光纤通信新增计算题

《光纤通信原理》题集一、选择题（每题1分，共10分）1.光纤通信是利用什么作为信息载体的通信方式？A. 电流B. 光波C. 电磁波D. 声波2.在光纤通信中，以下哪种光线传输模式具有更高的带宽？A. 多模光纤B. 单模光纤C. 塑料光纤D. 同轴电缆3.光纤的主要成分是什么？A. 硅B. 铜C. 玻璃或塑料D. 铝4.以下哪项不是光纤通信的优点？A. 传输距离远B. 抗干扰能力强C. 传输容量大D. 容易受到电磁干扰5.在光纤通信中，哪个设备用于将电信号转换为光信号？A. 光电转换器B. 光发射机C. 光接收机D. 光纤放大器6.以下哪种现象会导致光信号在光纤中传输时发生衰减？A. 光的全反射B. 光的干涉C. 光的散射D. 光的衍射7.WDM代表的是什么技术？A. 波长分复用B. 时分复用C. 频分复用D. 码分复用8.EDFA是什么类型的放大器？A. 电气放大器B. 掺铒光纤放大器C. 光学透镜放大器D. 微波放大器9.在光纤通信系统中，哪个设备用于检测并接收光信号？A. 光源B. 光检测器C. 光纤耦合器D. 光开关10.以下哪种光纤连接器类型是最常用的？A. ST连接器B. SC连接器C. FC连接器D. LC连接器二、填空题（每题1分，共10分）1.光纤通信中，信息是通过__________在光纤中传输的。

2.单模光纤的传输特性比多模光纤更__________。

3.光纤通信系统中的主要噪声来源是__________。

4.在光纤通信中，使用__________技术可以提高系统的传输容量。

5.光纤的损耗主要包括__________和散射损耗。

6.光纤的__________是指光在光纤中传播时能够发生全反射的条件。

7.__________是光纤通信系统中用于放大光信号的设备。

8.光纤的带宽决定了其传输信息的__________。

9.在光纤熔接过程中，应保证光纤的端面__________且干净。

一、填空1. 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;为实现光能量在光纤中的传输，要求中心的 的折射率 稍高于 外围的 包层 的折射率.2. 渐变型光纤的 自聚焦效应 说明不同入射角的光线，虽然经历的路程不同，但最终都会聚在 一点上。

3. 单模光纤传输的条件为 v=（2πa/λ）405.22122<=-n n 。

4. 由于 色散 的存在，使得在光纤中传输的光纤信号,无论是模拟信号还是数字信号的幅度都要减小；光纤的 损耗 决定了系统的 传输距离 。

（色散限制了带宽)5. 通信网由 SDH 传送网 、 WDM 光网络 、光接入网 组成。

6. PON 即 无源光网络 分多址（TDMA) 波分多址（WDMA) （AON 有源光网络）7. 接入网由 业务节点接口（SNI) 和 用户网络接口(UNI ） 之间的一系列传送实体组成，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 3Q 配置和管理。

8. 在SDH 中，将低速的支路信号复接为高速信号,需经过 传输媒质层网络 、通道层网络 、 电路层网络 。

9.DWDM系统可分为双纤单向传输 WDM系统和单纤双向传输 WDM系统。

光与物质互相作用时有三种基本过程：受激吸收/自发辐射/受激辐射二、选择题1.1970年,光纤研制取得了重大突破,美国康宁公司成功研制了损耗为（ A )的石英光纤，从而展现了光纤通信美好的前景。

