★★一、填空题★★
★光接收机中,PIN光电二极管引入的主要噪声有(暗电流)噪声和(量子)噪声。
★光隔离器是一种只允许光沿(一个方向)通过而在(相反方向)阻挡光通过的光无源器件。
★光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是:(自发辐射) ,(受激吸收),(受激辐射)；产生激光的最主要过程是:(受激辐射)。
★光源的作用是将(电信号)变换为(光信号)。
★光检测器的作用是将(光信号)转换为(电信号)。
★光中继器实现方式主要有(光-电-光中继器)和(对光信号直接放大的中继器)两种。
★光纤传输衰减分为(材料的吸收)衰减、(光纤的散射)衰减和(辐射)衰减。
★光纤数字通信系统中,(误码)性能和(抖动)性能是系统传输性能的两个主要指标。
★光纤中的传输信号由于受到光纤的(色散)和(损耗)的影响,使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。
★光与物质作用时有(输出功率与效率)、(输出光谱特性)和(响应速率与带宽)三个物理过程。
★光纤的主要材料是(二氧化硅),光纤的结构从里到外依次为(纤芯)、(包层),其中(纤芯)部分是用来传导光信号的。
★光纤的传输特性是光纤的(损耗)特性、(色散)特性。
★光纤的色散分为(材料)色散、(波导)色散和(模式)色散。
★光纤的分类中按传输的模式来分可分为(单模)和(多模)光纤,按纤芯的折射率分布的不同来分可分为(阶跃型)和(渐变型)光纤。
★光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长:(0.85um ),(1.31um),(1.55um),最低损耗窗口的中心波长是在(1.55um)。
★目前光纤通信所用光波的光波波长范围为(0.8~1.8um ),属于电磁波谱中的(近红外区)区。
★EDFA称为(掺铒光纤放大器),其实现放大的光波长范围是(1.53~1.56um)。
★光纤通信是以(光纤)为传输媒质。以(光波)为载波的通信方式。
★光纤通信系统的长期平均误码率定义为(传送错误的码元数占传送的总码元数的百分比),反映突发性误码,用(严重误码秒(SES))、(误码秒(ES))两个性能指标来评价。
★单模光纤是指在给定的工作波长上,
★mBnB
★PIN光电二极管,是在P
★WDM技术从传输方向分:
★在热平衡条件下,一个电子占据一个能量为E的能级的概率f(E)的计算式为。
★
★在光纤通信系统中光接收机的基本功能是
★在光接收机中,
★渐变型光纤中,
★随着半导体激光器温度的上升,
★,
,
★
,
★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,
★由于双异质结激光器在有源区两侧,,
★根据ITU-T的建议,STM-1码速率分别。
★★二、选择题★★
★光纤单模传输条件,归一化频率V应满足(B)
A．V>2.405 C．V>3.832 D．V<3.832
★激光是通过什么产生的？(A)
B.自发辐射
C.热辐射
D.电流
★EDFA的泵浦光源的典型工作波长为(D)
A.850 nm
B.980 nm
C.1310 nm
★光隔离器的工作原理是:(A)
B．基于多层电介质干涉膜的滤波原理
C．基于光栅的衍射原理D．基于圆柱形透镜的聚焦原理
★光隔离器的作用是(B)
A.调节光信号的功率大小
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
★光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是(A)?
