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光纤通信复习题

光纤通信复习题
光纤通信复习题

光纤通信的特点:1.传输频带宽,通信容量大;2.中继距离长,3.信道串扰小,保密性能好,4.适应能力强;5.体积小,重量轻,6.便宜

高锟提出光纤的概念,光纤波段0.8-1.8

光纤通信系统的组成:光纤通信是以光波作为信息的载体,以光纤作为传输介质的一种通信方式。目前的解调方式是强度调制——直接检测。数字光纤通信系统一般由光发射机,光中继器,光纤和光接收机组成。

光纤的结构:纤芯的折射率大于包层,光纤中加添加杂质的作用:降低包层对光的折射率

光纤的传输特性:1.光纤的与损耗特性:1.吸收损耗,2.散射损耗,3.弯曲损耗

瑞利散射损耗:由于材料的不均匀是光信号向四面八方散射而引起的损耗

2.光纤的色散特性:1.模式色散,2.色度色散,

3.偏振模色散

光纤的结构和分类:分类,加,派,护,外加层;光缆的规格:光纤数,类,尺,波(波长),衰(损耗系数),模(模式带宽),适温

波长分为0.85,1.31,1.55这三种模式

Bb——损耗系数,两位数字依次为光缆中光纤损耗常数值的(dB/km)个位和十位数字。

Cc——模式带宽,两位数字依次为光缆中光纤模式带宽分类数值(MHz.km)的千位和百位数字

第三章光源

光与物质的三种作用形式:1.受激吸收,半导体光点检测器是按照这种原理工作的;2.自发辐射,半导体发光二极管;

3.受激辐射,半导体激光器

构成激光器的部件:1.能够产生激光的工作物质,2.泵浦原,3.光学谐振腔

激光器在谐振情况下以驻波形式传播,激光器腔长是:半波长的整数倍,激光器有个特性是:预置电流

半导体激光器有个特点:谱线特性比发光二极管好,而温度特性不好;PI特性,当温度升高,预置电流升高,光功率下降

PIN的I是指本征层,即轻掺杂的N型材料

APD雪崩二极管:搞反向电压,雪崩倍增因子,PIN的倍增因子为1

光电检测器:输出光接负向,无光截止;=两个二极管+反向电压

激光器:正向,有光才导通

发光二极管:正向导通

无源器件:光纤连接器:插入损耗,回拨损耗

光衰减器:固定式光衰减器和可变式光衰减器

光中继器

光发大器:掺铒光纤放大器EDFA,泵浦光源的工作波长980nm-1480nm,EDFA可分为三种不同的方式:同向泵浦结构,方向泵浦结构,双向泵浦结构

EDFA在光纤通信中的作用:主要用做前置放大器(PA),功率放大器(BA),线路放大器(LA)

第四章光端机

光发送机:

消光比:全“1”码平均发送光功率与全“0”码平均发送光功率之比

光接收机放大器,基本组成:光电检测器,前置放大器(是低噪声,宽频带,高增益),主放大器

第五章SDH技术

一帧STM-4有多少个字节:9×270×4

一帧STM-4有多少个AU字节:9个

SDH帧频:125us

SIM-16的速率:2488.320Mbit/s

泵浦光源为半导体激光器,输出的光功率为10到100mw,工作波长为980nm或1480nm

光电检测器是光接收机中的第一个部件,主要完成光信号到电信号的转换功能。

光电检测器的工作原理:光电检测器由半导体材料P-N结组成,是利用半导体材料的光电效应实线光电转换的。

PIN光电二极管

APD雪崩光电二极管,电信号在进入放大器之前,先在光电二极管内部进行放大

无源光器件:光纤连接器,光衰减器,光耦合器,光隔离器,光环行器,光开关,光波长转换器,光波分复用器光滤波器,光纤光栅

光发大器:是对微弱的光信号进行放大的有源光器件,主要的放大器有:半导体光放大器SOA和光纤放大器FOA

EDFA掺铒光纤放大器主要有掺铒光纤,泵浦光源,光耦合器,光隔离器和光滤波器

光端机,光纤通信系统主要包括光纤和光端机,如果通信距离长时还要加中继器。光发送机,中继器,光接收机

SDH同步数字体系

同步复用和映射方法是SDH的最有特色的内容之一。

基本的复用映射的步骤:映射,定位,复用

映射方法:异步映射,字节同步映射,比特同步映射,

光纤通信概论参考题库

1、光电二极管的主要功能是什么:将信号光功率转化成信号电流

2、P-I-N代表什么意思?

P型半导体和N型半导体之间夹有一层厚的本征型半导体。

3、与P-N光电二极管相比P-I-N的优点是什么?

