第一章
1. 简述光纤通信的特点。
答：（1）频带宽、信息容量大
（2）损耗低、传输距离长
（3）体积小、重量轻、便于敷设
（4）抗干扰性好、保密性强、使用安全
（5）材料资源丰富
2. 简述光纤通信系统中基本组成部分及其重要作用。
答：基本组成部分：光纤通信系统是以光纤作为传输介质、光波作为载波的通信系统。它主要由光发射机、光纤、光中继器、光放大器、光接收机等组成，当然，一般系统中还包括一些连接器、隔离器、波分复用器、耦合器等器件。
重要作用：光发射机的作用是将电信号转换成光信号，并通过连接器将光信号注入光纤。光接收机的主要作用是将光纤传输过来的光信号转换成发射端的电信号。光纤的作用是将光信号以尽可能小的衰减及畸变传输到对端。中继器的作用是延长光信号的传输距离，分为光/电/光中继器和光中继器(或称光放大器)两种。
3. 查阅相关资料，简述当前光纤研究的一些最新技术。
答：高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术、光波技术。
第二章
1．什么是单模光纤？什么是多模光纤？
答：单模光纤是指只能传输基模(HE 11)，即只能传输一个最低模式的光纤，其它
模式均被截止。多模光纤是指可以传输多种模式的光纤，即光纤传输的是一个模群。
2．光纤和光缆的区别？
答：光纤，即光导纤维，是一种传输光能波导全介质，通常由纤芯和包层组成，利用光在玻璃及塑料中的全反射原理而被用于光传导工具。光缆由光导纤维和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路，即由光纤经过一定的工艺而形成的线缆。
3．光纤的导光原理是怎么样的？
答：光进入光纤后由于外包层的折射率低于芯层的折射率，光在芯层中进行传播，且损耗小。其中空气的折射率为n 0(n 0≈1)，纤芯的折射率为n 1,包层的折射率为
n 2，在空气与纤芯端面形成的界面1上，入射角为θ0，折射角为θ。在纤芯和
包层形成的界面2上，入射角为Ф1，折射角为Ф2。根据光的传输原理，我们知
道光波在光纤中传输会出现临界状态、全反射状态和部分光进入包层三种状态。总之，利用纤芯与包层界面折射率(n 1>n 2)的关系，当光线在空气与纤芯界面上的
入射角小于θ0时，就会纤芯与包层界面上出现全反射现象，光被封闭在纤芯中
以“之”字形曲线向前传输，这时的入射角称为接收角。
4．什么是数值孔径，其表达式是怎么样的？
答：接收角最大值θ0的正弦与n 0的乘积，称为光纤的数值孔径，用NA 表示。
000sin sin θθ==n NA
5．在损耗谱上有三个窗口指的是什么波长？
答：（1）λ
0=0.85μm短波长波段（2）λ
=1.31μm长波长波段（3）λ
=1.55μm
长波长波段
6．色散的定义是什么？用什么表示？其单位是什么？
答：光脉冲在通过光纤传播期间，其波形在时间上发生了展宽，这种现象就称为色散。色散用色散系数来表示，单位为ps/(nm·km)。
7．损耗的定义是什么？用什么表示？单位是什么？
答：光能在光纤中传播时，会有一部分光能被光纤内部吸收，有一部分光可能辐射到光纤的外部，从而使光能减少，进而产生损耗。损耗用光纤损耗系数α表示，单位为db/km
8．色散和带宽的关系。
答：色散将导致光脉冲在光纤中传输时的脉冲展宽，从而限制了信号的频带宽度，通信距离变短。
9．光纤的制造有几种方法？
答：光纤的制造工艺主要有原材料的提取、预制棒的熔炼、预制棒的拉丝涂覆以及光纤成品的测试四道工序。其中，预制棒的熔炼方法很多，常见的方法有：外部汽相氧化法棒外汽相沉积法(OVPO)、改进的化学气相沉积法(MCVD)、气相轴向沉积法(VPAD)、等离子体激活化学气相沉积法(PCVD)。
10．光缆的敷设有几种方法？分别要注意什么？
答：一般光缆线路的敷设要点
(1) 敷设前按路由进行复测，对局部由于外界条件变化或其它原因影响光缆敷设的地方进行适当修正。
(2) 施工方法：人工或机械。
(3) 光缆布放时及安装后，其曲率半径：①布放时，光缆的曲率半径不小于光缆外径的20倍；②安装后，光缆的曲率半径不小于光缆外径的10倍。
(4) 光缆布放时及安装后，其所受张力、侧压力不超过前述光缆机械性能要求指标要求。
(5) 光缆的接续：采用专用接头盒: ①光缆直埋或架空光缆接续时，接头盒安排在人孔内。②架空光缆与直埋光缆接续时，接头盒安排吊线上。③光纤接续采用熔接法，一个中继段内，同一根光纤的接头损耗的平均值≤0.08dB/个。
1.架空光缆的敷设
(1) 架空光缆在平地敷设光缆时，使用挂钩吊挂，山地或陡坡敷设光缆，使用绑扎方式敷设光缆。光缆接头应选择易于维护的直线杆位置，预留光缆用预留支架固定在电杆上。
(2) 架空杆路的光缆每隔3-5档杆要求作U型伸缩弯，大约每1公里预留15米。
(3) 引上架空(墙壁)光缆用镀锌钢管保护，管口用防火泥堵塞。
