光纤通信复习题
考试题型及分数 (1)
第一章：21题 (2)
第二章：32（6）题 (4)
第三章：47（2）题 (7)
第四章：23题 (10)
第五章：23（2）题 (12)
第七章：26题 (14)
第八章：19题 (16)
考试题型及分数
第一章：21题
1.
2. 1966年英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的
论文指出了利用光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
3. 光纤通信有四个发展阶段。
4. 光纤工作波长：
1) 0.85 μm 2) 1.31 μm 3) 1.55 μm
5. 光纤通信用的近红外光(波长约1μm)的频率(约300 THz)。
6. 简述光纤通信的优点：
1)
容许频带很宽，传输容量很大
2) 损耗很小， 中继距离很长且误码率很小 3) 重量轻、 体积小 4) 抗电磁干扰性能好 5) 泄漏小， 保密性能好
6) 节约金属材料， 有利于资源合理使用 7. 光纤通信系统的容许频带(带宽)取决于：
光源的调制特性、 调制方式和光纤的色散特性。 8. 简述光纤通信的应用：
1) 通信网
2) 构成因特网的计算机局域网和广域网 3) 有线电视网的干线和分配网 4) 综合业务光纤接入网 9. 光纤通信系统可以传输：
1) 数字信号 2) 模拟信号
10. 单向传输光纤通信系统的基本组成：
11. 光发射机的功能：
把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。
基本光纤传输系统接 收发 射
12.光发射机的组成
光源、驱动器和调制器。
13.光发射机的性能基本上取决于光源的特性。
14.光纤线路的功能：
把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变(失真)和衰减传输到光接收机。
15.光接收机的功能
把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。
16.光接收机：
由光检测器、放大器和相关电路组成光检测器是光接收机的核心。
17.对光检测器的要求是：
响应度高、噪声低和响应速度快。
18.数字通信系统：
用参数取值离散的信号(如脉冲的有和无、电平的高和低等)代表信息，强调的是信号和信息之间的一一对应关系。
19.模拟通信系统：
用参数取值连续的信号代表信息，强调的是变换过程中信号和信息之间的线性关系。
20.简述数字通信系统的优点
1)抗干扰能力强，传输质量好
2)可以用再生中继，传输距离长
3)适用各种业务的传输，灵活性大
4)容易实现高强度的保密通信
5)数字通信系统大量采用数字电路，易于集成，从而实现小型化、微型化，增强设备可靠性，
有利于降低成本
21.P13：1-1
22.
23.P13：1-4
24.
第二章：32（6）题
1. 光纤（Optical Fiber ）是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。
2. 设纤芯和包层的折射率分别为n 1和n 2，光能量在光纤中传输的必要条件是：
n 1> n 2
3. 纤芯和包层的相对折射率差典型值Δ=（n 1- n 2）n 1：
1) 一般单模光纤为0.3%~0.6%， 2) 多模光纤为1%~2%。
3) Δ越大，把光能量束缚在纤芯的能力越强，但信息传输容量却越小 4. 实用光纤主要有三种基本类型：
1) 突变型多模光纤（Step Index Fiber, SIF ） 2) 渐变型多模光纤（Graded Index Fiber, GIF ） 3) 单模光纤（Single Mode Fiber, SMF ） 5. 突变型多模光纤：
纤芯折射率为n 1保持不变，到包层突然变为n 2。 6. 突变型多模光纤特点：
1) 光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播 2) 特点是信号畸变大 7. 渐变型多模光纤：
在纤芯中心折射率最大为n 1，沿径向r 向外围逐渐变小直到包层变为n 2。 8. 渐变型多模光纤特点：
1) 光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播 2) 特点是信号畸变小 9. 单模光纤：
只能传输一个模式的光纤。 10. 多模光纤：
传输多个模式的光纤。
11. 突变型多模光纤的数值孔径NA ：
12. NA 物理意义：
1) NA 越大
i. 光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。
ii. 对于无损耗光纤，在临界角θc 内的入射光都能在光纤中传输。 iii. 纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。 2) 但NA 越大
iv. 经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量。 13. 渐变型多模光纤的数值孔径NA ：
?≈-=212
212n n n NA 2
22)()(n r n r NA -=22
21max n n NA -=
14. 渐变型多模光纤自聚焦效应：
渐变型多模光纤具有自聚焦效应，不仅不同入射角相应的光线会聚在同一点上，而且这些光线的时间延迟也近似相等。 15.
16. 光纤归一化频率：
17. 光纤单模传输条件：
18. 色散(Dispersion)：
是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。 19. 色散一般包括：
1) 模式色散 2) 材料色散 3) 波导色散
20. 理想单模光纤没有模式色散，只有材料色散和波导色散。 21. 光纤的三类基本特性参数：
1) 几何特性
纤芯与包层的直径、偏心度和不圆度。 2) 光学特性
折射率分布、数值孔径、模场直径和截止波长。 3) 传输特性
损耗、带宽和色散
22. 光纤损耗测量有两种基本方法：
1) 一种是测量通过光纤的传输光功率
称剪断法和插入法。
2) 另一种是测量光纤的后向散射光功率
称后向散射法。
23. 测量光纤带宽基本方法：
1) 时域法
是测量通过光纤的光脉冲产生的脉冲展宽，又称脉冲法。 2) 频域法
是测量通过光纤的频率响应，又称扫频法。
24. 测量光纤色散有三种基本方法：
1) 相移法 2) 脉冲时延法 3) 干涉法
25. 实际截止波长的测量方法：
1) 传输功率法
在弯曲状态下，测量损耗—波长函数的传输功率法 2) 时延法
改变波长，观察LP01模和LP11模产生的两个脉冲变为一个脉冲的时延法
2
2212n n a V -=
λπ405.222
221≤-=
n n a V λ
π
3)近场法
改变波长，观察近场图由环形变为高斯形的近场法
26.P45：2-1（计算题）
27.P45：2-3（计算题）
28.P45：2-4
29.P45：2-7
30.P45：2-9（计算题）
31.P45：2-10（计算题）
32.P45：2-12（计算题）
33.P45：2-17（计算题）
第三章：47（2）题
1.通信用光器件可以分为两种类型：
1)有源器件
2)无源器件
2.有源器件包括：
光源、光检测器和光放大器
3.光无源器件主要有：
连接器、耦合器、波分复用器、调制器、光开关和隔离器等。
4.光源：
是光发射机的关键器件，其功能是把电信号转换为光信号。
5.目前光纤通信广泛使用的光源主要有：
3)半导体激光二极管或称激光器(LD)
4)发光二极管或称发光管(LED)
5)有些场合也使用固体激光器
6.LD（半导体激光器）：
Semiconductor Laser
7.LED（发光二极管）：
Light Emitting Diode
8.半导体激光器
向半导体PN结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡。
9.基态：
最低能级E1称为基态。
10.激发态：
能量比基态大的能级Ei (i=2, 3, 4 …)称为激发态
11.电子在低能级E1的基态和高能级E2的激发态之间的跃迁有三种基本方式
6)受激吸收
7)自发辐射
8)受激辐射
12.受激吸收：
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，这种跃迁称为受激吸收。
13.自发辐射：
电子自动地从高能级E2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，这种跃迁称为自发辐射。
14.受激辐射
电子被迫跃从高能级E2迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁称为受激辐射。
15.相干光：
受激辐射光的频率、相位、偏振态和传播方向与入射光相同，这种光称为相干光。
16.非相干光：
自发辐射光是由大量不同激发态的电子自发跃迁产生的，其频率和方向分布在一定范围内，相位和偏振态是混乱的，这种光称为非相干光。
17.本征半导体：
电子和空穴是成对出现的半导体。
18.N型半导体：
在本征半导体中掺入施主杂质，称为N型半导体。
19.P型半导体：
在本征半导体中，掺入受主杂质，称为P型半导体。
20.不同半导体材料有不同的禁带宽度Eg，因而有不同的发射波长λ。
21.DFB激光器与F-P激光器相比具有以下优点:
9)单纵模激光器
10)谱线窄，波长稳定性好
11)动态谱线好
12)线性好
22.发光二极管(LED)的工作原理与激光器(LD)不同:
13)LD发射的是受激辐射光
14)LED发射的是自发辐射光
23.发光二极管具有如下工作特性
15)光谱特性
16)光束的空间分布特性
17)输出光功率特性
18)频率特性
24.光检测器是光接收机的关键器件。
25.光检测器的功能是把光信号转换为电信号。
26.常用光检测器：
1)光电二极管（PIN）
2)雪崩光电二极管（APD）
27.光电二极管(PD)把光信号转换为电信号的功能是由半导体PN结的光电效应实现的。
28.连接器：
是实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件。
29.接头：
是实现光纤与光纤之间的永久性(固定)连接。
30.耦合器的功能：
是把一个输入的光信号分配给多个输出，或把多个输入的光信号组合成一个输出。
31.耦合器类型：
19)T形耦合器
20)星形耦合器
21)定向耦合器
22)波分复用器/解复用器
32.比较实用和有发展前途的耦合器的结构有
1)光纤型
2)微器件型
3)波导型
33.隔离器：
是一种非互易器件，其主要作用是只允许光波往一个方向上传输，阻止光波往其他方向特别是反方向传输。
34.隔离器的两个主要参数
23)插入损耗：对正向入射光的插入损耗其值越小越好；
24)隔离度：对反向反射光的隔离度其值越大越好。
35.调制器是利用线性电光效应实现。
36.光开关的功能：
是转换光路，实现光交换。
37.光开关可分为两大类
1)机械光开关：利用电磁铁或步进电机驱动光纤、棱镜或反射镜等光学元件实现光路转换。
2)固体光开关：利用磁光效应、电光效应或声光效应实现光路转换。
38.机械光开关特点：
1)优点：是插入损耗小，串扰小，适合各种光纤，技术成熟
2)缺点：是开关速度慢
39.固体光开关特点：
1)优点是开关速度快
2)缺点是插入损耗大，串扰大，只适合单模光纤
40.实际截止波长的测量方法：
4)传输功率法
在弯曲状态下，测量损耗—波长函数的传输功率法
5)时延法
改变波长，观察LP01模和LP11模产生的两个脉冲变为一个脉冲的时延法
6)近场法
改变波长，观察近场图由环形变为高斯形的近场法
41.P76：3-1（计算题）
42.P76：3-4
43.P76：3-5（计算题）
44.P76：3-8
45.P76：3-19
46.P76：3-21
47.P76：3-26
48.
第四章：23题
1.数字光发射机的功能：
把电端机输出的数字基带电信号转换为光信号，并用耦合技术有效注入光纤线路。电/光转换是用承载信息的数字电信号对光源进行调制来实现的
2.线路编码必要性：
因为电端机输出的数字信号是适合电缆传输的双极性码，而光源不能发射负脉冲，所以要变换为适合于光纤传输的单极性码。
3.码型效应：
当电光延迟时间t d与数字调制的码元持续时间T/2为相同数量级时，会使“0”码过后的第一个“1码的脉冲宽度变窄，幅度减小，严重时可能使单个“１”码丢失，这种现象称为“码型效应”。
4.码型效应的特点：
在脉冲序列中较长的连“0”码后出现的“1”码，其脉冲明显变小，而且连“0”码数目越多，调制速率越高，这种效应越明显。
5.自脉动现象：
某些激光器在脉冲调制甚至直流驱动下，当注入电流达到某个范围时，输出光脉冲出现持续等幅的高频振荡，这种现象称为自脉动现象。
6.光接收机基本组成：
光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟提取电路、取样判决器以及自动增益控制(AGC)电路。
7.目前，适合于光纤通信系统应用的光检测器有：
1)PIN光电二极管
2)雪崩光电二极管(APD)
8.前置放大器应是低噪声放大器，它的噪声对光接收机的灵敏度影响很大。
9.主放大器和AGC决定着光接收机的动态范围。
10.光接收机的噪声有两部分：
1)一部分是外部电磁干扰产生的，这部分噪声的危害可以通过屏蔽或滤波加以消除；
2)另一部分是内部产生的，这部分噪声是在信号检测和放大过程中引入的随机噪声，只能通
过器件的选择和电路的设计与制造尽可能减小，一般不可能完全消除。
11.光接收机的误码率：
用较长时间间隔内，在传输的码流中，误判的码元数和接收的总码元数的比值来表示。
12.灵敏度表示光接收机调整到最佳状态时，能够接收微弱光信号的能力。
13.
14.在光纤通信系统中从电端机输出的是适合于电缆传输的双极性码。
15.光源不可能发射负光脉冲，因此必须进行码型变换，以适合于数字光纤通信系统传输的要求。
16.扰码改变了“１”码与“0”码的分布，从而改善了码流的一些特性。
17.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。
18.插入码是把输入二进制原始码流分成每m比特(mB)-一组，然后在每组mB码末尾按一定规律
插入一个码，组成m+1个码为一组的线路码流。
19.P101：4-1
20.P101：4-3
21.P101：4-7
22.P101：4-9
23.P101：4-11
24.P101：4-14
25.