A）20 dB/km B）1000 dB/km C） 2.5 dB/km D）4 dB/km2.光纤中传送的电磁场模式为 DA)TM波 B）EM波 C) TEM波 D） TM、EM及其混合波3.影响多模光纤中的色散主要是 C>A>BA）材料色散 B）波导色散 C）模式色散 D)色度色散4.下列哪项不属于光无源器件：DA）连接器 B）光耦合器 C)光隔离器 D）光检测器5.下列不属于数字光发射机调制特性的是 DA）电光延迟 B）弛张振荡 C)自脉动现象 D)暗电流噪声6.平均故障间隔时间常用下列哪项表示 BA）MTTR B)MTBF C）MFRB D)MRTT7.EDFA工作的窗口是 BA）1310 nm B）1550nm C）980nm D）1480nm8.下列哪项不属于我国在传输参考模型中提出的参考数字DA)420 km B）5000km C)280km D)6400km （美国）9.二纤单向复用段倒换环利用下列甚磨协议实现倒换环功能（A）A）APS B）AIS C)AC D）SOA10.STM-1是SDH的同步传输模块，传输速率是AA）155.520 Mb/s B）2.048 Mb/s C）1.544 Mb/s D）622.080 Mb/s三、判断正确与错误1.1960年，美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器(T )2.NA越大，则光纤中的信息传输量越大。

光纤通信》计算、综合、分析练习题计算、综合、分析题练习1. 一阶跃折射率光纤，纤芯折射率n1=1.5 ，相对折射率差1% ，工作波长为1310nm，试计算：(1) 为了保证单模传输，其芯径应取多大？(2) 若取芯径 a 5 m ，求其数值孔径及其模式数。

2. 设PIN 光电二极管的量子效率为75％，渡越时间为10ps。

问：(1)计算该检测器的3dB 带宽；(2)计算在 1.3um 和 1.55um 波长时的响应度，并说明为什么在 1.55um 处光电二极管比较灵敏。

3. 已知阶跃型光纤的n1=1.5，△ =0.5％，工作波长λ =1.31μm 光纤中的导模M=2 求：(1) 光纤的数值孔径NA。

(2 分)(2) 全反射临界角θ c。

(3 分)(3) 光纤的纤芯半径a。

(5 分)4. 一个GaAsPIN 光电二极管平均每两个入射光子，产生一个电子－空穴对，假设所有的电子都被接收(1) 计算该器件的量子效率；(2) 设在 1.31um 波段接收功率是10－7W，计算平均输出光生电流。

(3) 计算这个光电铒极管的长波长截止点λc(超过此波长光电二极管将不工作) 。

5. 某SI型光纤，光纤的芯径d=2a 为100μm，折射率n1=1.458，包层的折射率n2=1.450 ，在该光纤中传输的光波的波长λ =850nm 。

( 1)计算该光纤的V 参数；(2)估算在该光纤内传输的模式数量；(3)计算该光纤的数值孔径；(4)计算该光纤单模工作的波长。

6. 有一GaAlAs 半导体激光器，其谐振腔长为300 m ，材料折射率n=3.0，两端的解理面的反射率为0.35。

(1) 求因非全反射导致的等效损耗系数。

(2) 求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。

(3) 若此激光器的中心波长λ =1310nm ，与此相应的纵模序数。

7. 设140Mb/s 的数字光纤通信系统，工作波长1300 nm，其他参数如下：发射光功率为-3dBm ，接收机的灵敏度为-38 dBm (BER=10 -9) ，系统余量为 4 dB，连接器损耗为0.5 dB / 个，平均接头损耗为0.05 dB/km ，光纤损耗为0.4dB/km ，试计算损耗限制传输距离。

光纤通信简明教程习题及题解《光纤通信简明教程》习题及题解1-1 光程差计算波长为1.55 μm 的两束光沿z 方向传输，从A 点移动到B 点经历的路径不同，其光程差为20 μm ，计算这两束光的相位差。

解：两束光的相位差由式（1.2.8）可知2z φλπΔΔ== 2π×20/1.55 = 25.8 π 弧度2-1 mW 和dBm 换算一个LED 的发射功率是3 mW ，如用dBm 表示是多少？经过20 dB 损耗的光纤传输后还有多少光功率？解：LED 的输出功率用式（B.1）计算为dBm = 10 log P = 10 log 3 ≈ 4.77 dBm或者从附录D 中查表也可以近似得到。