编码器太复杂 D.码率冗余度太大★在激光器中,光的放大是通过:(C)
A．光学谐振腔来实现B．泵浦光源来实现
D．外加直流来实现
★单模光纤中主要色散是()。多模光纤中主要色散是()。(A)
B．波长色散材料色散
C．材料色散、偏振模式色散D．偏振模式色散、模式色散
★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
★光合波器是:(D)
A．将多个光波信号合成一个光波信号在一根光线中传输
B．将多路光信号合并成一路光信号在光纤中传输
C．将同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输
★光纤是利用光的()现象传送光信号的。(C)
A、折射
B、散射D、辐射
★光纤的纤芯折射率应()包层折射率,光纤才能导光。(A)
B、小于
C、等于
D、大于等于
★通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是:(B)
A．光纤色散C．光纤衰减D．暗电流
★光纤相对折射指数差的定义为(C)
A.Δ=n1－n2
B.Δ=n2－n1 D.Δ=(n21－n22)/n21
★阶跃型光纤中,某种模式截止时的归一化频率为V c,则这种模式形成导模的传输条件为(C)
A.V B.V>2.405 D.V>0 ★随着激光器温度的上升,其输出光功率会(A) C.保持不变 D.先逐渐增大,后逐渐减少 ★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(D) 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 ★光接收机中,雪崩光电二极管引入的噪声为()D? B.量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声 C.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声 ★光中继器中均衡器的作用是(D) A.放大 B.消除噪声干扰 C.均衡成矩形脉冲 ★通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是(B) A.光纤色散 C.光纤衰减 D.暗电流 ★EDFA 中用于降低放大器噪声的器件是(C) A.光耦合器 B.波分复用器 D.光衰减器 ★以下哪一样不是无源光器件。(C) A 、光调制器 B 、光纤连接器 D 、光纤耦合器 ★关于PIN 和APD 的偏置电压表述,正确的是(B)。 A.均为正向偏置 C.前者正偏,后者反偏 D.前者反偏,后者正偏 ★处于高能级E 2的电子,在未受外界激发的情况下,自发地跃迁到低能级E 1,从而发射出一个能量为hf(=E 2-E 1)的光子的过程称为(A) B.受激吸收 C.受激辐射 D.非辐射复合 ★目前在光纤通信系统中已获得广泛应用的光放大器是(B) A.半导体光放大器 C.拉曼光纤放大器 D.布里渊光纤放大器 ★阶跃光纤中,子午线在包层和纤芯分界面上形成全反射的条件为(C) A.1θ≥211n n sin - B.1θ<121n n sin - D.1θ<2 11n n sin - ★表示光纤色散程度的物理量是(C) A.时延 B.相位差 D.速度差 ★STM-1每秒可传的帧数是(A) B.4000 C.2000 D.1000 ★处于高能级E 2的电子,在未受外界激发的情况下,自发地跃迁到低能级E 1,从而发射出一个能量为hf(=E 2-E 1)的光子的过程称为(A) B.受激吸收 C.受激辐射 D.非辐射复合 ★PIN 光电二极管,因无雪崩倍增作用,因此其雪崩倍增因子为。(C) A. G ＞1 B. G ＜1 D. G ＝0 ★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 ．半导体激光器、光检测器、发光二极管 C ．PIN 光电二极管、激光、荧光 ★STM —1中信息净负荷的字节数为。(C) A. 576 B. 261 D. 4608 ★光纤的连接分为(C) A ．固定连接和永久性连接 B ．固定连接和熔连接 D ．粘连接和熔连接 ★从射线理论的观点看,在阶跃型光纤中,入射子午光线形成导波的条件是:光线在光纤端面上的入射角Φ必须满足的条件为(B) A. Φ≥arcsin 12 n n C. Φ＞arcsin 2221n n - D.0≤Φ≤arcsin 12n n ★EDFA 的最大输出功率常用(B)来表示。 A. 饱和输出功率 C. 功率增益 D. 饱和功 ★光发射机的消光比,一般要求小于或等于 (B) A.5％ C.15％ D.20％ ★EDFA 中光滤波器的主要作用是(A) B.消除反射光的影响 C.提高光放大器增益 D.使光信号再生 ★为了使雪崩光电二极管正常工作,在其P －N 结上应加(D) A.高正向偏压 B.低正向偏压 C.低反向偏压 ★不属于无源光器件的是(B) A.