大大提高了光电转换效率,同时还提高了PIN管的响应速度。

4、与P-I-N光电二极管相比APD的优点是什么?

内置放大,不引入外部电路相关噪声,偏压电路简单、价格低,超高速和较高灵敏度的接收器。

5、APD的缺点是什么?

极大的温度倚赖性,存在倍增随机噪声,偏压电路复杂、价格高。

6、光电二极管的响应度是0.85A/W,饱和输入光功率是1.5mW,当入射光功率是1mW和2mW时,光电流分别是多少?

解:当输入光功率是1mW时,由I=RP,可得,I=RP=[ 0.85A/W] ×[1mW]= 0.85mA

当输入光功率是2mW时,公式I=RP不适用,因此我们无法得到光电流的值。

7、光波长解复用器的作用是什么?

把在同一根光纤中传输的不同波长信道分别送到不同的光纤中传输。(即:分解同一根光纤中传输的不同波长信道)

8、解释电吸收调制器的工作原理:

电吸收调制器的工作原理为,由激光器发射的连续光穿过半导体波导管。当不加电压时,光直接穿过,因为它的截止波长λC小于入射光的波长;当加上了调制电压后,波导材料的禁带Eg变窄了。这称为弗朗兹-科尔迪希效应,它是理

解EA调制器工作原理的关键。由于禁带Eg变窄,因而截止波长增大(λ C =1024/ Eg ),波导材料开始吸收入射光。因此,通过对半导体波导管施加调制电压,可以改变其吸收特性。

9.写出几种无源器件,它们的用途?

1.光纤连接器:连接光纤

2.光衰减器:减少传输光功率

3.光纤定向耦合器:实现光的分路、合路

4.波分复用器:

5.光隔离器:阻挡背向光,保护激光器、光纤放大器

6.光环行器

7.光滤波器:对光波进行筛选,允许特定波长范围光通过

8.光开关:用光控制电路的通路或断路

9.光调制器

10.把你所知道的光纤通信元件分为两组:有源的和无源的。

11、比较发光二极管和半导体激光器的3dB光谱宽度:LED的3dB光谱宽度>FP-LD的3dB光谱宽度>DFB-LD的3dB 光谱宽度

12、比较适用场合:适合做高速长距离光纤通信系统光源

是?

LED、FP-LD和DFB-LD

13、比较发光机理:

发光二极管:自发辐射发光器件;半导体激光器:受激辐射发光器件

14、比较LED和LD的输出NA大小。LED>LD

15、全光纤型F-P激光器怎么构成?

16、全光纤型DFB激光器怎么构成?

17、光纤通信指的是:(c)

a以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式;

b以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式;

c以光波作载波、以光纤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。

18、光纤通信所使用的波段为:( a )

? a 0.8um-2.0um ;

b 0.01um-0.39um ;

c 0.39um-0.79um ;

d 100um-1000um 。

19、下面说法正确的是:( a )

? a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;

? b 为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须大于涂覆层的折射率;

c 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;

d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;

20、下列哪种色散类型只有在多模光纤中才存在:(a)

? a 模间色散;

b 材料色散;

c 偏振模色散;

d 波导色散。

21、下面说法正确的是:(C)

a 光纤的损耗决定光纤通信系统的通信容量;

b;光纤的损耗决定光纤通信系统的传输速率;

c光纤的损耗决定光纤通信系统的传输距离;

d 光纤的损耗决定光纤通信系统的传输模式;

22、下面关于“光纤通信的优势”说法不正确的是:(b)a损耗低,传输容量大;

b资源丰富,成本低廉;

c通信质量高;

d抗电磁,抗雷击,抗雨水,保密性好。

23、光纤耦合器是实现:(d)

A 同一波长的光功率进行合路的器件;

b不同波长的光功率进行分路的器件;

c不同波长的光功率进行合路的器件;

d光信号分路/合路的功能器件。

24、下面哪一项不属于光纤的基本传输特性:(d)

a 色散;

b 非线性;

c 损耗;

d 放大。

26、下面说法正确的是:(a)

a光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件;

b光隔离器是一种只允许单向光通过的有源光器件;

c光隔离器是一种只允许单一波长的光波通过的无源光器件;d光隔离器是一种不同光信号通过的无源光器件。

27、光隔离器的工作原理是:(b)

a基于圆柱型透镜的聚焦原理;

b基于法拉第旋转的非互易性;

c 基于光栅的衍射原理;

d基于多层电介质干涉膜的滤波原理。

28、以下哪个不属于构成激光器的基本要素是:(d)

a 泵浦源;

b 光学谐振腔;

c 处于粒子数反转分布状态的工作物质;

d 电源。

29、光与物质的相互作用有自发辐射、受激吸收、受激辐射三种过程。下面说法正确的是:(d)