(4) 空吊线与电力线交叉处应增加三叉保护管保护，每端伸长不得小于1米。
(6) 近公路边的电杆拉线应套包发光棒，长度为2米。
(7) 为防止吊线感应电流伤人，每处电杆拉线要求与吊线电气连接，各拉线位应安装拉线式地线，要求吊线直接用衬环接续，在终端直接接地。
2.管道光缆的敷设
(1) 按设计核对光缆占用的管孔位置，并将所用管孔清刷干净。
(2) 施工前对光缆进行单盘检测。
(3) 光缆布放时，采用一段牵引绳与光缆中间加强件相连，并用网套和胶带
与护套相固定。管道光缆、引绳与光缆中间加强件间用一个装用牵引头，不直接拉光缆外护套牵引。
(4) 对于2km以上段长的光缆的布放，不能一次性从头至尾放完，把光缆盘放在地段的中间向两头牵引。
(5) 施工时光缆弯曲半径大于规定的弯曲半径，光缆严禁严重弯曲导致打死扣。
3.直埋光缆的敷设
(2) 直埋光缆与其它建筑物及地下管线的距离，满足“电信网光纤数字传输系统工程施工及验收技术规定的要求。
(3) 光缆敷设在坡度大于20度，坡长大于30度的斜坡地段采用“S”形敷设。
(4) 直埋光缆接头按两端进出线方式安装，接头盒上方铺水泥盖板保护。
4.水底光缆的敷设
(1) 河床稳定、流速较小但河面宽度大于150m的一般河流或季节性河流，采用短期抗张强度为20000N的钢丝铠装光缆。
(2) 河床不太稳定，流速大于3m/s或主要通航河道等，采用短期抗张强度为40000N的钢丝铠装光缆。
(3) 河床不太稳定、流速较小、河面不宽的河道(含通航)，预埋塑料子管采用直埋光缆过河。
(4) 水底光缆避免在水中设置接头。
(5) 特大河流设置备用水底光缆，主、备用水底光缆采用连接器箱或分支接头盒进行人工倒换。连接器箱应安装在水线终端房或专用入孔内。
11．如何将两根光纤熔接在一起？
答：(1) 开剥光缆，并将光缆固定到接续盒内。注意不要伤到束管,开剥长度取0.8m左右，用卫生纸将油膏擦拭干净,将光缆穿入接续盒,固定钢丝时一定要压紧,不能有松动。否则,有可能造成光缆打滚折断纤芯。
(2) 分纤将光纤穿过热缩管。将不同束管，不同颜色的光纤分开，穿过热缩管。剥去涂覆层的光纤很脆弱，使用热缩管，可以保护光纤熔接头。
(3) 打开熔接机电源，采用预置的模式进行熔接，并在使用中和使用后及时去除熔接机中的灰尘，特别是夹具，各镜面和V型槽内的粉尘和光纤碎末。CATV 使用的光纤有常规型单模光纤和色散位移单模光纤，工作波长也有1310nm和1550nm两种。所以，熔接前要根据系统使用的光纤和工作波长来选择合适的熔接程序。如没有特殊情况，一般都选用自动熔接程序。
(4) 制作光纤端面。光纤端面制作的好坏将直接影响接续质量，所以在熔接前一定要做好合格的端面。用专用的剥线钳剥去涂覆层，再用沾酒精的清洁棉在裸纤上擦拭几次，用力要适度，然后用精密光纤切割刀切割光纤，对0.25mm(外涂层)光纤，切割长度为8mm-16mm，对0.9mm(外涂层)光纤，切割长度只能是16mm。
(5) 放置光纤。将光纤放在熔接机的V形槽中，小心压上光纤压板和光纤夹具，要根据光纤切割长度设置光纤在压板中的位置，关上防风罩，即可自动完成熔接，只需11秒。
(6) 移出光纤用加热炉加热热缩管。打开防风罩，把光纤从熔接机上取出，再将热缩管放在裸纤中心，放到加热炉中加热。加热器可使用20mm微型热缩套管和40mm及60mm一般热缩套管，20mm热缩管需40秒，60mm热缩管为85秒。
(7) 盘纤固定。将接续好的光纤盘到光纤收容盘上，在盘纤时，盘圈的半径越大，弧度越大，整个线路的损耗越小。所以一定要保持一定的半径，使激光在纤芯里传输时，避免产生一些不必要的损耗。
(8)密封和挂起。野外接续盒一定要密封好，防止进水。熔接盒进水后，由
于光纤及光纤熔接点长期浸泡在水中，可能会先出现部分光纤衰减增加。套上不锈钢挂钩并挂在吊线上。至此，光纤熔接完成。
第三章
1. 光纤连接器的作用是什么？
答：光纤连接器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光纤连接器的基本要求。在一定程度上，光纤连接器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。
2. 目前常用的光纤连接器有哪些类型？
答：光纤连接器一般有两类：即活动型光纤连接器和固定型光纤连接器。
3. 光耦合器的作用是什么？
答：在光纤通信系统中，光的合束和分束是经常要考虑的，光纤耦合器（OC）的出现使光信号的合束和分束变得十分方便。
4. 什么是波分复用技术？
答：波分复用技术（WDM）是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在接收端再用某种方法，将各个不同波长的光信号分开的通信技术。这种技术可以同时在一根光纤上传输多路信号，每一路信号都由某种特定波长的光来传送，这就是一个波长信道。
