光纤通信期末考试试卷(含问题详解)
2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。
5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（PIN 光电二极管）、（雪崩光电二极管）。
6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的（受激辐射）强于（受激吸收），即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。
7、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。
9、（波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。
11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于（开销比特）的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。
12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度）。
13、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）。
14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。
15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一，产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和（噪声）。
二、选择题：（每小题2分，共20分。1-7:单选题，8-10：多选题）
4、CCITT 于（）年接受了SONET 概念，并重新命名为SDH。
A、1985
B、1970
C、1988
D、1990
6、掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（）nm 波段。
A、1310
B、1550
C、1510
D、850
7、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
9、要精确控制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是控制（ B ）；
二是控制（ D ）。
A 、微型半导体制冷器B、调制脉冲电流的幅度
C、热敏电阻
D、激光器的偏置电流
10、光纤传输特性主要有（AB ）
A 、色散B、损耗C、模场直径 D 、截止波长
三、简答题（1、2题各6分，3题8分，共20分。）
1、什么是光纤色散？光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？
由于光纤中传输的信号包含不同的频率成分或各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真、脉冲展宽的物理现象称为色散。（2 分）
光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。（2 分）从机理上说，光纤色散分为材料色散、波导色散和模式色散前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。（2 分）
2、什么是直接调制？什么是间接调制？各有何特点？
答：直接调制是用电信号直接调制光源器件的偏置电流，使光源发出的光
功率随信号而变化。光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现，但调
制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化的限制。光纤通信中光源多采用直接调制方式。（3 分）
间接调制一般是基于电光、磁光、声光效应，让光源输出的连续光载波通过光调制器，电信号通过调制器实现对光载波的调制。间接调制方式需要调制器，结构复杂，但可获得优良的调制性能，特别适合高速率光通信系统。（3分）
3、画图分析说明掺铒光纤放大器主要由几部分构成？各部分的作用是什
么？答：
四、计算分析题( 1、2题各15分，3、4题各5分，共40分)
1、某SI 型光纤，光纤的芯径d=2a 为100μ m，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
2、有一GaAlAs半导体激光器，其谐振腔长为300 m，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。
3、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。
4、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。
参考答案及评分标准
一、填空题（每空 1 分，共20分）
1、高锟
2、折射
3、强；高
4、0.85μm 、1.31μm 、1.55μm
5、PIN 光电二极管；雪崩光电二极管
6、受激辐射；受激吸收
7、大
8、加强元件（或加强芯）
9、波导色散
10、单模光纤
11、开销比特
12、灵敏度
13、阈值条件
14、色散