经过20 dB 损耗的光纤传输后，还有4.77 ? 20 = ?15.23 dBm 的光功率。

2-2 光纤衰减注入单模光纤的LD 功率为1 mW ，在光纤输出端光电探测器要求的最小光功率是10 nW ，在1.3 μm 波段工作，光纤衰减系数是0.4 dB/km ，请问无需中继器的最大光纤长度是多少？解：由式（2.3.3）可得3in 9dB out 111010lg 10lg 125 km 0.41010P L P α===????×???? 2-3 材料色散光源波长谱宽λΔ和色散τΔ指的是输出光强最大值一半的宽度，21λΔ称为光源线宽，它是光强与波长关系曲线半最大值一半的宽度，21τΔ是光纤输出信号光强与时间关系曲线半最大值一半的宽度。

已知光纤的材料色散系数为（1.55 μm ）。

11m nm km ps 22??=D 请计算以下2种光源的硅光纤每千米材料色散系数：当光源采用工作波长为1.55 μm 、线宽为100 nm 的LED 时；当光源采用工作波长仍为1.55 μm 、但线宽仅为2 nm 的LD 时。

解：对于LED ，nm 10021=Δλ，由式（2.3.7）可以得到()()()ps 200 2nm 100nm km ps 22km 1111m 21==Δ≈Δ??λτD L ，或者 2.2ns 。

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.目前光纤通信三个合用的低耗费工作窗口是( )。

A．0.85 μm,1.27 μm,1.31 μmB．0.85 μm,1.27 μm,1.55 μmC．0.85 μm,1.31 μm,1.55 μmD．1.05 μm,1.31 μm,1.27 μm3.限制光纤传输容量〔 BL 积〕的两个根本因素是 ( )和光纤色散。

A．光纤色散B．光纤折射C．光纤带宽D．光纤耗费4.一光纤的模色散为 20ps/km ，若是一瞬岁月脉冲〔脉冲宽度趋近于0〕在此光纤中传输 8km，那么输出端的脉冲宽度为 ( )5.以下说法正确的选项是 ( )A．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必定等于纤芯的折射率B．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必定大于纤芯的折射率C．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必定小于纤芯的折射率D．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必定大于涂层的折射率6.关于工作波长为 1.31 μm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 ) ，纤芯直径的最大赞同值为〔〕。

A.0.34 μ mB.0.90 μ mC.3.0 μmD.4.8 μm7.在阶跃型光纤中，导波的传输条件为( )A． V＞0B．V＞ VcC． V＞D．V＜ Vc8.以下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，信号脉冲缩短变窄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.在包层折射界线上的全内反射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，耦合耗费为 1.0dB ，而在光纤输出端需要的信号，那么在衰减为的光纤中，能够将信号传输多远？〔〕。

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〔〕。

光纤通信必考填空题、计算题及其答案知识点一、填空题1The main constituents of an optical fiber communications link . The key sections are a transmitter consisting of a light source and its associated drive circuitry, a cable offering mechanical and environmental protection to the optical fibers contained inside, and a receiver consisting of a photodector plus amplification and signal-restoring circuitry.光纤通信链路的主要成分。

的关键部分是一个发射机包括一个光源及其相关的驱动电路，一个电缆提供机械和环境保护于光纤内部包含，和一个接收器包括一个光电探测器加放大和信号复原电路。

2Attenuation of a light signal as it propagates along a fiber is an important consideration in the design of an optical communication system, the basic attenuation mechanisms in a fiber are absorption, scattering, and radiative losses of the optical energy.因为它传播沿纤维是在光通信系统的设计中的重要考虑因素的光信号的衰减，在一个光纤中的基本衰减机制是吸收，散射，以及光学能量的辐射损失。