5. 简述波分复用器的工作原理。
答：答：光纤波分复用器（WDM）的工作原理与OC的工作原理是一样的，只是应该注意到上述结构作为WDM使用时，○1、○2两端各输入不同波长(频率)的光信号，
原方程变为()()()z k p z k p z p 2221211sin 0cos 0+=我们可以通过选择合适的1k z 、2k z 使
得21cos 1k z =、22sin 1k z =，从而使○
3端口的输出功率为()()()00211p p z p +=， 1k 、2k 所对应的光波长是11/2k πλ=、22/2k πλ=。从上式可以看出，波长为1λ、2
λ的光信号各自从○
1、○2两端输入时，在忽略插入损耗的情况下，无衰减的耦合到端口○
3输出；反之，波长为1λ、2λ的光信号从○3端输入时，在忽略插入损耗的情况下，波长为1λ的光信号将无衰减的耦合到端口○1、波长为2λ的光信号将无衰减
的耦合到端口○
2输出。 6. 光隔离器的功能是什么？
答：在光纤通信中，为了使光信号单向传输，往往需要用到光隔离器；此外，某些不连续处的反射会影响光发射机中激光器工作的稳定性，这时也需要光隔离器。因此，光隔离器的作用是使光可以单方向传输。
7. 简述光隔离器的组成及各部分的作用。
答：光隔离器，其由依次设置的入端光纤头、隔离体、二个自聚焦透镜及出端光纤头构成，隔离体由依次设置的位移型晶体、45°法拉第旋转片、半波片及位移型晶体固连构成，二个位移型晶体的走离平面平行、走离量相同且走离方向相反。入端光纤头与第一自聚焦透镜的相向面平行，出端光纤头与第二自聚焦透镜的相向面平行，二个自聚焦透镜的光轴平行、焦距相同且相邻焦面重合，入端光纤头的内端面与出端光纤头的内端面处于物像共轭位置上。
8. 光衰减器有什么作用？
答：光衰减器是用于对光功率进行衰减的器件，它主要用于以下几个方面：防止接收机达到饱和(使输入光功率在接收机的动态范围)、在WDM 系统中的多路复用前和掺铒光纤放大器(EDFA)前的各波长功率的平衡、光纤系统的指标测量、短距离通信系统的信号衰减以及系统试验等场合。
第四章
1.计算一个波长为m μλ1=的光子能量，分别对1MHz 和100MHz 的无线电波做同样的计算。
答：由E(ev)＝1.2398／λ(μm)得：m μλ1=时，E=1.2398/1=1.2398ev 由f
C =λ和E(ev)＝1.2398／λ(μm)得：E=1.2398f/C f=1MHz 时，E=1.2398×1×106／3×108 =0.00413ev
f=100MHz 时，E=1.2398×1×108 ／3×108 =0.41327ev
2.粒子跃迁的方式有几种？各有何特点？
答：(1)受激吸收：在正常状态下，电子处于低电能级E 1，在入射光作用下，它
会吸收光子的能量跃迁到高能级E 2上，这种跃迁称为受激吸收。电子跃迁后，
在低能级E 1留下相同数目的空穴。
(2)自发辐射：处于高能级E 2上的电子是不稳定的，即使没有外界的作用，
也会自发地跃迁到低能级E 1上与空穴复合，释放的能量转为光子辐射出去，这
种跃迁称为自发辐射。自发辐射的特点是：各个处于高能级的粒子都是自发的、独立的进行跃迁，其辐射光子的频率不相同，所以自发辐射的频率范围是很宽的。即使有些粒子在相同的能级间跃迁，频率相同，但它们发射的方向和相位也是不同的。如普通的光、灯光等就是这种光，它们由不同频率、不同方向、不同相位和不同偏振方向的光子组成，叫做非相干光。
(3)受激辐射：处于高能级E 2的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到低能
级E 1上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，产生两个光子，这两个光子不仅
频率相同，而且相位、偏振方向、运动方向都相同，称它们为全同光子。这种跃迁称为受激辐射。因受激辐射而产生的光子与激发光子相叠加，可以使入射的光得到放大。固体激光器、液体激光器、气体激光器以及半导体激光器都是利用受
激辐射过程来产生激光。受激辐射是受激吸收的逆过程。
3.什么是粒子数反转？什么情况下可以实现光的放大？
答：通常情况下，粒子具有正常能级分布，总是低能级上的粒子数比高能级的粒子数多。所以光的受激吸收比受激辐射强，因此，光总是受到衰减。要想获得光的放大，必须使受激辐射强于受激吸收。也就是说使N 2>N 1，当光通过这种物质
时，会产生放大作用，这种物质称为激活物质。N 2>N 1的分布，和正常状态(N 1>N 2)的分布相反，所以称为粒子(电子)数反转分布。要想得到粒子数反转分布，一般采用光激励、放电激励、化学激励等方法，给物质能量，以求把低能级的粒子激发到高能级上去，这个过程叫泵浦(很多地方也称抽运)。
4.半导体激光器(LD)有哪些特性?