a受激吸收是产生激光的最重要的过程;

b自发辐射的光称为相干光;

c自发辐射是产生激光的最重要的过程;

d受激辐射是产生激光的最重要的过程。

30、STM-16的一帧中段开销的比特数是(d )。

a) (3+5)×9 b) (3+5)×9×8

c) (3+5)×16×9 d) (3+5)×9×16×8

31、下面的四个选项中哪一个不属于光发送机的功能(c)。a电端机输出的电信号转换为光信号;

b用耦合技术注入光纤线路;

c从受到各种干扰的信号中恢复出原始数据

d用电信号对光源进行调制。

32、作为光中继器使用的掺饵光纤放大器在传输系统中的主要作用是( d )。

a) 减小传输光脉冲的相位抖动

b) 提高光纤中的信噪比

c) 补偿光纤色散

d) 补偿光纤损耗

33、在外来光子的激发下,高能级E2上的电子跃迁到低能级E1,并发射出一个与外来光子完全相同的光子的过程称为( c )。

a) 自发辐射b) 受激吸收

c) 受激辐射d) 非辐射复合。

34、在保证系统的误码率指标要求下,测得接收机的最低输入光功率为1 W,则该接收机的灵敏度为( a )。

a) -30dBm b) -40dBm c) -20dBm d) -43dBm

答:线性单位与对数单位换算

接收机的灵敏度=10

35、EDFA泵浦光源的典型工作波长是(d )。

a) 0.85μm b) 1.3μm c) 1.55μm d) 0.98μm

36、光纤通信系统中常用的光源主要有:(d)

a) 光检测器、光放大器、激光器;

b) PIN光电二极管、APD雪崩二极管;

c) 半导体激光器、光电检测器、发光二极管;

d) 半导体激光器LD、半导体发光二极管LED。

37-40题:(看图选择)数字光发射机的各组成部分的方框图如下,将字母对应的该组成部分名称填入37-40题填空内。图1 数字光发射机的各组成部分

37 C 实现信号的电光转换

38 B 把经过线路编码的数字信号转变为电流信号注入LD或LED,从而获得相应的光信号。;

39 A 把数字信号转换成适合于光纤传输的码型、送入光纤线路;

40 D 控制激光器的直流偏置电流,使其自动跟踪阈值的变化,从而使LD总是偏置在最佳的工作状态;

41-44题(看图选择):

图2 数字光接收机的各组成部分

41如果在发射端进行了线路编码(或扰乱),则在接收端需要有相应的 F

42_B__的任务是放大微弱的电信号,希望它低噪声、高增益、宽带。

43_D__的作用是保证判决时不存在码间干扰

44__C___的作用除提供足够的增益外,它的增益还受AGC电路控制,传输出信号的幅度在一定的范围内不受输入信号幅度的影响。

45、在某些高速长距离光纤传输线路,使用色散补偿光纤,这是为什么?

色散补偿光纤是具有大的负色散光纤,为了使现已敷设的1.3μm光纤系统采用WDM/EDFA技术,就必须将光纤的工

作波长从1.3μm转为1.55μm,而标准光纤在1.55μm波长的色散不是零,而是正的(17-20)ps/(nm?km),并且具有正的色散斜率,所以必须在这些光纤中加接具有负色散的色散补偿光纤,进行色散补偿,以保证整条光纤线路的总色散近似为零,从而实现高速度、大容量、长距离的通信。

46、比较G652光纤和G655光纤的色散曲线,找出两种光纤色散曲线的不同有哪些?

1)、G652在1310nm波长处的色散为0,在波长为1550nm 波长附近衰减系数最小,色散系数最大,最佳工作波长在1310nm区域;G655在1550nm波长处色散低,同时其色散值又保持非零特性来抑制非线性效应。

2)、G655色散比G.652光纤小很多;