3Intermodal dispersion or modal delay appears only in multimode fibers. This signal-distorting mechanism is a result of each mode having a different value of the group velocity at a single frequency.模间色散或模延迟只出现在多模光纤。

光纤通信试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 光纤通信中，光纤的传输介质是什么？A. 铜线B. 玻璃纤维C. 塑料D. 无线电波答案：B2. 下列哪个是光纤通信的优点？A. 传输距离短B. 抗干扰能力差C. 传输容量大D. 传输速度慢答案：C3. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪一项？A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：D4. 在光纤通信中，下列哪种光纤损耗最小？A. 多模光纤B. 单模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：B5. 光纤通信系统中，光信号的接收设备是什么？A. 调制解调器B. 光端机C. 路由器D. 交换机答案：B二、多选题（每题3分，共15分）1. 光纤通信中，下列哪些因素会影响光纤的传输性能？A. 光纤的折射率B. 光纤的直径C. 光纤的弯曲度D. 光纤的材质答案：A, B, C, D2. 下列哪些是光纤通信系统的主要组成部分？A. 光纤B. 光端机C. 路由器D. 光放大器答案：A, B, D3. 光纤通信中，下列哪些是光信号的调制方式？A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：A, B, C4. 在光纤通信中，下列哪些是光纤的类型？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：A, B, C5. 光纤通信中，下列哪些是光信号的传输特性？A. 高频带宽B. 低损耗C. 抗电磁干扰D. 传输距离远答案：A, B, C, D三、判断题（每题1分，共10分）1. 光纤通信的传输介质是铜线。

（错）2. 光纤通信的传输容量比传统的铜线通信大。

（对）3. 光纤通信中，光信号的调制方式包括调时。

（错）4. 单模光纤的损耗比多模光纤大。

（错）5. 光纤通信系统中，光信号的接收设备是调制解调器。

（错）6. 光纤的折射率不会影响光纤的传输性能。

（错）7. 光纤通信系统的主要组成部分包括光纤和光端机。

（对）8. 光纤通信中，光信号的调制方式只有调幅。

光纤通信技术考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪个不是光纤通信的优点？（）A 通信容量大B 传输损耗小C 抗干扰能力强D 成本低2、光纤的主要成分是（）A 铜B 铝C 石英D 塑料3、光在光纤中传输时，其模式数量与（）有关。

A 光纤芯径B 光纤长度C 光的波长D 光纤折射率4、以下哪种光纤适用于长距离通信？（）A 多模光纤B 单模光纤C 塑料光纤D 渐变型光纤5、光纤通信系统中，用于将光信号转换为电信号的器件是（）A 光源B 光检测器C 光放大器D 光耦合器6、以下哪种光源在光纤通信中应用最广泛？（）A 发光二极管B 半导体激光器C 固体激光器D 气体激光器7、光放大器的作用是（）A 产生光信号B 增强光信号C 转换光信号D 分配光信号8、以下哪种光放大器的增益带宽最宽？（）A 半导体光放大器B 掺铒光纤放大器C 拉曼光纤放大器D 布里渊光纤放大器9、光纤通信系统的工作波长通常在（）附近。

A 850nmB 1310nmC 1550nmD 1800nm10、以下哪种复用技术可以在一根光纤中同时传输多个波长的光信号？（）A 时分复用B 波分复用C 频分复用D 码分复用二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、光纤通信是以______为载体，以______为传输媒介的通信方式。

2、光纤的结构包括______、＿_____和______。

3、按照折射率分布情况，光纤可分为______光纤和______光纤。

4、光在光纤中传播会产生______、＿_____和______等损耗。

5、常见的光检测器有______和______。

6、光纤通信系统的基本组成包括______、＿_____和______。

7、光源的调制方式有______调制和______调制。

8、波分复用系统的关键器件有______和______。

9、光纤通信中的色散包括______色散、＿_____色散和______色散。

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1.48μmC．0.98μm和1.48μm D．0.98μm和1.55μm8、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．10-5 C．10-4 D．10-314、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）A．2.048 Mb/s，HDB3 B．8.448 Mb/s，HDB3C．2.048 Mb/s，CMI D．8.448 Mb/s，CMI 16、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为（ A ）dBm。