答：（1）P-I 特性：当激光器注入电流增加时，受激发射量增加，一旦超过PN 结中光的吸收损耗，激光器就开始振荡，于是光输出功率急剧增大，使激光器发生振荡时的电流称为阈值电流I th ，只有当注入电流等于或大于阈值，激光器才
发射激光。
（2）微分量子效率d η：激光器输出光子数的增量与注入电子数的增量之比，定义为微分子效率，即：)()(//00hf
e I P e I h
f P d ???=??=η （3）光谱特性：光源谱线宽度是衡量器件发光单色性的一个物理量。激光器发射光谱的宽度取决于激发的纵模数目，对于存在若干个纵模的光谱特性可画出包络线。其谱线宽度定义为输出光功率峰值下降3dB 时的半功率点对应的宽度。对于高速率系统采用的单纵模激光器，则以光功率峰值下降20dB 时的功率点对应的宽度评定。
（4）温度特性：半导体激光器阈值电流随温度增加而加大。尤其是工作于波长波段的InGaAsP 激光器，阈值电流对温度更敏感。
5.比较半导体激光器(LD)和发光二极管(LED)的异同。
答：区别：（1）LED是利用注入有源区的载流子自发辐射复合发光，LD是受激辐射复合发光结（2）LD有光学谐振腔，使产生的光子在腔内振荡放大，LED没有谐振腔。（3）LED没有阈值特性 ,光谱密度比LD高几个数量级 , LED输出光功率小,发散角大。
相同：LED的结构和LD相似，大多是采用双异质结(DH)芯片，把有源层夹在P型和N型限制层中间。
6.光源的调制方式有哪些？
答：从光源和调制器的关系来看，可分为直接调制和间接调制两种。直接调制分为模拟调制和数字调制；间接调制分为电光效应光调制、磁光效应光调制和声光效应调制。
7.为何激光二极管比发光二极管的发光功率大？
答：发光二极管(LED)的工作原理与激光器(LD)有所不同，LD发射的是受激辐射光，LED发射的是自发辐射光。LED的结构和LD相似，大多是采用双异质结(DH)芯片，把有源层夹在P型和N型限制层中间，不同的是LED不需要光学谐振腔，没有阈值。发光二极管有两种类型；一类是正面发光型LED，另一类是侧面发光型LED，和正面发光型LED相比，侧面发光型LED驱动电流较大，输出光功率较小，但由于光束辐射角较小，与光纤的耦合效率较高，因而入纤光功率比正面发光型LED大。
8.激光二极管作为光源进行调制的时候可能会发生哪些效应？如何降低或者消除？
答：（1）电光延迟和张弛振荡现象：电光延迟要产生码型效应，用适当的“过调制”补偿方法，可以消除码型效应。当最高调制频率接近张弛振荡频率时，波形失真严重，会使光接收机在抽样判决时增加误码率，因此实际使用的最高调制频率应低于张弛振荡频率。
（2）自脉动现象：自脉动现象是激光器内部不均匀增益或不均匀吸收产生
的，往往和LD的P-I曲线的非线性有关，自脉动发生的区域和P-I曲线扭折区域相对应，因此在选择激光器时应特别注意。
9.光发射机主要由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？
答：主要有光源和电路两部分。光源是实现电/光转换的关键器件，在很大程度上决定着光发射机的性能。电路的设计应以光源为依据，使输出光信号准确反映输入电信号。直接光强调制的数字光发射机主要电路有调制电路、控制电路和线路编码电路，采用激光器作光源时，还有偏置电路。线路编码之所以必要，是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。
10.为了保证激光器的正常工作，需要增加什么电路？其工作原理是怎样的？
答：偏置电路，对激光器应施加足够的偏置电流，以便控制在较高速率调制下可能出现的张弛振荡，保证正常工作。
11.在光纤数字通信系统中，选择码型时应考虑哪几个因素?
