光纤通信 期末考试试卷(含答案).docx

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1、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:极管）、（雪崩光电二极管）o6、要使物质能对光进行放大，必需使物质中的（受激辐射）强于（受激汲取），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，称为粒子数的反传分布。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，不能供应足够的运行、管理和维护功能，因而不能满意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

2、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缘由，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，产生误码的主要缘由是传输系统的脉冲抖动和（噪声）0二、选择题：（每小题2分，共20分。1-7:单选题，8T0：多选题）4、CCITT于（）年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。A、1985B、1970C、1988D、19906、掺银光纤放大器（EDEA）的工作波长为（）nm波段。A、1310B、1550C、15101）、8507、发光二极管发出的光是非相干光，它

3、的基本原理是（）。A、受激汲取B、自发辐射C、受激辐射D、自发汲取9、要精确限制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是限制（B）：二是限制（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Cs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，因群速度不同相互取开，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

4、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、什么是干脆调制？什么是间接调制？各有何特点？答：干脆调制是用电信号干脆调制光源器件的偏置电流，使光源发出的光功率随信号而改变。光源干脆调制的优点是简洁、经济、简洁实现，但调制速率受我流子寿命与高速率下的性能退化的限制。光纤通信中光源多采纳干脆调制方式。（3分）间接调制般是基于电光、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。间接调制方式须要调制器，结构困难，但可获得优良的

5、调制性能,特殊适合高速率光通信系统。（3分）3、画图分析说明掺饵光纤放大器主要由几部分构成？各部分的作用走什么？答：四、计算分析题（1、2题各15分，3、4题各5分，共40分）1、某S1.型光纤，光纤的芯径d=2a为100m,折射率n1.=1.458,包层的折射率112=1.450,在该光纤中传输的光波的波长=850nmo（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GaA1.As半导体激光器，其谐振腔长为300材料折射率n=3.0,两端的解理面的反射率为0.35。（D求因非全反射导致的等效损耗系数。（2）求相邻纵模间

6、的频率间隔和波长间隔。（3）若此激光器的中心波长=1310nm,与此相应的纵模序数。3、设140Mbs的数字光纤通信系统,工作波长1300nm,其他参数如下：放射光功率为-3dBm,接收机的灵敏度为-38dBm(BER=IO9),系统余量为4dB,连接器损耗为0.5dB/个，平均接头损耗为0.05dBkm,光纤损耗为0.4dBkm,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ImW,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。参考答案与评分标准一、填空题（每空1分，共20分）1、高银2、折射3、强；高4、0.85m、1.31m、1

7、.55Um5、P1.N光电二极管：雪崩光电二极管6、受激粗射：受激汲取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15、噪声二、选择题：（每小题2分，共20分）1、A2、B3、D4、C5、A6、B7、B8、ABCD9、BD10、AB三、简答题（1、2题各6分，3题8分，共20分。）1、 答：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，因群速度不同相互散开，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

8、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、答：干脆调制是用电信号干脆调制光源器件的偏置电流，使光源发出的光功率随信号而改变。光源干脆调制的优点是简洁、经济、简洁实现，但调制速率受我流于寿命与高速率下的性能退化的限制。光纤通信中光源多采纳干脆调制方式。（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。间接调制方式须要调制器，结构困难，但可获得优良的调制性能,特殊适合高速率光通信系统。（3分）3、答:挣螂克打泉浦U）（2分）掺饵光纤放大器主要由一段

9、掺饵光纤、泵浦光源、光耦合器与光隔离器等构成（2分）。采纳掺钳单模光纤作为增益物质，在泵浦光激发下产生粒/数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大（2分）。泵浦光和信号光一起通过光耦合器注入掺饵光纤（1分）；光隔离器作用是只允许光单向传输，用于隔离反馈光信号,提高稳定性。（1分）四、计算分析题（1、2题各15分，3、4题各5分，共40分）1、解：（1）由于归一化频率V与附=X50X1.4582-1.4520.85=56.36（4分）（2）传播的模式总数M=W/2=1588（3分）该光纤的数值孔径：NA=斤F=O.153（4分）（4）该光纤单模工作的波长:t=2.61=2.61.350=19.9(

10、2.405m)4分）2、解：已知1.=OBmnin=3.0r1三r2=0.35（1分）1）因非全反射导致的等效损耗系数电3.50(mm)(4分)2)1.-q.q=1.,2,3.同q个纵横.的i振要率QHqn频fS=21-,=2=幻RIJ10t1.（Hz）波长间隔队=三=会第、9.51.O-10(m)（6分）3）由1.=q=q-nq=?=Hj374（4分）3、解：依据题意得/；=-3dBm,/；=-38dBm,a,=0.41B!km,=（）.05dBfkm,（2分）,=0.5d8个,M=AdBi1.1.Ps-P=2af+1.a1.+M+1.ett（2分）1.pma,+%-3-（-3）-20.5-40.4+0.05=66.7hn（1分）4、解：由题意得Sr=3即S1.扁:扁(1分)（1分）故有P1.=3P2已知-Io1.gA=1.5（1分）得-S-=IOu58由于8=Imw所以/?=/IO41=IOg=07OmW（1分）6=g匕=gIO5=0.23mw（1分）