《光纖通信》試卷題及答案

1、相信你們，加油吧！2007-2008年度教學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)估測(cè)驗(yàn)試卷光纖通信試題注：1、開(kāi)課學(xué)院：通信與信息工程學(xué)院。 命題組：通信工程教研組·張延鋒 2、考試時(shí)間：90分鐘。 試卷滿分：100分。 3、請(qǐng)考生用黑色或藍(lán)色中性筆作答，考試前提前帶好必要物件（含計(jì)算器）。 4、所有答案請(qǐng)寫(xiě)于相應(yīng)答題紙的相應(yīng)位置上，考試結(jié)束后請(qǐng)將試卷與答題紙一并上交?？偡忠欢奈辶甙司攀?002018302012試題如下：一、 選擇題（每小題僅有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意要求的，共10小題，每小題2分，共20分）1、表示光纖色散程度的物理量是 A.時(shí)延 B.相位差 C.時(shí)延差 D.速度差2、隨著激光器使用時(shí)間的

2、增長(zhǎng)，其閾值電流會(huì)A.逐漸減少 B.保持不變 C.逐漸增大 D.先逐漸增大,后逐漸減少3、當(dāng)平面波的入射角變化時(shí)，在薄膜波導(dǎo)中可產(chǎn)生的三種不同的波型是 A.TEM波、TE波和TM B.導(dǎo)波、TE波和TM波C.導(dǎo)波、襯底輻射模和敷層輻射模D.TEM波、導(dǎo)波和TM波4、平方律型折射指數(shù)分布光纖中總的模數(shù)量等于A. B. C. D. 5、光接收機(jī)中將升余弦頻譜脈沖信號(hào)恢復(fù)為“0”和“1”碼信號(hào)的模塊為A. 均衡器 B. 判決器和時(shí)鐘恢復(fù)電路 C. 放大器 D. 光電檢測(cè)器6、在光纖通信系統(tǒng)中，EDFA以何種應(yīng)用形式可以顯著提高光接收機(jī)的靈敏度A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大

3、器使用 D.作光中繼器使用7、EDFA中用于降低放大器噪聲的器件是A.光耦合器 B.波分復(fù)用器 C.光濾波器 D.光衰減器8、關(guān)于PIN和APD的偏置電壓表述，正確的是 A.均為正向偏置 B.均為反向偏置C.前者正偏,后者反偏 D.前者反偏,后者正偏9、下列哪項(xiàng)技術(shù)是提高每個(gè)信道上傳輸信息容量的一個(gè)有效的途徑？A.光纖孤子(Soliton)通信 B. DWDM C. OTDM D. OFDM10、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中不能傳輸HDB3碼的原因是 A.光源不能產(chǎn)生負(fù)信號(hào)光B.將出現(xiàn)長(zhǎng)連“1”或長(zhǎng)連“0” C.編碼器太復(fù)雜D.碼率冗余度太大二、 填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本

4、概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）11、以色散為基，對(duì)于單模光纖來(lái)說(shuō)，主要是材料色散和 ，而對(duì)于多模光纖來(lái)說(shuō)， 占主要地位。12、漸變型光纖中,不同的射線具有相同軸向速度的現(xiàn)象稱(chēng)為 現(xiàn)象。13、EDFA中的關(guān)鍵器件是 和 。14、SDH的幀結(jié)構(gòu)除行、列、字節(jié)、幀長(zhǎng)等外，還包括信息凈負(fù)荷區(qū)域、支路單元指針區(qū)域和 區(qū)域。（二）、基本運(yùn)算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）15、某種光纖的纖芯和包層的折射率分別是1.48和1.46，則其臨界傳播角為 。16、設(shè)PIN光電二極管的量子效率為75，渡越時(shí)間為10ps，則該檢測(cè)器的3dB帶寬為 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共

5、3小題，共6分）17、光纖色散： 。18、插入碼： 。19、啁啾： 。三、 簡(jiǎn)答畫(huà)圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡(jiǎn)答各題（每小題5分，共3小題，共15分）20、簡(jiǎn)述半導(dǎo)體激光器由哪三個(gè)部分構(gòu)成？試分別加以說(shuō)明。21、簡(jiǎn)述光電檢測(cè)器的響應(yīng)度和量子效率描述的是什么？二者有什么聯(lián)系？22、解釋光纖通信為何越來(lái)越多地采用WDM+EDFA方式。（二）、按題要求畫(huà)圖或據(jù)圖回答問(wèn)題（共2小題，共15分）23、SDH幀結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字同步時(shí)分復(fù)用、保證網(wǎng)絡(luò)可靠有效運(yùn)行的關(guān)鍵。試畫(huà)出SDH幀結(jié)構(gòu)。（7分）24、閱讀下圖同學(xué)的，按要求完成各題。（8分）增益 增益G G R=0.3 1 R