答：数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性，具体要求有：
(1) 能限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分量，这样就可以减小基线漂移，提高输出功率的稳定性和减小码间干扰，有利于提高光接收机的灵敏度。
(2) 能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“1”码和连“0”码的数目，使“1”码和“0”码的分布均匀，保证定时信息丰富。
(3) 能提供一定的冗余码，用于平衡码流、误码监测和公务通信。但对高速光纤通信系统，应适当减少冗余码，以免占用过大的带宽。
第五章
1. 光检测器有哪些类型？各有何特点？
答：光电二极管（PIN ）和雪崩光电二极管(APD)
2. 光检测器有哪些噪声？
答：信号电流和暗电流产生的散粒噪声和由负载电阻和后继放大器输入电阻产生的热噪声
3. 一个GaAsPIN 光电二极管平均每三个入射光子，产生一个电子-空穴对。假设所有的电子都被收集，那么
(1) 计算该器件的量子效率；
(2) 当在0.8m μ波段，接收功率是10-7W 时，计算平均输出光电流；
(3) 计算这个光电二极管的长波长截止点c λ(超过此波长光电二极管将不工作)。
答：(1) 该器件的量子效率为1/3。
(2) 由νηh P e I in
P //=得到nA I p 22=。
(3) GaAsPIN 的禁带宽度E g =1.424eV ，则截止波长为.87.024.1m E g
μλ==
4. 为什么光接收机的前置放大器多采用跨阻型?
答：改善带宽特性和动态范围，并具有良好的噪声特性。
5. 在数字光接收机中，设置均衡滤波电路的目的是什么?
答：对经光纤传输、光/电转换和放大后已产生畸变(失真)的电信号进行补偿，使输出信号的波形适合于判决(一般用具有升余弦谱的码元脉冲波形)，以消除码
间干扰，减小误码率。
6. 在数字光接收机中，为什么要设置AGC电路?
答：使输入光信号在一定范围内变化时，输出电信号保持恒定，AGC和主放大器决定着光接收机的动态范围。
7. 光接收机的两个主要的性能指标是什么？
答：误码率和灵敏度。
第六章
1. 对于远距离光信号传输，有什么方法可以补偿光功率的减少？
答：在大容量、远距离光纤通信系统中，每隔一段距离设置一个中继器，经放大和定时再生恢复原来数字电信号，再对光源进行驱动，产生光信号送入光纤继续传输。
2. 光放大器包括哪些种类？各有何特点？
答：（1）掺铒光纤放大器：工作在1.55μm窗口的损耗系数较1.31μm窗口的低，仅0.2dB/km。噪声低、增益曲线好、放大器带宽大，与波分复用(WDM)系统兼容，泵浦效率高，工作性能稳定，技术成熟，在现代长途高速光通信系统中备受青睐。
（2）掺镨光纤放大器：工作在1.31μm波段，已敷设的光纤90%都工作在这一窗口，对现有通信线路的升级和扩容有重要的意义。目前已经研制出低噪声、高增益的PDFA，但是，它的泵浦效率不高，工作性能不稳定，增益对温度敏感，离实用还有一段距离。
（3）非线性OFA：利用光纤的非线性实现对信号光放大的一种激光放大器。当光纤中光功率密度达到一定阈值时，将产生受激拉曼散射(SRS)或受激布里渊散射(SBS)，形成对信号光的相干放大。
（4）半导体激光放大器：结构大体上与激光二极管相同。如果在法布里－珀罗腔两个端面镀反射率合适的介质膜就形成了F-P型LD光放大，又叫驻波型光放大；如果在两端面根本不镀介质膜或者增透膜则形成行波型光放大。半导体激光器指的是前者，而半导体光放大器指的是后者。
3. 光放大器级联后，对光信号传输有何影响？如何解决？
答：由于光放大器对脉冲信号没有整形作用，不具有色散补偿功能，且将附加自发辐射引起的噪声，因此引起系统噪声劣化。解决办法是在几个光放大器后使用光/电/光再生中继器。
4. EDFA有何优点？其性能指标有哪些？
答：优点：①工作波长处在1.53~1.56um范围，与光纤最小损耗窗口一致。②所需的泵浦源功率低，仅需几十毫瓦，而拉曼放大器需要0.5~1W的泵浦源进行激励。③增益高，噪声低，输出功率大。④连接损耗低，因为是光纤放大器，因此与光纤连接比较容易，连接损耗可低至0.1dB。
性能指标：光增益、最大输出功率、噪声指数、工作波长。
5. EDFA的泵浦方式有哪些？
答：同向泵浦、反向泵浦、双向泵浦
6. EDFA在光纤通信系统中的应用形式有哪些？
答：（1）中继放大器（2）前置放大器（3）后置放大器
7. 半导体光放大器SOA有何优点？可以应用在哪些场合？
答：优点：①使用InGaAsP来制造，体积小、紧凑，可以与其他半导体和元件集成在一起。②具有可靠的高增益(20dB)。③具有大的带宽。④与偏振无关，因此需要保偏光纤。⑤输出饱和功率范围是5~10dBm。⑥几个SOA可以集成为一个阵列。
应用：①光信号放大器②光电集成器件③光开关④全光波长变换器
8. 拉曼放大器有何优点？
答：(1) 增益介质为传输光纤本身
(2) 与光纤线路耦合损耗小
(3) 低噪声是拉曼放大器最优异的性能
(4) 增益带宽宽
(5) 增益稳定性能好成本较低
第七章
1. 目前主要的光交换网络有几种？
答：（1）光路/波长交换（2）光分组交换（3）光突发交换
2. 画出ASON网络的体系结构图，说明三大平面的功能。
答：ASON网络由控制平面、管理平面和传送平面组成，其中的数据通信网(DCN)分布于三大平面之中这三个平面相对独立，互相之间又协调工作。智能光网络的“智能”主要体现在控制平面上。
3. ASON 的特点有哪些？
答：（1）支持电子交换设备动态向光网络申请带宽资源，可以根据网络中业务分布模式动态变化的需求，通过信令系统或者管理平面自主的去建立或者拆除光通道，而不需要人工干预。 （2）采用自动交换光网络技术之后，原来复杂的多层网络结构可以变得简单和扁平化，光网络层可以直接承载业务，避免了传统网络中业务升级时受到的多重限制。
（3）其组网应用的动态、灵活、高效和智能方面，支持多粒度、多层次的智能，提供多样化、个性化的服务，是ASON 的核心特征。