光定向耦合器 C.光纤连接器 D.光衰减器 ★阶跃型光纤中数值孔径的计算式为(C) A.21n n - B.?2a D.21n n a - ★随着激光器使用时间的增长,其阈值电流会(C) A.逐渐减少 B.保持不变 D.先逐渐增大,后逐渐减少 ★以下指标不是掺铒光纤放大器特性指标的是。(D) A.功率增益 B.输出饱和功率 C.噪声系数 ★下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是(A) 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 ★★三、名词解释★★ ,用NA 表示:max sin φ=NA ,m ax φ是光纤能捕捉的射线的最大入射角。 m 比特码分为一组,然后变换为n 比特(n ＞m)输出。 ,热扰动使原子产生压缩性的不均匀,造成材料密度不均匀,进一步造成折射率不均匀,这种不均匀性在冷却过程中固定下来并引起光的散射,造成瑞利散射损耗。 ,也称磁致旋光效应。 m 比特划为一组,然后在这一组的末尾一位之后插入一个比特码输出. ,处于低能级的粒子将不断地被激发到高能级上去,从而使高能级上的粒子数大于低能级上的粒子数,这种分布状态称为粒子数的反转分布。 ,波形在时间上发生展宽的现象称为光纤色散。 ,光接收机所需接收的最小光功率。 (光纤)中,复用之后的数字信息成为高速率的数字流。 对时间变化的一种现象，这种现象就成为抖动。 在发射端经复用器汇合，并将其耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离，然后由光接收机做进一步的处理，使原始信号复原。 SiO2 、GeO2 和P2O5 等成分的浓度不均匀，使得光纤中出现一些折射率分布不均匀的局部区域，从而引起光的散射，将一部分光功率散射到光纤外部引起损耗。 PIN 规定的反向电压或者APDDE 90%击穿电压时，在无入射光情况下器件内部的反向电流。 ,在子午面的光线称为子午射线。 ,从同一地点出发,达到相同的终端。这种现象称为光纤的自聚焦现象。 mBnB 码。它是把输入信码流中每m 比特码分为一组，然后变换为n 比特(n ＞m)输出。 曲线指的是光源的总发射光功率与注入电流的关系曲线。(P-I 特性) ,这些大量的光量子其相位都是随机的,因此光电检测器在某个时刻实际接收到的光子数,是在一个统计平均值附近浮动,因而产生了噪声。 P-N 结上加高反向电压形成的。此时在结区形成一个强电场，在高场区内光生载流子被强电场加速，获得高的动能，与晶格的院子发生碰撞，使带价的电子得到能量，越过禁带到导带，产生了新的电子-空穴对，如此下去，像雪崩一样的发展，从而使光电流在管子内部即获得了倍增。 能带。 ★★四、简答题★★ 在掺铒光纤中，铒离子(Er3+)有三个能级：能级1代表基态，能量最低，能级2是亚稳态，处于中间能级，能级3代表激发态，能量最高，当泵浦光的光子能量等于能级3和能级1的能量差时，铒离子吸收泵浦光从基态跃迁到激发态(1→3)。但是激发态是不稳定的，Er3+很快返回到能级2。如果输入的信号光的光子能量等于能级2和能级1的能量差，则处于能级2的Er3+将跃迁到基态(2→1)，产生受激辐射光，因而信号光得到放大。这种放大是由于泵浦光的能量转换为信号光的结果。为提高放大器增益，应提高对泵浦光的吸收，使基态铒离子尽可能跃迁到激发态。 半导体材料的光电效应是指光照射到半导体的P-N结上，若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光电子，在价带中出现光空穴，即光电子－空穴对，它们总起来称作光生载流子。 光生载流子在外加负偏压和内建电场的作用下，在外电路中出现光电流。从而在电阻R上有信号电压输出。这样，就实现了输出电压跟随输入光信号变化的光电转换作用。 作用：光发射机的作用是把电端机送来的电信号变为光信号送入光纤中传输。1 光源特性:包括发光波长、谱线宽度、P-I特性和寿命等。2 调制特性:可以采用直接调制和外调制。3 输出特性:包括光功率、稳定性、消光比。 激光工作物质、激励、光学谐振腔) 1 需要有合适的工作物质,具有合适的能级分布,可以产生合适波长的光辐射； 2 需要可以实现工作物质粒子数反转分布的激励能源——泵浦源； 3 需要可以进行方向和频率选择的光学谐振腔。 在有源区中高掺杂的PN结上，由于外加电压不断注入电子形成粒子反转分布，在有源区中产生受激辐射而发出激光。激光的产生需要满足三个条件：可实现粒子数反转分布的增益介质，泵浦源到激发态，光学谐振腔，通过有源区两端的反射镜实现正反馈。 1 产生激光的工作物质，能够产生激光的工作物质,也就是处于粒子数反转分布状态的工作物质,它是产生激光的必要条件； 2 能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源，使工作物质产生粒子数反转分布的外界激励源。