通信工程《光纖通信》考試題(含答案)

1、1、1966年7月，英籍華人（ 高銀）博士從理論上分析證明了用光纖作 為傳輸介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)光通信的可能性。2、光在光纖中傳輸是利用光的（ 折射 ）原理。3、數(shù)值孔徑越大，光纖接收光線的能力就越（強(qiáng)），光纖與光源之間的耦 合效率就越（高）。4、目前光纖通信所用光波的波長有三個(gè)，它們是：（0.85仙m、1.3Vim>1.55 n m ）。5、光纖通信系統(tǒng)中最常用的光檢測器有：（PIN光電二極管；雪崩光電二極 管）。6、要使物質(zhì)能對(duì)光進(jìn)行放大，必須使物質(zhì)中的（受激輻射）強(qiáng)于（受激吸 收），即高能級(jí)上的粒子數(shù)多于低能級(jí)上的粒子數(shù)。物質(zhì)的這一種反常態(tài) 的粒子數(shù)分布，稱為粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)分布。7、在多模光纖

2、中，纖芯的半徑越（大），可傳輸?shù)膶?dǎo)波模數(shù)量就越多。8、光纜由纜芯、（加強(qiáng)元件（或加強(qiáng)芯）和外護(hù)層組成。9、（波導(dǎo)色散）是指由光纖的光譜寬度和光纖的幾何結(jié)構(gòu)所引起的色散。10、按光纖傳導(dǎo)模數(shù)量光纖可分為多模光纖和（單模光纖）。11、PDH勺缺陷之一：在復(fù)用信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中，由于（開銷比特）的數(shù)量 很少，不能提供足夠的運(yùn)行、管理和維護(hù)功能，因而不能滿足現(xiàn)代通信網(wǎng) 對(duì)監(jiān)控和網(wǎng)管的要求。12、光接收機(jī)的主要指標(biāo)有光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍和（靈敏度）。13、激光器能產(chǎn)生激光振蕩的最低限度稱為激光器的（閾值條件）014、光纖的（色散）是引起光纖帶寬變窄的主要原因，而光纖帶寬變窄 則會(huì)限制光纖的傳輸容量。15、誤碼

3、性能是光纖數(shù)字通信系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)生誤碼的主要原因是傳輸系統(tǒng)的脈沖抖動(dòng)和（噪聲）。二、選擇題：（每小題2分，共20分。1-7:單選題，8-10:多選題）1、光纖通信是以（A ）為載體，光纖為傳輸媒體的通信方式。A、光波 B、電信號(hào) C、微波 D、衛(wèi)星2、要使光纖導(dǎo)光必須使（B ）A、纖芯折射率小于包層折射率B、纖芯折射率大于包層折射率C、纖芯折射率是漸變的D、纖芯折射率是均勻的3、（ D ）是把光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)的器件A、激光器B、發(fā)光二極管C、光源 D、光檢測器4、CCITT于（C）年接受了 SONET概念，并重新命名為SDH。A、 1985B、 1970C、 1988D、 1990

4、5、SDH傳輸網(wǎng)最基本的同步傳送模塊是 STM-1 ,其信號(hào)速率為（ A ） kbit/s。A、 155520B、 622080C、 2488320D、 99532806、摻餌光纖放大器（EDFA）的工作波長為（ B ） nm波段。A、1310B、1550 C、1510 D、8507、發(fā)光二極管發(fā)出的光是非相干光，它的基本原理是（ B ）。A、受激吸收B、自發(fā)輻射C、受激輻射D、自發(fā)吸收8、光纖通信系統(tǒng)的是由（ ABCD ）組成的。A、電端機(jī)B、光端機(jī)C、中繼器 D、光纖光纜線路9、要精確控制激光器的輸出功率，應(yīng)從兩方面著手：一是控制（ B ）; 二是控制（D ）。A、微型半導(dǎo)體制冷器B、調(diào)制