第八章
1.简述相干光通信技术和强度调制/直接检测光通信技术的不同点。
答：与强度调制—直接检测系统不同，相干光纤通新系统在光接收机中增加了外差或零差接收所需的本地振荡光源，这光源输出的光波与接收到的已调光波在满足波前匹配和偏振匹配的条件下，进行光电混频。混频后输出的信号光波场强和本振光波场强之和的平方成正比，从中可选出本振光波与信号光波的差频信号。由于该差频信号的变化规律与信号光波的变化规律相同，而不像直接检波通信方式那样．检测电流只反映光波的强度，因而，可以实现幅度、频率、相位和偏振等各种调制方式。
2.某孤子系统中，若NL D L L 9=,孤子周期km L D
500=ξ，请问 (1)当孤子传输距离z 多远的时候，孤子脉冲发生第一次分裂？
(2)当孤子传输距离z 多远的时候，孤子脉冲脉宽最窄？
3.某孤子系统中，若脉冲的初始输入功率为1mW ，初始脉宽为100ps ，请问应该如何设计传输线路中光纤的二阶色散系数2β和非线性系数γ，使得在改系统中能
形成稳定的一阶孤子。答：由2002/βγT P N =，将N=1，P=1mw,T=100ps 代入得：
γ2β=1/1mw/100ps=1013
4.推到非线性偏振旋转效应NPR 中传输系数的表达式。
()2224422sin cos sin 2sin cos m in out
A k A A T θθθθ++==
5.简述光子晶体光纤的特性
答：（1）色散特性（2）无休止的单模传输特性（3）高双折射特性。
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 全国2013年10月高等教育自学考试 光纤通信原理试题 课程代码：02338 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.随着温度的逐步升高，LD 的阈值电流（ ） A.逐渐降低 B.逐渐增大 C.不变 D.先降低后增大 2.在下列因素中，不属于．．． 影响接收机灵敏度的因素是（ ） A.光发射机的消光比 B.光电检测器响应度 C.光纤衰减 D.光电检测器噪声 3.速率为f b 的NRZ 码经4B1H 码型变换后，线路码的速率是（ ） A.b f B. b f 5 6 C.b f 54 D.b f 4 5 4.在STM-1信号的帧结构中，AU 指针区域的位置是在（ ） A.1～9列，第4行 B.1～9列，1～9行 C.1～3列，第4行 D.1～3列，1～9行 5.EDFA 中将光信号和泵浦光混合后送入掺铒光纤中的器件是（ ） A.光滤波器 B.光隔离器 C.光耦合器 D.光连接器 6.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是（ ） A.0.85μm ，1.20μm ，1.55μm B.0.85μm ，1.31μm ，1.55μm C.0.85μm ，1.20μm ，1.31μm D.1.05μm ，1.20μm ，1.31μm 7.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 8.薄膜波导中，导波的特征方程为（ ） A.2k 0d-2Φ12-2Φ13=2m π B.2k 1d-Φ12-Φ13=2m π C.2k 1z d-2Φ12-2Φ13=2m π D.2k 1x d-2Φ12-2Φ13=2m π 9.在下列特性参数中，不属于．．．单模光纤的特性参数是（ ） A.数值孔径 B.截止波长 C.衰减 D.折射率分布 10.在阶跃型弱导波光纤中导波的基模为（ ） A.LP 00 B.LP 11 C.LP 01 D.LP 12 二、填空题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 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。 5.利用_光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。 6.在PIN 光电二极管中，P 型材料和N 型材料之间加一层轻掺杂的N 型材料，称为本征层（I ）层。 7. 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 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 - 全国2007年1月高等教育自学考试光纤通 信原理试题历年试卷 全国2007年1月高等教育自学考试光纤通信原理试题.doc 试卷内容预览网站收集有1万多套自考试卷，答案已超过2000多套。我相信没有其他网站能比此处更全、更方便的了。 全国2007年1月高等教育自学考试 光纤通信原理试题 课程代码：02338 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．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．在薄膜波导中，导波的基模是( ) A．TE0B．TM0 C．TE1D．TM1 3．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 μmB．1.05 μm C．1.27 μmD．1.31 μm 4．在阶跃型光纤中，导波的传输条件为( ) A．V＞0B．V＞Vc C．V＞2.40483D．V＜Vc 5．半导体激光二极管(LD)的一个缺点是( ) A．光谱较宽B．温度特性较差 C．与光纤的耦合效率较低D．平均发光功率较小6．EDFA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．STM-16信号的码速率为( ) A．155.520 Mb/sB．622.080 Mb/s C．2 488.320 Mb/sD．9 953.280 Mb/s 9．