0.3lg2W W lg 1010)(lg 1010)(lg 10)(D 40101.0lg 101.010)(lg 10)(S 4min 3min 33min 3min ==-=-==⇒==----注：）（）（动态范围：如：灵密度：、灵密度和动态范围p p W p W p dBm dBm S vW P W P dBm man manr rGHz GHz B c 49.0)109.0411(4110.9ns ns 1038 1.71%1.4871058LN 5Km 1.71%1.487N )2(382321GI 1=⨯=∆==⨯⨯⨯⨯⨯=∆=∆=∆=ττ））（（解：？，求展宽了多少和带宽一个光脉冲传输了的多模渐变型光纤，，、对于km km km nm km km nm M L A A M P A A P P m dB km dB dBm c f S f E d CR CT R T 16.85)76(..........95)06.005.02.0314.02)2.31(3(L 505164)06.005.035.0314.02)2.31(3(L 0131/L )0.2dB/km (1550nm )0.35dB/km (1310n 30.4dB 3dB 0.06dB/km ,/0.05,31.2-4-ST M )1(3-=++--⨯---==++--⨯---=++-----=光纤通信系统对于光纤通信系统对于可得解：由公式：的中继距离？为衰减系数和衰减系数为作波长为，求工，平均发光功率为，活动连接器为度为，设备富余线路富余度为接头损耗为灵敏度为光纤通信系统，接收机、一个、中断距离的计算：MHz GHz B ns ns n NA c L c NA n d P L P L p e p L p p dzL 04.11004.1108.4234114118.423)487.12103275.0105(2)()(L 5Km 487.1,275.0NA )1(2)0()(lg 10L L P )0()0()(dp 133823122GI 1=⨯=⨯=∆==⨯⨯⨯⨯⨯==∆=∆==-==⇒-=--ττααα解：？，求展宽了多少和带宽一个光脉冲传输了的多模阶跃光纤，对于、、色散计算：衰减系数：处光功率）为（为输入端光功率，，衰减规律：、衰减的计算：km )34.93(4.15L 16km )35.373(5.61L 4)km 246(1493.4L 1103154.0L 16,4,1km 3.5ps/nm D 1310nm ,nm )388.0(2.3554-MLM )2(3max 6max 3dB =-=-=-∆⨯=---∙=∆系统系统系统得解：由离。

光纤通信试题及答案一、选择题1. 光纤通信中，光信号的传输介质是？A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 卫星答案：B2. 下列哪项不是光纤通信的优点？A. 带宽大B. 抗干扰能力强C. 传输距离短D. 保密性好答案：C3. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪项？A. 强度调制B. 频率调制C. 相位调制D. 振幅调制答案：D二、填空题1. 光纤通信的基本原理是利用_________传输光信号。

答案：光纤2. 光纤通信系统中，光信号的接收端设备通常称为_________。

答案：光接收机3. 光纤通信中，常用的光纤类型有单模光纤和_________。

答案：多模光纤三、简答题1. 简述光纤通信的基本原理。

答案：光纤通信的基本原理是利用光纤作为传输介质，通过激光器等光源产生光信号，然后通过光纤传输到接收端，接收端的光接收机将光信号转换为电信号，再经过解调等处理，还原成原始信息。