5、脈沖電流的幅度C、熱敏電阻D、激光器的偏置電流10、光纖傳輸特性主要有（AB ）A、色散 B、損耗C、模場直徑D、截止波長三、簡答題（1、2題各6分，3題8分，共20分。）1、什么是光纖色散？光纖色散主要有幾種類型？其對(duì)光纖通信系統(tǒng)有何影 響？由于光纖中傳輸?shù)男盘?hào)包含不同的頻率成分或各種模式成 分，在傳輸過程中，因群速度不同互相散開，引起傳輸信號(hào)波形 失真、脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散。（2分）光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘?hào)脈沖畸變， 從而限制了光纖的傳輸 容量和傳輸帶寬。（2分）從機(jī)理上說，光纖色散分為材料色散、 波導(dǎo)色散和模式色散。前兩種色散由于信號(hào)不是單一頻率所引 起，后一種色散由于信號(hào)不是單

6、一模式所引起。（2分） 2、什么是直接調(diào)制？什么是間接調(diào)制？各有何特點(diǎn)？答：直接調(diào)制是用電信號(hào)直接調(diào)制光源器件的偏置電流， 使光源發(fā)出的光功率隨信號(hào)而變化。光源直接調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是簡 單、經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn)，但調(diào)制速率受載流子壽命及高速率下的性 能退化的限制。光纖通信中光源多采用直接調(diào)制方式。（3分）間接調(diào)制一般是基于電光、磁光、聲光效應(yīng)，讓光源輸出的連續(xù) 光載波通過光調(diào)制器，電信號(hào)通過調(diào)制器實(shí)現(xiàn)對(duì)光載波的調(diào)制。 間接調(diào)制方式需要調(diào)制器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可獲得優(yōu)良的調(diào)制性能, 特別適合高速率光通信系統(tǒng)。（3分）3、畫圖分析說明摻餌光纖放大器主要由幾部分構(gòu)成？各部分的作用是什 么？獲葡皿摻銀光纖放大器主要由

7、一段摻銀光纖、泵浦光源、光耦合器 及光隔離器等構(gòu)成（2分）。采用摻銀單模光纖作為增益物質(zhì)，在 泵浦光激發(fā)下產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在信號(hào)光誘導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)受激輻射放 大（2分）。泵浦光和信號(hào)光一起通過光耦合器注入摻銀光纖（1分）；光隔離器作用是只允許光單向傳輸，用于隔離反饋光信號(hào)， 提高穩(wěn)定性。（1分）4.什么叫光纖損耗？造成光纖損耗的原因是什么？當(dāng)光在光纖中傳輸時(shí)，隨著傳輸距離的增加，光功率逐漸減小，這種現(xiàn)象即稱為光纖的損耗。損耗一般用損耗系數(shù)a表示。工巴（dB/km ）（3 分）損耗產(chǎn)生的主要原因是光纖材料的吸收、 散射作用和光纖在使用過程中由于連接、彎曲而導(dǎo)致附加光功率損失。（2分）四、計(jì)算分析題（1

8、、2題各15分，3、4題各5分，共40分）1、某SI型光纖，光纖的芯徑d=2a為100pm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入二850nm（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（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2、有一 GaAlAs半導(dǎo)體激光器，具諧振腔長為300 m,材料折射率n=3.0 , 兩端的解理面的反射率為0.35。（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間隔。(3)若此激光器的中心 波長入二1310nm與此相應(yīng)的縱模序數(shù)。3、設(shè)140Mb/s的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，

9、工作波長 1300 nm,其他參數(shù)如下： 發(fā)射光功率為-3dBm,接收機(jī)的靈敏度為-38 dBm (BER=10),系統(tǒng)余量為4 dB,連接器損耗為0.5 dB /個(gè)，平均接頭損耗為0.05 dB/km ,光纖損耗為0.4 dB/km，試計(jì)算損耗限制傳輸距離。4、分光比為3: 1的定向耦合器，假設(shè)從輸入口 0輸入的功率為1mW,從 輸入口 0到輸入口 1的插入損耗為1.5dB,求兩個(gè)輸出口的輸出光功率。四、計(jì)算分析題(1、2題各15分，3、4題各5分，共40分) 1、解:(1)由于歸一化頻率 V an2 n220.85501.4582 1.452（4分）（3分）0.153（4 分）56.36(