对于2.048 Mb/s的数字信号，1 UI的抖动对应的时间为( ) 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 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< 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 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 ）； 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（BL 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. 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 - 2009年10月光纤通信原理自考试题 全国2009年10月光纤通信原理自考试题 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.随着温度的逐步升高，LD的阈值电流（） A.逐渐降低 B.逐渐增大 C.不变 D.先降低后增大 2.在下列因素中，不属于影响接收机灵敏度的因素是（） A.光发射机的消光比 B.光电检测器响应度 C.光纤衰减 D.光电检测器噪声 3.在STM-1信号的帧结构中，AU指针区域的位置是在（） A.1～9列，第4行 B.1～9列，1～9行 C.1～3列，第4行 D.1～3列，1～9行 4.EDFA中将光信号和泵浦光混合后送入掺铒光纤中的器件是（） A.光滤波器 B.光隔离器 C.光耦合器 D.光连接器 5.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是（） A.0.85μm，1.20μm，1.55μm B.0.85μm，1.31μm，1.55μm C.0.85μm，1.20μm，1.31μm D.1.05μm，1.20μm，1.31μm 6.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 7.薄膜波导中，导波的特征方程为（） A.2k0d-2Φ12-2Φ13=2mπ B.2k1d-Φ12-Φ13=2mπ C.2k1zd-2Φ12-2Φ13=2mπ D.2k1xd-2Φ12-2Φ13=2mπ 8.在下列特性参数中，不属于单模光纤的特性参数是（） A.数值孔径 B.截止波长 C.衰减 D.折射率分布 9.在阶跃型弱导波光纤中导波的基模为（） A.LP00 B.LP11 C.LP01 D.LP12 二、填空题(本大题共15小题，每小题1分，共15分)请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 10.光发射机主要由输入电路和________两大部分组成。 11.半导体激光器中光学谐振腔的作用是提供必要的________以及进行频率选择。 12.雪崩光电二极管具有________效应，使光电流在管子内部即获得了倍增。 13.光接收机中判决器和________合起来构成脉冲再生电路。 14.在光纤通信系统中，利用光纤来传输监控信号时，通常可 一 填空题 1光波属于电磁波范畴,包括可见光、红外线和紫外线. 2.目前实用通信光纤的基础材料是 二氧化硅 . 3.目前光纤通信采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波的光纤数字通信系统. 4.光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤。 5.光接收机的主要作用是将光纤送过来的光信号转换成电信号。 6.目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即0.8～1.8μm 波长区，对应频率为 167~375THz 7.目前光纤通信的三个实用窗口为0.85μm 、1.31μm 及1.55μm 。 8.在传播方向上既无电场分量也无磁场分量，称为横电磁波。 9.在传播方向上有磁场分量但无电场分量，称为横电波。 10.在传播方向上有电场分量但无磁场分量，称为横磁波。 11. 光纤损耗的单位是dB/km 。 12. 单位长度光纤传输带宽的单位是MHz .km 。 13. 光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN ）和雪崩光电二极管（APD ）。 14.光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体激光器（LD ）或半导体发光二极管（LED ）。 15.光纤纤芯的折射率n 1大于包层折射率n 2。 16.按照光纤横截面折射率分布不同来划分，光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。 17.按照纤芯中传输模式的多少来划分，光纤可分为单模光纤和多模光纤。 18. 单模光纤的纤芯直径约为4～10μm 。 19. 多模光纤的纤芯直径约为50μm 。 20.光缆的结构可分为缆芯、加强元件和护层三大部分。 21.影响光纤最大传输距离的主要因素是光纤的损耗和色散。 22.光纤损耗包括：光纤本身的损耗，光纤与光源的耦合损耗，光纤之间的连接损耗等。 23.色散的大小用时延差来表示。 24.色散的程度用时延差来表示，时延差越大，色散就会越严重。 25.时延差的单位是ps/km.nm 。 26.单模光纤中的色散不存在模式色散，只有材料色散和波导色散。 27.光纤通信系统中，误码性能和抖动性能是传输性能中的两个主要指标． 28.抖动的程度原则上可以用时间、相位、数字周期来表示，现在多数情况是用数字周期表示． 29.抖动容限可分为输入抖动容限和输出抖动容限． 30. 掺铒光纤放大器的英文缩写是EDFA 。 31.渐变型光纤由于芯子中的折射指数n 1是随半径r 变化的，因此子午线是曲线。 32.渐变型光纤靠折射原理将子午线限制在芯子中，沿轴线传输。 33.弱导波光纤中的光线几乎与光纤轴平行。 34.