第五章：23（2）题
1.数字光纤通信系统的两种传输体制：
1)准同步数字系列(PDH)
2)同步数字系列(SDH)
2.PDH主要适用于中、低速率点对点的传输。
3.PDH的主要缺点：
1)北美、西欧和亚洲所采用的三种数字系列互不兼容，没有世界统一的标准光接口使得国际
电信网的建立及网络的营运、管理和维护变得十分复杂和困难。
2)各种复用系列都有其相应的帧结构，没有足够的开销比特使网络设计缺乏灵活性，不能适
应电信网络不断扩大、技术不断更新的要求。
3)由于低速率信号插入到高速率信号，或从高速率信号分出，都必须逐级进行，不能直接分
插，因而复接/分接设备结构复杂，上下话路价格昂贵。
4.SDH传输网的构成：
1)SDH终接设备(或称SDH终端复用器TM)
2)分插复用设备ADM
3)数字交叉连接设备DXC等网络单元
4)以及连接它们的(光纤)物理链路
5.与PDH相比，SDH具有下列特点：
1)SDH采用世界上统一的标准传输速率等级
2)SDH各网络单元的光接口有严格的标准规范
3)在SDH帧结构中，丰富的开销比特用于网络的运行、维护和管理，便于实现性能监测、
故障检测和定位、故障报告等管理功能。
4)采用数字同步复用技术，其最小的复用单位为字节，不必进行码速调整，简化了复接分接
的实现设备，由低速信号复接成高速信号，或从高速信号分出低速信号，不必逐级进行。
5)采用数字交叉连接设备DXC可以对各种端口速率进行可控的连接配置，对网络资源进行
自动化的调度和管理，既提高了资源利用率，又增强了网络的抗毁性和可靠性。
6.SDH帧结构：
1)一个STMN帧有9行，每行由270×N个字节组成。
i.这样每帧共有9×270×N个字节，每字节为8 bit。帧周期为125 μs，即每秒传输
8000帧。
2)对于STM1 而言
ii.传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s。
3)字节发送顺序为
iii.由上往下逐行发送，每行先左后右。
7.SDH帧大体可分为三个部分：
1)段开销(SOH)
2)信息载荷(Payload)
3)管理单元指针(AU PTR)
8.正码速调整法：
1)优点：是容许被复接的支路信号有较大的频率误差
2)缺点：是复接与分接相当困难
9.固定位置映射法：
1)优点：复接和分接容易实现
2)缺点：由于低速信号可能是属于PDH的或由于SDH网络的故障，低速信号与高速信号的
相对相位不可能对准，并会随时间而变化。
10.交叉连接设备与交换机的区别：
1)DXC 的输入输出不是单个用户话路，而是由许多话路组成的群路。
2)两者都能提供动态的通道连接，但连接变动的时间尺度是不同的。
i.前者按大量用户的集合业务量的变化及网络的故障状况来改变连接，由网管系统配置；
ii.后者按照用户的呼叫请求来建立或改变连接，由信令系统实现呼叫连接控制。
11.SDH环形网的一个突出优点是具有“自愈”能力。
12.最长的标准数字HRX为27 500 km。
13.误码率是在一个较长时间内的传输码流中出现误码的概率。
14.严重误码秒(SES)：
选择监测时间T L为1个月，取样时间T0为1s。定义误码率劣于1×10-3的秒钟数为严重误码秒(SES)。
15.抖动是数字信号在各有效瞬时对标准时间位置的偏差。
16.对数字光纤通信系统而言，系统设计的主要任务：
1)根据用户对传输距离和传输容量(话路数或比特率)及其分布的要求，按照国家相关的技术
标准和当前设备的技术水平，经过综合考虑和反复计算，
2)选择最佳路由和局站设置、传输体制和传输速率以及光纤光缆和光端机的基本参数和性能
指标。以使系统的实施达到最佳的性能价格比。
17.中继距离的设计有三种方法：
1)最坏情况法(参数完全已知)
2)统计法(所有参数都是统计定义)
3)半统计法(只有某些参数是统计定义)
18.中继距离受光纤线路损耗和色散(带宽)的限制，明显随传输速率的增加而减小。
19.中继距离和传输速率反映着光纤通信系统的技术水平。
20.P121：5-1
21.P121：5-4（计算题）
22.P121：5-6（计算题）
23.P121：5-8
24.