10、2)傳播的模式總數(shù)M V2/21588該光纖的數(shù)值孔徑：NA Jn12 n；（4）該光纖單模工作的波長：c 2a n2 n22.613a n" n22.613 50 Jn： n219.9（a m 2、解：已知 L = D.3mm n = 3。= r2 = 035 （1 分）a =In 2L r1Fz1)因非全反射導(dǎo)致的等效損耗系數(shù)2*0x30x35*0-35 " ?占。（mm）（4 分）2）由 L= q-q=1,2,3.、第q個(gè)級(jí)模的諧振頻率正=c-2eiL波長間隔一一 .19.5 10 10 ILL q -步號(hào) JAJ（m）（6 分）=> 2H1374（4 分）3、

11、解：根據(jù)題意得PS3 dBm , R0.5 dB/個(gè),38 dBm ,f 0.4 dB/km,0.05 dB/km,（2 分）PSPr2 cPsPr24、解:由題意得Sr故有p3P>已知-10lg p14 dB3即SR1.5（2分）382 0.5 40.4 0.0566.7 kmP2（1分）（1分）（1分）得 P 10-0.15P0由于P01 mw所以 P1P010-0.15 10-0.15=0.70 mw（1 分）11P2R100.23 mw （1 分）332、畫出STM-N的幀結(jié)構(gòu)（標(biāo)明具體數(shù)字）及功能（15分）（1）段開銷（SOH）區(qū)域段開銷是指SDH幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息凈負(fù)荷正常

12、、靈活、有效地傳送所必須附加的字節(jié)，主要用于網(wǎng)絡(luò)的OAM功能，段開銷分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH ）。（ 3 分）（2）信息凈負(fù)荷（Payload）區(qū)域信息凈負(fù)荷區(qū)域主要用于存放各種業(yè)務(wù)信息比特，也存放了少量可用于通道性能監(jiān)視、管理和控制的通道開銷（ POH）字節(jié)。（3分）（3）管理單元指針區(qū)域管理單元指針（AU-PTR）是一種指示符，其作用是用來指示凈負(fù)荷區(qū)域內(nèi)的信息 首字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置，以便在接收端能正確分離凈負(fù)荷。（3分）1、為增大光接收機(jī)的接收動(dòng)態(tài)范圍，應(yīng)采用（ BA. ATCB. AGCC. APC2、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中不能傳輸 HDB刎的原因是（A

13、 . 光 源 不 能 產(chǎn)光B.將出現(xiàn)長連“1”或長連“0”）電路。D. ADCA ）生 負(fù) 信C.編碼器太復(fù)雜D.碼率冗余度太大3、以工作波長屬于通信光纖窗口的是（B ）。A.632.8nm B.1310nm C.2000nmD.10.6m4、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 ）A.作前置放大器使用B.作后置放大器使用C.作功率放大器使用D.作光中繼器使用5、STM4每秒可傳輸?shù)膸瑪?shù)是（D ）A.1000B.2000C.4000D.80006、STM-N 一幀的字節(jié)數(shù)是（C ）A.270K9B.2743sN=9C.270XNX9D.261：K Nx97、

14、在光纖通信系統(tǒng)中，當(dāng)需要保證在傳輸信道光的單向傳輸時(shí)，采用（B ）。A.光衰減器B.光隔離器C.光耦合器D.光纖連接器8、決定光纖通信中繼距離的主要因素是（BA.光纖的型號(hào)C.光發(fā)射機(jī)的輸出功率9、下列哪一個(gè)不是SDH網(wǎng)的特點(diǎn)（D ）B.光纖的損耗和色散D.光接收機(jī)的靈敏度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10、將光限制在有包層的光纖纖芯中的作用原理是（ BA.折射C.纖芯一包層界面上的全內(nèi)反射B.在包層折射邊界上的全內(nèi)反射D.光纖塑料涂覆層的反射6、光纖接續(xù)的主要方法有：熔接法、粘接法 8、摻餌光纖放大器應(yīng)用方式

