光纤通信原理试题参考答案

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 /hf3.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。

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________。

q Lc n2=λ4.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 光信号功转换为电信号电流。

8.光发射机的消光比为_E XT=_。

9.光纤通信系统中的监控信号除可借助光缆中的金属导线传输外，还可利用光纤来传输。

10.在薄膜波导中，导波的特征方程是__2k1x d-2Φ12-2Φ13=2mπ_。

11.EDFA在光纤通信系统中的主要应用形式有：作前置放大器、作发射机的_功率放大器_和作光中继器。

12.EDFA的工作波长范围是__1.53~1。

56um。

13.光缆主要由缆芯、加强元件_和外护层等几部分组成。

14.形成光纤损耗的原因很多，归结起来主要包括两大类：_吸收损耗_和散射损耗。

15.LD适用于长距离、大容量_的光纤传输系统。

16.在保证达到系统误码率指标条件下，测得接收机的最低输入光功率为0.1μW，则该接收机的接收灵敏度为____-40？_dBm。

17.对光隔离器的主要要求是：插入损耗低和_隔离性好_。

18.目前光纤通信所用光波的光波波长范围为: 0.8～1.8μm ,属于电磁波谱中的近红外区。

19. EDFA作前置放大器使用时，要求其有_高增益_和低噪声的特性。

三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）31.弱导波光纤纤芯折射率N1稍大于包层折射率N2的光纤。

32.受激吸收物质在外来光子的激发下，低能级上的电子吸收了外来光子的能量，而跃迁到高能级上，这个过程叫做受激吸收。

33.APD的雪崩倍增因子G=I M/I P I M有雪崩倍增时光电流的平均值。

I P无雪崩倍增时光电流的平均值。

G再40~100之间。

34.误码率BER=35.光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。

四、简答题（本大题共5小题，每小题7分，37小题8分，共35分）1.分别画出半导体发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）的典型输出特性曲线，并在LD的曲线上标出阈值电流点及荧光区和激光区的范围。

2.阶跃型光纤中，导波特性参数U、W的名称和计算公式分别是什么？答导波的径向归一化相位常数U, 导波的径向归一化衰减常数W;U= k02n12- 2 W=2-3.光纤通信系统对光发射机有哪些要求？答：1)有合适的输出光功率一般在0.01没w~5mw; 2)有较好的消光比E XT<=10% ；3)调制特性好4.什么是半导体材料的光电效应？当光照射到半导体的P-N结上时若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光子，在价带中出现光空穴，即产生光生载流子，这种现象称为半导体材料的光电效应。

5.在光纤通信系统设计中，主要涉及哪些系统部件的选择？答：1）工作波长的选择2）光源的选择3）光电检测器的选择4）光导纤维的选择。

五、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1.已知阶跃型光纤的n1＝1.51，n2＝1.48，光纤长度为L＝10 km。

求：（1）光线在纤芯和包层分界面上产生全反射时入射角θ1变化的范围；（2）光线在光纤端面上的最大入射角Φmax；（3）该光纤的最大时延差。

解：（1）（自己做的）sinθc=n2/n1 所以临界角θc=arcsinn2/n1=78.56。

由题意知当θc <θ1<90。

可以产生全反射。

（2）因为sinΦmax=n1*(3)1*sinθc=Ln12/cn2最小时延=L/V1=Ln1/c Ln12/cn2-- Ln1/c=(Ln12-Ln1n2)/cn22.已知某光纤通信系统的光发射机输出光功率为0 .5 mW，光纤传输损耗为0.35 dB/km，全程光纤平均接头损耗为0.1 dB/km，系统富裕度为6 dB。

若要求系统的中继传输距离达60 km，则选择的光接收机的灵敏度至少应为多少？解：P T=P min+La+Lai+M 且P T=10lg0.5*10-3/10-3所以P MIN= P T- La-Lai-M=一、问答题(20分)1.你如何理解有线通信和无线通信?两者区别?2.有线通信包含那些通信系统?3.最基本的光传输系统由 ------------ , ------------ 和 ------------组成。

4.要将交流220V电源转换成稳定的-48V直流电源输出，一般需经过 A. B. C. D. 四个步骤。

5. 光缆的基本结构由、和组成。

6.常用的光缆结构形式有式光缆、式光缆、式光缆和式光缆。

7 . 电话网组成部分包括、和。

8.我国和欧洲采用的PCM非均匀量化方式实现方法为，共分（）个量化级。

9.石英光纤的零色散波长在（1.31）um左右，损耗最小点在（）um左右。

10.光纤按传输模式可分为（光纤）和（光纤）二、选择题 (40分)1、通信网的基本结构形式有五种，以下正确的说法是（） A、网型、星型、T型、环型、总线型； B、网型、星型、线型、复合型、环型； C、网型、星型、复合型、环型、总线型； D、网型、环型、线型、复合型、树型。

2、衡量数字通信系统传输质量的指标是（）A、误码率B、信噪比C、噪声功率D、话音清晰度3、FTTB意思是光纤到、FTTH意思是光纤到 ,EPON意思20是。

4、光纤通信指的是：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。

5、下面说法正确的是：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。

7、下面说法正确的是：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覆层的折射率。

8 下面说法正确的是：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。

9、下面说法正确的是：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。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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半导体PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管； D PIN光电二极管、半导体激光器LD。

15、掺铒光纤是一种向常规传输光纤的石英玻璃基质中掺入微量铒元素的特种光纤。