6、=0 2 O w0 頻率w O w0 頻率w圖（a） 圖（b）（1）SOA表示 ，它分為法布里-珀羅放大器FPA和行波放大器TWA兩大類(lèi)。（2）圖（a）中 放大器的增益頻譜是一條振蕩的曲線，其R=0.3；同樣 放大器的增益頻譜就為 型曲線，其R=0。且R代表的內(nèi)容是 。（3）圖（b）中，1是 放大器的帶寬，通常該值不超過(guò) GHz，同樣2是 放大器的帶寬。（4）SOA的增益依賴于輸入信號(hào)的偏振狀態(tài)的原因是 所致。（5）一般減少SOA的偏振增益差可采用：是有源區(qū)的橫截面成 ；通過(guò) （選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”或“串聯(lián)或并聯(lián)”）兩個(gè)SOA來(lái)補(bǔ)償增益差。四、 綜合解答題（請(qǐng)按各題題意解答，要求寫(xiě)出必要的解

7、題思想與具體公式，本題共2小題，每小題10分，共20分）25、（本小題10分）一階躍折射率光纖，纖芯折射率n1=1.5，相對(duì)折射率差，工作波長(zhǎng)為1310nm，試計(jì)算： (1) 為了保證單模傳輸，其芯徑應(yīng)取多大？ (2) 若取芯徑，求其數(shù)值孔徑及其模式數(shù)。26、（本小題10分）若一個(gè)565Mbit/s單模光纜傳輸系統(tǒng)，其系統(tǒng)總體要求如下：光纖通信系統(tǒng)光纖損耗為0.4dB/km，光纖接頭損耗為0.1dB/km，光源的入纖功率為-2.5dbm，接收機(jī)靈敏度為-37dbm，線路碼型5B6B，傳輸速率為677990kbit/s,光源采用MLMLD，光源譜寬為2nm，光纖的色散系數(shù)為2.5ps/(km n

8、m)，光通道功率參數(shù)取0.115。設(shè)計(jì)中取光功率代價(jià)為1db,光連接器衰減為1db，光纖富余度為0.1db/km,設(shè)備富余度為5.5db。試求：系統(tǒng)的最大中繼距離。五、 分析題（請(qǐng)按要求寫(xiě)出必要的解題過(guò)程，本題共1題，共12分）27、（本小題12分）已知某光纖參數(shù)如下：a=4.0m,=0.003,纖芯折射率為n1=1.48。試問(wèn)：（1） 此光纖能否傳輸波長(zhǎng)=1.31m的TE01和TM01模？說(shuō)明理由。（2） 如要使TE01和TM01模能夠傳輸，光波長(zhǎng)應(yīng)做怎樣的調(diào)整？2008-2009年度教學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)估測(cè)驗(yàn)試卷光纖通信試題注：1、開(kāi)課學(xué)院：通信與信息工程學(xué)院。 命題組：通信工程教研組·

9、;張延鋒 2、考試時(shí)間：90分鐘。 試卷滿分：100分。 3、請(qǐng)考生用黑色或藍(lán)色中性筆作答，考試前提前帶好必要物件（含計(jì)算器）。 4、所有答案請(qǐng)寫(xiě)于相應(yīng)答題紙的相應(yīng)位置上，考試結(jié)束后請(qǐng)將試卷與答題紙一并上交?？偡忠欢奈辶甙司攀?002018302210試題如下：一、判斷題（每小題所訴只有對(duì)錯(cuò)之分，請(qǐng)判斷正誤，共10小題，每小題2分，共20分）1、光纖中的孤子是光纖色散與非線性相互作用的產(chǎn)物。2、NA表示光纖接受和傳輸光的能力，NA越大，光纖接收光的能力越強(qiáng)。3、通常單模光纖的纖芯半徑在幾個(gè)微米之內(nèi)，這是從物理尺度上保證單模傳輸?shù)谋匾獥l件。4、在多模光纖中，模式色散是其主要的色散因素。5、

10、張弛振蕩是激光器內(nèi)部光電相互作用所表現(xiàn)出來(lái)的固有特性，增加直流偏置可對(duì)其進(jìn)行抑制，而且預(yù)偏置越接近閾值，效果越顯著。6、散粒噪聲屬于白噪聲，為了降低它的影響，通常在判決電路之前使用低通濾波器，使得信道的帶寬變窄。7、光纖通信系統(tǒng)最適合的參雜光纖放大器是工作在1550nm的摻鉺光纖放大器和工作在1300nm的摻鐠光纖放大器。8、電光效應(yīng)、熱光效應(yīng)等是利用材料的折射率隨電壓和溫度的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)光開(kāi)關(guān)器件。9、EDFA在WDM系統(tǒng)中工作時(shí)的模式有三種：自動(dòng)增益控制模式，自動(dòng)功率控制模式和自動(dòng)電流控制模式。10、時(shí)分復(fù)用可分為比特交錯(cuò)OTDM和分組交錯(cuò)OTDM，只有前一種方式需要利用信號(hào)區(qū)分不

