《光纤通信》作业(2016.1.28)2
光纤通信作业[大全5篇]
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光纤通信作业[大全5篇]第一篇：光纤通信作业2-1光纤由哪几部分组成？答：光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。
2-2在光脉冲信号的传播过程中，光纤的损耗和色散对其有何影响？2-3单模光纤有哪几种类型？各有何特点？答：单模有G.652、G.653、G.654、G.655四种类型。
G.652光纤的特点是当工作波长在1310nm时，光纤色散很小，系统的传输距离只受光纤损耗的限制。
G.653光纤的特点是色散零点在1550nm附近。
G.654光纤的特点是降低1550nm波段的衰减，一般为0.15~0.19dB/km,典型值为0.185dB/km,其零色散点仍然在1310nm 附近，但在1550窗口的色散较高，课达18ps/(nm·km)。
G.655光纤的特点是色散点在1550nm附近，WDM系统在零色散波长处工作很容易引起四波混频效应，导致信道间发生串扰，不利于WDM系统工作。
2-4光纤的归一化频率和各模式的归一化截止频率的关系是什么？光纤单模传输的条件是什么？2-5光纤的特性有哪些？答：几何特性、传输特性、机械特性、温度特性四种。
2-6光缆的结构有哪些？答：光缆一般由缆芯、护层和加强芯组成。
2-7常用的光缆有哪几种类型？答：层绞式结构光缆、骨架式结构光缆、束管式结构光缆、带状结构光缆、单芯结构光缆、特殊结构光缆。
第二篇：光纤通信作业1一、填空题1、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为、。
2、光源的作用是将变换为光检测器的作用是将3、在光波系统中得到广泛应用的两种光检测器是。
4、光传输设备包括5、光纤通信是以为载频，以6、光发送机主要由、和组成。
7、被称为“光纤之父”的是8、中国第一条海底光缆建成于二、简答题1、光纤通信主要有哪些优点？2、简述未来光网络的发展趋势及关键技术。
3、全光网络的优点是什么？第三篇：光纤通信_结课作业光纤通信学院：学号：姓名：电子信息工程学院1xxxxxxxxx摘要：光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。
光纤通信课后习题参考答案
光纤通信课后习题参考答案光纤通信课后习题答案第一章习题参考答案1、第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？答：第一根光纤大约是1950年出现的。
传输损耗高达1000dB/km左右。
2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。
答：光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。
中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。
第二章光纤和光缆1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。
纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。
2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G.652光纤（常规单模光纤）、G.653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。
（2）阶跃型光纤的折射率分布n?r????n1?n2r?a r?a?2??r???nm?1?2?????n?r????a???????nc渐变型光纤的折射率分布r?a r?a7．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n1=1.50，n2=1.45，光纤的长度L=10Km。
试求：（1）光纤的相对折射率差Δ；（2）数值孔径NA；（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的NA和相对折射率差Δ。
光纤通信作业参考
第二章作业2.1什么是振动模式？什么是波动模式？它们之间有什么区别和联系？解：稳定的横向振荡条件2dkn cos0-2©-2©=2m兀。
由于m不同，横向谐振0i23（驻波）状态不同，即横向振动的场分量不同，即波腹数不同。
把同一系统的不同的横向谐振状态称为振动模式。
在波导中横向的振动（驻波）将以波动方式沿z轴传播，形成导波，不同的m称为不同的波动模式，同样称为模式。
不同的波动模式横向场（驻波）分布不同。
同时由于k不同，B二k也不同，即不同的波xz 动模式有不同的传输常数，也即有不同的传输速度v。
2.2如果介质平板波导的y方向也受到限制，例如，该方向存在两个垂直介质平板的边界，相距为w，并且在该界面上也满足全反射条件。
