光纤通信原理试题

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<

3.当V→∞时，光纤中的光能( D )

A.大部分集中在纤芯，小部分在包层

B.大部分集中在包层，小部分在纤芯

C.都集中在包层中，纤芯中没有

D.都集中在纤芯中，包层中没有

4.下列哪一种吸收属于光纤的本征吸收?( A )

A.SiO2的吸收

B.OH-的吸收

C.Cu2+的吸收

D.V3+的吸收

5.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

6.光隔离器的作用是( B )

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

7.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

8.下列哪一个不是SDH网的特点( D )

A.具有全世界统一的接口标准

B.大量运用软件进行系统配置的管理

C.复用映射结构灵活

D.指针调整技术降低了设备复杂性

9.映射是指( B )

A.支路信号装入C的过程

B.支路信号适配装入VC的过程

C.VC和TU指针构成TU的过程

D.N个STM-1同步复用进STM-N的过程

10.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

1.今后光纤通信的发展主方向是_ 扩大通信容量__延长中继距离_____。

2.由公式求得介质薄膜波导的导波模数量m=1.31，该波导中可传输的模式有___ TE0，TE1，TM0，TM1____。

3.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。

4.光缆由缆芯、__加强元件(或加强芯)_____和外护层组成。

5.激光振荡器必须包括增益介质、激励源和__光学谐振腔(或激光腔)_____。

6.对LD的直接调制将导致___激光器动态谱线增宽(或激光器光谱加宽)____，限制光纤通信系统的传输速率和容

量。

7.LD属于受激发射发光，而LED属于__自发辐射_____发光。

8.APD的雪崩放大效应具有随机性，由此产生的附加噪声称为___自发辐射____。

9.限制光接收机灵敏度的主要因素是__噪声_____。

10.光纤通信系统中监控信号的传输途径有两个，一个是在光纤中传输，另一个是___通过光缆中附加的金属导线

传输____。

11.在mBnB编码过程中不使用的码组称为__.禁字_____。

12.数字光纤通信系统的抖动常用___ UI(或码元时隙)____作单位来描述。

13.造成光纤中传输的光波信号出现畸变的重要原因是__光纤色散_____。

14.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____

15.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。

16.数字光纤通信系统的抖动是指数字信号的____有效瞬间___与其理想时间位置的短时间偏离。

17.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 ______。

18.在SDH网中，为了网络的OAM，在SDH的帧结构中设置了段开销和___通道开销(或路开销)____。

19.EDFA___不能____(能/不能)对1.3μm的光信号进行放大。

20.EDFA在光纤通信系统中的作用包括作前置放大器、作功率放大器和___作中继器____。

三、名词解释题(每小题3分，共15分)

1.光纤的数值孔径 1.光纤的数值孔径是表示光纤捕获光射线能力的物理量。

2.偏振偏振是指场矢量的空间方位

3.网络自愈.网络自愈是指在无需人为干预，网络在极短时间内从失效故障状态自动恢复传输所携的业务。

4.光波模式光波模式是指能够独立存在的电磁场的结构形式。

5.暗电流由于热激励、宇宙射线或放射性物质的激励，光电检测器在无光情况下仍有电流输出，这种电

流称为暗电流。

四、画图题(第1题10分，第2题5分，共15分)

1.画出典型的数字光纤通信系统接收端机的原理框图。

2.画出双向泵浦式EDFA的结构框图。

五、简答题(每小题5分，共20分)

1.简述扰码的作用。扰码的作用是有规律地破坏长连“0”和长连“1”的码流，达到“0”、“1”等概率出现。

2.简述光接收机中均衡器的作用。均衡器的作用是使经过其处理后的信号波形成为有利于判决的波形

3.简述光纤模拟通信系统中的预失真补偿原理。在光纤模拟通信系统中，由于光源P-I曲线非线性导致输出

光信号出现失真。为了对这种失真进行补偿，在系统中加入预失真电路，它使调制信号预先产生一个

与该失真特性相反的失真，从而补偿P-I曲线非线性的影响

4.简述数字光纤通信系统码型选择应满足的主要条件。码型选择应满足的主要条件为应避免出现长连“0”或

长连“1”，能进行不中断业务的误码监测，尽量减少码流中直流分量的起伏。

六、计算题(每小题10分，共20分)

