2013光纤答案A(尚)
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一.填空题1、1880年,美国人( 贝尔 )发明了用光波作载波传送话音的“光电话”,成为现代2、 1966年,英籍华人( 高锟 )指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径。
3、光纤通信是 光纤 为传输媒质。
以 光波 为载波的通信方式。
4、 光纤的主要材料是( 二氧化硅 ),结构从内到外依次是( 纤芯 )、( 包层 )和( 涂覆层 ) 。
其中 ( 纤芯 )是光纤导光部分。
5、 光纤的数值孔径NA 的物理含义是(反映了光纤的聚光能力的物理量。
)6、光纤主要的传输特性有 损耗 和 色散____。
8、常用光源LD 是以 受激辐射 为基础发 相干 光,LED 以 自发辐射 为基础发 非相干 光。
9、光与物质作用时有 自发辐射 受激辐射 和 受激吸收 三个物理过程。
10、导体光检测器主要有 PIN 光电二极管___和 雪崩光电二极管 两种,基本原理是通过__光电效应___过程实现 将电路中的光信号装换为电信号 。
11、无源器件主要有光连接器 、光纤耦合器____、波分复用器件 ____、 光衰减器 、光隔离器___ 和光调制器、光开关等。
12、在光纤通信系统中,对光源的调制可分_内调制技术___和_外调制技术___两类。
13、光接收机中的噪声主要来源于光检测器的噪声 和 前置放大器的噪声__ ,为抑制噪声,一般要求前置放大器应满足 高增益 、___和 的要求,目前常用的前置放大电路为 ,高阻____ 型。
高输入阻抗 有适当带宽16. 1970年,光纤研制取得重大突破,美国康宁公司成功研制出了损耗为(20dB/km )的石英光纤,同年光纤通信用的光源也取得了实质性进展。
17.光纤是由中心的(纤芯 )和外围的( 包层 )同轴组成的圆柱体, 光能量主要在( 纤芯 )中传输。
18.半导体激光器在高速调制下,其瞬态特性会出现许多复杂现象,如(电光延迟 )、(张弛振荡 )和自脉动现象。
19. 光有源器件与无源器件的本质区别是(在实现本身功能的过程中,器件内部是否发生了光电能量转换)。
光纤试题答案一、选择题1. 光纤的工作原理是什么?a) 多重反射b) 平面反射c) 全反射d) 折射答案:c) 全反射2. 光纤的纤芯和包层的材料多采用的是:a) 金属b) 塑料c) 石英玻璃d) 陶瓷答案:c) 石英玻璃3. 光纤传输信号的传播速度相比电信号传输速度快了多少倍?a) 10倍b) 100倍c) 1000倍d) 10000倍答案:b) 100倍4. 光纤的主要应用领域是:a) 电力传输b) 磁力传输c) 光通信d) 声波传输答案:c) 光通信5. 光纤的优点是:a) 传输速度快b) 信号损耗小c) 抗干扰能力强d) 以上都是答案:d) 以上都是二、判断题1. 光纤传输信号的距离远,信号损耗小。
答案:对2. 光纤的工作原理是基于光的反射和折射现象。
答案:对3. 光纤的传输速度比电缆传输速度慢。
答案:错4. 光纤的纤芯和包层都采用金属材料。
答案:错5. 光纤主要应用在电力传输领域。
答案:错三、问答题1. 请简要说明光纤的工作原理。
答:光纤的工作原理是基于光的全反射现象。
当光线从光纤的纤芯进入包层时,如果入射角大于临界角,光线就会完全反射,沿着纤芯继续传输。
光纤利用这种全反射的方式将光信号从一端传输到另一端。
2. 为什么光纤的传输速度快?答:光纤的传输速度快是因为光是以相当于真空中光速的速度传播的,而光纤的纤芯又具有高折射率的特性,从而实现了信号的快速传输。
相比之下,电信号在导体中传输时会受到电阻、电感和电容等因素的影响,导致传输速度较慢。
3. 光纤应用的主要领域有哪些?答:光纤的主要应用领域是光通信。
光纤传输信号的速度快,并且信号损耗小,能够抗干扰,因此在通信领域得到广泛应用。
此外,光纤也被应用于医疗、军事、航空航天等领域。