第七章：26题
1.光纤通信发展的目标是提高通信能力和通信质量，降低价格，满足社会需要。
2.光放大器有两种类型：
1)半导体光放大器
2)光纤放大器
3.半导体光放大器：
1)优点：是小型化，容易与其他半导体器件集成
2)缺点：是性能与光偏振方向有关，器件与光纤的耦合损耗大
4.光纤放大器实际上是把工作物质制作成光纤形状的固体激光器，所以也称为光纤激光器。
5.光纤放大器性能与光偏振方向无关，器件与光纤的耦合损耗很小。
6.EDFA的主要优点有：
1)工作波长正好落在光纤通信最佳波段(1500～1600 nm)；其主体是一段光纤(EDF)，与传输
光纤的耦合损耗很小，可达0.1 dB。
2)增益高，约为30～40 dB; 饱和输出光功率大，约为10～15 dBm; 增益特性与光偏振状态
无关。
3)噪声指数小，一般为4～7 dB; 用于多信道传输时，隔离度大，无串扰，适用于波分复
用系统。
4)频带宽，在1550 nm窗口，频带宽度为20～40 nm，可进行多信道传输，有利于增加传输
容量。
7.光波分复用WDM技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。
8.WDM基本原理：
1)在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行
传输。
2)在接收端又将组合波长的光信号分开(解复用)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不
同的终端。
9.实际的WDM系统主要由五部分组成：
1)光发射机
2)光中继放大
3)光接收机
4)光监控信道
5)网络管理系统
10.WDM技术的主要特点
1)充分利用光纤的巨大带宽资源
2)同时传输多种不同类型的信号
3)节省线路投资
4)降低器件的超高速要求
5)高度的组网灵活性、经济性和可靠性
11.光滤波器的三种应用：
1)单纯的滤波应用
2)波分复用/解复用器中应用
3)波长路由器中应用
12.对光滤波器的主要要求：
1)一个好的光滤波器应有较低的插入损耗，并且损耗应该与输入光的偏振态无关。
2)一个滤波器的通带应该对温度的变化不敏感。温度系数是指温度每变化1℃的波长漂移。
3)在一个WDM系统中，随着级联的滤波器越来越多，系统的通带就变得越来越窄。
13.光交换主要有三种方式：
1)空分光交换
2)时分光交换
3)波分光交换
14.空分光交换的功能是使光信号的传输通路在空间上发生改变。
15.时分光交换是以时分复用为基础，用时隙互换原理实现交换功能的。
16.波分光交换(或交叉连接)是以波分复用原理为基础，采用波长选择或波长变换的方法实现交换
功能的。
17.光孤子(Soliton)是经光纤长距离传输后，其幅度和宽度都不变的超短光脉冲(ps数量级)。
18.光孤子的形成是光纤的群速度色散和非线性效应相互平衡的结果。
19.相干光是两个激光器产生的光场具有空间叠加、相互干涉性质的激光。
20.要实现OTDM，需要解决的关键技术有：
1)超短光脉冲光源
2)超短光脉冲的长距离传输和色散抑制技术
3)帧同步及路序确定技术
4)光时钟提取技术
5)全光解复用技术
21.波长变换(WC: Wavelength Conversion)是将信息从承载它的一个波长上转到另一个波长上。
22.波长变换的基本方法有两种：
1)光/电/光方法
2)全光方法。
23.在WDM光网络中使用波长变换技术的原因：
1)信息可以通过WDM网络中不适宜使用的波长进入WDM网络
2)在网络内部，可以提高链路上现有波长的利用率
24.P182：7-1
25.P182：7-2
26.P182：7-4
27.P182：7-5
28.
第八章：19题
1.通信网总的发展趋势是
1)数字化
2)综合化
3)宽带化
2.数字化就是在通信网的各个部分(核心网和接入网)及各个环节(传输、交换、接入、终端等)全面
采用数字技术。
3.综合化主要指业务的综合，即通信网要由原来的单一业务网(如电话网、分组数据网)发展为能
同时提供多种业务(包括话音、数据、图像等)，特别是多媒体业务的网络。
4.SDH网络物理拓扑一般有5种类型
1)线形
2)星形
3)树形
4)环形
5)网孔形
5.网孔形：
1)优点：是不存在如星形拓扑那样的瓶颈问题和失效问题，两点间有多种路由可选。
2)缺点：是结构复杂、成本较高。
6.
