光通信原理 自學(xué)考試0401試題

1、浙江省2004年1月自學(xué)考試光纖通信原理試題參考答案一、填空題(每空1分，共20分)1.在光纖通信中一般采用_直接強(qiáng)度調(diào)制_的方法，對(duì)模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的進(jìn)行調(diào)制。2.薄膜波導(dǎo)中形成的導(dǎo)波條件sin_。3.n1和n2分別表示光纖纖芯和包層的折射率，對(duì)于弱導(dǎo)波光纖有_n1n2_。4.已知階躍光纖的歸一化頻率為V，則其導(dǎo)波模數(shù)量M為_(kāi)V2/2_。5.V>Vc時(shí)，根據(jù)模式的傳輸條件可判斷模式_在光纖中傳輸。6.采用漸變型光纖可以減小光纖中的_色散。7.已知光的頻率為f，一個(gè)光子所具有的能量E為_(kāi) hf_。8.有規(guī)律地破壞長(zhǎng)連“0”和長(zhǎng)連“1”的碼流，以便時(shí)產(chǎn)生信號(hào)的提取，稱_解擾_。9.PIN

2、光電二極管是在P型材料和N型材料之間加一層_I(本征)_型材料。10.APD中促使其電流猛增的是_雪崩倍增_效應(yīng)。11.光接收機(jī)噪聲的主要來(lái)源有光電檢測(cè)器噪聲和_量子噪聲_。12.光檢測(cè)器的3dB帶寬為500MHz，在理想情況下，其上升時(shí)間為_(kāi)。13.在微波站和電視臺(tái)之間圖像信號(hào)的傳輸，傳輸距離短，所傳輸信號(hào)的頻帶寬時(shí)，可以用_光纖模擬通信系統(tǒng)。14.在光纖通信系統(tǒng)中，采用時(shí)分復(fù)用方式傳輸監(jiān)控信號(hào)時(shí)，是在電的主信號(hào)碼流中插入_。15.在數(shù)字通信系統(tǒng)中，抖動(dòng)將引起脈沖的時(shí)間間隔_不均等？_。16.STM-4的碼速率為_(kāi)622，080Mbit/s_。17.在光纖通信系統(tǒng)中，信號(hào)的碼速不高，光纖帶寬

3、足夠，則系統(tǒng)的最大中繼距離僅受_限制。18.EDFA泵浦可采用同向泵浦、反向泵浦和_雙向泵浦_。19.描述了EDFA的放大能力的參數(shù)為_(kāi)功率增益_。 20.費(fèi)米能級(jí)被電子占據(jù)的概率為_(kāi)f(E)=1/(1+e(E-Ef/k0T)_。二、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共10分)1.光信號(hào)在光纖中傳播一段距離所需的時(shí)間稱做( )。 A.時(shí)延差 B.時(shí)延 C.脈沖展寬 D.色散2.薄膜波導(dǎo)中，薄膜層介質(zhì)的折射指數(shù)是( )。 A.最小 B.和襯底層的折射指數(shù)相等 C.最大 D.和敷層的折射指數(shù)相等3.薄膜波導(dǎo)中，導(dǎo)波的形式是( )

4、。 A.TE波 B.TM波 C.TEM波 ？ D.TE和TM波4.光纖中形成導(dǎo)波時(shí)，必須滿足的全反射條件是( )。 A. > B. < C. = D. =05.光纖的單模工作條件決定于( )。 A.LP01模的截止特性 B.LP11模的截止特性 C.HE11模的截止特性 D.LP02模的截止特性6.在5B6B碼的編碼方案中，以下( )是禁字。 A.000100 B.000011 C.011101 D.1110007.雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)( )。 A.包含由二種不同材料組成的雙層結(jié)構(gòu) B.只起到限制光波的作用 C.起到了同時(shí)限制載流子和光波的作用 ？是光子不是光波 D.只起到限制載流子的作用8