四、综合题光纤的应用前景非常广阔。
光纤的传输速度快,可以支持大量的信息传输,从而推动了网络技术的发展。
在光通信领域,光纤不仅被应用于长距离传输,还逐渐被应用于家庭宽带网络和数据中心的内部连接。
2009《光通信技术基础》标准答案及评分标准一、填空题(每空1分,共20分)1. 目前,大多数通信用光纤的纤芯和包层的组成材料是 石英 。
2. 弱导光纤中纤芯折射率n 1和包层折射率n 2的关系是 n 1≈n 2 。
3. 光与物质粒子体系的相互作用主要有三种过程,产生激光的最主要过程是 受激辐射 ,而LED 属于 自发辐射 发光。
4. 光纤的色散分为模式色散、 材料色散 和 波导色散 ,单位为 ps/n m ·km 。
5. 光在光纤中传输时的衰减量可用光纤的损耗系数来表示,其单位为 dB/km 。
6. 目前实用的光纤通信系统一般采用的调制方式为 光强直接调制 。
7. 数字光纤通信常用的线路码型有:扰码、 mBnB 码 和 插入码 。
8. PIN 光电二极管的噪声包括: 量子噪声 、 暗电流 和 热噪声 。
9. 由于 双折射 的存在,将导致光波的偏振状态沿光纤长度变化,导致偏振模色散。
10. 光交换的主要方式有: 空分光交换 、 时分光交换 、 波分光交换 。
11. SDH 传输系统每秒传送8000帧STM-16帧,则该系统的传送速率为 2.488Gbit/s(或2488.32Mbit/s) 。
12. 目前EDFA 采用的泵浦波长是 0.98μm 和1.48μm 。
二、名词解释(每题3分,共15分)(1)副载波复用答:副载波复用是在电域上实现的频分复用(FDM )。
N 路模拟基带信号分别对射频正弦载波1f ,2f ,3f ,…,N f 进行调制,然后把这N 个已调信号1S f ,2S f ,3S f ,…,NS f 组合成多路信号,再用这个复合电信号对光载波(主载波)进行调制,产生已调光信号发送到光纤上。
光信号经光纤传输后,由光接收机实现光/电转换,得到FDM 电信号,再经分离(一般采用带通滤波器)和解调,最后输出N 路模拟基带信号。
(2)自愈网答:所谓自愈网就是无需人为干预,网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复,使用户感觉不到网络已经出了故障。
第一章1. 光纤通信技术有哪些突出优点?答:优点是:(1)宽带,大容量;(2)低损耗,中继距离长;(3)体积小,重量轻;(4)抗干扰,保密性好;(5)光纤资源广博,节约有色金属。
2. 光纤通信系统有哪三部分组成?各部分的主要作用是什么?答:光纤通信系统由光发射机、光纤和光接收机组成。
各部分作用是:1) 光纤将光信号从光发射机无失真地传送到光接收机。
2) 光发射机把电信号转换为光信号,并把光信号最大限度耦合入光纤线路。
3) 光接收机在光纤末端把接收到的光信号恢复成原来的电信号。
3. 光纤通信有哪几个通信窗口?答:有850nm 、1310nm 和1550nm 三个窗口。
4. 对光波进行调制有哪三种方案?并说明它们对应的解调方案。
答:有对幅度、频率和相位进行调制三种方案。
对光波幅度调制时,解调采用光强度直接检测。
对光波的频率和相位调制,采用相干检测技术。
第二章1. 定性描述渐变型多模光纤带宽远远优于阶跃型多模光纤的原因。
答:阶跃型多模光纤以不同入射角进入光纤的光线将经历不同的路径,虽然在输入端同时入射并以相同的速度传播,但到达光纤输出端的时间却不同,出现了时间上的分散,导致脉冲严重展宽。
而渐变型多模光纤中虽然沿光纤轴线传输路径最短,但轴线上折射率最大,光传播最慢。
与轴线夹角大得光线路径较长,但大部分路径在低折射率的介质中,传播速度较快。
只要选择合适的折射率分布,可使不同入射角度入射的光线以相同的轴向速度在光纤中传输,从而使所有光线同时到达输出端,减小了延时,增加了传输带宽。
2. 已知多模阶跃型光纤,纤芯折射率为n 1=1.5,光纤芯经2a=50μm ,相对折射率差Δ=0.01,求:(1)光纤数值孔径NA.和收光角;(2)归一化频率V 和导模总数N ?(λ=1.3μm );(3)当Δ=0.001 时,光纤芯经2a 为多大时光纤可单模工作?解:3. 已知阶跃型光纤的纤芯折射率n 1=1.5,相对折射率差Δ=0.001,芯半径a=5μm ,试求LP 02、LP 11 和LP 12模的截止波长各为多少?解:mV LP mV LP mV LP V an n n V a c C c C c C c c c μλμλμλππλ38.0,52.5:88.0,405.2:55.0,832.3:22212110212221======∆=-= 1. 什么是光纤的色散?分析多模光纤和单模光纤的色散机理。
光纤通信原理考试题+参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是()。
A、光纤衰减B、光纤色散C、暗电流D、光接收机噪声正确答案:D2、常用的光纤通信短波长窗口是()nm。
A、850B、3520C、2360D、4680正确答案:A3、光纤的连接分为()。
A、固定连接B、熔连接C、固定连接和活动连接D、粘连接正确答案:C4、在光纤数字通信系统中,光发送机主要有输入接口,线路编码,( )、光源及其控制电路。
A、低速率B、复用器C、调制电路D、接口正确答案:C5、在激光器中,光的放大是通过()。
A、泵浦光源来实现B、外加直流来实现C、粒子数反转分布的激活物质来实现D、光学谐振腔来实现正确答案:C6、EDFA工作波长为( ),与光纤的低损耗波段一致且其技术已比较成熟,所以得到广泛应用。
A、144nmB、130nmC、1550nmD、150nm正确答案:C7、光缆中的GH指()。
A、设备光缆B、特殊光缆C、通信用海底光缆D、移动式光缆正确答案:C8、光纤的连接分为固定连接和()。
A、固定B、活动连接C、熔接D、粘接正确答案:B9、光缆形式分类代号GY表示()。
A、海底光缆B、特殊光缆C、通信用室外光缆D、室内光缆正确答案:C10、以下不是模拟光纤传输系统目前使用的主要调制方式是()。
A、模拟基带直接光强调制B、光强调制C、方波频率调制D、模拟间接光强调制正确答案:C11、G.652也称为色散非位移(),可以应用于1310nm波长和1550nm波长窗口的区域。
A、光中继B、光调制C、光衰减D、单模光纤正确答案:D12、纤芯的颜色按顺序分为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、()。
A、天蓝B、奶油白C、玫红色D、荧光色正确答案:A13、随着传输距离的增加,光功率强度逐渐减弱,光纤对光波产生衰减作用,称为()的损耗。
A、木头B、塑料C、光纤D、玻璃正确答案:C14、光缆一般由缆芯、加强件、( )三大部分组成。
光纤工程测试技术介绍(每日一练)判断题(共20 题)1、现代光通信是通过阳光做为光源的。
(注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行;选项和答案中的英文字母均为大写!选项内容为“正确”,“错误”!)。
(B)•A、正确B、错误答题结果:正确答案:B2、常用通信光纤的材质是塑料。
(注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行;选项和答案中的英文字母均为大写!选项内容为“正确”,“错误”!)。
(B)•A、正确B、错误答题结果:正确答案:B3、常用通信光纤分为多模光纤和单模光纤。
(注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行;选项和答案中的英文字母均为大写!选项内容为“正确”,“错误”!)。
(A)•A、正确B、错误答题结果:正确答案:A4、多模光纤的芯径大,单模光纤的芯径小。
(注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行;选项和答案中的英文字母均为大写!选项内容为“正确”,“错误”!)。
(A)•A、正确B、错误答题结果:正确答案:A5、典型UPC端面比APC端面反射小。
(注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行;选项和答案中的英文字母均为大写!选项内容为“正确”,“错误”!)。
(B)•A、正确B、错误答题结果:正确答案:B6、光纤连接前,连接器端面需要进行检查。
(注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行;选项和答案中的英文字母均为大写!选项内容为“正确”,“错误”!)。
(A)•A、正确B、错误答题结果:正确答案:A7、光纤宏弯引起的损耗是光信号反射造成。
(注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行;选项和答案中的英文字母均为大写!选项内容为“正确”,“错误”!)。
(B)•A、正确B、错误答题结果:正确答案:B8、衰减系数是单位(一般为公里)长度光纤的损耗。
(注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行;选项和答案中的英文字母均为大写!选项内容为“正确”,“错误”!)。
光纤通信基础测试题(附参考答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、电压等级为IOkV及以下的设备不停电时的安全距离是()A、0.70 米B、0.60 米C、LO米D、0.35 米正确答案:A2、电力安全工器具经试验或检验合格后,必须在合格的安全工器具上贴上“试验合格证”标签,注明试验人、试验日期及0。
A、出厂日期B、试验项目C、试验周期D、下次试验日期正确答案:D3、设备风险分为几个级别?A、6B、4C、3D、5正确答案:A4、通信设备发生故障,运行维护单位应立即向()汇报。
A、本级通信调度B、领导C、网调D、省中调正确答案:A5、验电前,应先在有电设备上进行试验,确证验电器良好:无法在有电设备上进行试验时可用()等确证验电器良好。
A、通过按试验按钮试验B、高压发生器C、带到现场的高压设备上试验D、以上均不正确正确答案:B6、根据运行缺陷的消缺率的指标要求,重大缺陷消缺率应不低于()。
A、0. 95B、0.98C、0.9D、1正确答案:C7、通信资源管理系统中,可以使用O作为查询条件。
A、业务类型B、业务名称C、起止点D、以上都是正确答案:D8、从业人员发现事故隐患或者其他不安全因素,应当()向现场安全生产管理人员或者本单位负责人报告。
A、在8小时内B、在4小时内C、立即D、在1小时内正确答案:C9、事件的调查期限为()。
A、7日B、15 日C、45 日D、30 日正确答案:B10、绝缘杆的试验周期为()。
A、半年B、三年C、一年D、三个月正确答案:CIK班组应()对所辖班组安全工器具检查一次,所有检查均要做好记录。
B、每季度C、每周D、每月正确答案:D12、OPGW光缆长度指标属O类指标。
A、通信管理B、通信规模C、通信服务能力D、通信运行正确答案:B13、应急演练按照分级管理原则,公司和直属单位结合实际情况,制定年度应急预案演练计划,每两年至少应组织一次专项应急预案演练,电网反事故演习每年不少于()次A、3B、2C、1D、4正确答案:C14、蓄电池火灾时可以使用的灭火剂有A、泡沫灭火器B、"1211"或二氧化碳灭火器C、水D、以上都可以正确答案:B15、绝缘靴的试验周期是()。
***************2013-2014 学年第一学期出题教师:【光纤光学】课程试题(A卷) 【闭卷考试】姓名学号专业及班级本试卷共有4道大题一、填空题(共20分,每空1分,共14道小题)1. 光纤的基本结构包括纤芯、包层和套层。
2. 光纤参数主要分为分为几何特性参数、光学特性参数和传输特性参数。
3.光信号在光纤中传输过程中的损耗主要来自光纤材料的吸收和散射损耗、光纤的微弯与宏弯辐射损耗和光纤的连接与耦合损耗。
4.光纤与光无源器件的耦合通常采用准直-聚焦方式。
5.为了解决G.653光纤中的严重的四波混频现象,对G.653光纤的零色散点进行了移动,制成了非零色散光纤或G.655光纤。
λ〉时波导色散与材料色散相互抵消,从而在极宽的波长范围内得到低的色散6.能够使m3.1μ的光纤被称为色散平坦光纤(DFSM)。
7.用于制造光纤起偏器和电光克尔效应调制器的光纤是衰减场光纤。
8.在光纤中存在子午光线和偏斜光线两类光线。
9.掺铒光纤激光器与掺铒光纤放大器的最大区别在于有无谐振腔。
10.常用光纤固定技术包括胶粘、机械夹持和定位熔焊三种。
11.光纤耦合器是一种用于传送和分配光信号的无源器件。
12.当光纤的纤芯沿着纵向的折射率形成一定的周期性变化时就构成了光纤光栅。
13. 光纤的吸收损耗主要包括基质材料的本征吸收、杂质的吸收和原子缺陷吸收。
14.常用的光纤端面制备方法主要有刻痕拉断法和研磨抛光法。
二、选择题(满分20分,每小题2分,共10道小题)1. 光纤的损耗是由许多不同因素造成的,其中不可能消除的因素是:A、弯曲损耗;B、OH吸收;C、过度金属离子吸收;D、瑞利散射2. 对于1330nm的单模光纤,当入射光中心波长为1550nm,光谱宽度为10nm时,不可能存在的色散是哪一个?A、模间色散;B、材料色散;C、波导色散;D、偏振模色散。
3. 数值孔径NA是光纤的一个重要参数,下列哪些命题是错误的?A、NA越大,光纤的收光能力越大;B、NA越大,光纤的收光角越大;C、NA越大,光源与光纤的耦合效率越高;D、NA越大,多模光纤的模式色散越小。
职业技能鉴定初级光纤通信模拟练习题与答案一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1.2M信号复帧的周期为()。
A、1000微秒B、2000微秒C、125微秒D、500微秒正确答案:B2.当链路管理协议LMP协议用于SDH时,()功能不是必须的。
A、控制通道管理B、故障管理C、链路属性关联D、链路连通性验证正确答案:B3.SDH自愈环保护倒换时间不大于()。
A、30msB、40msC、50msD、70ms正确答案:C4.常见的光缆敷设方式有()。
A、直埋B、架空C、管道D、以上都是正确答案:D5.对ASON网络中三个平面可靠性的描述正确的是()。
A、传送平面的可靠性不低于控制平面B、网管平面的可靠性不低于控制平面C、控制平面的可靠性不低于传送平面D、网管平面的可靠性不低于传送平面正确答案:C6.下列不是故障处理的常用方法的是()。
A、环回法B、中断测试法C、替换法D、告警性能分析法正确答案:B7.ADM是一个()设备,他的输出和出入均为STM-N光信号,支路信号可以是同步的,也可以是准同步的。
A、四端口B、三端口C、二端口D、单端口正确答案:C8.SDH中,高阶通道接入点识别符是:()。
A、J0B、J1C、J2D、J4正确答案:B9.OTU位于()和()之间.A、SDH设备、波分复用器B、SDH设备、交叉盘C、PDH设备、波分复用器D、SDH设备、PDH设备正确答案:A10.利用OTDR检测光纤时,对端站必须将设备与光纤断开。
利用光路环回法压缩、判断传输系统故障时,禁止用尾纤直接短连光端机、中继器的光收、发器件,确需进行上述操作时,必须在光收发器件之间串接不小于()dB光衰耗器。
A、15B、5C、20D、10正确答案:D11.STM-64的信号比特率是()kbit/s。
A、2488320B、622080C、9953280D、155520正确答案:C12.通常一个VC-4由()个VC-12组成。
A、32B、64C、33D、63正确答案:D13.数字信号()。
光纤通信基础考试题(附答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1.110kV及以上光传输成环率指标属()类指标。
A、通信运行B、通信管理C、通信服务能力D、通信规模正确答案:C2.电力安全事故,是指电力生产或者电网运行过程中发生的影响电力系统()或者影响电力正常供应的事故。
A、可靠运行B、经济运行C、安全稳定运行D、环保运行正确答案:C3.电力二次系统包括自动化、()、安全自动、继电保护。
A、通信B、调度C、方式D、输电正确答案:A4.通信设备发生故障,运行维护单位应立即向()汇报。
A、领导B、网调C、本级通信调度D、省中调正确答案:C5.设备风险分为几个级别?A、3B、4C、6D、5正确答案:C6.整个电力二次系统原则上分为两个安全大区()。
A、生产控制大区、生产应用大区B、实时控制大区、信息管理大区C、实时控制大区、生产管理大区D、生产控制大区、管理信息大区正确答案:D7.通信管理类指标是指用以反映通信运行管理及()管理的情况,包括检修计划完成情况、机构和人员、科技等方面的统计指标。
A、设备B、专业C、业务D、网络正确答案:B8.进行光纤线路损耗测量和光纤背向散射信号曲线测量,抽检数量不少于光纤芯数()。
A、75%B、50%C、25%D、100%正确答案:C9.通信故障处理完毕,当值通信调度员可要求运行维护单位提交书面故障处理报告,运行维护单位必须在几个工作日内提交。
A、3B、4C、2D、5正确答案:A10.装设接地线(),且必须接触良好。
拆接地线的顺序与此相反。
A、必须先接导体端,后接接地端B、必须先接接地端,后接导体端C、导体端、接地端同时接D、上述两种方式均可正确答案:B11.月检修计划完成率指标属()类指标。
A、通信管理B、通信服务能力C、通信运行D、通信规模正确答案:A12.IP地址采用4分组,每组()位,用4个字节来表示A、16B、8C、4D、32正确答案:B13.发生二级事件,由()组织调查组进行调查。
2013《光通信技术基础》标准答案及评分标准一、填空题(每空1分,共20分)1. 色散移位光纤的零色散波长为:1.55 μm(或1550nm),在WDM系统中,为了克服四波混频效应,一般使用非零色散移位(或NZ-DSF或G.655)光纤。
2. 基本光纤传输系统由光发射机、光纤线路和光接收机_组成。
3. 光与物质粒子体系的相互作用主要有三种过程,产生激光最主要的过程是受激辐射,而LED属于自发辐射过程。
4. 单模光纤的色度色散分为材料色散和波导色散,单位为:ps/n m·km ;而偏振模ps/。
色散的单位为:km5. 在光纤通信中,光源通常加正向偏压,光检测器通常加反向偏压。
6. 目前的光纤通信系统一般采用光强调制、直接检测方式。
7. 数字光纤通信常用的线路码型有:扰码、mBnB码及插入码。
8. 目前EDFA采用的泵浦波长是0.98 m 和1.48μm。
9. 光交换的主要方式有:空分光交换、时分光交换、和波分光交换。
10. SDH传输系统每秒传送8000帧STM-64帧,则该系统的传送速率为9.953Gbit/s(或9953.28Mbit/s) 。
二、单项选择题(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. 一段50km长、衰减为0.2dB/km的光纤,其输出为0.005mW,则输入功率为( C )A. 0.5mWB. 0.1mWC. 0.05mWD. 0.03mW2. 在下列因素中,不是..引起光纤传输衰减的原因为( B )A.光纤弯曲B.波导色散C.光纤接头D.杂质吸收3. 随着输入光功率的逐步增加,EDFA输出光功率的变化趋势为( A )A.先逐步增大,后保持不变B.先保持不变,后逐步降低C.先保持不变,后逐步增大D.一直保持不变4. 如果信道间隔为200GHz,工作波长在1534-1566nm波段,可以容纳的信道数为( B )A.16B.20第2页共6 页A.32B.405. 为增大光接收机的动态范围,应采取( C ) 电路A.A TCB.APCC.AGCD.ADC6. 光纤通信系统中不能传HDB3码的原因是( D )A.编码器太复杂B.将出现长连“0”或长连“1”C.码率冗余度太大D.光源不能产生负信号光7. 光纤通信系统中,当需要保证信号光的单向传输时,采用( A )A.光隔离器B.光纤连接器C.光衰减器D.光耦合器8. 基于铌酸锂晶体的光调制器是利用( B ) 效应进行光强调制的A.声光B.普克尔电光C.磁光D. 克尔电光9. 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C.逐渐增大D.先逐渐增大,后逐渐减少10. 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)的传播形态分成三类即( B )A.TEM波,TE波,EH波B.TEM波,TE波,TM波C.TEM波,TM波,HE波D.TE波,TM波,EH波三、简答题(每题5分,共25分)1.比较半导体激光器(LD)和发光二极管(LED)的异同答:LD和LED的不同之处:工作原理不同,LD发射的是受激辐射光,LED发射的是自发辐射光。
LED不需要光学谐振腔,而LD需要。
和LD相比,LED输出光功率较小,光谱较宽,调制频率较低。
但发光二极管性能稳定,寿命长,输出功率线性范围宽,而且制造工艺简单,价格低廉。
所以,LED的主要应用场合是小容量(窄带)短距离通信系统;而LD主要应用于长距离大容量(宽带)通信系统。
LD和LED的相同之处:使用的半导体材料相同,结构相似,LED和LD大多采用双异质结(DH)结构,把有源层夹在P 型和N 型限制层中间。
2. 光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展?答:长波长,单模光纤比短波长,多模光纤具有更好的传输特性。
(1)单模光纤没有模式色散,不同成分光经过单模光纤的时间延迟不同的程度小于经过多模光纤时不同的程度。
(2)由光纤损耗和波长的关系曲线知,随着波长增大,损耗呈下降趋势,且在1.55m μ处有最低损耗值;而且1.31和1.55m μ处的色散很小。
故目前长距离光纤通信一般都工作在1.55m μ。
3. 简要说明SDH 帧结构。
答:SDH 帧大体可分为三个部分:段开销(SOH )——用于传送各种OAM 信息。
信息载荷(Payload )——SDH 帧内用于承载各种业务信息的部分。
其中包含有少量的POH 字节,用于运行、维护和管理。
管理单元指针(AU-PTR )——是一种指示符,用于指示Payload 中第一个字节在帧内的准确位置,(相对于指针的偏移量),指针的使用解决了低速信号复接成高速信号时,由于小的频率误差所造成的载荷相对位置漂移的问题4. 说明APD 和PIN 在性能上的主要区别。
答: APD 和PIN 在性能上的主要区别有:(1)APD 具有雪崩增益,灵敏度高,有利于延长系统传输距离。
(2)APD 的响应时间短。
(3)APD 的雪崩效应会产生过剩噪声,因此要适当控制雪崩增益。
(4)APD 要求较高的工作电压和复杂的温度补偿电路,成本较高。
5. 简述什么叫波分复用?以及什么是副载波复用?答:波分复用技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。
其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用),并耦合到光缆线路上的同一根光送顺序第4页 共6 页纤中进行传输,在接收端又将组合波长的光信号分开(解复用),并作进一步处理,恢复出原信号后送入不同的终端。
副载波复用是在电域上实现的频分复用(FDM )。
N 路模拟基带信号分别对射频正弦载波1f ,2f ,3f ,…,N f 进行调制,然后把这N 个已调信号1S f ,2S f ,3S f ,…,NS f 组合成多路信号,再用这个复合电信号对光载波(主载波)进行调制,产生已调光信号发送到光纤上。
光信号经光纤传输后,由光接收机实现光/电转换,得到FDM 电信号,再经分离(一般采用带通滤波器)和解调,最后输出N 路模拟基带信号。