物质在泵浦源的作用下,使粒子数从低能级跃迁到高能级,使得在这种情况下受激辐射大于受激吸收,从而有光的放大作用。这时的工作物质已被激活,成为激活物质或增益物质； 3 有能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。激活物质只能使光放大,只有把激活物置于光学谐振腔中,以提供必要的反馈及对光的频率和方向进行选择,才能获得连续的光放大和激光振荡输出。 材料的吸收损耗、光纤的散射损耗、辐射损耗) 1 材料的吸收损耗,包括紫外吸收、红外吸收和杂质吸收等,是材料本身所固有的,是一种本征吸收损耗。 2 光纤的散射损耗,主要有瑞利散射损耗、波导散射损耗和散射损耗。 3 辐射损耗,当理想的圆柱形光纤受到某种外力的作用时,会产生一定曲率半径的弯曲,导致能量泄漏到包层造成损耗。 ,通信容量大；中继距离远；抗电磁干扰能力强,无串话；光纤细,光缆轻；资源丰富,节约有色金属和能源；均衡容易；经济效益好；抗腐蚀、不怕潮湿。 由于噪声引起的抖动;时钟恢复电路产生的抖动;其他原因引起的抖动。如数字系统的复接、分接过程，光缆的老化等。 3R中继器：均衡放大、识别再生、再定时的功能；2R中继器：均衡放大、识别再生的功能;光中继器实现方式主要有光-电-光中继器和对光信号直接放大的中继器两种。 它们表示相应模式的光纤截面上的分布规律，m表示沿圆周方向光场出现最大值的对数，而n表示沿半径方向光场的最大值的个数。 由STM-N （N=1、4、16、64等）即同步传送模块，N=1时是基本分标准模块信号，其速率为155.52Mb/s 。 P-N 结上加上高反向电压形成的，此时在结区形成一个强电场，在高场区内光生载流子被强电场加速，获得高的动能，与晶格的原子发生碰撞，使价带的电子得到能量，越过禁带到导带，产生新的电子-空穴对，新产生的电子-空穴对在强电场中又被加速，再次碰撞，又激发出新的电子-空穴对…如此下去，像雪崩一样的发展，从而使光电流在管子内部即获得了倍增。 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。响应度R0 定义为:R0=IP ·A/W ·P0式中： IP ：光电检测器的平均输出电流；P0：光电检测器的平均输入功率。 量子效率n 定义为：n=（光生电子-空穴对数）/入射光字数。二者关系：R0=en/hf 。这即是说，光电二极管的响应度和量子效率与入射光波频率有关。 从渐变型光纤的导光原理可知:只要n(r)取得合适,那么不同模式的光线就会具有相同的轴向速度。即具有不同条件的子午射线,从同一地点出发,达到相同的终端。利用渐变型光纤n 随r 变化的特点,可以减小模式色散。这种现象称为光纤的自聚焦现象,相应的折射指数分布称为最佳折射指数分布。 折射指数选取平方律型分布形式：2/12])(21)[0()(a r n r n ?-=;式中: ) 0(2)()0(222n a n n -=?;n(0)——光纤轴线处(r=0)的折射率;a ——纤芯半径。 普通单模光纤的材料色散系数D m 、波导色散系数D w 和总色散D 随波长变化的曲线,总色散在1.31μm 附近为零,这个波长称为零色散波长。而在1.55μm 附近色散系数D=15～18ps/(km ·nm)。 在1.55μm 附近的损耗最低,如果合理地设计光波导的结构就可以把零色散波长位移到1.55μm 附近,这样1.55μm 附近色散也最小,利用这种原理制成色散位移光纤(DSF)。无疑对长距离大容量的光纤通信是十分有利的。 光接收机的噪声是与信息无关的随机变化量，分为:与信号光电检测器有关的噪声包括量子噪声、雪崩倍增噪声、暗电流和背景噪声等；与光接收机电路有关的的噪声包括放大器噪声、负载热电阻噪声等。 掺饵光纤放大器主要由掺饵光纤、泵浦光源、光耦合器、光隔离器以及光滤波器等组成。 光耦合器是将输入光信号和泵浦光源输出的光波混合起来的无源光器件；光隔离器是保证光信号只能正向传输的器件；光滤波器的作用是滤除光放大器的噪声,降低噪声对系统的影响,提高系统的信噪比。 ,,因此数值孔径NA ＝表示光纤捕捉光射线的能力。 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·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 纸一并上交。 试题如下： 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） 11、以色散为基，对于单模光纤来说，主要是材料色散和，而对于 多模光纤来说，占主要地位。 12、渐变型光纤中,不同的射线具有相同轴向速度的现象称为现 象。 13、EDFA中的关键器件是和。 14、SDH的帧结构除行、列、字节、帧长等外，还包括信息净负荷区域、支路 单元指针区域和区域。 （二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分） 15、某种光纤的纤芯和包层的折射率分别是 1.48和 1.46，则其临界传播角 为。 