11、同的復(fù)用數(shù)據(jù)或分組。二、填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）11、階躍型光纖的單模傳輸條件是 。12、由于雙異質(zhì)結(jié)激光器在有源區(qū)兩側(cè)，既限制了光波，又限制了 ，故它的光強(qiáng)分布基本被約束在有源區(qū)，而且大大降低 。13、發(fā)光二極管依靠 發(fā)光，半導(dǎo)體激光器依靠 發(fā)光。14、EDFA噪聲系數(shù)的定義為 。（二）、基本運(yùn)算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）15、有一個(gè)由4信道組成的WDM傳輸系統(tǒng)。假設(shè)信道具有零帶寬，則信道間隔應(yīng)為 ，才能保證被選信道比檢測(cè)到的相鄰信道的功率大10倍。16、一個(gè)GaAsPIN光電二極管平均每?jī)蓚€(gè)

12、入射光子，產(chǎn)生一個(gè)電子空穴對(duì)，假設(shè)所有的電子都被接收，則該器件的量子效率為 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）17、mBnB碼： 。18、子午射線： 。19、 光源的外調(diào)制： 。三、簡(jiǎn)答畫(huà)圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡(jiǎn)答各題（每小題5分，共3小題，共15分）20、從形成色散的機(jī)理來(lái)看，光纖的色散可以分為哪幾種？色散對(duì)光纖通信系統(tǒng)性能有什么影響？21、光放大器包括哪些種類(lèi)？EDFA有哪些優(yōu)點(diǎn)？圖122、簡(jiǎn)述右圖1所示平面陣列波導(dǎo)光柵的設(shè)計(jì)思想和方法。（二）、按題要求畫(huà)圖或據(jù)圖回答問(wèn)題（共2小題，共15分）23、請(qǐng)畫(huà)出EDFA的典型結(jié)構(gòu)。（7分）2

13、4、閱讀下圖，按要求完成各題。（8分）（1）上圖為 、直接檢測(cè)方式的數(shù)字光接收機(jī)方框圖。（2）主放大器和AGC決定著光接收機(jī)的 。（3）圖中的均衡器目的是對(duì)放大器出來(lái)的 的電信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，使輸出信號(hào)的波形適合于判決，以消除 ，減小誤碼率。（4）圖中的 和 就是我們所謂的再生電路，它的功能是從放大器輸出的信號(hào)與噪聲混合的波形中提取 ，并逐個(gè)地對(duì)碼元波形進(jìn)行取樣判決，以得到原發(fā)送的碼流。時(shí)鐘提取的目的是為了 。四、 綜合解答題（請(qǐng)按各題題意解答，要求寫(xiě)出必要的解題思想與具體公式，本題共2小題，每小題10分，共20分）25、（本小題10分）已知階躍型光纖的n1=1.5，=0.01，芯子半徑a=10m

14、，波長(zhǎng)0=1.5m, 試計(jì)算：（1）數(shù)值孔徑NA  （2）歸一化頻率  （3）入射光線的激勵(lì)角范圍 26、（本小題10分）一段12km長(zhǎng)的光纖線路，其損耗為。試回答：（1）如果在接收端保持的接收光功率，則發(fā)送端的功率至少為多少？（2）如果光纖的損耗變?yōu)椋瑒t所需的輸入光功率為多少？五、 分析題（請(qǐng)按要求寫(xiě)出必要的解題過(guò)程，本題共1題，共10分）27、（本小題10分）已知某光纖參數(shù)如下：a=6m,=0.002,纖芯折射率為n1=1.5。若干HEmn模的截止頻率和若干EHmn模的截止頻率如表1和表2。試問(wèn)：（1）當(dāng)光波長(zhǎng)分別為1=1.55m

15、，2=1.31m，3=0.85m時(shí)，光纖中能傳輸哪些導(dǎo)波模？（2）從（1）中能看出波長(zhǎng)與歸一化頻率、可傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量有何關(guān)系？可傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量與歸一化頻率的近似關(guān)系表達(dá)式是？表1 若干HEmn模的截止頻率模式HEmnHE21HE22HE23HE24HE31HE32HE33HE34截止頻率Vc2.0455.5208.65411.7923.8327.01610.17313.32表2 若干EHmn模的截止頻率模式EHmnEH11EH12EH13EH14EH21EH22EH23EH24截止頻率Vc3.3827.01610.17313.3245.1368.41711.62014.792009-2010年

16、度教學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)估測(cè)驗(yàn)試卷光纖通信試題注：1、開(kāi)課學(xué)院：通信與信息工程學(xué)院。 命題組：通信工程教研組·張延鋒 2、考試時(shí)間：90分鐘。 試卷滿分：100分。 3、請(qǐng)考生用黑色或藍(lán)色中性筆作答，考試前提前帶好必要物件（含計(jì)算器）。 4、所有答案請(qǐng)寫(xiě)于相應(yīng)答題紙的相應(yīng)位置上，考試結(jié)束后請(qǐng)將試卷與答題紙一并上交?？偡忠欢奈辶甙司攀?002018302210試題如下：一、 選擇題（每小題僅有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意要求的，共10小題，每小題2分，共20分）1、激光二極管LED的工作原理是 A.光的吸收 B.光的自發(fā)輻射 C.光的受激發(fā)射 D.光的受激散射2、現(xiàn)知臨界傳播角為c，要保證光線在光