15、有：LA、PA、BA10、EDFA的泵浦結(jié)構(gòu)方式有：同向泵浦結(jié)構(gòu)、反向泵浦結(jié)構(gòu),.雙向泵浦結(jié)構(gòu)。11、SDH的主要復(fù)用步驟是：映射、定位、復(fù)用12、光中繼器實(shí)現(xiàn)方式有：光-電-光形式中繼器、光放大器1、根據(jù)傳輸方向上有無電場分量以及磁場分量，可將光電磁波傳播形式分成三類：一為TEM波，二為TE波，三起TM波。2、對(duì)于單模光纖來說，主要是 材料色散和波導(dǎo)色散，而對(duì)于多模光纖來說，模式色散占主要地位。3、光纖色散的測量方法有 相移法、脈沖時(shí)延法、干涉法，光纖損耗的測量方法有 插入 法、后向測量法。4、激光器輸出光功率隨溫度而變化有兩個(gè)原因：一個(gè)是激光器的閾值電流 隨溫度升高而增大；另一個(gè)是 外微分

16、子量效率 隨溫度升高而減小。5、對(duì)LD的直接調(diào)制將導(dǎo)致激光器動(dòng)態(tài)譜線增寬，限制光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率和容 量。6、光纖通信系統(tǒng)中監(jiān)控信號(hào)的傳輸途徑有兩個(gè)，一個(gè)是在光纖中傳輸， 另一個(gè)是 通過光纜中附加的金屬導(dǎo)線傳輸）。7、響應(yīng)度 和量子效率都是描述光電檢測器光電轉(zhuǎn)換能力的一種物理量。8、在數(shù)字接收機(jī)中，設(shè)置均衡濾波網(wǎng)絡(luò)的目的是消除碼間干擾，減小誤碼率 。9、數(shù)字光接收機(jī)最主要的性能指標(biāo)是靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。10、APD的雪崩放大效應(yīng)具有隨機(jī)性，由此產(chǎn)生的附加噪聲稱為倍增噪聲。11、半導(dǎo)體激光器中光學(xué)諧振腔的作用是提供必要的光反饋以及進(jìn)行頻率選擇。12、耦合器的結(jié)構(gòu)有許多類型，其中比較實(shí)用的有光纖

17、型、微器件型和波導(dǎo)型。溫度對(duì)激光器的輸出光功率影響主要通過閾值電流和外微分量子效應(yīng)。13、數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的兩種傳輸體制為 準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）和同步數(shù)字系列 （SDH）o PDH有兩種基礎(chǔ)速率， 一種是以1.544Mb/s為第一級(jí)基礎(chǔ)速率； 另一種是以2.048Mb/s為第一級(jí)基礎(chǔ)速率。14、隔離器主要用在激光器或光放大器的后面，功能避免反射光返回到該器件致使性 能變壞。它的兩個(gè)主要參數(shù)是插入損耗和隔離度。15、SDH傳輸系統(tǒng)每秒傳送 8000幀STM-16幀，則該系統(tǒng)的傳送速率為2.488Gbit/s。16、STM-1可復(fù)用63個(gè)2M信號(hào)3個(gè)34M信號(hào)1個(gè)140M信號(hào)17、漸變型光纖中

18、，不同的射線具有相同軸向速度的現(xiàn)象稱為自聚焦現(xiàn)象。18、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的抖動(dòng)是指數(shù)字信號(hào)的有效瞬間與其理想時(shí)間位置的短時(shí)間偏離。19、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中， 誤碼性能和抖動(dòng)性能是系統(tǒng)傳輸性能的兩個(gè)主要指標(biāo)。20、EDFA中光耦合器的主要作用是將輸入光信號(hào)和原泵浦光混合起來。21、EDFA噪聲系數(shù)的定義式為放大器的輸入信噪比/放大器的輸出信噪比。22、常用的SDH設(shè)備有終端復(fù)用器、分插復(fù)用器和交叉連接設(shè)備等。23、WDM系統(tǒng)主要有五部分組成：光發(fā)射機(jī)，光中繼放大器，光接收機(jī)，光監(jiān)控信道，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。24、POH中常用的多址技術(shù)有三種：頻多址分（FDMA）,時(shí)多址分（TDMA）,碼分多址（WDM