试问介质平板波段中的模式会有什么变化（定性分析）？解：光波在x方向受到限制，则x方向光波满足驻波条件2dk-2©-2©二2m兀x23，光波在y方向受到限制，则y方向光波满足驻波条件2叭-2©2-2©3-2加，n取m取正整数；正整数。
我们用两个正整数描述横向（x,y）驻波条件也即横向场分布特点。
2.3为什么把波导的特征方程称作色散方程？它与光纤的色散有什么关系？解：在波导中，不同的波动模式横向场（驻波）分布不同。
同时由于k不同，B二kxz也不同，即不同的波动模式有不同的传输常数，也即有不同的传输速度v。
把波导的特征方程称作色散方程。
光纤中除了有波导色散之外，还有模式色散、材料色散。
对于单模光纤，还可能有偏振模色散。
2.4介质波导与金属波导截止的含义有什么不同？解：介质波导的截止条件w二0，包层出现辐射模。
金属波导的截止条件0=0。
2.5假设一点光源发出理想的圆锥形光束如图2.13所示，其开角为0=40，并设光束截面上光强均匀分布。
（注：这不是真实情况）。
设该光束与一段均匀光纤耦合，光纤与光束共轴，光纤端面与光纤轴垂直，光源距光纤端面距离为100卩m。
西北工业大学_光纤通信作业答案
答案第一章：光纤通信1、什么是光纤通信？光纤通信及系统的组成光纤通信使用光导纤维作为传输光波信号的通信方式。
光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
2、什么事光通信光通信就是以光波为载波的通信。
3、光纤通信的优点？①传输频带宽，通信容量大。
②传输衰减小，传输距离长。
③抗电磁干扰，传输质量好。
④体积小、重量轻、便于施工。
⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保4、光纤通信的工作波长？光源：近红外区波长：0.8—1.8μm频率：167—375THz5、WDM是指什么？DWDM指什么？WDM：波分复用DWDM：密集波分复用6、光纤从材料上可以分为哪几种？从材料上分为石英光纤、多组份玻璃光纤、氟化物光纤、塑料光纤等7、光纤活动连接器从连接方式来看分为哪几种？常见的插针端面有哪几种？PC、APC、SPC（球面、斜面、超级抛光端面呈球面的物理接触）8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？层绞式、单位式、骨架式、带状式9、光线的制造分哪几个步骤？I 材料准备与提纯II 制棒III 拉丝、涂覆IV 塑套其中制棒分为：（1）MCVD改进的化学气相沉淀法（2）PCVD等离子化学气相沉淀法10、按材料光纤分几种？同611、无源器件的种类连接器、分路器与耦合器、衰减器、隔离器、滤波器、波分复用器、光开关和调制器等第二章：光纤通信的物理学基础1、通过哪些现象可以证明光具有波动性？光的波动性可以从光的干涉、光的衍射和光的偏振等现象证明2、什么叫光电效应？光电效应具有哪些试验规律？由于光的照射使电子从金属中溢出的现象称为光电效应⑴ 每种金属都有一个确定的截止频率γ0，当入射光的频率低于γ0 时，不论入射光多强，照射时间多长，都不能从金属中释放出电子。
⑵ 对于频率高于γ0的入射光，从金属中释放出的电子的最大动能与入射光的强度无关，只与光的频率有关。
频率越高释放出的电子的动能就越大。
⑶ 对于频率高于γ0的入射光，即使入射光非常微弱，照射后也能立即释放出电子。
(完整word版)光纤通信
1.要使光纤导光必须使( B.纤芯折射率大于包层折射率)2.(D。
光检测器）是把光信号变为电信号的器件3.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)4。
掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（B.1550）nm波段。
5。
发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（B。
自发辐射）。
6。
下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是（A。
光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率) 7。
数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为(A. -10）dBm。
8。
为增大光接收机的接收动态范围，应采用（B。
AGC）电路。
9.下面说法正确的是（C.光纤通信即可以用于数字通信，也可用于模拟通信）10。
下列现象是光纤色散造成的,是(B.随距离的增加，信号脉冲不断展宽)11.衰减器（C.在一定的波长范围内均匀减小光强）12。
为了使雪崩光电二极管正常工作，在其P－N结上应加(D.高反向偏压)13.不属于无源光器件的是（B.半导体激光器）．．．14。
光纤通信指的是（B 。
以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式）15。
下列哪一种吸收属于光纤的本征吸收(A.SiO2的吸收）16。