17、纖內(nèi)全反射，必須要求傳播角A<c Bc C>c Dc3、偏振反映了在給定點(diǎn)上電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的取向隨時(shí)間變化，當(dāng)電磁波的Ex與Ey的振幅相等且相位差為900時(shí)，其為A圓偏振 B線偏振 C橢圓偏振 D垂直偏振4、色散是由于光在光纖中傳輸?shù)奈锢憩F(xiàn)象，單模光纖不存在以下哪種色散？A.材料色散 B.模式色散 C. 波導(dǎo)色散 D. 色度色散5、半導(dǎo)體激光器的發(fā)光譜線會(huì)隨著工作條件的變化而變化，當(dāng)注入電流低于閾值電流時(shí)發(fā)出的是A.激光，譜線較窄 B.熒光，光譜較寬 C. 激光，譜線較寬 D. 熒光，光譜較窄6、APD光電二極管出現(xiàn)雪崩擊穿是因?yàn)锳.載流子在耗盡區(qū)的漂移時(shí)間過(guò)長(zhǎng) B.將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電

18、信號(hào)的效率太低C.其所加的反向偏置電壓過(guò)大 D.其注入的非平衡載流子擴(kuò)散過(guò)快7、以下屬于光纖通信系統(tǒng)所用的有源器件的是A. 耦合器 B. 隔離器 C. 摻銩光纖放大器 D. 光開(kāi)關(guān)8、用來(lái)顯示和測(cè)量光纖中波長(zhǎng)光信號(hào)特性，在WDM系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是 A.光時(shí)域反射儀 B.光纖熔接機(jī) C.光譜分析儀 D.光功率計(jì)9、DWDM與WDM的主要區(qū)別可以說(shuō)DWDM使用的波長(zhǎng)間隔A. 很大，常常大于0.8nm B. 很小，常常小于0.8nm C. 很大，常常大于1.6nm D.很小，常常小于1.6nm10、以下不是OCDMA擴(kuò)頻多址訪問(wèn)技術(shù)的是 A.直接序列 B.頻率跳變 C.啁秋系統(tǒng)D.雙線性光序列二、

19、填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）11、目前在光纖通信系統(tǒng)使用的外調(diào)制器通常是 電光調(diào)制器。12、 和色散是因光纖特性而導(dǎo)致的光纖通信系統(tǒng)的基本問(wèn)題。13、由物理學(xué)可知，光具有 和波動(dòng)性，對(duì)其分析也有兩種：一是幾何光學(xué)分析法，二是 。14、為解決半導(dǎo)體激光器溫度敏感問(wèn)題，可以在驅(qū)動(dòng)電路中進(jìn)行 ，或是采用制冷器來(lái)保持器件的溫度穩(wěn)定。15、法布里珀羅放大器的增益頻譜是一條 的曲線。（二）、基本運(yùn)算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）16、一階躍折射率光纖，已知纖芯和包層的折射率分別是：n1=1.48,n2=1.46,則

20、其最大接收角0為 。17、弱導(dǎo)波階躍光纖芯子和包層的折射指數(shù)分別為n1=1.5, n2=1.45,則纖芯和包層的相對(duì)折射指數(shù)差為 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）18、調(diào)制帶寬： 。19、本征區(qū)： 。20、響應(yīng)時(shí)間： 。三、 簡(jiǎn)答畫(huà)圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡(jiǎn)答各題（每小題5分，共3小題，共15分）21、光線中的非線性效應(yīng)有哪些？22、什么是直接調(diào)制？什么是間接調(diào)制？各有何特點(diǎn)？23、簡(jiǎn)述自動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò)ASON的優(yōu)點(diǎn)。（二）、按題要求畫(huà)圖或據(jù)圖回答問(wèn)題（共2小題，共15分）24、畫(huà)出典型的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)接收端機(jī)的原理框圖。（6分）25、閱讀

21、下圖，按要求完成各題。（9分）（1）上圖顯然為 的工作原理。（2）在摻鉺光纖(EDF)中，鉺離子(Er3+)有三個(gè)能級(jí)：能級(jí)1代表基態(tài)， 能量最低；能級(jí)2是 ，處于中間能級(jí)；能級(jí)3代表 ， 能量最高。（3）據(jù)圖分析，請(qǐng)闡述該工作原理： 。（3分）（4）從該工作原理可以看出，光放大是由于 的能量轉(zhuǎn)換為信號(hào)光的結(jié)果。為提高放大器增益， 應(yīng)提高對(duì) 的吸收。四、 綜合解答題（請(qǐng)按各題題意解答，要求寫(xiě)出必要的解題思想與具體公式，本題共3小題，共20分）26、（本小題8分）設(shè)PIN光電二極管的量子效率為80%，計(jì)算在1.3m和1.55m波長(zhǎng)時(shí)的響應(yīng)度，說(shuō)明為什么在1.55m處光電二極管比較靈敏。27、（本