2. 光纤通信相比其他通信方式有哪些优势？答案：光纤通信相比其他通信方式具有传输带宽大、传输距离远、抗干扰能力强、信号损耗小、保密性好等优势。

四、计算题1. 假设光纤通信系统中，光信号的传输速率为10Gbps，光纤的损耗为0.3dB/km，求在100km距离上的信号损耗。

答案：根据损耗公式，损耗(dB) = 损耗系数(dB/km) × 距离(km)，所以信号损耗= 0.3dB/km × 100km = 30dB。

五、论述题1. 论述光纤通信在现代通信网络中的应用及其重要性。

答案：光纤通信在现代通信网络中扮演着极其重要的角色。

由于其高带宽、长距离传输能力以及抗干扰性等特点，光纤通信已成为长距离数据传输、宽带接入、数据中心互联等场景的首选技术。

随着互联网和大数据的快速发展，光纤通信的需求日益增长，其在保障信息传输的高效性、稳定性和安全性方面发挥着不可替代的作用。

1、 某SI （Setup Index ，阶跃）型光纤，光纤的芯径d=2a 为100um ，折射率n1=1.458，包
层的折射率n2=1.450，在该光纤中传输的光波的波长λ=850nm 。

（1） 计算该光纤的V 参数；
（2） 估算在该光纤内传输的模式数量；
（3） 计算该光纤的数值孔径；
（4） 计算该光纤单模工作的波长。

2、 应用光时域后向散射仪（OTDR ）测量光纤，得到一断点信息：反回脉冲与发出脉冲之间
的延时为30s μ，计算光纤断点位置？（已知纤芯折射率5.11=n ，光速s m c /1038⨯=）
3、 已知SDH 系统STM-1模块的帧结构为9行270列字节，每字节8bit ，帧周期125s μ，
计算STM-1模块的比特传输速率。

4、 设140Mb/s 的数字光纤通信系统，工作波长1300nm ，其他参数如下：发射光功率为-3dBm ，
接收机的灵敏度为-38dBm （BER=10-9），系统余量为4dB ，连接器损耗为0.5dB/个，平均接头损耗为0.05dB/km ，光纤损耗为0.4dB/km ，试计算损耗限制传输距离。

5、 已知千兆以太网的光纤传输系统，传输光波长为 1.31m μ，输出平均光功率
mW P O U T 5.0=，光接收灵敏度dBm P IN 30-=，系统余量为3dB ，连接损耗为3dB ，问采用单模光纤能传输多少公里？（其中光纤损耗Km dB /35.0=α）
6、 分光比为3:1的定向耦合器，假设从输入口0输入的功率为1mW ，从输入口0到输出口
1的插入损耗为1.5dB ，求两个输出口的输出光功率。

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R0＝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 /hf 3.STM-4一帧中总的列数为（ ）A.261B.270C.261×4D.270×44.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<θc12B.θ1=0°C.θ1<θc13<θc12D.θc12<θ1<90°5.光纤色散系数的单位为（ ）A.ps/kmB.ps/nmC.ps/nm.km ?D.nm/ps?km6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（ ）A.20 dBB.30 dBC.40 dBD.60 dB7.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0B.LP01C.LP11为第一高次模D.LP129.在薄膜波导中, 导波的截止条件为（ ）A.λ0≥λCB.λ0<λCC.λ0≥0D.λ0≤1.55μm10.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。

《光纤通信》试题计算分析题练习要自信，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》计算、综合、分析练习公布精选精炼+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！！！计算、综合、分析题练习1. 一阶跃折射率光纤，纤芯折射率n1=1.5，相对折射率差??1%，工作波长为1310nm，试计算：(1) 为了保证单模传输，其芯径应取多大？(2) 若取芯径a?5?m，求其数值孔径及其模式数。