光纤通信需要从光纤的主传输信道中取出一部分光作为测试用时,需用（Ｂ.光耦合器）17.光隔离器的作用是（B.保证光信号只能正向传输)18.目前EDFA采用的泵浦波长是(C。
0.98μm和1.48μm）19. 决定光纤通信中继距离的主要因素是（B。
光纤的损耗和传输带宽）20。
光纤单模传输条件，归一化频率V应满足(B。
V<2.405）21.在激光器中，光的放大是通过（D。
粒子数反转分布的激活物质来实现）22.掺铒光纤的激光特性（A。
主要由掺铒元素决定）二、填空题1。
光纤通信系统是由光发送机、光纤和光接收机三部分组成.2。
光纤按折射率分类有突变性光纤和渐变性光纤两类。
3.光缆由缆芯、加强原件和外护层组成。
4.激光振荡器必须包括工作物质、激励源和__光学谐振腔__。
《光纤通信》试题册.资料
目录第二章选择题练习 (2)第三章填空题练习 (9)第四章判断题练习 (12)第五章名词解释练习 (13)一．名词解释常规练习 (14)二、新增题型：写出以下名词的全称，并写出其意思。
(14)第六章画图题 (14)一．常规题练习 (15)二、新增题型练习：据图回答问题 (15)第七章简答题练习 (18)第八章综合、计算、分析题练习 (19)第九章证明题练习 (23)第十章期末试题示范 (24)答案详解 (30)第二章选择题练习1. 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 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 μm2．在阶跃型光纤中，传输模式的传输条件为A.V＞0B.V＞VcC.V＞2.40483D.V＜Vc3．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A.W＝0B.β＝0C.V＝0D.U＝04. 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C.RC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A.1550 nmB.1310 nmC.980 nmD.850 nm8．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. mB1PB. 4B1HC. 5B6BD. mB1C11. 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17. 目前EDFA采用的泵浦波长是A．0.85μm和1.3μm B．0.85μm和1.48μmC．0.98μm和1.48μm D．0.98μm和1.55μm18. 下列不是WDM的主要优点是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19. 下列要实现OTDM解决的关键技术中不包括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20. 掺饵光纤的激光特性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21. 下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是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22. 光发射机的消光比，一般要求小于或等于A．5％B．10％C．15％D．20％23. 在误码性能参数中，严重误码秒（SES）的误码率门限值为A．10-6 B．10-5 C．10-4 D．10-324. 日前采用的LD的结构种类属于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25. 二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为A．2.048 Mb/s，HDB3 B．8.448 Mb/s，HDB3C．2.048 Mb/s，CMI D．8.448 Mb/s，CMI26. 数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为多少dBm？A．-10 B．10 C．-20 D．-3027. WDH系统的单纤双向传输方式可实现以下哪种通信？A．单工B．双工C．全双工D．单工与双工28. 光孤子源主要有哪几种A．掺铒光纤孤子激光器、锁模半导体激光器B．掺铒光纤孤子激光器、窄纤谱半导体激光器C．锁模半导体激光器、锁模半导体激光器D．掺铒光纤孤子激光器、信道频率激光器29. 前置放大器的三种类型中，属于双极型晶体管放大器的主要特点是A．输入阻抗低B．噪声小C．高频特性较差D．适用于低速率传输系统30. 下列哪一个不是SDH网的特点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31. 光缆的基本型式有哪些(1)层绞式(2)骨架式(3)中心束管式(4)带状式A．(1)(2)(3) B．(1)(3)(4) C．(2)(3)(4) D．(1)(2)(3)(4) 32. 