1.已知阶跃折射率光纤中n1=1.52，n2=1.49。

a.光纤浸没在水中(n0=1.33)，求光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大接收角；

b.光纤放置在空气中，求数值孔径。

2.一个二进制光纤传输系统采用LD发射机，工作波长为1.55μm，耦合入光纤的光功率为0dBm。单模光纤

在该波长处的衰减系数α=0.2dB/km。假设光接收机灵敏度N R=1000个光子/比特。若忽略色散的影响，当系统传输速率为2.5Gbit/s时，确定系统能提供的最长传输距离。(h=6.626×10-34J·S)

.见右图，由折射定律可得

n0sinα=n1sinβ（1）

n1sin(90°-β)=n2sinγ（2）

要使光波能在光纤中传输，右图中的A点必须

满足全反射条件。因此，当

γ=90°时，式(2)变为

cosβ=n

n

2

1

(3)

由式(1)和式(3)联立可得

sinα=n n

n

1

2

2

2

-

(4)

将题中已知参量代入式(4)，得到

sinα=152149

133

0226 22

..

.

.

-

≈

∴α≈13.06°

即光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大

接收角为13.06°。

b

.

光

纤

放

置

在空气中，则n0=1

NA=n n

1

2

2

222

152149030

-=-≈

...

2.解：

根据光纤衰减系数的定义

α=

10

L

P

P

T

R

lg(1)

式(1)中L为光纤长度，P T和P R分别为系统发射和接收到的平均功率。

∵P R=N R R b hυ(2)

式中R b表示系统传输速率，υ表示光波频率。将式(2)代入式(1)，经变换后得

L=1010

αυα

λ

lg lg

P

N R h

P

N R hc

T

R b

T

R b

=（3）

将题中已知参量代入式(3)，得到L=10

02

101015510

10002510662610310

175

036

9348

.

lg

.

..

???

??????

≈

--

-

km 即系统能提供的最长传输距离约为175公里。

一 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 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的：

[ A ]

A 近红外区；

B 可见光区；

C 远红外区；

D 近紫外区。

3 目前光纤通信所用光波的波长范围是：[ D ]

A0.4～2.0 μm；B0.4～1.8 μm ； C 0.4～1.5 μm ； D0.8～1.8 μm 。

4 目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：[ C ]

A0.85 μm、1.20 μm、1.80 μm ； B0.80 μm、1.51 μm、1.80 μm ；

C0.85 μm、1.31 μm、1.55 μm ； D0.80 μm、

1.20 μm、1.70 μm。

5 下面说法正确的是：[ B ]

A 光纤是透明玻璃拉制成细长圆柱形的线；

B 光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称；

C 光纤是透明塑料拉制成细长圆柱形的线；

D 光纤是由高纯度石英玻璃制成细长圆柱形的线。

6 下面说法正确的是：[ A ]

A 光纤的传输频带极宽，通信容量很大；

B 光纤的尺寸很小，所以通信容量不大；

C 为了提高光纤的通信容量，应加大光纤的尺寸；

D 由于光纤的芯径很细，所以无中继传输距离短。

7 下面说法正确的是：[ D ]

A 光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线的途径传播；

B 光纤的主要作用是引导光在光纤内沿弯曲的途径传播；

C 光纤的主要作用是引导光在光纤内沿螺旋线的途径传播；

D 光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。

8 下面说法正确的是：[ C ]

A 光纤通信只能用于数字通信，不能用于模拟通信；

B 光纤通信不能用于数字通信，只能用于模拟通信；

C 光纤通信即可以用于数字通信，也可用于模拟通信；

D 光纤通信不能用于数字通信，也不能用于模拟通信。

9 下面说法正确的是：[ C ]

A 光纤弯曲半径不能无穷大；

B 光纤弯曲半径不宜过大；

C 光纤弯曲半径不宜过小；

D 光纤弯曲半径可以为零。

10 下面说法正确的是：[ A ]

A 与同轴电缆比较，光纤光缆的敷设安装复杂；

B 与同轴电缆比较，光纤光缆的敷设安装方便；

C 与同轴电缆比较，光纤光缆的接续方便；

D 与同轴电缆比较，光纤光缆的抗电磁干扰差。

二 1 下面说法正确的是：[ B ]

A 光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为包层、纤芯和涂覆层；

B 光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为纤芯、包层和涂覆层；

C 光纤的典型结构是两层同轴圆柱体，自内向外为纤芯和涂覆层；

D 光纤的典型结构是两层同轴圆柱体，自内向外为包层和涂覆层。

2 下面说法正确的是：[ C ]