2. 设PIN光电二极管的量子效率为75％，渡越时间为10ps。

问：(1) 计算该检测器的3dB带宽；(2) 计算在1.3um和1.55um波长时的响应度，并说明为什么在1.55um处光电二极管比较灵敏。

3.已知阶跃型光纤的n1=1.5，△=0.5％，工作波长λ=1.31μm光纤中的导模M=2求：(1) 光纤的数值孔径NA。

(2分)(2) 全反射临界角θc。

(3分)(3) 光纤的纤芯半径a。

(5分)4. 一个GaAsPIN光电二极管平均每两个入射光子，产生一个电子－空穴对，假设所有的电子都被接收。

(1) 计算该器件的量子效率；(2) 设在1.31um波段接收功率是10－7W，计算平均输出光生电流。

(3) 计算这个光电铒极管的长波长截止点λc（超过此波长光电二极管将不工作）。

5. 某SI型光纤，光纤的芯径d=2a为100μm，折射率n1=1.458，包层的折射率n2=1.450，在该光纤中传输的光波的波长λ=850nm。

（1）计算该光纤的V参数；（2）估算在该光纤内传输的模式数量；（3）计算该光纤的数值孔径；（4）计算该光纤单模工作的波长。

6. 有一GaAlAs半导体激光器，其谐振腔长为300?m，材料折射率n=3.0，两端的解理面的反射率为0.35。

(1)求因非全反射导致的等效损耗系数。

(2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。

(3)若此激光器的中心波长λ=1310nm，与此相应的纵模序数。

《光纤通信》试题计算分析题练习[键入公司名称][键入文档标题] [键入文档副标题]Administrator2014/8/1忍人之所不能忍，方能为人知所不能为！！！计算、综合、分析题练习1. 一阶跃折射率光纤，纤芯折射率n 1=1.5，相对折射率差%1=∆，工作波长为1310nm ，试计算：(1) 为了保证单模传输，其芯径应取多大？(2) 若取芯径m 5a μ=，求其数值孔径及其模式数。

2. 设PIN 光电二极管的量子效率为75％，渡越时间为10ps 。

问：(1) 计算该检测器的3dB 带宽；(2) 计算在1.3um 和1.55um 波长时的响应度，并说明为什么在1.55um 处光电二极管比较灵敏。

3.已知阶跃型光纤的n 1=1.5，△=0.5％，工作波长λ=1.31μm 光纤中的导模M=2求：(1) 光纤的数值孔径NA 。

(2分)(2) 全反射临界角θc 。

(3分)(3) 光纤的纤芯半径a 。

(5分)4.一个GaAsPIN 光电二极管平均每两个入射光子，产生一个电子－空穴对，假设所有的电子都被接收。

(1) 计算该器件的量子效率；(2) 设在1.31um 波段接收功率是10－7W ，计算平均输出光生电流。

(3) 计算这个光电铒极管的长波长截止点λc （超过此波长光电二极管将不工作）。

5. 某SI 型光纤，光纤的芯径d=2a 为100μm ，折射率n1=1.458，包层的折射率n2=1.450，在该光纤中传输的光波的波长λ=850nm 。

（1）计算该光纤的V 参数；（2）估算在该光纤内传输的模式数量；（3）计算该光纤的数值孔径；（4）计算该光纤单模工作的波长。

6. 有一GaAlAs 半导体激光器，其谐振腔长为300m μ，材料折射率n=3.0，两端的解理面的反射率为0.35。

(1)求因非全反射导致的等效损耗系数。

(2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。

(3)若此激光器的中心波长λ=1310nm ，与此相应的纵模序数。

1《光纤通信网络（第2版）》习题及题解3-16 从SDH 的帧结构计算STM-1和STM-64每秒传送的比特速率 解：对于STM-1（N = 1），每秒传送的比特速率为8 比持/字节 ⨯ 9 ⨯ 270字节/帧 ⨯ 8 000帧/秒 = 155.52 Mb/s对于STM-64（N = 6 4），每秒传送速率为 8 ⨯ 9 ⨯ 270 ⨯ 64 ⨯ 8 000 = 9953.28 Mb/sSDH 各等级信号的标准速率如附录F 所示。