光缆有哪些特性(1)拉力特性(2)压力特性(3)弯曲特性(4)温度特性A．(1)(2)(3) B．(1)(3)(4) C．(2)(3)(4) D．(1)(2)(3)(4) 33. 下列哪项是光纤的光学特性(1)偏心度(2)折射率分布(3)模场直径(4)带宽A．(1)(2) B．(3)(4) C．(2)(3) D．(2)(3)(4)34. 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．模拟间接光强调制C．频分复用光强调制D．方波频率调制35. DFP激光器与FP激光器相比有什么优点？（1）单纵模激光器（2）普线窄，动态普线好，线性好（3）普线宽（4）纵横模数多A．(1)(2) B．(3)(4) C．(2)(3) D．(2)(3)(4)36. 以下不是PIN光电二极管的主要特性是A．波长响应特性B．量子效率和光谱特性C．响应时间和频率特性D．噪声37. 光接受机的噪声主要来源是（1）主放大器（2）光发射器（3）光检测器（4）前置放大器A．(1)(2) B．(3)(4) C．(2)(3) D．(2)(3)(4)38. 以下不是光有源器件的是A．光源B．光放大器C．光检测器D．光开关39. 光开关可以分为（1）机械光开关（2）固体光开关（3）物理光开关（4）电子光开关A．(1)(2) B．(3)(4) C．(2)(3) D．(2)(3)(4)40. 以下不是通信网的发展方向是A ．数字化B ．综合化C ．宽带化D ．模拟化41. 光纤通信是以以下哪一选项为载体，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42. 要使光纤导光必须使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43.以下哪项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44. CCITT 于以下哪一年接受了SONET 概念，并重新命名为SDH ？A 、1985B 、1970C 、1988D 、199045. SDH 传输网最基本的同步传送模块是STM-1，其信号速率为多少kbit ／s ？A 、155.520B 、622.080C 、2488.320D 、9953.28046. 掺铒光纤放大器（EDFA ）的工作波长为多少nm 波段？A 、1310B 、1550C 、1510D 、85047. 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48. 光纤通信系统的是由以下几部分组成的？①电端机 ②光端机 ③中继器 ④光纤光缆线路A. ①②③B. ②③④C. ①③④D. ①②③④49. 要精确控制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是控制调制脉冲电流的幅度；二是控制A 、微型半导体制冷器B 、调制脉冲电流的相位C 、热敏电阻D 、激光器的偏置电流50. 光纤传输特性主要有①色散 ②损耗 ③模场直径 ④截止波长A. ①②B. ②③C. ①④D. ①③51. 各模式在光纤中传播而形成传输模式的条件是A.k n k n 21<<βB.k n 2<βC.k n 1>βD.k n k n 12<<β52. 渐变型光纤中，不同入射角的光线会聚于同一点的现象称为何种效应？A.自聚焦B.自变陡C.色散D.弛张53. 在阶跃型(弱导波)光纤中，基模为A.LP01 模B.LP02 模C.LP11 模D.LP12 模54. 半导体激光器对光的频率和方向进行选择的器件是A.泵浦源B.激活物质C.耦合器D.光学谐振腔55. 光接收机中，使经过其处理后的信号波形成为有利于判决的波形的器件是A.均衡器B.判决器C.前置放大器D.光检测器56. 光发射机中实现电/光转换的关键器件是A.光源B.调制电路C.光检测器D.放大器57. 转换光路，实现光交换的重要器件是A.光开关B. 耦合器C. 隔离器D. 光衰减器58. 下列不属于EDFA 的优点的是A.增益高B. 频带宽C. 噪声系数小D.可放大多个波段59. 下列不属于常用的线路码型是A.扰码B. mBnB 码C.插入码D. NRZ 码60. 在一根光纤中同时传输多个波长信号的一项技术是A.色散补偿技术B.相干光通信技术C.光时分复用技术D.光波分复用技术61. 光纤单模传输条件,归一化频率V 应满足A ．V>2.405B ．V<2.405C ．V>3.832D ．V<3.83262. 激光是通过什么产生的？A.受激辐射B.自发辐射C.热辐射D.电流63. EDFA 的泵浦光源的典型工作波长为A.850 nmB.980 nmC.1310 nmD.1550 nm64. 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 ．基于圆柱形透镜的聚焦原理65. 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66. 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67. 