22、小題8分）一根數(shù)值孔徑為0.20的階躍折射率多模光纖在850nm波長(zhǎng)上可以支持1000個(gè)左右的傳播模式。試問(wèn)：（1）其纖芯直徑為多少？（2）在1310nm波長(zhǎng)上可以支持多少個(gè)模？28、（本小題6分）用纖芯折射率為，長(zhǎng)度未知的弱導(dǎo)光纖傳輸脈沖重復(fù)頻率的光脈沖，經(jīng)過(guò)該光纖后，信號(hào)延遲半個(gè)脈沖周期，試估算光纖的長(zhǎng)度。五、 分析題（請(qǐng)按要求寫(xiě)出必要的解題過(guò)程，本題共1題，共10分）29、（本小題10分）某SI型光纖，光纖的芯徑d=2a為100m，折射率n1=1.458，包層的折射率n2=1.450，在該光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ牟ㄩL(zhǎng)=850nm。則：（1）計(jì)算該光纖的V參數(shù)；（2）估算在該光纖內(nèi)傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量

23、；（3）計(jì)算該光纖的數(shù)值孔徑；（4）計(jì)算該光纖單模工作的波長(zhǎng)。2010-2011年度教學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)估測(cè)驗(yàn)試卷光纖通信試題注：1、開(kāi)課學(xué)院：通信與信息工程學(xué)院。 命題組：通信工程教研組·張延鋒 2、考試時(shí)間：90分鐘。 試卷滿分：100分。 3、請(qǐng)考生用黑色或藍(lán)色中性筆作答，考試前提前帶好必要物件（含計(jì)算器）。 4、所有答案請(qǐng)寫(xiě)于相應(yīng)答題紙的相應(yīng)位置上，考試結(jié)束后請(qǐng)將試卷與答題紙一并上交?？偡忠欢奈辶甙司攀?002018302210試題如下：一、 判斷題（每小題所訴只有對(duì)錯(cuò)之分，請(qǐng)判斷正誤，共10小題，每小題2分，共20分）1、自發(fā)輻射光是一種相干熒光，即是單一頻率、相位和偏振方

24、向相同的光。2、光放大器可以代替再生中繼器。3、最大接收角0越大，即纖芯與包層的折射率之差越大，光纖捕捉光線的能力越弱，這種能力用數(shù)值孔徑NA來(lái)表示。4、多模光纖通常用于短距離通信場(chǎng)合。5、自脈沖現(xiàn)象是某些激光器在某些注入電流下發(fā)生的一種持續(xù)振蕩，實(shí)際工作中常遇到這種器件，屬正?，F(xiàn)象，無(wú)需更換。6、假設(shè)光檢測(cè)器具有理想特性，則其量子效應(yīng)為0，且無(wú)熱噪聲，無(wú)暗電流。7、光放大器是基于自發(fā)輻射或光子吸收原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱入射光進(jìn)行光放大的，其機(jī)制與激光器類(lèi)似。8、LED比LD更適合作為WDM系統(tǒng)的光源。9、大家每天使用的電話與本地交換局間的連接屬于線性總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。10、根據(jù)理論分析，只有當(dāng)輸出的

25、光脈沖為嚴(yán)格地雙曲正割脈沖，光孤子才能穩(wěn)定地傳輸。二、 填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）11、衰減和色散是因光纖特性而導(dǎo)致的光纖通信系統(tǒng)的基本問(wèn)題，其中衰減的主要原因有散射損耗、 和 ；色散主要包括模式色、材料色散和 。12、我們將光纖內(nèi)的光線分為兩類(lèi)：子午光線和斜光線。其中斜光線是 。13、數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)中常用的碼型是5B6B碼和 。14、衰減器的功能是對(duì) 進(jìn)行預(yù)定量的衰減。（二）、基本運(yùn)算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）15、已知語(yǔ)音信道的帶寬為3.4KHz，則接收機(jī)信噪比S/N=30dB是的信道容量是

26、 。16、已知某階躍光纖參數(shù)如下：=0.003，纖芯折射率為n1=1.46，已知光波長(zhǎng) =1.31m，則單模傳輸時(shí)光纖具有的纖芯半徑a< 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）17、光接收機(jī)的靈敏度： 。18、散射損耗： 。19、光時(shí)分復(fù)用(OTDM)： 。三、 簡(jiǎn)答畫(huà)圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡(jiǎn)答各題（每小題5分，共3小題，共15分）20、激光器諧振腔內(nèi)激光振蕩是如何產(chǎn)生的？21、簡(jiǎn)述雪崩光電二極管的雪崩倍增效應(yīng)。22、簡(jiǎn)述光碼分多址OCDMA的特點(diǎn)。（二）、按題要求畫(huà)圖或據(jù)圖回答問(wèn)題（共2小題，共15分）23、請(qǐng)對(duì)以下模擬、數(shù)字電流信號(hào)