47、第一,二,三代光纤通信系统所使用的光波长分别为_850nm ,1300nm,1310nm_。

48、光纤通信系统的主要组成分别是光发信机,中继器和光收信机三种部件。

49、在光纤通信系统中,光纤作为传输媒质其基本特性参数分别是损耗特性、色散特性、非线性。

50、在光纤中单模传输的条件是V<2.40483,工作波长>截止波长,工作频率<截止频率。

51、光纤拉曼放大器和光纤布里渊放大器是基于光纤的非线性效应,利用受激散射机制实现光的直接放大。

52、目前,通信用的光纤绝大多数是由石英材料构成的。

53、NA(数值孔径) 等于入射介质的折射率与光纤端面最大受光角正弦的乘积。

54、列举制造光纤的四种汽相工艺:MCVD,PCVD,OVD,VAD。

55、光纤数字通信系统中,光接收机的输出特性是衡量传输性能的一个主要指称。

56、光隔离器只允许光单方向传输,其主要由、和

三部分组成。

57、规范一个统一的网络节点接口的先决条件,就是要有一个统一规范的

信号速率和信号帧结构。

58、在SDH体系传输速率中,模块STM1、STM4和STM16所对应的传输速率分别为155.52Mb/s 、622.08Mb/s 和 2.488Gb/s 。

59、STM-1帧结构信息净负荷位置在1-9行中的第10-270列。

60、由线路编码方案知,除了传送信息外还需要传送辅助信号。这种传送其它信息的能力称为冗余度。

61、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率转换为电信号电流。

62、光接收机中前置放大器的设计有三种不同的方案,分别是高阻抗前置放器、低阻抗前置放器和互阻抗前置放器。

63、光接收机的自动增益控制的作用是扩大光接收机的动态范围。

64、目前已应用的光放大器可分为以下三类:半导体光放大器;

掺铒光纤放大器;拉曼光纤放大器。

65、掺饵光纤放大器的工作波长通常处在1310-1550nm 波长范围,泵浦光波长可以有980nm和1480nm两种选择。

66、LD较LED具有较窄的谱线宽度和小的光束发散角,其一般适用

于数字光纤通信系统。

67、下图分别是什么类型的光缆?

a,层绞式

b,骨架式

c,带状

d,束管式

68对数字光接收机而言,灵敏度是指在保证一定误码率的条件下,光接收机所需接收的最小功率。

69 动态范围是光接收机的一个重要性能指标,其表达式为,其数值越大越好

70. 光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变,从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。从机理上说,光纤色散分为材

料色散,波导色散、偏振模色散和模间色散。

71、现有码流信号为110110010001001011110110,采用8B1P 编码方式,请给P码为偶校验码时的信号:(八位一组,数1,偶补0,奇补1)

110110011 000100100 111101100

72、如何定义数字光接收机灵敏度? 影响灵敏度的主要因素是什么?

对数字光接收机而言,灵敏度是指保证一定的误码率条件下,光接收机所需接收的最小功率;影响它的主要因素:光源的不完善调制——残余光存在;光接收机的噪声。

73、对于一个NA=0.2, n1=1.4的阶跃折射率多模光纤,如果一个光脉冲在此光纤中传输6km之后,子午光线的最大时延差是多少_____ 纳秒

解:

74、已知某光纤通信系统的光纤损耗为0.1dB/km,光源的入纤功率为1mW,光纤的平均接头损耗0.1dB/km,若要求设计系统的光纤长度为100公里,系统富余度7dB,则接收机的灵敏度为至少为dBm。

1mW=0 dBm

接收机的灵敏度≥0 dBm-(0.1dB/km)×100 km-7dB-(0.1dB/km)×100 km=-27 dBm;

75.简述EDFA的工作原理,在光纤通信系统中的应用以及对光纤通信的重要性。

原理:掺铒光纤之所以能放大光信号的基本原理在于吸收泵浦光的能量,由基态跃迁至处于高能级的泵浦态,对于不同的泵浦波长电子跃迁至不同的能级,当用980nm波长的光泵浦时,从基态跃迁至泵浦态。由于泵浦态上载流子的寿命时间只有1μs,电子迅速以非辐射方式又泵浦态豫驰至亚稳态,在亚稳态上载流子有较长的寿命,在源源不断的泵浦下,亚稳态上的粒子数积累,从而实现了粒子数反转分布。应用:1、可作功率放大器;2、前置放大电路;3、用作中继或在线放大器;

(具体: 1、可作光距离放大器;2、可作不发送机的后置放大器及光接收机的前置放大器;)

76、思考题:掺铒光纤放大器对位于其增益带宽内的不同速率光信号是透明的吗?(备注:透明指的是对不同传输速率都不需要重新设计放大器)

光纤通信复习题

考试题型 1. 填空题:10小题,每小题3分,共30分 2. 简答题:4小题,每小题10分,共40分 3.计算题:3小题,每小题10分,共30分

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. 光放大器是基于 受激辐射 或 受激散射 原理,实现入射光信号放大的一种器件,其机制与激光器完全相同。 3. 光纤通信的最低损耗波长是1.55m μ,零色散波长是1.31m μ。 4. 光纤耦合器是实现 光信号的合路/分路 功能的器件。 5. 在单模光纤中,由于光纤的双折射率特性使两个正交偏振分量以不同的群速度传输,也将导致光脉冲展宽,这种现象称为 偏振模色散 。 6. 在一根光纤中同时传输多个不同波长的光载波信号称为 光波分复用 。 7. 光缆大体上都是由 缆芯 、 加强元件 和护层三部分组成的。 8. 光纤通信是以 光波 为载频率,以 光纤 为传输媒质的一种通信方式。 9. 允许单模传输的最小波长称为 截至波长 。 10. 光纤的 色散 和 损耗 是限制光纤通信线路中继距离的主要因素。 11. 激光器工作必须离开热平衡状态,因此必须使用外部能源泵浦,以实现__ 粒子数反转_,这是激光器工作的先决条件。