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68. 单模光纤中主要色散是；多模光纤中主要色散是A．波长色散、模式色散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69. 目前光纤通信系统中广泛使用的调制─检测方式是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D.强度调制—直接检测70. 光合波器是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71. 光纤是利用光的以下哪种现象传送光信号的？A、折射B、散射C、全反射D、辐射72. 光纤的纤芯折射率应包层折射率,光纤才能导光A、大于B、小于C、等于D、大于等于73. 通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是A．光纤色散B．光接收机噪声C．光纤衰减D．暗电流74. 光纤相对折射指数差的定义为A.Δ=n1－n2B.Δ=n2－n1C.Δ=(n21－n22)/2n21D.Δ=(n21－n22)/n2175. 阶跃型光纤中,某种模式截止时的归一化频率为Vc,则这种模式形成导模的传输条件为A.V<VcB.V>2.405C.V>VcD.V>076. 随着激光器温度的上升,其输出光功率会A.减少B.增大C.保持不变D.先逐渐增大,后逐渐减少78. 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79. 光接收机中,雪崩光电二极管引入的噪声为A.光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声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D.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声80. 光中继器中均衡器的作用是A.放大B.消除噪声干扰C.均衡成矩形脉冲D.均衡成有利于判决的波形81. 通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是A.光纤色散B.光接收机噪声C.光纤衰减D.暗电流82. 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83. 以下哪一样不是无源光器件A、光调制器B、光纤连接器C、LEDD、光纤耦合器84. 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85. 处于高能级E2的电子,在未受外界激发的情况下,自发地跃迁到低能级E1,从而发射出一个能量为hf(=E2-E1)的光子的过程称为A.自发辐射B.受激吸收C.受激辐射D.非辐射复合86. 目前在光纤通信系统中已获得广泛应用的光放大器是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87. 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A.1θ≥211n n sin -B.1θ<121n n sin -C.1θ≥121n n sin -D.1θ<211n n sin -88. 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89. STM-1每秒可传的帧数是A.8000B.4000C.2000D.100090. 处于高能级E2的电子,在未受外界激发的情况下,自发地跃迁到低能级E1,从而发射出一个能量为hf(=E2-E1)的光子的过程称为A.自发辐射B.受激吸收C.受激辐射D.非辐射复合91. 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 ＞1B. G ＜1C. G ＝1D. G ＝092. 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、光检测器、发光二极管C ．PIN 光电二极管、激光、荧光D ．半导体激光器LD 、半导体发光二极管93. STM —1中信息净负荷的字节数为A. 576B. 261C. 2349D. 460894. 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95. 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 A. Φ≥arcsin 12n n B.0≤Φ≤arcsin2221n n - C. Φ＞arcsin 2221n n - D.0≤Φ≤arcsin 12n n96. EDFA 的最大输出功率常用 来表示。
光纤通信试题与答案
光纤通信试题与答案一、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________ 信系统。