4-1 mW 和dBm 换算一个LED 的发射功率是3 mW ，如用dBm 表示是多少？经过20 dB 损耗的光纤传输后还有多少光功率？解：LED 的输出功率用式（B.1）计算为dBm = 10 log P = 10 log 3 ≈ 4.77 dBm或者从附录D 中查表也可以近似得到。

经过20 dB 损耗的光纤传输后，还有4.77 - 20 = -15.23 dBm 的光功率。

4-2 光纤衰减注入单模光纤的LD 功率为1 mW ，在光纤输出端光电探测器要求的最小光功率是10 nW ，在1.3 μm 波段工作，光纤衰减系数是0.4 dB/km ，请问无需中继器的最大光纤长度是多少？ 解：由式（4.1.3）可得3in9dB out111010lg 10lg 125 km 0.41010PL P α--⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭4-3 计算单模光纤脉冲展宽考虑波长1 550 nm 处，用群速度色散17 ps/nm ⋅km 的标准单模光纤传输10 Gb/s 的信号，计算经100 km 传输后的脉冲展宽。

如果改用色散值为3.5 ps/nm ⋅km 的色散移位单模光纤传输，脉冲展宽又是多少？ 解：对于10 Gb/s 的信号，其脉冲宽度为τ = 100 ps ，光谱带宽近似为∆f = 1/τ = 10 GHz ，对应的波长带宽由附录式（F.4）得到nm 08.01031010101.5589262=⨯⨯⨯=∆=∆-）（　c f λλ 利用式（4.1.6）可以得到标准单模光纤的脉冲展宽为ps 13608.010100173cd =⨯⨯⨯=∆=∆λτDL色散移位单模光纤的脉冲展宽为2ps 2808.0101003.53cd =⨯⨯⨯=∆=∆λτDL4-4 计算单模光纤带宽计算例4-3的标准单模光纤段和色散移位光纤段的带宽。

计算题1．一阶跃折射率光纤，纤芯折射率n=1.5,相对折射率差Δ=0.01，光纤长L=1km ，纤芯半径a=25μm 。

LP 01，LP 02模的归一化截止频率分别为0和3.832。

求：（1）光纤的数值孔径；（2）子午光线的最大时延差；（3）若入射光波长λ=0.85μm ，问该光纤能否实现单模传输，若不能，则光纤中传输的模式数量为多少？a 为多少时，该光纤可以实现单模传输。

（4）若该光纤分别与面发光二极管，半导体激光器（︒=︒=⊥30,10//θθ）耦合，求直接耦合效率。

（5）计算LP 01，LP 02模的截止波长。

解：（1）212.001.025.121=⨯=∆=n NA（2）km s c n /10510301.05.1851-⨯=⨯⨯=∆≈∆τ （3）405.22.391085.001.025.1102514.3222661〉=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=--λπan V 不能实现单模传输 7682.39212122=⨯==V M 要实现单模传输须 m a an μλπ53.102.05.114.3285.0405.2405.2221=⨯⨯⨯〈〈∆则 （4）与面发光二极管的耦合效率%5.4)(2==NA η与激光器的耦合效率%31120)(//2==⊥θθηNA （5）LP 01模的截止波长∞=∆=2210101a n V LP c LP c πλ LP 02模的截止波长∆=2210202a n V LP c LP πλ因为V c 02LP =3.832 m LP c μλ69.801.02832.35.1102514.32602=⨯⨯⨯⨯⨯=- 2.某阶跃折射率光纤，其芯区折射率n 1=1.46，芯半径a=4.5μm ，相对折射率差Δ=0.25%。

计算其截止波长c λ并判断当工作波长分别为1.31μm 和0.85μm 时该光纤是单模还是多模工作？解：阶跃折射率光纤归一化截止频率V c =2.405，由211)2(2∆=λπan V 得其截止波长()m V an c c μπλ21.1%)25.02(405.246.15.414.322221211=⨯⨯⨯⨯=∆= 光纤是否单模工作，要由归一化频率同工作波长来决定。