1.什么是光纤的色散?光纤的色散分为哪几种?在单模光纤中有 哪些色散? 2.简述光纤的损耗机理。 3.光纤通信系统由哪几部分组成?简述光纤通信系统的工作过程。 4.简述LD和LED的工作原理? 5.简述LD与LED的差别。 6.说明APD与PIN的工作原理及主要区别。 7.简述掺铒光纤放大器的基本构成及各部分的功能。 8.简述数字光纤通信系统码型选择应满足的主要条件及扰码的作 用。 9.光端机主要由哪几部分构成?各部分的作用分别是什么? 10.光发送电路的基本组成及主要性能指标是什么? 11.光接收电路的基本组成及主要性能指标是什么? 12.简述如何测量光端机的平均发送光功率? 13.简述如何测量光纤数字通信系统的误码率? 14.简述如何测量光接收机灵敏度及动态范围? 15.简述为什么光纤令牌环局域网是一种自愈网? 16.简述全光通信网的关键技术。

《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 模拟试题 J

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

光纤通信期末考试题

一、填空题(每空1分,共30分) (1)写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n之间的关系:。 (2)光由折射率为n1的光密媒质向折射率为n2的光疏媒质传播时(n1> n2),全反射临界角的正弦为sinθIC= 。 (3)光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85μm、和。(4)光纤的色散分为色散、色散和色散。 (5)光纤的主要材料是,光纤的结构从里到外依次是____ 和_ __(6)光纤中的传输信号由于受到光纤的和_______影响,使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。 (7)半导体激光器工作时温度会升高,这时会导致阈值电流,输出光功率会。 (8)光衰减器按其衰减量的变化方式不同分________ 衰减器和______ _衰减器两种。 (9)光纤通信的光中继器主要是补偿衰减的光信号和对畸变失真信号进行整形等,它的类型主要有和。 (10)光纤通信是利用________波,在光导纤维中传播,实现信息传输的,它具有传输信息量大、不受外界电磁场干扰和____________等优点。 (11)光与物质作用时有受激吸收、和__________ 三个物理过程,产生激光的主要过程是__________。 (12)光纤的数值孔径NA=__________,其表征了光纤的_________能力,当相对折射率和色散值越大时,NA__________。 (13)光源的作用是将转换成;光检测器的作用是将转换成。 第 1 页共5 页

二、选择题(每小题2分,共20分) 1、光纤包层需要满足的基本要求是() A.为了产生全反射,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、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 3、为了使雪崩光电二极管能正常工作,需在其两端加上( ) A.高正向电压 B.高反向电压 C.低反向电压 D.低正向电压 4、光纤的数值孔径与( )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 5、PIN光电二极管,因无雪崩倍增作用,因此其雪崩倍增因子为( )。 A. G>1 B. G<1 C. G=1 D. G=0 6、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 7、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 8、光时域反射仪(OTDR)是利用光在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成 的精密仪表,它不可以用作()的测量。 A.光纤的长度 B.光纤的传输衰减 C.故障定位 D.光纤的色散系数 9、光隔离器的作用是( ) 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 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 第 2 页共5 页

《光纤通信》第8章复习思考题参考答案

第8章复习思考题 参考答案 8-1 光纤通信系统的基本结构有哪几种 答:光纤通信系统除点对点结构外,另外四种基本结构是树形、总线形、环形和星形,如图8.1.1所示。 图8.1.1 光纤通信网络基本结构 8-2 试画出点对点光纤传输系统的构成框图 答:图8.1.2给出了采用光-电-光再生中继和光放大中继的点对点光纤传输系统示意图。 图8.1.2 点对点光纤传输系统 8-3 什么是损耗限制系统什么是色散限制系统 答:光纤色散导致光脉冲展宽,从而构成对系统BL乘积的限制。当色散限制传输距离