16、设PIN光电二极管的量子效率为75％，渡越时间为10ps，则该检测器的3dB 带宽为。 （三）、名词解释填空（每小题2分，共3小题，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 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 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！！！ 1. 目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是 μm, μm, μm μm, μm, μm μm, μm, μm μm, μm, μm 2．在阶跃型光纤中，传输模式的传输条件为 ＞0 ＞Vc ＞＜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＝0 B.β＝0 ＝0 ＝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 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 nm nm nm 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 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 15. 在系统光发射机的调制器前附加一个扰码器的作用是 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 16. 下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是 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 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 2．下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因? (C) 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．用光功率计测试Sn点（OTU的输出点）光功率，液晶屏上显示“1mW”，工 程师按下“dBm”键，显示结果是(B) A. -3.01dBm B. 0dBm C. -1dBm D. 1dBm 4．OTDR上显示的后向散射功率曲线，其横坐标表示(A) A. 光纤长度 B. 功率电平 C. 障碍距离 D. 衰耗值 5．在光纤通信系统中，当需要从光纤的主传输信道中取出一部分光作为测试用 时，需要以下哪种光器件来完成。(C) A. 光衰减器 B. 光隔离器 C. 光耦合器 D. 光纤连接器 6．DWDM系统中单波光功率不能大于5dBm，主要考虑的是(D) A. 维护人员人生安全 B. 激光器使用寿命 C. 保护光缆 D. 非线性效应 7．在下列选项中，光纤通信的监控系统不能监控的项目为 ( C) A. 光中继器的接收光功率 B. 光缆线路的色散特性 C. 电源的电压 D. 光纤通信系统的误码性能 8．随着激光器温度的上升，其输出光功率会(A) A. 减少 B. 增大 C. 保持不变 D. 先逐渐增大，后逐渐减少 9．1mW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？(C) A. 1.8km B. 10km C. 18km D. 20km 10．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(C) A. 光衰减器 B. 光隔离器 C. 光耦合器 D. 光纤连接器 11．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 12．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 13．在掺铒光纤放大器中，泵浦光源的作用是(c) A. 与入射光叠加产生光的放大 B. 作为增益介质，对光信号进行放大从 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； ★★一、填空题★★ ★光接收机中，PIN光电二极管引入的主要噪声有（暗电流）噪声和（量子）噪声。 ★光隔离器是一种只允许光沿（一个方向）通过而在（相反方向）阻挡光通过的光无源器件。 ★光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：（自发辐射）,（受激吸收）,（受激辐射）;产生激光的最主要过程是:（受激辐射）。★光源的作用是将（电信号）变换为（光信号）。 ★光检测器的作用是将（光信号）转换为（电信号）。 ★光中继器实现方式主要有（光-电-光中继器）和（对光信号直接放大的中继器）两种。 ★光纤传输衰减分为（材料的吸收）衰减、（光纤的散射）衰减和（辐射）衰减。 ★光纤数字通信系统中,（误码）性能和（抖动）性能是系统传输性能的两个主要指标。 ★光纤中的传输信号由于受到光纤的（色散）和（损耗）的影响,使得信号的幅度受到衰减，波形岀现失真。 ★光与物质作用时有（输岀功率与效率）、（输岀光谱特性）和（响应速率与带宽）三个物理过程。 ★光纤的主要材料是（二氧化硅），光纤的结构从里到外依次为（纤芯）、（包层），其中（纤芯）部分是用来传导光信号的。 ★光纤的传输特性是光纤的（损耗）特性、（色散）特性。 ★光纤的色散分为（材料）色散、（波导）色散和（模式）色散。 ★光纤的分类中按传输的模式来分可分为（单模）和（多模）光纤，按纤芯的折射率分布的不同来分可分为（阶跃型）和（渐变型）光纤。 ★光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长:（0.85um ）,（1.31um）,（1.55um），最低损耗窗口的中心波长是在（1.55um）。 ★目前光纤通信所用光波的光波波长范围为（0.8~1.8um丄属于电磁波谱中的（近红外区）区。 ★EDFA称为（掺铒光纤放大器）,其实现放大的光波长范围是（1.53~1.56um ）。 ★光纤通信是以（光纤）为传输媒质。以（光波）为载波的通信方式。 ★光纤通信系统的长期平均误码率定义为（传送错误的码元数占传送的总码元数的百分比），反映突发性误码，用（严重误码秒（SES））、（误码秒 （ES））两个性能指标来评价。 ★单模光纤是指在给定的工作波长上，只传输（单一基模）|的光纤。 ★单模光纤的波长色散分为（材料）色散、（波导）|色散和|（光纤）色散。 ★mBnB码又称为（分组码），它是把（把输入码流中M比特分为一组，然后变换为N比特）。 ★PIN光电二极管，是在P型材料和N型材料之间加上一层（轻掺杂质的N型材料，1层）。 ★WDM技术从传输方向分：有（双向结构）和（单向结构）|两种基本应用形式。 ★在热平衡条件下，一个电子占据一个能量为E的能级的概率f（E）的计算式为（f（E）=1/{1+eA［（E-EAf）/KT］} ）。 ★在阶跃型光纤中,001）模是最低工作模式|（LP11）是第一高阶模。 ★在光纤通信系统中光接收机的基本功能是：（把接收来的光信号转变为原来的电信号）。 ★在光接收机中，与光电检测器相连的放大器称—（前置放大器）|,它是|（低噪声、髙增益）|的放大器。 ★渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的~（光纤的自聚焦）|现象。 ★随着半导体激光器温度的上升，其输岀功率会（降低）。 ★发光二极管依靠（自发辐射）发光，半导体激光器依靠受激辐射』发光。 ★通常用的光纤绝大多数用（石英材料制成，折射率高的中心部分叫做（纤芯）］，折射率稍低的外层称为|（包层）。 ★阶跃型光纤的单模传输条件是（0 v V V 2.405 ）。 ★目前光纤通信的长波波长低损耗波长 ★表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为数值孔径）|,用（NA）表示。 ★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|（激光）| ,这个电流称为|（阈值）电流。 ★由于双异质结激光器在有源区两侧，既限制了（光波）|，又限制了 |（载流子）|,故它的光强分布基本被约束在有源区，而且|（阈值）|电流大大降低 ★根据ITU-T的建议,STM-1码速率分别=（155.520 ）Mb/s。 ★★二、选择题★★ ★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 ★激光是通过什么产生的？（A） 潍坊学院2009-2010学年第2学期期末考试 《光纤通信基础》试卷（A卷）参考答案及评分标准 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 1C、2B、3B、4D、5C、6A、7D、8C、9C、10D、11C、12D、13B、14C、15A 二、填空题(每空1分，共20分) 1、光作为载波 2、um um 3、大 4、自聚焦 5、谐振腔 6、受激辐射 7、暗电流噪声8、隔离度9、动态范围10、10-270 11、光纤放大器12、量子效率 13、不能14、分插复用器交叉连接设备15、下降16、17、空分交换波分交换 三、简答题(本大题共6小题，每小题5分，共30分) 1、答：光纤通信系统主要由发射机、接收机和光纤线路三个部分组成。（2分） 发射机的主要作用：是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。光纤线路把来自于光发射机的光信号，以尽可能小的崎变 和衰减传输至接收机。