 维护和管理，如帧定位、 误码检测、 公务通信、自动保护倒换以及网管信息传输。

(2) 信息载荷(Payload)。信息载荷域是SDH 帧内用于承载各种业务信息的部分。

(3)管理单元指针(AU-PTR)。管理单元指针是一种指示符，主要用于指示Payload 第一个字节在帧内的准确位置(相对于指针位置的偏移量)。

三．计算题

1. （20）假设阶跃折射率光纤1 1.48n =，2 1.478n =，纤芯半径a=6.57微米，计算它单模传输时的截止波长。此光纤的数值孔径为多大？

解：

2.有一个长距离单模光纤传输系统，工作波长1300nm ，其他参数如下：

LD 光源平均入纤功率 0dBm

光缆损耗 0.2dB/km

熔接头损耗 0.1dB/km

活动连接器损耗 0.1dB/个

APD 接收灵敏度 -50 dBm （BER=10-9）

系统富余度 9 dB

计算损耗限制传输距离。

解：设损耗限制传输距离为L ，则

LD 光源平均入纤功率(P s ) 0d Bm

光缆损耗(s α) 0.2 dB/km

熔接头损耗(f α)

0.1 dB/km

121320c c n nm V πλ===

活动连接器损耗(c α) 0.1dB

APD 接收灵敏度(P r ) -50 dBm （BER=10-9） 系统富余度(M) 9 dB

所以有：

2()05020.10.3136S R c s f P P L M L L km

ααα=++++?=-+?++=故: