光纤通信试题计算分析题练习
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！！！
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
光纤通信原理试题讲解学习
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 第1章 1.光通信的优缺点各是什么？ 答：优点有：通信容量大；传输距离长；抗电磁干扰；抗噪声干扰；适应环境；重量轻、安全、易敷设；保密；寿命长。 缺点：接口昂贵；强度差；不能传送电力；需要专用的工具、设备以及培训；未经受长时间的检验。 2.光通信系统由哪几部分组成，各部分功能是什么？ 答：通信链路中最基本的三个组成部分是光发射机、光接收机和光纤链路。各部分的功能参见1.3节。 3.假设数字通信系统能够在载波频率1%的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55 μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？ 答：5GH z×1％/64k＝781路 （3×108/1.55×10-6）×1％/64k＝3×107路 4.SDH体制有什么优点？ 答：主要为字节间插同步复用、安排有开销字节用于性能监控与网络管理，因此更加适合高速光纤线路传输。 5.简述未来光网络的发展趋势及关键技术。 答：未来光网络的发展趋势为全光网，关键技术为多波长传输和波长交换技术。 6.简述WDM的概念。 答：WDM的基本思想是将工作波长略微不同，各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号，一起注入同一根光纤，进行传输。这样就充分利用光纤的巨大带宽资源，可以同时传输多种不同类型的信号，节约线路投资，降低器件的超高速要求。 7.解释光纤通信为何越来越多的采用WDM+EDFA方式。 答：WDM波分复用技术是光纤扩容的首选方案，由于每一路系统的工作速率为原来的1/N，因而对光和电器件的工作速度要求降低了，WDM合波器和分波器的技术与价格相比其他复用方式如OTDM等，有很大优势；另一方面，光纤放大器EDFA的使用使得中继器的价格和数量下降，采用一个光放大器可以同时放大多个波长信号，使波分复用（WDM）的实现成为可能，因而WDM＋EDFA方式是目前光纤通信系统的主流方案。 8.WDM光传送网络（OTN）的优点是什么？ 答：（1）可以极大地提高光纤的传输容量和节点的吞吐量，适应未来高速宽带通信网的要求。 （2）OXC和OADM对信号的速率和格式透明，可以建立一个支持多种电通信格式的、透明的光传送平台。 （3）以波长路由为基础，可实现网络的动态重构和故障的自动恢复，构成具有高度灵活性和生存性的光传送网。 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 /10510 301.05.1851-?=??=?≈?τ （3）405.22.391085.001.025.1102514.3222661?=??????=? =--λ πan V 不能实现单模传输 7682.392 12122=?== 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∞=?=22101 01a 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？ 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 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》试题公布 新增加的计算题 张延锋 2013/12/10 第一章计算题 1、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。 解：αC=arc sin√1?（n2 n1） 2 =arc sin√1?（1.46 1.48 ）=9.4° 2、光接收机的灵敏度S r是指在满足给定误码率或信噪比条件下，接收机接受微弱信号的能力，工程上常用最低平均光功率P min来描述，现若有最低平均光功率P min为10mW，则其灵敏度S r为。解：该处必须注意单位S r的单位是dBm，P min的单位是mW，计算时要注意单位以免出错，依据公式S r=10lgP min=10lg10=10 dBm 3、光接收机的动态范围D是指在保证系统误码率指标要求下，接收机的最低光功率P min和最大允许光功率P max之比，现知P min和P max分别是10W和100W，则其动态范围D为。 解：D=10lg P max P min =10lg100 10 =1 dB，注意单位！ 4、一阶跃折射率光纤，已知纤芯和包层的折射率分别是：n1= 1.486,n2=1.472,现仅考虑模式色散，则： （1）每1km长度的脉冲宽度。 （2）假设输入光脉冲的宽度T与模式色散产生的展宽?t相比可以忽略不计，在以上情况下计算可传输光脉冲的最大比特率。 解：（1）光纤长度单位和光速单位分别是km和km/s，则?t= Ln1 c (n1?n2 n2 )=1×1.486 3×105 (1.486?1.472 1.472 )=1.47×10?8(s)=47.1(ns) (2)输入光脉冲的宽度T与模式色散产生的展宽?t相比可以忽略不计， 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） [键入公司名称] [键入文档标题] [键入文档副标题] [键入作者姓名] 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。 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0.4 dB/km ，试计算损耗限制传输距离。 8. 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到输入口1的插入损耗为1.5dB ，求两个输出口的输出光功率。 光纤通信期中考试试题（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d1=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（n1），以传输光信号。包层：包层位于纤芯的周围。直径d2=125μm，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。略低于纤芯的折射率，即n1＞n2，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0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。 2 Attenuation 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。 3 Intermodal 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。这个信号扭曲机构是在单一频率具有群速度的不同值的每个模式的结果。 4 In general, LEDs are used with multimode fibers, since normally t is only into a multimode fiber that the incoherent optical output power from an LED can be coupled in sufficient quantities to be useful. 在一般情况下，使用LED与多模光纤，因为通常t是只有到多模光纤，从一个LED的非相干光输出功率可被耦合以足够的量是有用的。 5 At the output end of an optical transmission line, there must be a receiving device that interprets the information contained in the optical signal. The first element of this receiver is a photodetecor. It senses the luminescent power falling upon it and converts the variation of this optical power into a corresponding varying electric current. 在光传输线的输出端，必须有用于解释包含在光学信号中的信息的接收装置。该接收器的第一个元素是光检测器。它检测在发光功率落下后，它与该光功率的变化转换成相应的不同的电流。 光纤通信试题 （PDH与SDH部分） 1、SDH的主要复用步骤是（）、（）和（）。 2、SDH的常用设备有（）、（）、（）和（）。 3、SDH光接口有（）、（）和（）三种。 4、我国STM－1复用结构允许哪些支路接口？如果所有的支路信息都来源于2Mbit/s，问STM－1信息流中可传输多少2Mbit/s信号？相当于可传输多少个话路？ 5、计算题： a)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125μs，计算STM－1模块的比特传输速率。 b)VC－4是STM－1帧结构中的信息负荷区域，计算比特传输速率。 6、系统的传输通道采用D1～D12个字节，求其在STM－1帧结构中传输速率为多少？其中再生段和复用段分别是多少？ 光纤线路编码部分 1、光纤通信系统中选择码型应考虑哪些因素？ 2、“扰码”有什么作用？ 3、四次群系统采用4B1H码码型， （1）试求其光接口速率为多少？ （2）其传输容量为多少个话路？ （3）其监控信息的传输速率为多少？ 系统性能指标和系统设计部分 1、我国一级干线数字段长度为（），二级干线数字段长度为（），本地数字段长度为（）。 2、在125μs内传输256个二进制码元，计算信息传输的速率是多少？若该信息在4s内有5个码元产生误码，试问误码率是多少？ 3、什么叫抖动？时钟信号抖动对系统有什么影响？对于码速为2048kbit/s数字信号，IUI抖动对应时间是多少？ 4、什麽是输入抖动容限？ 5、什麽是输出抖动容限？ 6、长途光纤系统各部分参数如下：系数速率为564.992Mbit/s,码型为8BIH，光的发射功率2.7dBm，接收灵敏度-34 dBm，接收机动态范围24 dB，BER＝10的-10次幂，设备的富余度3 dB，光缆线路富余度主0.08dB/km，光缆配线架连接器的损耗为0.5dB/个，光纤损耗为0.33dB/km，光纤接头损耗为0.04dB/km，光源采用MLM－LD，光源谱宽主 1.6nm,光纤色散系数为 2.5ps/nm.km,ε光通道功率参数取0.115。 （1）对系统进行预算，确定出合适的中继距离范围。 （2）指出该系统是何种因素的限制系统。 判断题 1、光纤可以传输数字信号，但不可以传输模拟信号。（） 2、NA表示光纤接受和传输光的能力，NA越大，光纤接收光的能力越强。（） 3、发光二极管(LED)的结构和激光器(LD)的结构相似，大多是采用单 一、 填空题（每空1分，共20分） 1、 光纤通信是以（ ）为载频，以（ ）为传输介质的通信方式。 2、光纤中允许单模传输的最小光波长称为（ ）。 3、（ ）、色散和带宽是光纤最重要的传输特性，色散一般包括（ ）、材料色散和波导色散。 4、在ITU-T 公布的光纤分类标准中，G.652光纤的特点是在波长1.31μm 色散为（ ），G.655光纤是一种（ ）色散光纤。 5、基本光纤传输系统包括（ ）、光纤线路和（ ）三个部分。 6、在1.3μm 波段通常用掺（ ）光纤放大器，1.55μm 波段通常用掺（ ）光纤放大器。 7、模拟电视光纤传输系统中的SCM 中文称呼为（ ）。 电子科技大学中山学院考试试卷 课程名称: 光纤通信 试卷类型： A 卷 20 08 —20 09 学年度第 一 学期 考试方式： 闭卷 拟题人： 何志红 日期： 12月10日 审题人： 日期： 系别： 电子工程系 班 级： 通信05A(本)、通信05B （本） 学号： 姓 名： 8、SDH自愈环结构可分为两大类：通道倒换环和（）倒换环。 9、光孤子的形成是光纤的群速度色散和（）效应相互平衡的结果。 10、为确保波分复用系统的性能，对波分复用器的基本要求是：（） 小，隔离度大，温度稳定性好，带内平坦，尺寸小等。 11、在光通路中防止光反射回光源，即只允许光单向传输的无源器件是 （）。 12、光交换技术主要有：空分交换、时分交换、（）交换三种方式。 13、为进行系统性能研究，ITU-T建议中提出的最长标准数字HRX为 （）km。 14、与直接检测方式比较，相干检测可以提高（）。 15、在光接入网中，PON指的是（）。 二、选择题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的， 请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内。多选不给分。每题2分，共20分） 1、半导体激光器的发光机理是（） A、受激吸收 B、自发吸收 C、自发辐射 D、受激辐射 2、一个光纤放大器，其输入光功率为1mW，输出光功率为100mW, 则其增益为 1，利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。（填空） 2，目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即0.8～1.8μm的波长区，对应的频率为167～375THz（太赫兹），目前光纤通信的使用工作波长，即0.85μm， 1.31μm，及1.55μm。 3，光纤通信的优越性： 答：1，传输频带宽，通信容量大； 2，传输损耗小，中继距离长； 3，抗电磁干扰能力强； 4，光纤线径细，重量轻，而且制作光纤的资源丰富。 4，光纤通信网络的发展趋势： 答：1，全光网（AON）； 2，SDH技术； 3，波分复用技术； 5，光纤通信的关键技术 答：1，大容量，超长距离传输技术； 1）正交频分复用； 2）光时分复用； 3）偏振复用。 2，全光缓存器； 3，光层调度技术。 该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。（如下图） 6，光纤的结构，涂敷层，包层，纤芯。（填空） 7，光纤的分类： 横截面折射率划分：1.阶跃型光纤； 2.渐进型光纤； 传输模式划分：1.单模管钱； 2.多模光纤。 8，全反射：若入射角θ再增大，光就不再进入第二种介质了，入射光全部被反射回来，这种现象称为全反射。 9，自聚焦：渐变型光纤中，不同射线具有相同轴向速度的现象称之为自聚焦现象。 10，在导波系统中，截止波长最长的模式最低哦，称之为基模，其余所有模式均为高次模。LP01最低工作模，LP11第一个高次模0 第一章绪论 简答：光纤通信的发展方向 第二章光纤和光缆 填空 1.目前光纤通信的长波波长低损耗工作窗口是 1.31μm 和。 2.光纤中的传输信号由于受到光纤的和色散的影响，使得信号的幅度受到衰减，波形出现失真。 3.阶跃型单模光纤的截止波长λc=___________。 4.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85 μm,1.55 μm 和___________。 5.在阶跃型光纤中，归一化频率V的定义式为。 6.按照折射率分布规律，光纤可以分为、和单模光纤等。 7.光纤的色散主要有材料色散、、。 8.单模光纤只传输一种模式，纤芯直径较，通常在 4μm～10μm 范围内。多模光纤可传输多种模式，纤芯直径较，典型尺寸为50μm左右。 9．光纤特性包括它的结构特性、光学特性及传输特性。结构特性主要指光纤的几何尺寸；光学特性包括、数值孔径等；传输特性主要是及特性。 10.按射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有_________和 ___________两类。 判断 1.光纤中要求纤芯的折射率应该小于包层的折射率。 2.当光纤参数确定后，只有工作波长小于截止波长时，光纤才能实现单模传输 3.光纤的数值孔径与入射光波长有关。 4.弱导光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是n1>>n2。 5.目前通信用光纤主要是用高纯度的玻璃材料制成的。 6.光纤中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。 7.光纤单模传输时，应该保证归一化频率V大于归一化截止频率V c。 8.光纤中传输的模式数由归一化频率决定，当归一化频率确定后，光纤中所传输的模式数和模式分布也就确定了。（）9.．单模光纤中存在模间色散，多模光纤中不存在模间色散。（） 10.．在单模光纤传输中，实际传输信号的频谱宽度取决于两个因素，一是半导体激光器发射的光的固有频谱宽度，二是电信号调制造成的频谱展宽。（） 11．改变光纤的折射率分布和剖面结构参数，可以改变波导色散的值，从而在所希望的波长上实现零色散。（）光纤通信 模拟试题 J
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