7.自愈网基本原理：
是使网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。
8.自愈环结构可分为两大类：
1)通道倒换环
2)复用段倒换环
9.通道倒换环与复用段倒换环的一个重要区别：
1)是前者往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传业务信号，保护时隙为整个环专用；
2)而后者往往使用公用保护，即正常情况下保护段是空闲的，保护时隙由每对结点共享。
10.接入网是电信网的重要组成部分，负责将电信业务透明地传送到用户。
11.ITUT的G.902建议的接入网给定义：
1)接入网由业务结点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(如线路设施和
传输设施)组成，为供给电信业务而提供所需的传送承载能力，可经由网络管理接口(Q3)
配置和管理。
2)原则上对接入网可以实现的UNI和SNI的类型和数目没有限制。
3)接入网不解释信令
12.光接入网的拓扑结构一般有4种：
1)单星形
2)双星形
3)总线形
4)环形
13.光接入网的4种基本应用类型
1)光纤到路边(FTTC)
2)光纤到大楼(FTTB)
3)光纤到办公室(FTTO)
4)光纤到家(FTTH)
14.无源光网络PON的一个重要应用是来传送宽带图像业务(特别是广播电视)。
15.无源光网络PON传输技术主要有三种
1)频分复用(FDM)
2)时分复用(TDM)
3)密集波分复用(DWDM)
16.无源光网络PON中常用的多址技术有三种：
1)频分多址(FDMA)
2)时分多址(TDMA)
3)波分多址(WDMA)
17.频分多址FDMA：
1)特点
是将频带分割为许多互不重叠的部分，分配给每个用户使用。
2)优点
是设备简单，技术成熟；
3)缺点
是当多个载波信号同时传输时，会产生串扰和互调噪声，会出现强信号抑制弱信号现象，
单路的有效输出功率降低，且传输质量随着用户数的增多而急剧下降。
18.时分多址TDMA：
1)特点
是将工作时间分割成周期性的互不重叠的时隙，分配给每个用户。
2)优点
是在任何时刻只有一个用户的信号通过上行信道，可以充分利用信号功率，没有互调噪声；
3)缺点
是为了分配时隙，需要精确地测定每个用户的传输时延，并且易受窄带噪声的影响。19.波分多址WDMA：
1)特点
是以波长作为用户的地址，将不同的光波长分配给不同的用户，用可调谐滤波器或可调谐
激光器来实现波分多址。
2)优点
是不同波长的信号可以同时在同一信道上传输，不必考虑时延问题；
3)缺点
是目前可调谐滤波器或可调谐激光器的成本还高，调谐范围也不宽。
20.HFC网的基本原理：
在双向光纤CATV网的基础上，根据光纤的宽频带特性，用空余的频带来传输话音业务、数据业务或个人信息，以充分利用光纤的频谱资源。
21.
22.
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
2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。 5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（ PIN光电二极管）、（雪崩光电二极管）。 6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的( 受激辐射 )强于( 受激吸收 )，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。 7、在多模光纤中，纤芯的半径越( 大 )，可传输的导波模数量就越多。 9、（波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。 11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于( 开销比特 )的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。 12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度）。 13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的（阈值条件）。 14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。 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） 4、CCITT于（）年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。 A、1985 B、1970 C、1988 D、1990 6、掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（）nm波段。 A、1310 B、1550 C、1510 D、850 7、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（）。 A、受激吸收 B、自发辐射 C、受激辐射 D、自发吸收 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 ）；
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 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。 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
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； 2007-2008年度教学质量综合评估测验试卷 《光纤通信》试题 注：1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·张延锋 2、考试时间：90分钟。 试卷满分：100分。 3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答，考试前提前带好必要物件（含计算器）。 4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上，考试结束后请将试卷与答题 一、 选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的，共10小题，每小题2分，共20分） 1、表示光纤色散程度的物理量是 A.时延 B.相位差 C.时延差 D.速度差 2、随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会 A.逐渐减少 B.保持不变 C.逐渐增大 D.先逐渐增大,后逐渐减少 3、当平面波的入射角变化时，在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是 A.TEM 波、TE 波和TM B.导波、TE 波和TM 波 C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模 D.TEM 波、导波和TM 波 4、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于 A. 121n n n - B. ?21n C. 22V D. 4 2 V 5、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为 A. 均衡器 B. 判决器和时钟恢复电路 C. 放大器 D. 光电检测器 6、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 7、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.