A 单模光纤只能传输TE

01

模式； B 单模光纤只能传输一路信号；

C 单模光纤只能传输一种模式；

D 单模光纤

只能传输EH

11

模式。

3 下面哪一种光纤是色散位移单模光纤？[ C ]

A ITU-T G.655光纤；

B ITU-T G.654光纤；

C ITU-T G.653光纤；

D ITU-T G.652光纤。

4 光纤的主模（基模）是：[ D ]

A TE

10

模； B TM

10

模； C EH

11

模； D HE

11模。

5 下面说法正确的是：[ B ]

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距离；

C 光纤的损耗决定光纤通信系统的传输速率；

D 光纤的损耗决定光纤通信系统的传输模式。

6 下面说法正确的是：[ A ]

A 光纤的色散决定光纤通信系统的通信容量；

B 光纤的色散决定光纤通信系统的传输距离；

C 光纤的色散决定光纤通信系统的传输速率；

D 光纤的色散决定光纤通信系统的传输模式。

三 1 为了使光纤能在各种敷设条件和各种环境中使用：[ ]

A 必须把光纤进行一次涂覆和二次涂覆处理；

B 必须把光纤与其他元件组合起来构成光缆；

C 必须把多根光纤放入同一根塑料管中；

D 必须把多根光纤绞合在一起。

2 下面四种光缆的基本结构中，抗侧压性能好的是：[ ]

A 层绞式光缆；

B 套管式光缆；

C 带状式光缆；

D 沟槽式光缆。

3 光纤的连接分为：[ ]

A 固定连接和永久性连接；

B 固定连接和熔连接；

C 固定连接和活动连接；

D 粘连接和熔连接。

4 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。

5 对于光的分波、合波器，正确的是：[ ]

A 不同波长的光功率进行合路的器件；

B 光信号分路/合路的功能器件；

C 同一波长的光功率进行合路的器件；

D 不同波长的光功率进行分路的器件。

6 对于光的耦合器，正确的是：[ ]

A 将多个光波信号合成一个光波信号在一根光纤中传输；

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；

D 将不同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输。

7 光分波器是：[ ]

A 将从一根光纤传输来的同波长的光信号，按不同光波长分开；

B 将从一根光纤传输来的不同波长的复合光信号，按不同光波长分开；

C 将从一根光纤传输来的一路光信号，分成多路光信号；

D 将从一根光纤传输来的一个光波信号，分成多个光波信号。

8 利用多层膜制成的波导型分波滤光器：[ ]

A 其反向使用时不能做合波器用；

B 其反向使用时可以做合波器用；

C 其反向使用时也能做分波器用；

D 其反向使用时可以做耦合器用。

9 下面说法正确的是：[ ]

A 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；

B 光隔离器是一种不同光信号通过的无源光器件；

C 光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件；

D 光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件。

10 光隔离器的工作原理是：[ ]

A 基于法拉第旋转的非互易性；

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 基于圆柱型透镜的聚焦原理。

四 1 光纤通信系统中使用的光器件主要有：[ ]

A 激光器、发光二极管；

B 分布反馈激光器、PIN光电二极管；

C 半导体激光器、光检测器、分布反馈激光器；

D 光源、光检测器、光放大器。

2 光纤通信系统中常用的光源主要有：[ ]

A 光检测器、光放大器、激光器；

B 半导体激光器LD、半导体发光二极管LED、半导体分布反馈激光器DFB；

C PIN光电二极管、激光、荧光；

D 半导体激光器、光检测器、发光二极管。

3 光纤通信系统中常用的光检测器主要有：[ ] A激光器、发光二极管； B分布反馈激光器、PIN光电二极管；

C PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管；

D PIN 光电二极管、半导体LD。

4 光源的作用是：[ ]

A 产生输入光波信号；

B 将电信号电流变换为光信号功率，即实现电-光转换；

C 产生输入光功率；

D 光波对电信号进行调制，使其载荷信息在光纤中传输。

5 光检测器的作用是：[ ]

A 对光纤中传输的光功率进行测试；

B 将接收的光信号功率变换为电信号电流，即实现光-电转换；

C 对光纤中传输的光波进行检测，并分析其波形频谱特性；

D 检测光纤中传输的光信号的强弱。

6 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：[ ]