光接收机把从光纤线路输出的光信号还原为电信号。（3分） 2、答：光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗：（2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（1分） 散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和光纤结构缺陷引起的散射产生的（1分） 光纤损耗使系统的传输距离受到限制，不利于长距离光纤通信。（1分） 3、答：在PN结界面上，由于电子和空穴的扩散运动，形成内部电场；内部电场使电子和空穴产生与扩散运动方向相反的漂移运动，最终使能带产生倾斜，在PN线路附近形成耗尽层。（1分） 当入射光照射PN结时，若光子能量大于带隙，便发生受激吸收，而形成光生电子—空穴对。（1分） 在耗尽层，由于内部电场的作用，电子向N区运动，空穴向P区运动，形成光生漂移电流。在耗尽层两侧中性电场区，由热运动，部分光行电子和空穴通过扩散运动进入耗尽层，在电场的作用下，形成和漂移运动相同方向的光生扩散电流。（2分） 光生漂移电流分量和光生扩散电流分量的总和即为光生电流，当P层和N层连接的电路开路时，便在两端产生光生电动势，这种效应称为光电效应。（1分） 4、答：在LD的驱动电路里，设置自动功率控制电路（APC）是为了调节LD的偏流， 使输出光功率稳定。（2分）在LD的驱动电路里，设置自动温度控制电路是因为半导体光源的输出特性受温度影 响较大，特别是长波长半导体激光器对温度更加敏感，为保证输出特性稳定，对激 光器进行温度控制是十分必要的。（3分） 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 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 光纤通信期末考试题及答案分析 一、填空： 1、1966年，在英国标准电信实验室工作的华裔科学家首先提出用石英玻璃纤维作为光纤通信的媒质，为现代光纤通信奠定了理论基础。 2、光纤传输是以作为信号载体，以作为传输媒质的传输方式。 3、光纤通常由、和三部分组成的。 4、据光纤横截面上折射率分布的不同将光纤分类为和。 5、光纤色散主要包括材料色散、、和偏振模色散。 6、光纤通信的最低损耗波长是，零色散波长是。 7、数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为。 8、阶跃光纤的相对折射率差公式为 9、光纤通信中常用的低损耗窗口为、1310nm、。 10、V是光纤中的重要结构参量，称为归一化频率，其定义式为。 11、模式是任何光纤中都能存在、永不截止的模式，称为基模或主模。 12、阶跃折射率光纤单模传输条件为：。 13、电子在两能级之间跃迁主要有3个过程，分别为、和受激吸收。 14、光纤通信中最常用的光源为和。 15、光调制可分为和两大类。 16、光纤通信中最常用的光电检测器是和。 17、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和。 18、STM-1是SDH中的基本同步传输模块，其标准速率为：。 19、单信道光纤通信系统功率预算和色散预算的设计方法有两种：统计设计法 和。 20、光纤通信是以为载频，以为传输介质的通信方式。 21、光纤单模传输时，其归一化频率应小于等于。 22．数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为：。 23、所谓模式是指能在光纤中独立存在的一种分布形式。 24、传统的O/E/O式再生器具有3R功能，即在、和再生功能。 25、按射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有子午光线和两类。 26、光纤中的传输信号由于受到光纤的损耗和的影响，使得信号的幅度受到衰减；波形出现失真。 27、半导体材料的能级结构不是分立的单值能级，而是有一定宽度的带状结构，称为。 28、半导体P-N结上外加负偏压产生的电场方向与方向一致，这有利于耗尽层的加宽。 29、采用渐变型光纤可以减小光纤中的色散。 30、SDH网中，为了便于网络的运行、管理等，在SDH帧结构中设置了。 31、SDH的STM－N是块状帧结构，有9行，列。 32、处于粒子数反转分布状态的工作物质称为。 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. 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） 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《光纤通信》试卷题及问题详解
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