光衰减器 8、关于PIN 和APD 的偏置电压表述，正确的是 A.均为正向偏置 B.均为反向偏置 C.前者正偏,后者反偏 D.前者反偏,后者正偏 9、下列哪项技术是提高每个信道上传输信息容量的一个有效的途径？ A.光纤孤子(Soliton)通信 B. DWDM C. OTDM D. OFDM 10、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是 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 二、 填空题（本题共三部分，每部分6分，共18分） （一）、基本概念及基本理论填空（每空1分，共4小题6小空，共6分） 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就是( )。 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(BL 积)的两个基本因素就是( )与光纤色散。 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20ps/km,如果一瞬时光脉冲(脉冲宽度趋近于0)在此光纤中传输8km,则输出端的脉冲 宽度为( ) A 、20ps B 、40ps C 、80ps D 、160ps 5.下列说法正确的就是( ) 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 ＞Vc C.V ＞2、405 D.V ＜Vc 8.下列现象就是光纤色散造成的,就是( )。 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就是( )。 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. 1mW 的光向光纤耦合时,耦合损耗为1、0dB,而在光纤输出端需要0、1mW 的信号,则在衰减为0、5dB/km 的光纤中,可以将信号传输多远？( )。 A 、1、8km B 、10km C 、18km D 、20km 11. 光纤的数值孔与( )有关。 A 、 纤芯的直径 B 、 包层的直径 C 、 相对折射指数差 D 、 光的工作波长 12. 阶跃型光纤中数值孔径的计算式为( )。 A 、21n n - B 、?2a C 、?2n 1 D 、21n n a - 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 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、1966年7月，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。 2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。 3、数值孔径越大，光纤接收光线的能力就越( 强)，光纤与光源之间的耦 合效率就越( 高)。 4、目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：（0.85μm、1.31μm、 1.55μm）。 5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（PIN光电二极管；雪崩光电二极 管）。 6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的( 受激辐射)强于( 受激吸 收)，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态 的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。 7、在多模光纤中，纤芯的半径越( 大)，可传输的导波模数量就越多。 8、光缆由缆芯、( 加强元件(或加强芯) )和外护层组成。 9、（波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。 10、按光纤传导模数量光纤可分为多模光纤和( 单模光纤)。 11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于( 开销比特 )的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。 12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度）。 13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的（阈值条件）。 14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。 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、1310 B、1550 C、1510 D、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 要自信，绝对的自信，无条件的自信，时刻自信，即使在错的时候！！！ 《光纤通信》选择题练 习公布 精选精炼+课后精讲（QQ在线讲解） 张延锋 2014/8/1 忍人之所不能忍，方能为人知所不能为！！！ 选择题练习 1. 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 2．在阶跃型光纤中，传输模式的传输条件为 A.V＞0 B.V＞Vc C.V＞2.40483 D.V＜Vc 3．在阶跃型光纤中，当模式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 4. 下列不属于影响光电二极管响应时间的因素是 A.零场区光生载流子的扩散时间 B.有场区光生载流子的漂移时间 C.RC时间常数 D.器件内部发生受激辐射的时间 5．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6．目前实用光纤通信系统普遍采用的调制─检测方式是 A. 相位调制—相干检测 B. 直接调制—相干检测 C. 频率调制—直接检测 D. 直接调制—直接检测7．下列属于掺铒光纤放大器泵浦光源的典型工作波长是 A.1550 nm B.1310 nm C.980 nm D.850 nm 8．下列属于描述光电检测器光电转换效率的物理量是 A. 响应度 B. 灵敏度 C. 消光比 D. 增益 9．下列属于有源光器件的是 A.光定向耦合器 B.半导体激光器 C. 光纤连接器 D. 光隔离器 10．在下列的传输码型中，不属于插入比特码的是 A. mB1P B. 4B1H C. 5B6B D. mB1C 11. 在激光器中，光的放大是通过 A．粒子数反转分布的激活物质来实现的B．光学谐振腔来实现的C．泵浦光源来实现的D．外加直流来实现的12. 下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因? A．光纤的损耗可能发生变化 B．光源的输出功率可能发生变化 C．系统可能传输多种业务 D．光接收机可能工作在不同系统中 13. 光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时，需用 A．光衰减器B．光耦合器C．光隔离器D．光纤连接器14. 使用连接器进行光纤连接时，如果接头不连续时将会造成 A．光功率无法传输 B．光功率的菲涅耳反射 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（40分，每空1分） 1、光纤通信是光纤为传输媒质。以光波为载波的通信方式。 2、无源器件主要有光纤连接器、波分复用器、光调制器、光隔离器、光耦合器和光衰减器、光开关等。 3、单模光纤纤芯直径一般为 8~10um ，多模光纤纤芯直径为 50~80 um ，光纤包层直径一般为 125 um 。 4、光缆结构包括缆芯、铠装和护套。