小于损耗限制的传输距离时,系统是色散限制系统。 否则,就是损耗限制系统。在给定工作波长下,L随着B 的增加按对数关系减小。在短波长0.85 m波段上,由于光纤损耗较大(典型值为 dB/km),根据码率的不同,中继距离通常被限制在10~30 km。而长波长~1.6 m系统,由于光纤损耗较小,在1.3 m处损耗的典型值为~ dB/km,在1.55 m处为 dB/km,中继距离可以达到100~200 km,尤其在1.55 m波长处的最低损耗窗口,中继距离可以超过200 km。一般说来,1.3 m单模光纤通信系统在B < 1 Gb/s 时为损耗限制系统,在B >1 Gb/s时可能成为色散限制系统。 8-4 若光纤的色散太大,将给系统带来什么问题 答:色散引起脉冲展宽,可能对系统的接收性能形成两方面的影响。 首先,脉冲的部分能量可能逸出到比特时间以外而形成码间干扰。这种码间干扰可以采用线性通道优化设计,即使用一个高增益的放大器(主放大器)和一个低通滤波器,有时在放大器前也使用一个均衡器,以补偿前端的带宽限制效应,使这种码间干扰减小到最小。 其次,由于光脉冲的展宽,在比特时间内光脉冲的能量减少,导致在判决电路上SNR降低。为了维持一定的SNR,需要增加平均入射光功率。 8-5 简述系统对激光器、探测器和光纤的技术要求 答:光纤通信对光源的要求是: (1)电光转换效率高,驱动功率低,寿命长,可靠性高; (2)单色性和方向性好,以减少光纤的材料色散,提高光源和光纤的耦合效率;采用单纵模激光器可以使模分配噪声(MPN)的影响降到最小;边模抑制比MSR> 100(20 dB)时,可使模分配噪声(MPN)的影响降到最小。 (3)对于模拟调制,还要求光强随驱动电流变化的线性要好,以保证有足够多的模拟调制信道。 (4)但是在1.55 m波长系统中,即使采用边模抑制比大的单模LD,LD的频率啁啾也是对系统的主要限制因素。 (5)因此高速光纤通信系统,多采用多量子阱结构DFB LD,以减小频率啁啾的影响。

光纤通信技术试题及答案2

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;

光纤通信试题43903

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 -

光纤通信期末复习题(湖二师物机学院)

光纤通信复习提纲 第一章 光纤的基本理论 一、基本概念 1、什么叫数值孔径?光纤从光源获得的能量和数值孔径之间有何关联? 入射到光纤端面的光并不能全部被光纤传输,只是在某个角度围的入射光才可以。这个角度A 对应的正弦值就称做数值孔径。数值孔径表征了光纤的激光能力。数值孔径越大,光纤手 机射线的能力越强获得的能量也越多。NA=?≈-212221n n n 2、什么叫相对折射率差?如何计算? n1光纤纤芯的折射率,n2光纤包层的折射率。▲=2 122212/)(n n n - 3、什么叫归一化频率?如何计算? 表示在光纤中传输的模式数量V=a k n 012?其中a 表示纤芯的半径 在阶跃光线中模式数量N=2/2V 在渐变光纤中模式数量N=4/2V 4、什么是自聚焦光纤?其主要特点是什么? 折射率是渐变的,n (r )随着半径r 的增加而减小。折射率分布指数最佳时可以使全部的子午射线以同样的同样速度在光纤中传播,这种模式色散起了均衡作用从而消除了模式色散。 5、什么是单模光纤?什么是多模光纤?在光纤通信中各适用于什么情形? 单模光纤:光纤中之传输一种模式(基模)纤芯直径为4-10um 适用于大容量的长距离的光纤通信系统 多模光纤:光线中传输不止一个模式,纤芯直径一般为50um 包层外径为125um 多模光纤适用于中距离,中容量的光纤通信系统。 6、什么是模场直径?它对于光纤传输有何意义? 光纤横截面上光功率减小到其最大值的1/e 的宽度,衡量光纤光斑大小的物理量 模场直径大的光纤,能量在芯子中集中的程度较差包层中存在的光能量角度,光纤弯曲造成的损耗较大不利于光在光线中的传输。模场直径小的光纤,能量在芯子中集中地程度较好光纤弯曲照成的损耗较小 7、什么叫色散?光纤色散的来源有哪些?色散对光纤通信有何影响? 光信号在光纤中传输是用于群速度的不同,产生时延差对模拟信号就会产生波形失真,对脉冲信号波形被展宽。影响:产生误码,限制了光纤通讯线路的最高信息传输速率(通信容量) 8、损耗的来源有哪些?光纤通信的三个低损耗窗口是什么?其中损耗最低的窗口是哪一个?这三个窗口主要由什么因素决定?