19、A）。25、電信網(wǎng)有兩大功能群：傳送功能群和控制功能群。26、光纖通信的目標(biāo)是 提高速率和增大容量。27、自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可分為兩大類，分別是 通道倒換環(huán)和復(fù)用段倒換環(huán)。SDH環(huán)形網(wǎng)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是具有自愈能力。1、在激光器中，光的放大是通過（A）A.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的激活物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的B.光學(xué)諧振腔來實(shí)現(xiàn)的C.泵浦光源來實(shí)現(xiàn)的D.外加直流來實(shí)現(xiàn)的2、下列哪一項(xiàng)不是要求光接收機(jī)有動(dòng)態(tài)接收范圍的原因？（ B ）A.光纖的損耗可能發(fā)生變化B.光源的輸出功率可能發(fā)生變化C.系統(tǒng)可能傳輸多種業(yè)務(wù)D.光接收機(jī)可能工作在不同系統(tǒng)中3、光纖通信中光需要從光纖的主傳輸信道中取出一部分作為測試用時(shí)，需用（B）A.光衰減器

20、B .光耦合器C.光隔離器 D.光纖連接器4、使用連接器進(jìn)行光纖連接時(shí)，如果接頭不連續(xù)時(shí)將會(huì)造成（D）A.光功率無法傳輸B .光功率的菲涅耳反射C.光功率的散射損耗D.光功率的一部分散射損耗或以反射形式返回發(fā)送端 5、在系統(tǒng)光發(fā)射機(jī)的調(diào)制器前附加一個(gè)擾碼器的作用是（A）A.保證傳輸?shù)耐该鞫菳.控制長串“1和”0的出現(xiàn)C.進(jìn)行在線無碼監(jiān)測D.解決基線漂移6、下列關(guān)于交叉連接設(shè)備與交換機(jī)的說法正確的是（A）A.兩者都能提供動(dòng)態(tài)的通道連接B.兩者輸入輸出都是單個(gè)用戶話路C.兩者通道連接變動(dòng)時(shí)間相同D.兩者改變連接都由網(wǎng)管系統(tǒng)配置8、下列不是WDM的主要優(yōu)點(diǎn)是（D ）A.充分利用光纖的巨大資源B.同時(shí)

21、傳輸多種不同類型的信號(hào)C.高度的組網(wǎng)靈活性，可靠性D.采用數(shù)字同步技術(shù)不必進(jìn)行瑪型調(diào)整 9、下列要實(shí)現(xiàn) OTDM解決的關(guān)鍵技術(shù)中不包括 （D ）A.全光解復(fù)用技術(shù)B.光時(shí)鐘提取技術(shù)C.超短波脈沖光源D.匹配技術(shù)10、摻餌光纖的激光特性 （A）A .由摻餌元素決定B.有石英光纖決定C.由泵浦光源決定D.由入射光的工作波長決定11、下述有關(guān)光接收機(jī)靈敏度的表述不正確的是（A）A .光接收機(jī)靈敏度描述了光接收機(jī)的最高誤碼率B .光接收機(jī)靈敏度描述了最低接收平均光功率C.光接收機(jī)靈敏度描述了每個(gè)光脈沖中最低接收光子能量D .光接收機(jī)靈敏度描述了每個(gè)光脈沖中最低接收平均光子數(shù)12、光發(fā)射機(jī)的消光比，一般

22、要求小于或等于（B）A. 5%B. 10%C. 15% D. 20%13、在誤碼性能參數(shù)中，嚴(yán)重誤碼秒（SES）的誤碼率門限值為（D）A. 10-6 B. 10-5C. 104D. 10-314、日前采用的LD的結(jié)構(gòu)種類屬于 （D）A. F-P腔激光器（法布里 一珀羅諧振腔） B.單異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器C.同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器D.雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器15、二次群PCM端機(jī)輸出端口的接口碼速率和碼型分別為（B）A . 2.048 Mb/s, HDB3B. 8.448 Mb/s, HDB 3C. 2.048 Mb/s , CMID. 8.448 Mb/s, CMI16、數(shù)字光接收機(jī)的靈敏度 Pr=100微瓦，則為（A ） dBm。A. -10 B. 10 C. -20 D. -3017、WDH系統(tǒng)的單纖雙向傳輸方式可實(shí)現(xiàn)（C ）通信。A