A 自发辐射是产生激光最重要的过程；

B 受激辐射是产生激光最重要的过程；

C 受激吸收是产生激光的最重要的过程；

D 自发辐射的光称为相干光。

7 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。

8 发光二极管LED产生的光：[ ]

A 是荧光而不是激光；

B 是激光而不是荧光；

C 是自然光而不是激光；

D 是相干光而不是荧光。

9 光电二极管是：[ ]

A 将接收的光功率全部转换为电功率，即满足能量守恒定律；

B 将接收的光信号功率转换为倍增电流，即实现信号的放大；

C 将接收的光功率一部分转换为电功率，一部分转换为热量；

D 将接收的光信号功率变换为电信号电流，即实现光-电转换。

10 光电二极管由于耗尽区是产生光生载流子的主要区域，因此要求：[ ]

A 入射光尽可能地少在耗尽区内吸收；

B 二极管有宽的耗尽区；

C 二极管有窄的耗尽区；

D 二极管必须外加正向偏压。

五 1，关于光纤激光器的说法，正确的是：[ ]

A、把光纤作为激光器的部件；

B、工作物质同

时起传导作用；

C、无法对应通信波段；

D、光纤本身就是激光器。

2，掺杂光纤所用的稀土元素是：[ ]

A、稀少的元素；B元素周期表

的镧系元素；

C、掺杂光纤全是玻璃基质的；

D、掺杂光纤的掺杂浓度越高越好。

3，关于掺Er3+及Nd3+光纤的电子能级，正确的是：[ ]

A、Er3+是四能级系统，Nd3+是三能级系统；

B、电子跃迁只发生在基态与激发态之间；

C、掺Er3+及Nd3+光纤的光谱完全相同；D泵浦光的波长不一定相同。

4，光纤激光器谐振腔的作用是：[ ]

A、选择纵模和横模；

B、对任意光纤都相同；

B、光纤环谐振腔与光纤反射器都具有储能作用；

D、实现光纤激光器的谐振。

4，可调谐激光器的原理，正确的是：[ ]

A、调节光纤激光器的输出功率；

B、调节光纤激光

器的峰值频率；

B、调节光纤激光器的光谱宽度； D、调节光纤激

光器的谐振腔结构。

5，下列说法正确的是：[ ]

A、光纤Fox-Smith 谐振腔的2对端口谐振频率相

同；

B、使用光纤光栅可以得到单纵模激光；

C、光纤反射器本身能谐振放大；

D、多能级受激发射导致光纤激光器的光谱宽化。

六 1 掺铒光纤的激光特性主要由[ ]决定：

A起介质作用的石英光纤； B掺铒元素； C泵浦光源； D入射光的工作波长。

2 掺铒光纤放大器采用：[ ]

A 石英光纤作为增益介质；

B 掺铒离子单模光纤作为增益介质；

C 掺铒离子作为增益介质；

D 泵浦光源作为增益介质。

3 在掺铒光纤放大器中，泵浦光源的作用是：[ ]

A 与入射光叠加产生光的放大；

B 产生粒子数反转；

C 作为增益介质，对光信号进行放大；

D 实现受激辐射放大。

4 掺铒光纤在1536nm波长处的激光过程属于：

[ ]

A 二能级激光系统；

B 四能级激光系统；

C 三能级激光系统；

D 多能级激光系统。

5 对于掺铒光纤，使用如下波长的光源作为泵浦光，均能在1536nm波长上产生激光过程：[ ]

A 只在980nm波长；

B 只在980nm和530nm波长；

C 只在800nm和980nm波长；

D 可在800nm、980nm、

1480nm和530nm等波长。

6 掺铒光纤放大器由：[ ]

A 一段掺铒光纤和泵浦光源组成；

B 一段掺铒光纤、光耦合器以及光隔离器等组成；

C 一段掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器以及光隔离器等组成；

D 泵浦光源、光耦合器以及光隔离器等组成。

7 前向泵浦掺铒光纤放大器是：[ ]

A 表示泵浦光比信号光稍前进入掺铒光纤；

B 表示两个泵浦光从两个相同方向进入掺铒光纤；

C 表示信号光比泵浦光稍前进入掺铒光纤；

D 表示信号光和泵浦光同向进入掺铒光纤。

8 后向泵浦掺铒光纤放大器是：[ ]