答案：单模光纤、多模光纤2、光纤通信是以______ 载频，以________ 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：5045、传输设备使用标称电压_______ 。
答案：-48V6、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& 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（w 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。
《光纤通信》课后习题答案
《光纤通信》课后习题答案习题一1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和APD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
光纤通信 作业及答案
解：
⑴
已知
则 纵模模数
其中
，，
，
，
当 q 取得最大值时，m、s 均取最小值 1
此时，计算得
∴
，且 q 为整数
谐振腔允许的纵模模数为 910
3/4
为定值
⑵
由第⑴问，得 当 ， 时，
当
时，
；当
时，
4—11 在数字光纤通信系统中，选择码型时应考虑哪几个因素？
答：
数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性，具体要求有：
解：
单模传输条件为：
→
当
时，
当
时，
1/4
当
时，
3—1 设激光器激活物质的高能级和低能级的能量各为 和 ，频率为 f，相 应能级上的粒子密度各为 和 。试计算：
⑴当
，
时， ？
⑵当
，
时， ？
⑶当
解： ⑴
，若
。环境温度 ？(按玻尔兹曼分布规律计算)
其中，
，
，
，
代入数据，得 ⑵
，
其中，
，
，
，
，
代入数据，得
《光纤通信》作业
2—1 均匀光纤芯与包层的折射率分别为：
，
，试计算：
⑴光纤层与包层的相对折射率差△为多少？
⑵光纤的数值孔径 NA 为多少？
⑶在 1m 长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大时延差
解： ⑴
为多少？
纤芯和包层的相对折射率差 ⑵
⑶
2—10 一阶跃折射率光纤的相对折射率差
，
，当波长分别
为 0.85μm、1.31μm、1.55μm 时，要实现单模传输，纤芯半径 a 应小于多少？
光纤通信作业
1. 光纤通信是用载运信息，用作为传输媒介。
2. 1966年，英籍华裔学者发表论文，指出利用进行信息传输的可能性和技术途径。
3．光纤通信中使用的光源主要有、和。
4. 普通石英光纤在近红外波段的三个损耗很小的波长“窗口”分别是、和。
5. 光纤自内向外为、和。
6. 色散主要有、和。
7．决定着光纤损耗的最低理论极限。
8．光缆的基本结构按缆芯组件的不同一般可以分为、、、和四种。
9．损耗系数的常用测试方法有、和。
10．电流分量和电流分量的总和即为光生电流。
11．导致产生码型效应12．数字光纤通信系通常采用的编码方式有、、和。
作业二1．简要画出基本光纤传输系统的组成框图。
2．什么是外调制？3．简述外差检测的过程。
4．什么是接收机灵敏度？5．什么是渐变型多模光纤的自聚焦效应？6．什么是张弛振荡？作业三判断并改错：1．光纤通信中的光是可见光。
2．光纤通信的波长是可以任意选取的。
3．光纤的色散是用最大时延差来表示的。
4．激光器所发出的颜色与材料无关。
5．光纤损耗决定着传输距离或中继区段长度。
6．LED发散角大，耦合效率高。
7．SDH不仅适合于点对点传输，而且适合于多点之间的网络传输。
1．简述数值孔径的定义和作用。
推导在突变型多模光纤中数值孔径的计算公式：• 其中，n1, n2分别为纤芯和包层的折射率• Δ=(n1-n2)/n1为纤芯与包层相对折射率差2．已知突变型光纤的纤芯折射率是1.35，纤芯与包层相对折射率差是0.01，工作波长λ0=0.85μm,求：（1）当纤芯半径a=20μm 时，光纤中传输的导模数是多少？（2）若要实现单模传输，纤芯半径应为多少？作业五1．有一五次群（五次群速率是564.992Mbps ）单模光缆传输系统，线路码型为3B4B 码，应用InGaAs-LD ，其It<50mA ，标称波长为1310nm ，光谱宽度为2nm ，发送光功率为-2.3dBm, 接收灵敏度为-38dBm, 动态范围≥20dB 。
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《光纤通信》作业（2016.1.30）1.1 光纤通信有哪些特点？1、光纤通信的优点：（1）传输容量大。
（2）传输损耗小，中继距离长。
（3）信号泄漏小，保密性好。
（4）节省有色金属。
（5）抗电磁干扰性能好。
（6）重量轻，可挠性好，敷设方便。
2、光纤通信的缺点：（1）抗拉强度低。
（2）连接困难。
（3）怕水。
1.2 简述光纤通信系统的主要组成部分。
光纤通信系统的主要组成部分为：（1）光纤光缆、（2）光源（光发送机）、（3）光检测器（光接收机）、（4）无源器件、（5）光放大器（光中继器）。