27、對(duì)激光器的調(diào)制示意圖進(jìn)行一定的補(bǔ)畫(huà)，且要求表明閾值電壓。（5分）P（mW） P（mW）O IF(mA) O IF(mA) 24、閱讀下圖EDFA的結(jié)構(gòu)，按要求完成各題。（10分）摻鉺光纖光隔離器波分復(fù)用器泵浦源濾波器光隔離器輸入 輸出光信號(hào) 光信號(hào) 熔接點(diǎn)圖（a）摻鉺光纖光隔離器波分復(fù)用器泵浦源濾波器光隔離器輸入 輸出光信號(hào) 光信號(hào)圖（b）（1） 是EDFA的核心部件，它以石英光纖作為基質(zhì)，在纖芯中摻入固體激光工作物質(zhì) 。（2）摻鉺光纖的模場(chǎng)直徑為3-6m，比常規(guī)光纖小很多，這是為了提高信號(hào)光和泵浦光的能量密度，從而提高其 。但由于其芯徑的減小其與常規(guī)光纖模場(chǎng)不匹配，解決方法有：在纖芯中摻入

28、；在熔接時(shí)進(jìn)行一定處理減小 （填英文縮寫(xiě)）的不匹配。（3）實(shí)用的EDFA泵浦源都是LD，其泵浦波長(zhǎng)有980nm和 nm；兩種，應(yīng)用較多的是980nm泵浦源，其優(yōu)點(diǎn)是 。（4）其泵浦方式按泵浦所在位置分為三種：如圖（a）為 ； 如圖（b）為 ；雙向泵浦。（5）雙向泵浦對(duì)信號(hào)的放大特性與信號(hào)傳輸方向 。（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”） 四、 綜合解答題（請(qǐng)按各題題意解答，要求寫(xiě)出必要的解題思想與具體公式，本題共3小題，共22分）25、（本小題8分）一光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.35 dB/km，光發(fā)射機(jī)的平均發(fā)送光功率為-1 dBm，全程光纖平均接頭損耗為0.05 dB/km。設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)富裕度為6 dB

29、，無(wú)中繼傳輸距離為70 km。求：（1）滿足上述要求，光接收機(jī)靈敏度至少應(yīng)取多少？（2）若要求系統(tǒng)允許的最大接收功率為10 dBm，則光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍至少應(yīng)取多少？26、（本小題6分）某光纖通信系統(tǒng)，其發(fā)送光功率為-4dBm，光接收機(jī)靈敏度為-40dBm，設(shè)備富余度為6 dB，光纜富余度為0.1dB/km，光纖接頭損耗為0.2dB/km，且不考慮色散的影響，求當(dāng)無(wú)光纜配線架時(shí)，如果希望最長(zhǎng)中繼距離為60 km，此時(shí)的光纜的衰減系數(shù)為多大？27、（本小題8分）已知某光纖參數(shù)如下：a=4.0m,=0.003,纖芯折射率為n1=1.48。試問(wèn)：（1）此光纖能否傳輸波長(zhǎng)=1.31m的TE01和TM0

30、1模？說(shuō)明理由。（2）如要使TE01和TM01模能夠傳輸，光波長(zhǎng)應(yīng)做怎樣的調(diào)整？五、 分析題（請(qǐng)按要求寫(xiě)出必要的解題過(guò)程，本題共1題，共10分）28、（本小題10分）有一GaAlAs半導(dǎo)體激光器，其諧振腔長(zhǎng)為300，材料折射率n=3.0，兩端的解理面的反射率為0.35。則：(1)求因非全反射導(dǎo)致的等效損耗系數(shù)。(2)求相鄰縱模間的頻率間隔和波長(zhǎng)間隔。(3)若此激光器的中心波長(zhǎng)=1310nm，與此相應(yīng)的縱模序數(shù)。2011-2012年度教學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)估測(cè)驗(yàn)試卷光纖通信試題注：1、開(kāi)課學(xué)院：通信與信息工程學(xué)院。 命題組：通信工程教研組·張延鋒 2、考試時(shí)間：90分鐘。 試卷滿分：100分。

31、 3、請(qǐng)考生用黑色或藍(lán)色中性筆作答，考試前提前帶好必要物件（含計(jì)算器）。 4、所有答案請(qǐng)寫(xiě)于相應(yīng)答題紙的相應(yīng)位置上，考試結(jié)束后請(qǐng)將試卷與答題紙一并上交?？偡忠欢奈辶甙司攀?002018302012試題如下：一、 判斷題（每小題所訴只有對(duì)錯(cuò)之分，請(qǐng)判斷正誤，共10小題，每小題2分，共20分）1、光在光纖中傳輸?shù)墓ぷ鞑ㄩL(zhǎng)由載波頻率決定。2、比特率和帶寬是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)的主要指標(biāo)。3、輻射模是指電磁場(chǎng)在纖芯中按簡(jiǎn)諧函數(shù)變化，在包層中按指數(shù)規(guī)律衰減的模式。4、激光器的橫模決定了激光光束的空間分布，它直接影響到器件和光纖的偶和效率。5、數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)中常采用的碼型是3B4B和插入