《光纤通信》复习题(刘增基第二版)

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

《光纤通信技术》试题.doc

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

《光纤通信》试题选择题练习

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

最新光纤通信期末考试试题(简答)

光纤通信期末考试试题(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

光纤通信复习题要点

第一章 光纤通信:侠义上说:利用光载波在光纤中传播信息的过程 广义上说:是以光纤或由光纤组成的光传输网、光处理器件、光处理设备为基础,并采用相矢技术来对光波信息进行传输和处理的过程,是光通信的一个组成部分 光通信发展受阻的原因:1 ?光向四面八方散射时,光强减弱2.不能通过障碍物 高银指出,如果把材料中金属离子含量的比重降低到10上以下,光纤损耗就可以减小到10 dB/km 再通过改进制造工艺,提高材料的均匀性,可进一步把光纤的损耗减少到几dB/km o 光纤通信得以快速发展重要条件:1 ?低损耗光纤2.光源(半导体激光器) 全波光纤:能够在1260?1675nm整个范围内都可用来逬行DWD光纤通信的光纤就是全波光纤光纤通信发展的重要里程碑 1 ?低损耗光纤的研制成功2.连续振荡半导体激光器的研制成功光纤是一?种玻璃丝,其材料是石英(SiO2),是通信网络中信息的优良传输介质 光纤通信的发展趋势1 ?光纤技术逐渐从骨干网向广域网和城域络发展 2. 从^?速系统向高速系统发展 3. 从陆地向海地发展 4. 从光传输电交换向网络的全光化发展 5. 向光纤技术和以太技术结合的方向发展 光纤通信的优点: 1. 频带宽、传输容量大 2. 损耗小、中继距离长 3. 重量轻、体积小 4. 抗电磁干扰性能好 5. 泄漏小、保密性好 6. 节约金属材料,有利于资源合理使用 传统上,以服务范围把网络分为三类: (1)局域网,服务范围2 km,如以太网,信令环和信令总线; ⑵ 城域网,服务范围100 km,如电话本地交换网或者有线电视)分配系统; (3)广域网络,服务范围可达数千公里,如开放系统互连国际网络等。 三代网络技术比较 1 ?全电网络,第一代网络,节点用电缆互连在一起,电缆是一种窄带线路,它的容量有限; 2. 电光网络,第二代网络,用一段段光纤取代电缆后构成的网络,现在正被广泛使用,因节点内仍是对电信号进行交换,所以称为电光网络 3. 全光网络,第三代网络,所有节点被不间断的光缆连接起来,节点内只对光信号逬行交换,这就是未来的第三代网络。 网络接入技术: 1 .xDSL 2.HFC 3.APON/EPON 4.AON 光具有两种特性:1.波动性2.粒子性 用光导歼錐进行迥倍址早就哪一年由谁提出爭 劭用密別禅(迸行通信盘卑祖1966年由英盈华人為锥提:1

光纤通信技术试题1及答案

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.

光纤通信试题

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 -

《光纤通信技术》复习题答案

《光纤通信技术》复习题 一.基本概念 1.什么样的电磁波叫做“光”?目前的光纤通信用的是什么光?波长是多少? 答:光是一种电磁波,光频为10E14HZ量级,波长为μm 量级。可见光大约指0.4μm ~0.76μm 波长范围的电磁波。光通信采用的波长0.85μm、1.31μm和1.55μm。即在电磁波近红外区段。 2.光纤通信的特点? 答:一、传输频带宽,通信容量大 二、传输损耗低,中继距离长 三、不怕电磁干扰 四、保密性好,无串音干扰 五、光纤尺寸小,重量轻,利于敷设和运输 六、节约有色金属和原材料 七、抗腐蚀性能好 3.光纤的NA和LNA各是什么意义?什么是光线模式的分立性? 答:入射最大角称为孔径角,其正弦值称为光纤的数值孔径。数值孔径表示光纤采光能力的大小。 在光纤端面上芯区各点处允许光线射入并形成导模的能力是不一样的,折射率越大的位置接收入射光的能力越强。为了定量描述光纤端面各点位接受入射光的能力,取各点位激发最高次导模的光线入射角度为局部孔径角θ’C (r) ,并定义角的正弦值为该点位的局部数值孔径LNA。 光是有一定波长的,将光线分解为沿轴向和径向的两个分量,传输光波长λ也被分为λZ和λr。沿径向传输的光波分量是在相对的芯/包层界面间(有限空间)往返传输,根据波形可以稳定存在的条件——空间长度等于半波长的整数倍,而空间长度已由光纤结构所确定,所以径向波长分量λr不能随意了,从而导致它们夹角不能随意也即不能连续变化,即光线模式的分立性。 4.什么是光纤的色散?光纤的色散分为哪几种?在单模光纤中有哪些色散? 答:脉冲信号在光纤中传输时被展宽的现象叫光纤的色散。分为模间色散和模内色散。模内色散又分为材料色散和波导色散。多模光纤:模式色散和材料色散;单模光纤:材料色散和波导色散。 5.归一化频率V和截止频率VC各如何定义?有何区别和联系? 答:归一化频率见书28页,截止频率见27页。实际光纤中能够传输的导模模式必须满足V>Vc。