1.4为什么使用石英光纤的光纤通信系统中，工作波长只能选择850nm、1310nm、1550nm三种？由于目前使用的光纤均为石英光纤，而石英光纤的损耗——波长特性中有三个低损耗的波长区，即波长为850nm、1310nm、1550nm三个低损耗区。
为此，光纤通信系统的工作波长只能是选择在这三个波长窗口。
2.1 光纤传输信号产生能量衰减的原因是什么？光纤的损耗系数对通信有什么影响？1、光纤产生能量衰减的原因包括：（1）吸收、（2）散射和（3）辐射。
2、光纤的损耗系数会导致信号功率损失，造成信号接收困难。
2.2 在一个光纤通信系统中，光源波长为1550nm，光波经过5km长的光纤线路传输后，其光功率下降了25%，则该光纤的损耗系数为多少？2.3 光脉冲在光纤中传输时，为什么会产生瑞利散射？瑞利散射损耗的大小与什么有关？瑞利散射是由于光纤内部的密度不远匀引起的，从而使折射率沿纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸比光波波长还要小。
光在光纤中传输时，遇到这些比波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生了散射。
2、瑞利散射损耗的大小与成正比。
2.4 光纤中产生色散的原因是什么？色散对通信有什么影响？1、光纤的色散是由于光纤中所传输的光信号不同的频率成分和不同模式成分的群速度不同而引起的传输信号畸变的一种物理现象。
2、色散会导致传输光脉冲的展宽，继而引起码间干扰，增加误码。
对于高速率长距离光纤通信系统而言，色散是限制系统性能的主要因素之一。
2.5 光纤中色散有几种？单模传输光纤中主要是什么色散？多模传输光纤中主要存在什么色散？1、从产生机理而言，光纤中的色散主要包括：（1）材料色散、（2）波导色散和（3）模式间色散。
2、单模光纤中主要是波导色散。
3、多模光纤中主要是模式间色散。
注：偏振模色散可以理解为是：特殊的模式色散，但在速率较低的系统中影响较小。
2.8 何谓模式截止？光纤单模传输的条件是什么？单模光纤中传输的是什么模式？其截止波长为多大？阶跃折射率光纤中线性极化模LP11模对应的是什么矢量模？1、对每一个传播模来说，在包层中它应该是衰减很大，不能传输。
如果一个传播模，在包层中不衰减，也就是表明该模是传过包层而变成了辐射模，则就认为该传播模被截止。
所以一个传播模在包层中的衰减常数W=0时，表示导模截止。
2、单模光纤传输条件：归一化频率V≤2.4053、单模光纤中传输的是LP01模，对应的矢量模是HE11模。
4、截止波长由下式计算：5、LP11模对应的矢量模是：TE01, TM01, HE21。
3.1 比较半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）的异同。
LD有哪些特性？LED有哪些特性？1、（1）、相同点：LD和LED都可以用作通信光源。
（2）、不同点：LD原理是受激辐射，而LED是自发辐射。
2、LD有以下特性：LD是阈值器件，需要较完善的驱动和外围的电路，其发出的光谱线窄，适宜于高速率系统。
3、LED有以下特性：LED没有阈值，结构简单，但其谱线较宽，适用于要求较低的场合。
3.2 为什么LD要工作在正向偏置状态？何谓激光器的阈值电流？激光器的阈值电流与激光器的使用温度、使用时间有什么关系？1、LD加正向偏置电压用以克服PN结中自建场的影响，从而降低势垒，以形成粒子数反转分布。
2、激光器阈值电流是指：满足克服谐振腔内损耗而产生激光的最小的外加激励电流。
3、激光器的阈值电流与温度和使用时间成正比关系。
3.4 已知半导体材料GaAs（镓砷）的禁带宽度Eg=1.43ev，InGaAsP（铟镓砷磷）的Eg=0.96ev，分别求由这两种材料组成的半导体激光器的发射波长。
（普朗克常数h=6.626×10-34J·S，1ev＝1.6×10-19J）1、（1）镓砷GaAs组成的半导体激光器的发射频率为：（2）、发射波长为：2、（1）铟镓砷磷InGaAsP组成的半导体激光器的发射频率为：（2）发射波长为：3.6 在光纤通信系统中对LD驱动电路和偏置电路有什么要求？在LD驱动电路中为什么一定要加偏置电流？偏置电流应加多大才合适？若偏置电流加得过大或过小，对LD的调制特性会产生什么影响？1、对LD驱动电路和偏置电路的要求是：（1）输出的光脉冲峰值保持恒定。
（2）光脉冲的通断比应>>10。
（3）激光发射的时间必须远短于码无时间。
（4）采用阻尼电路以避免张弛振荡。
2、因为半导体激光器（LD）是阈值器件，只有外加驱动电流超过阈值后，才能发出激光，为使得较小的数据电流亦可产生足够的光输出，因此，需要加偏置电流。
3、偏置电流的选取原则是略小于阈值电流。
4、（1）偏置电流太小了，需要较大的数据电流才能满足阈值条件。
（2）偏置电流太大了，会引起消光比性能下降，同时，较高的电流也会产生较大的热量，以及寿命的缩短。
3.7某数字光纤通信系统，在实际使用中，发现半导体激光器（LD）的输出光功率慢慢下降，试分析其原因并提出解决办法。