弱导波光纤中的光波是近似的横电磁波。 35.在阶跃型光纤中，不论是子午线还是斜射线，都是根据全反射原理，使光波在芯子和包层的界面上全反射，而把光波限制在芯子中向前传播的。 36.导波传输常数的变化范围 。 37.当 时，电磁场能量不能有效地封闭在纤芯中，而向包层辐射，这种状态0201k n k n β<<02k n β= 一．单项选择题（每题1分,共20分） 1、在激光器中，光的放大是通过（Ａ） 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 2、下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因?( B ) 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 3、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（Ｂ）Ａ．光衰减器Ｂ．光耦合器Ｃ．光隔离器Ｄ．光纤连接器 4、使用连接器进行光纤连接时，如果接头不连续时将会造成（D） 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形式返回发送端5、在系统光发射机的调制器前附加一个扰码器的作用是（A） A．保证传输的透明度B．控制长串“1”和“0”的出现 C．进行在线无码监测D．解决基线漂移 6、下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是（A） A．两者都能提供动态的通道连接B．两者输入输出都是单个用户话路 C．两者通道连接变动时间相同D．两者改变连接都由网管系统配置 7、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 8、下列不是WDM的主要优点是( D ) A．充分利用光纤的巨大资源B．同时传输多种不同类型的信号 C．高度的组网灵活性，可靠性D．采用数字同步技术不必进行玛型调整9、下列要实现OTDM解决的关键技术中不包括（ D ） A．全光解复用技术B．光时钟提取技术 C．超短波脉冲光源D．匹配技术 10、掺饵光纤的激光特性（A） Ａ．由掺铒元素决定Ｂ．有石英光纤决定 Ｃ．由泵浦光源决定Ｄ．由入射光的工作波长决定 11、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是( A) A．光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率 B．光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率 C．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量 D．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数 12、光发射机的消光比，一般要求小于或等于（B） A．5％B．10％C．15％D．20％ 13、在误码性能参数中，严重误码秒（SES）的误码率门限值为（D） A．10-6B．10-5C．10-4D．10-3 14、日前采用的LD的结构种类属于（D） A．F-P腔激光器（法布里—珀罗谐振腔）B．单异质结半导体激光器 C．同质结半导体激光器D．双异质结半导体激光器 15、二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为（B） 单选题 （1）下列不是WDM的主要优点是( ) 。 A充分利用光纤的巨大资源 B同时传输多种不同类型的信号 C高度的组网灵活性，可靠性 D采用数字同步技术不必进行玛型调整 正确答案:D （2）光纤的制造工艺中，哪个环节对光纤的质量最关键？( )。A提纯 B熔炼 C拉丝 D套塑 正确答案:B （3）前置放大器的三种类型中，( )的接收带宽最大。 A低阻型 B高阻型 C跨阻型 D无阻型 正确答案:A （4）WDH系统的单纤双向传输方式可实现（）通信。 A单工 B双工 C全双工 D单工与双工 正确答案:C （5）.WDM光网络中的虚波长通道属（）路由算法。 A分布式 B集中式 C时间式 D空间式 正确答案:A （6）多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是（）的。 A连续变化 B恒定不变 C间断变化 D基本不变 正确答案:A （7）在EDFA中,用于降低放大器噪声的器件是（） A光耦合器 C光滤波器 D光隔离 正确答案:C （8）发光二极管的远场特性是距离器件输出端面一定距离的光束在（）的分布。 A时间上 B空间上 C磁场上 D电场上 正确答案:B （9）目前EDFA采用的泵浦波长是( )。 A0.85μm和1.3μm B0.85μm和1.48μm C0.98μm和1.48μm D0.98μm和1.55μm 正确答案:C （10）随着激光器温度的上升，其输出光功率会 ( ) A减少 B增大 C保持不变 D先逐渐增大，后逐渐减少 正确答案:A （11）为了获得高辐射度，发光二极管一般采用（）结构。 A多同质 B.双同质 C.多异质 D.双异质 正确答案:D （12）阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界面上（）而使能量集中在芯子之中传输。A半反射 B全反射 C全折射 D半折射 正确答案:B （13）二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为( ) 。 A2.048 Mb/s，HDB3 B8.448 Mb/s，HDB3 C2.048 Mb/s，CMI D8.448 Mb/s，CMI 正确答案:B 《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 模拟试题 J
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