常用光缆有层绞式、骨架式、中心管式、带状式等结构。 5、光纤主要的传输特性是损耗和色散。 7、在光纤通信系统中，对光源的调制可分外调制和内调制两类。 8、掺铒光纤放大器应用方式有中继放大器、前置放大器和 后置放大器。 10、EDFA的泵浦结构方式有：a. 同向泵浦；b. ___反向泵浦____结构；c.双向泵浦结构。 11、SDH的主要复用步骤是映射、定位和复用。 12、光中继器实现方式有光-电-光形式中继放大器 和光放大器两种 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 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 ) 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( B )。 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( B ) 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( D ) 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 D.指针调整技术降低了设备复杂性 10、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（ B ） 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 三、简答题（20分） 1、简述掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理。（9分） 1、在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：基态E1、亚稳态E2和激发态E3。 当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态不稳定，电子很快返回到E2，若输入的信号光的光子能量等于E 2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受激辐射光，故光信号被放大。 2、光纤通信有哪些优点？（6分） 2、①传输衰减小，传输距离长。 ②频带宽，通信容量大。 ③抗电磁干扰，传输质量好。 ④体积小、重量轻、便于施工。 ⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保 ⑥易碎不易接续。 3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？（5分） 3、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） 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。 光纤通信基础复习题 及答案 光纤通信基础复习题 1．光通信的发展大致经历几个阶段？ 光通信的发展大致经历如下三个阶段 可视光通信阶段：我国古代的烽火台，近代战争中的信号弹、信号树，舰船使用的灯塔、灯光信号、旗语等，都属于可视光通信。 大气激光通信阶段：光通信技术的发展应该说始于激光器的诞生。1960年美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器，使人们开始对激光大气通信进行研究。激光大气通信是将地球周围的大气层作为传输介质，这一点与可视光通信相同。但是，激光在大气层中传输会被严重的吸收并产生严重的色散作用，而且，还易受天气变化的影响。使得激光大气通信在通信距离、稳定性及可靠性等方面受到限制。 光纤通信阶段：早在1950年，就有人对光在光纤中的传播问题开始了理论研究。1951年发明了医用光导纤维。但是，那时的光纤损耗太大，达到1000 dB/km，即一般的光源在光纤中只能传输几厘米。用于长距离的光纤通信几乎是不可能。1970年，美国康宁公司果然研制出了损耗为20dB/km的光纤，使光纤远距离通信成为可能。自此，光纤通信技术研究开发工作获得长足进步，目前，光纤的损耗已达到0.5dB/km（1.3μm）0.2dB/km（1.55μm）的水平。 2. 光纤通信技术的发展大致经历几个阶段？ 第一阶段（1966～1976）为开发时期. 波长: λ= 0.85um, 光纤种类: 多模石英光纤, 通信速率: 34～45Mb/s, 中继距离: 10km. 第二阶段（1976～1986）为大力发展和推广应用时期. 波长: λ= 1.30um, 光纤种类: 单模石英光纤, 通信速率: 140～565Mb/s, 1.决定光纤通信中继距离的主要因素是( B ) A.光纤的型号 B.光纤的损耗和传输带宽 C.光发射机的输出功率 D.光接收机的灵敏度 2.弱导光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是( A ) A.n1≈n2 B.n1=n2 C.n1>>n2 D.n1< 光纤通信原理试题＿1 参考答案 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 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.已知某Si-PIN 光电二极管的响应度R 0＝0.5 A/W ，一个光子的能量为2.24×10 －19 J ，电子电荷量为1.6×10－19 C ，则该光电二极管的量子效率为（ ） A.40％ B.50％ C.60％ D.70％ R 0=e 错误！未找到引用源。 /hf 3.STM-4一帧中总的列数为（ ） A.261 B.270 C.261×4 D.270×4 4.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ1满足（ ） A.θc13<θ1<θc12 B.θ1=0° C.θ1<θc13<θc12 D.θc12<θ1<90° 5.光纤色散系数的单位为（ ） A.ps/km B.ps/nm C.ps/nm.km ? D.nm/ps?km 6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（ ） A.20 dB B.30 dB C.40 dB D.60 dB 7.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（ ） A.逐渐减少 B.保持不变 C.逐渐增大 D.先逐渐增大后逐渐减少 8.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（ ） A.LP00 值为0 B.LP01 C.LP11为第一高次模 D.LP12 9.在薄膜波导中，导波的截止条件为（ ） A.λ0≥λC B.λ0<λC C.λ0≥0 D.λ0≤1.55μm 10.EDFA 在作光中继器使用时，其主要作用是（ ） A.使光信号放大并再生 ? B.使光信号再生 C.使光信号放大 D.使光信号的噪声降低 二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.根据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光（电磁波）的传播形式分为三类：一为_TEM_波；二为TE 波；三为TM 波。 2.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_折射率相同_的薄膜波导。 3.光学谐振腔的谐振条件的表示式为 __错误！未找到引用源。______。q L c n 2=λ 4.渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的这种现象称为_自聚焦_现象。光纤通信技术试题及答案2
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