1、激光器的阈值电流会随温度升高及老化（使用时间长）而提高，阈值电流增加以后，输出光功率就会下降。
所以输出光功率慢慢下降，原因可能是：（1）温度升高，（2）使用时间长（老化）。
2、（1）如果是温度升高引起输出光功率慢慢下降，可以使用自动温度控制电路（ATC）致冷来解决。
（2）如果是使用时间长（老化）引起输出光功率慢慢下降，可以使用自动功率控制电路（APC）增加偏置电流来解决。
3.9 在数字光纤通信系统中，选择线路码型时，要考虑哪几个因素？字变换码（mBnB码）和插入码（Mb1H码）各有什么特点？采用mBnB码或Mb1H 码时，线路码速将比原来的信号码速提高多少？某数字光纤通信系统中，信息码速为139.264Mbit/s，若采用5B6B码其线路码速为多少？若采用4B1H线路码速又为多少？1、线路码型选取的基本原则包括：1）应有足够的定时含量，即应尽量减少连“0”和连“1”数，便于时钟提取。
2）应有不中断业务，进行误码检测的能力。
3）应力求降低线路传输的码率，或线路传输码率的提高应尽可能少。
4）应具有较好的抗干扰性能，满足一定接收机性能所需检测的光功率最小。
5）应具有尽可能简单和经济的变换方案。
6）传输中发生误码时，误码扩散范围和误码增值低。
常用的线路码型包括：（1）扰码、（2）字变换码和（3）插入码三种类型。
2、（1）字变换码（mBnB码）的特点：将输入二进制码分解成一个“码字”，输出用对应的另一种“码字”来代替。
常用字变换码为mBnB码，即将输入码流每m比特为一组，然后变换成另一种排列规则的n比特为一组的码流。
字变换码中的n、m均为正整数，且n＞m。
（2）插入码（mB1H码）的特点：把输入原始码流分成每m比特（mB）一组，然后在每组mB码末尾按一定的规律插入一个码，组成m+1个码为一组的线路码流。
根据插入码的规律，可以分为：①mB1C码②mB1H码③mB1P码等。
（3）除扰码外，字变换码和插入码都会提高线路传输速率。
3、（1）采用mBnB码时，线路码速将比原来的信号码速提高n/m倍。
（2）采用mB1H码时，线路码速将比原来的信号码速提高（m+1）/m倍。
4、（1）采用5B6B码时，线路码速为：139.264×6/5=167.1168 Mbit/s。
（2）采用4B1H码时，线路码速为：139.264×(4+1)/4=174.08 Mbit/s。
4.1 光纤通信系统对光检测器有什么要求？比较PIN和APD各自的特点。
1、光纤通信系统对光检测器的主要要求包括：（1）灵敏度高。
（2）响应速度快。
（3）噪声小。
（4）稳定可靠。
2、（1）PIN的特点：增大了耗尽区的宽度，减小了扩散运动的影响，提高了响应速度。
绝大部分的入射光在本征层内（I层内）被吸收（受激吸收），并产生大量的电子—空穴对。
PIN用于短距离小容量光纤通信系统。
PIN没有增益，用在灵敏度要求不高的场合。
（2）APD的特点：电子—空穴对多次碰撞产生雪崩光倍增效应。
APD是有增益的光电二极管，在光接收机灵敏度要求较高的场合，用APD有利于延长系统的传输距离。
APD用于长距离大容量光纤通信系统。
4.2.光敏二极管为什么必须工作在反向偏压状态？1、在扩散区内，因为光生载流子的扩散速度比耗尽区内光生载流子的漂移速度慢得多，这部分光生载流子的扩散运动的时延，将使检测器输出电流脉冲后沿的拖尾加长，这影响了光敏二极管的响应时间，就限制了光电转换速度。
2、在反向偏压情况下，增加了耗尽区的宽度，缩小了耗尽区两侧扩散区的宽度，从而减小了光生电流中的扩散分量，反向偏压也增强了耗尽区内的电场，加快了光生载流子的漂移速度，有利于加快光敏二极管的响应时间。
4.4 何谓暗电流？暗电流是怎么产生的？暗电流的存在对信号的接收会产生什么影响？1、处于反向偏压下的半导体光电二极管，在无光照时，仍有电流流过，这部分电流称为暗电流。
2、暗电流是由载流子的热扩散形成的，或者是由器件表面和内部的缺陷以及有害的杂质引起的。
暗电流的大小由半导体材料及掺杂浓度决定。
3、暗电流与光源无信号时的残留光一样，在接收机中产生噪声。
暗电流的存在限制了光敏二极管所能检测的最小光功率，也就是降低了接收机的灵敏度。
4.5 试述雪崩光敏二极管（APD）的工作原理。
何谓“雪崩效应”？APD电流增益系数G与什么有关？1、处于反向偏置的耗尽层光电二极管，当外加的反向偏压不断增加时，耗尽层内产生的光生载流子在强电场作用下得到加速，获得很大的功能。
高能的截流子与半导体晶体内的原子相碰撞，将束缚在价带中的电子激发到民带，从而在耗尽层内产生新的电子一空穴对，这种现象称为碰撞电离。
碰撞电离的第二代载流子在耗尽层的强电场的加速下，再次引起碰撞电离而产生第三代载流子。
2、碰撞电离的反复循环使耗尽层内的载流子数雪崩似的急剧增加，通过二极管的电流也就猛增，这就是雪崩倍增效应。
3、雪崩光电二极管（APD）就是利用雪崩倍增效应实现内部电流增益的半导体光电转换器件。
4、APD的电流增益系数G一般在40～100之间，其变化规律与外加的偏压有关。
5.1 光纤连接器应用在什么地方？影响光纤连接器损耗的因素有哪些？1、光纤连接器是使一根光纤与另一根光纤之间完成活动连接的器件，主要用于光源器件尾纤输出或光电检测器尾纤输入与传输光纤之间的连接。