A 表示信号光比泵浦光稍后进入掺铒光纤；

B 表示信号光和泵浦光从两个不同方向进入掺铒光纤；

C 表示泵浦光比信号光稍后进入掺铒光纤；

D 表示两个泵浦光从两个相反方向进入掺铒光纤。

9 双向泵浦掺铒光纤放大器是：[ ] A 表示信号光和泵浦光从两个相反方向进入掺铒光纤；

B 表示两个泵浦光从两个相反方向进入掺铒光纤；

C 表示两个泵浦光从两个相同方向进入掺铒光纤；

D 表示信号光和泵浦光从两个相同方向进入掺铒光纤。

10 下面的掺铒光纤放大器，噪声特性较差是：

[ ]

A 前向泵浦掺铒光纤放大器；

B 双向泵浦掺铒光纤放大器；

C 后向泵浦掺铒光纤放大器；

D 反射型泵

浦掺铒光纤

第七章1．衡量数据压缩技术性能的重要指标是[ C ]。

（1）压缩比（2）算法复杂度（3）恢复效果（4）标准化

A、（1）（3）

B、（1）（2）（3）

C、（l）（3）（4）

D、全部

2．下列哪种说法是不正确的[ C ]

A、多媒体数据经过量化器处理后，提高了压缩比。

B、多媒体数据经过量化器处理后，产生了不可逆的信息损失。

C、多媒体数据经过量化器处理后，可无失真恢复原始数据。

D、多媒体数据经过量化器处理后，产生了图像失真。

3．下列哪些是图像和视频编码的国际标准？C （l）JPEG（2）MPEG（3）ADPCM（4）H．261 A、（1）（2）B、（1）（2）（3）C、（l）（2）（4）D、全部

4．下列哪些说法是正确的[ C ]

（1）冗余压缩法不会减少信息量，可以原样恢复原始数据。

（2）冗余压缩法减少了冗余，不能原样恢复原始数据。

（3）冗余压缩法是有损压缩法。

（4）冗余压缩的压缩比一般都比较小。

A、（1）（3）（B）

B、（4）

C、（1）（3）（4）

D、仅（3）

5．图像序列中的两幅相邻图像，后一幅图像与前一幅图像之间有较大的相关，这是

[ B ]

A、空间冗余

B、时间冗余

C、信息嫡冗余

D、视觉冗余

6．下列哪种说法不正确[ A ]

A、预测编码是一种只能针对空间冗余进行压缩的方法。

B、预测编码是根据某一模型进行的。

C、预测编码需将预测的误差进行存储或传输。

D、预测编码中典型的压缩方法有DPCM、ADPCM。

7．下列哪种说法正确[ C ]

A、信息量等于数据量与冗余量之和。

B、信息量等于信息嫡与数据量之差。

C、信息量等于数据量与冗余量之差。

D、信息量等于信息嫡与冗余量之和。8．在MPEG中为了提高数据压缩比，采用了哪些方法[ C ]

A、运动补偿与运动估计。

B、减少时域冗余与空间冗余。

C、帧内图像数据与帧间图像数据压缩。

D、向前预测与向后预测。

9．在JPEG中使用了哪两种熵编码方法

[ D ]

A、统计编码和算术编码。

B、PCM编码和DPCM编码。

C、预测编码和变换编码。

D、哈夫曼编码和自适应二进制算术编码。10．MPEG中为了提高数据压缩比，采用了哪些方法[ C ]

A、运动补偿与运行估计；

B、减少时域冗余与空间冗余；

C、帧内图象数据与帧间图象数据压缩；

D、向前预测和向后预测。

11．国际标准MPEG－Ⅱ采用了分层的编码体系，提供了四种技术，分别是[ D ]。

（1）空间可扩展性；信噪比可扩充性；框架技术；等级技术

（2）时间可扩充性；空间可扩展性；硬件扩展技术；软件扩展技术

（3）数据分块技术；空间可扩展性；信噪比可扩充性；框架技术

（4）空间可扩展性；时间可扩充性；信噪比可扩充性；数据分块技术

12．多媒体技术未来发展的方向是什么？D （1）高分辨率，提高显示质量

（2）高速度化，缩短处理时间

（3）简单化，便于操作

（4）智能化，提高信息识别能力

A、（1）（2）（3）

B、（1）（2）（4）

C、（1）（3）（4）

D、全部

放