32、碼。6、PIN光檢測(cè)器反向偏壓可以取較小的值，因?yàn)槠浜谋M區(qū)厚度基本上是由I區(qū)的寬度決定的。7、濾波器屬無(wú)源器件，故從嚴(yán)格意義上講，可調(diào)諧濾波器屬于無(wú)源器件。8、CWDM可采用不帶冷卻器的半導(dǎo)體激光器。9、SDH的第一級(jí)傳輸速率為155.52Mb/s，SDH在北美地區(qū)常常采用。10、目前有兩種途徑可以提高傳輸速率：波分復(fù)用WDM和光時(shí)分復(fù)用OTDM。二、填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）11、我們把 nm的波長(zhǎng)范圍稱(chēng)為C波段。12、光纖的主模是 ，階躍折射率光纖單模傳輸?shù)臈l件是 。13、色散補(bǔ)償光纖是具有 特性的光纖，其

33、實(shí)現(xiàn)色散補(bǔ)償?shù)幕舅枷胧窃诰哂?特性的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖之后接入一段色散補(bǔ)償光纖。14、在光纖通信系統(tǒng)中采用外差或零差檢測(cè)方式可以顯著提高接收靈敏度和選擇性，這就是 。（二）、基本運(yùn)算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）15、光檢測(cè)器的響應(yīng)度R表明了光檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的效率，現(xiàn)知光檢測(cè)器的光電流Ip=1.0A，其入射光功率為Pin=1.4286W，則響應(yīng)度R的大小為 。16、當(dāng)光放大器的增益比較大時(shí)，自發(fā)輻射因子nsp=2,則其噪聲系數(shù)Fn的大小為 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）17、雜質(zhì)吸收損耗： 。18、光孤子： 。19、 波分復(fù)用（WDM）： 。三、簡(jiǎn)答畫(huà)

34、圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡(jiǎn)答各題（每小題5分，共3小題，共15分）20、什么是激光器的閾值條件？21、EDFA的泵浦方式有哪些？每一方式作簡(jiǎn)要說(shuō)明。22、簡(jiǎn)述PDH和SDH的特點(diǎn)與不同。（二）、按題要求畫(huà)圖或據(jù)圖回答問(wèn)題（共2小題，共15分）23、試用2×2耦合器構(gòu)成一個(gè)8×8空分開(kāi)關(guān)陣列，畫(huà)出連接圖和輸入、輸出端口信號(hào)間的流向。（7分）24、閱讀下圖，按要求完成各題。（8分） EC1 高能帶 EC2 EC3 hv hv 輸入光 hv 輸出光 EV1 低能帶 EV2 EV3 （1）上圖為光的 機(jī)理過(guò)程圖。（1分）（2）實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程需要兩個(gè)條

35、件：一是 ，這種狀態(tài)稱(chēng)為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，可采用通過(guò)向半導(dǎo)體激光二極管注入 的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；二是半導(dǎo)體激光器必須存在 ，并在其內(nèi)建立起確定的振蕩，從而得到 的激光輸出。（4分）（3） 試依上圖畫(huà)出光的自發(fā)輻射（發(fā)光二極管）機(jī)理過(guò)程。（3分）四、綜合解答題（請(qǐng)按各題題意解答，要求寫(xiě)出必要的解題思想與具體公式，本題共2小題，每小題10分，共20分）25、（本小題10分）弱導(dǎo)階躍光纖纖芯和包層折射率分別為，試計(jì)算：（1）纖芯和包層的相對(duì)折射率；（2）光纖的數(shù)值孔徑。26、（本小題10分）有一段由階躍折射率光纖構(gòu)成的5km長(zhǎng)的光纖鏈路，纖芯折射率，相對(duì)折射率差。求：（1）接收端最快和最慢的模式之間的

36、時(shí)延差；（2）由模式色散導(dǎo)致的均方根脈沖展寬；（3） 假設(shè)最大比特率就等于帶寬，則此光纖的帶寬距離積是多少？五、分析題（請(qǐng)按要求寫(xiě)出必要的解題過(guò)程，本題共1題，共12分）27、（本小題12分）一階躍折射率光纖，纖芯折射率n1=1.5，相對(duì)折射率差，工作波長(zhǎng)為1310nm，試計(jì)算： (1) 為了保證單模傳輸，其芯徑應(yīng)取多大？ (2) 若取芯徑，求其數(shù)值孔徑及其模式數(shù)。2012-2013年度教學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)估測(cè)驗(yàn)試卷光纖通信試題注：1、開(kāi)課學(xué)院：通信與信息工程學(xué)院。 命題組：通信工程教研組·張延鋒 2、考試時(shí)間：90分鐘。 試卷滿分：100分。 3、請(qǐng)考生用黑色或藍(lán)色中性筆作答，考試前提前