5、.發(fā)光二極管(LED)的特點(diǎn)為( )。 A.帶寬大，調(diào)制速率高 B.輸出光功率較大 低 C.光譜較窄 寬 D.方向性差，發(fā)散度大？9.描述光電檢測(cè)器光電轉(zhuǎn)換能力的物理量有( )。 A.響應(yīng)度 B.響應(yīng)時(shí)間 C.量子效率 D.A和C10.下列現(xiàn)象不是因光纖色散而引起的是( )。 A.碼間干擾 B.波形失真 C.接收靈敏度下降 ？ D.相位抖動(dòng)三、名詞解釋(每小題3分，共15分)1.橫電磁波 在傳播方向上沒(méi)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)分量，稱為橫電磁波。2.標(biāo)量模 對(duì)于弱導(dǎo)波光纖，已假定了其橫向場(chǎng)的極化方向保持不變，因此可認(rèn)為它的橫向場(chǎng)是線極化波，以LP表示，在這種特定條件下傳播的模式，稱為標(biāo)量模，或LPMN模。

6、3.數(shù)值孔徑 表示光纖捕獲光射線能力的物理量。 4.簡(jiǎn)并模 不同的模式有不同的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，但如果它們有相同的傳輸常數(shù)時(shí)，就認(rèn)為這些模式是簡(jiǎn)并的，即簡(jiǎn)并模。5.光接收機(jī)靈敏度 是描述接收機(jī)被調(diào)整到最佳狀態(tài)時(shí)，在滿足給定的誤碼率的條件下，接收機(jī)接收微弱信號(hào)的能力。四、簡(jiǎn)答題(每小題5分，共20分)1.階躍型光纖和漸變型光纖的主要區(qū)別是什么? 答：（總結(jié)的）1）定義不同，如果纖芯折射率n1沿半徑方向保持一定，包層折射率n2沿半徑方向也保持一定，而且纖芯和包層的折射率在邊界處呈階梯形變化的光纖，稱為階躍型光纖。 如果纖芯折射率n1隨半徑方向加大而逐漸減小，而包層中的這折射率n2是均勻的，這種光纖叫做漸變型

7、光纖；2）光纖中子午線的形狀不同，階躍型光纖中的是直線，而漸變型是曲線；3）模數(shù)量不同，在相同V的情況下，它比階躍型光纖中的模數(shù)量減少一半。 2.怎樣才可能實(shí)現(xiàn)光放大?答：即摻鉺光纖放大器的工作原理，與半導(dǎo)體激光器的相同，簡(jiǎn)單的說(shuō)，是在泵浦源的作用下，在摻鉺光纖中出現(xiàn)了粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生了受激輻射，輻射出大量的全同光子，從而使光信號(hào)得到放大。3.對(duì)光電檢測(cè)器的主要要求是什么? 答：（不太準(zhǔn)）1）轉(zhuǎn)換效率高體現(xiàn)在響應(yīng)度R0和量子效率 2）響應(yīng)速度快，體現(xiàn)在響應(yīng)時(shí)間上， 3）暗電流ID ,越小越好。4）雪崩倍增因子G 一般在40100之間。4.簡(jiǎn)述光隔離器的工作原理。答：它的基本原理是法拉第旋

8、轉(zhuǎn)效應(yīng)，。五、畫(huà)圖題(第1小題7分，第2小題8分，共15分)1.畫(huà)出介質(zhì)薄膜波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)示意圖。2.畫(huà)出光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的方框圖。六、計(jì)算題(每小題10分，共20分)1.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，試計(jì)算： (1)纖芯和包層的相對(duì)折射指數(shù)差。 (2)光纖的數(shù)值孔徑NA。解：（1）（n1-n2）/n1=0.0333(2)NA=n1*=1.5*0.2581=0.38721. 模擬光纖通信系統(tǒng)所采用的LED光源發(fā)射平均光功率為-3dBm。入射光纖的耦合損耗為12dB。光纖20km無(wú)中繼器，其光纖損耗為0.5dBkm-1，接頭損耗為1.1dBkm-1。此外在接收端連接器的損耗為1dB。PINFET接收器的接收靈敏度為-54dBm。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)