四、计算题(15分)(注:必须写出计算过程,仅给出计算结果不得分)(普朗克常数 h =6.628×10-34J.s ,电子电荷 e =1.6×10-19J ) 1、(9分)一阶跃折射率光纤,121.50, 1.45n n ==。
求: (1)相对折射率差∆; (2)光纤的数值孔径;(3)当波长为1.55μm 时,要实现单模传输,纤芯直径应小于多少? 解:(1)∆=121()/n n n -=(1.50-1.45)/1.50=0.033 (3分) (2)=≈0.384 (3分) (3) 由单模传输条件 405.222221≤-=n n aV λπ当λ=1.55μm 时 m n n a μππλ1.3384.055.1405.2405.222221≈⨯⨯≈-⨯≤(4分)2、(6分)一个a s G A PIN 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。
(1)计算该器件的量子效率;(2)设在0.8m μ波段接收功率是710W -,计算平均输出光电流。
解:(1)由量子效率的定义133.3%3η==≈光生电子-空穴对入射光子数 (2分)(2)由公式0P I hfP eη=⋅ 得: 00P P e P e I hfhcηηλ==71968348110 1.6100.8103 2.15106.62810310-----⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯ A (4分) 五、综合题(30分)1. 已知有一个565Mb/s 单模光纤传输系统,光纤损耗为0.1dB/km ,有5个接头,平均每个接头损耗为0.2dB ,光连接器损耗为1dB /对,光纤损耗余量为0.1dB/km ,光源的入纤功率为-3dBm ,接收机灵敏度为-46dBm (BER=10-10), 系统余量为5.5 dB ,光纤线路上的线路码型是5B6B ,光纤的色散系数为2ps/(km ⋅nm),光源光谱宽度为1.8nm 。
(1) 画出该光纤通信系统的组成框图,并简述各部分的作用;(5分) (2) 运用最坏情况法计算该系统的中继距离。
(10分) 答:(1)该光纤通信系统的基本框架图如下:光发射机的功能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的注入到光纤线路。
光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
中继的作用是用来延长传输距离,起到信号再生放大的作用。
光接收机的功能是把从光纤线路上输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号,并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。
(2)中继距离主要受色散和损耗的限制,在损耗限制情况下:mf se c r t M P P L αααα+----≤2 (1分)5.1721.01.02.055.512)46(3=+⨯--⨯----≤L (km ) (3分)在色散限制情况下取最差情况115.0=ε,67856565=⨯=b F Mb/s第6页 共6 页分)λσε0610C F L b ⨯= 代入参数得 1.478.1267810115.06=⨯⨯⨯=L (km ) (3分)比较后,系统中继距离取为47.1km (2分)2. (1)补全下面的数字光接收原理方框图(每空2分,共10分)。
(2)什么是接收机的动态范围?以APD 检测器为例,简述该接收机的动态范围是如何控制的?(5分)数字光接收原理方框图答:(1) 数字光接收原理方框图(2)动态范围(DR)的定义是:在限定的误码率条件下,光接收机所能承受的最大平均接收光功率〈P 〉max 和所需最小平均接收光功率〈P 〉min 的比值,用dB 表示。
它表示了光接收机接收强光的能力。
(3分) 为实现宽动态范围,采用AGC 是十分有必要的,对于APD 光接收机,AGC 控制光检测器的偏压和放大器的输出。
(2分)。