光纤通信原理试题_1 参考答案

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。

光纤通信技术知识点简要(考试必备)

光纤通信. 1.光纤结构光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机械保护作用。设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2,光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。 2.光纤主要有三种基本类型: 突变型多模光纤,渐变型多模光纤, 单模光纤. 相对于单模光纤而言,突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大,可以容纳数百个模式,所以称为多模光纤 3.光纤主要用途:突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。单模光纤用在大容量长距离的系统。1.55μm 色散移位光纤实现了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超长距离系统。色散平坦光纤适用于波分复用系统,这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。三角芯光纤有效面积较大,有利于提高输入光纤的光功率,增加传输距离。偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统,这种系统最大优点是提高接收灵敏度,增加传输距离。 4.分析光纤传输原理的常用方法:几何光学法.麦克斯韦波动方程法 5.几何光学法分析问题的两个出发点: 〓数值孔径〓时间延迟. 通过分析光束在光纤中传播的空间分布和时间分布. 几何光学法分析问题的两个角度: 〓突变型多模光纤〓渐变型多模光纤. 6.产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散,损耗和色散是 光纤最重要的传输特性:损耗限 制系统的传输距离, 色散则限制 系统的传输容量. 7.色散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. 色散的种类:模式色散、材 料色散、波导色散. 8. 波导色散纤芯与包层的折射 率差很小,因此在交界面产生全 反射时可能有一部分光进入包 层之内,在包层内传输一定距离 后又可能回到纤芯中继续传输。 进入包层内的这部分光强的大 小与光波长有关,即相当于光传 输路径长度随光波波长的不同 而异。有一定谱宽的光脉冲入射 光纤后,由于不同波长的光传输 路径不完全相同,所以到达终点 的时间也不相同,从而出现脉冲 展宽。具体来说,入射光的波长 越长,进入包层中的光强比例就 越大,这部分光走过的距离就越 长。这种色散是由光纤中的光波 导引起的,由此产生的脉冲展宽 现象叫做波导色散。 9. 偏振模色散:实际光纤不可避 免地存在一定缺陷,如纤芯椭圆 度和内部残余应力,使两个偏振 模的传输常数不同,这样产生的 时间延迟差称为偏振模色散或 双折射色散。 10. 损耗的机理包括吸收损耗和 散射损耗两部分。吸收损耗是 由SiO2材料引起的固有吸收和 由杂质引起的吸收产生的。散射 损耗主要由材料微观密度不 均匀引起的瑞利散射和由光纤 结构缺陷(如气泡)引起的散射产 生的。瑞利散射损耗是光纤的固 有损耗,它决定着光纤损耗的最 低理论极限。 11.光线的损耗:(1)吸收损耗: a.本征吸收损耗:紫外吸收损 耗,红外吸收损耗b.杂质吸收损 耗c.原子缺陷吸收损耗(2)散 射损耗 a线性散射损耗:瑞利散 射,光纤结构不完善引起的散射 损耗(3)弯曲损耗 a.宏弯:曲 率半径比光纤的直径大得多的 弯曲 b.微弯:微米级的高频弯 曲,微弯的原因:光纤的生产过 程中的带来的不均;使用过程中 由于光纤各个部分热胀冷缩的 不同;导致的后果:造成能量辐 射损耗. 与宏弯的情况相同,模 场直径大的模式容易发生微弯 损耗 12. 柔性光纤的优点:1. 对光的 约束增强 2. 在任意波段均可实 现单模传输:调节空气孔径之间 的距离 3. 可以实现光纤色散的 灵活设计 4. 减少光纤中的非线 性效应5. 抗侧压性能增强 13. 光纤的制作要求(1)透明(2) 能将其拉制成沿长度方向均匀 分布的具有纤芯-包层结构的细 小纤维;(3)能经受住所需要 的工作环境。光纤是将透明材料 拉伸为细丝制成的。 14. 光纤预制棒简称光棒,是一 种在横截面上有一定折射率分 布和芯/包比的的透明的石英玻 璃棒。根据折射率的不同光棒可 从结构上分为芯层和包层两个 部分,其芯层的折射率较高,是 由高纯SiO2材料掺杂折射率较 高的高纯GeO2材料构成的,包 层由高纯SiO2材料构成。制作 方法: 外部气相沉积法;气相轴 相沉积法;改进的化学气相沉积 法;等离子化学气相沉积法。 15. 光缆基本要求:保护光纤固 有机械强度的方法,通常是采用 塑料被覆和应力筛选。光纤从高 温拉制出来后,要立即用软塑料 进行一次被覆和应力筛选,除去

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