37、帶好必要物件（含計(jì)算器）。 4、所有答案請(qǐng)寫(xiě)于相應(yīng)答題紙的相應(yīng)位置上，考試結(jié)束后請(qǐng)將試卷與答題紙一并上交。總分一二三四五六七八九十1002018302012試題如下：一、選擇題（每小題僅有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意要求的，共10小題，每小題2分，共20分）1、下列哪一種吸收屬于光纖的本征吸收? A.SiO2的吸收 B.OH-的吸收 C.Cu2+的吸收 D.V3+的吸收2、發(fā)光二極管LED產(chǎn)生的光A.是熒光而不是激光 B.是激光而不是熒光 C.是自然光而不是激光 D.是相干光而不是熒光3、弱導(dǎo)光纖中纖芯折射率n1和包層折射率n2的關(guān)系是 A.n1n2 B.n1=n2 C.n1>>n2 D.n

38、1<<n24、PIN光電二極管，因無(wú)雪崩倍增作用，因此其雪崩倍增因子為A. G1 B. G1 C. G1 D. G05、在階躍型光纖中，當(dāng)模式處于截止的臨界狀態(tài)時(shí)，其特性參數(shù)A.W0 B.0 C.V0 D.U06、下列不屬于EDFA的優(yōu)點(diǎn)的是A.增益高 B.頻帶寬 C.噪聲系數(shù)小 D.可放大多個(gè)波段7、光時(shí)域反射儀（OTDR）是利用光在光纖中傳輸時(shí)的瑞利散射所產(chǎn)生的背向散射而制成的精密儀表，它不可以用作以下哪項(xiàng)的測(cè)量？A.光纖的長(zhǎng)度 B.光纖的傳輸衰減 C.故障定位 D.光纖的色散系數(shù)8、下列屬于有源光器件的是 A.光定向耦合器 B.半導(dǎo)體激光器 C.光纖連接器 D.光隔離器9、在

39、一根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)是A.色散補(bǔ)償技術(shù) B.相干光通信技術(shù) C.光時(shí)分復(fù)用技術(shù) D.光波分復(fù)用技術(shù)10、下列哪一個(gè)不是SDH網(wǎng)的特點(diǎn)？ A.具有全世界統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn) B.大量運(yùn)用軟件進(jìn)行系統(tǒng)配置的管理 C.復(fù)用映射結(jié)構(gòu)靈活 D.指針調(diào)整技術(shù)降低了設(shè)備復(fù)雜性二、填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）11、光纖通信三個(gè)實(shí)用的低損耗工作窗口是0.85m、和 。12、EDFA的應(yīng)用，歸結(jié)起來(lái)可以分為三種形式：(1) _ ；(2)前置放大器；(3).后置放大器。13、光纖的 是引起光纖帶寬變窄的主要原因，而光纖帶

40、寬變窄則會(huì)限制光纖的傳輸容量。14、SDH具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱(chēng)為 ，其最低級(jí)別STM1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口的速率為 Mbit/s。（二）、基本運(yùn)算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）15、某種光纖的纖芯和包層的折射率分別是1.48和1.46，則其臨界傳播角為 。16、光接收機(jī)的靈敏度Sr是指在滿足給定誤碼率或信噪比條件下，接收機(jī)接受微弱信號(hào)的能力，工程上常用最低平均光功率 Pmin 來(lái)描述，現(xiàn)若有最低平均光功率Pmin為10mW，則其靈敏度Sr為 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）17、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布： 。18、數(shù)值孔徑： 。19、 啁啾： 。三、簡(jiǎn)答畫(huà)圖題（本題共

41、兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡(jiǎn)答各題（每小題5分，共3小題，共15分）20、簡(jiǎn)述構(gòu)成激光器的三個(gè)基本條件。21、簡(jiǎn)述形成光纖損耗的主要原因。22、簡(jiǎn)述摻鉺光纖放大器(EDFA)工作原理。（二）、按題要求畫(huà)圖或據(jù)圖回答問(wèn)題（共2小題，共15分）23、請(qǐng)畫(huà)出半導(dǎo)體激光器與邊發(fā)光二極管的P-I特性曲線。（7分）24、閱讀下圖，按要求完成各題。（8分）均衡濾波器摻鉺光纖 摻鉺光纖 摻鉺光纖（1）如上圖在摻鉺光纖鏈路上放置均衡濾波器的目的是 。（2分）（2）結(jié)合上圖及題意暗含內(nèi)容，畫(huà)出圖（a）和圖（b）的內(nèi)容。（6分）摻 濾 放 鉺 波 大光 器 器纖 特 增增 性 益益O O O 波長(zhǎng) 波長(zhǎng) 波長(zhǎng) 圖（a） 圖（b） 圖（c）四、綜合解答題（請(qǐng)按各題題意解答，要求寫(xiě)出必要的解題思想與具體公式，本題共2小題，每小題10分，共20分）25、（本小題10分）一階躍折射率光纖，已知纖芯和包層的折射率分別是：n1=1.486,n2=1.472,現(xiàn)僅考慮模式色散，則：（1）每1km長(zhǎng)度的脈沖寬度。（2）假設(shè)輸入光脈沖的寬度T與模式色散產(chǎn)生的展寬t相比可以忽略不計(jì)，在以上