光纖通信試卷

1、一、填空題*光接收機(jī)中,PIN光電二極管引入的主要噪聲有（暗電流）噪聲和（量子）噪聲。光隔離器是一種只允許光沿（一個方向）通過而在（相反方向）阻擋光通過的光無源器件。光與物質(zhì)的粒子體系的相互作用主要有三個過程是:（自發(fā)輻射），（受激吸收）,（受激輻射）；產(chǎn)生激光的最主要過程是:（受激輻射）。光源的作用是將（電信號）變換為（光信號）。光檢測器的作用是將（光信號）轉(zhuǎn)換為（電信號）。光中繼器實(shí)現(xiàn)方式主要有（光-電-光中繼器）和（對光信號直接放大的中繼器）兩種。光纖傳輸衰減分為（材料的吸收）衰減、（光纖的散射）衰減和（輻射）衰減。光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中,（誤碼）性能和（抖動）性能是系統(tǒng)傳輸性能的兩個主要指

2、標(biāo)。光纖中的傳輸信號由于受到光纖的（色散）和（損耗）的影響，使得信號的幅度受到衰減，波形出現(xiàn)失真。光與物質(zhì)作用時有（輸出功率與效率）、（輸出光譜特性）和（響應(yīng)速率與帶寬）三個物理過程光纖的主要材料是（二氧化硅），光纖的結(jié)構(gòu)從里到外依次為（纖芯）、（包層），其中（纖芯）部分是用來傳導(dǎo)光信號的。光纖的傳輸特性是光纖的（損耗）特性、（色散）特性。光纖的色散分為（材料）色散、（波導(dǎo)）色散和（模式）色散。光纖的分類中按傳輸?shù)哪Ｊ絹矸挚煞譃椋▎文＃┖停ǘ嗄＃┕饫w，按纖芯的折射率分布的不同來分可分為（階躍型）和（漸變型）光纖。光纖通信中常用的三個低損耗窗口的中心波長:（O85umML31um（L55um）,

3、最低損耗窗口的中心波長是在（1.55um）。 目前光纖通信所用光波的光波波長范圍為（0818umJ，屬于電磁波譜中的（近紅外區(qū)）區(qū)。EDFA稱為（摻鉺光纖放大器），其實(shí)現(xiàn)放大的光波長范圍是（1 531 56um）。光纖通信是以（光纖）為傳輸媒質(zhì)。以（光波）為載波的通信方式。光纖通信系統(tǒng)的長期平均誤碼率定義為（傳送錯誤的碼元數(shù)占傳送的總碼元數(shù)的百分比），反映突發(fā)性誤碼，用（嚴(yán)重誤碼秒（SES）、（誤碼秒 （ES）兩個性能指標(biāo)來評價。單模光纖是指在給定的工作波長上,只傳輸（單一基模）的光纖：單模光纖的波長色散分為（材料色散、（波導(dǎo)）色散和（光纖）色散。mBnB碼又稱為（分組碼）它是把（把輸入碼流中

4、M 比特分為一組，然后變換為N比特）。 PIN光電二極管，是在P型材料和N型材料之間加上一層（輕摻雜質(zhì)的N型材料，I層）。WDM技術(shù)從傳輸方向分:有（雙向結(jié)構(gòu)和（單向結(jié)構(gòu)）兩種基本應(yīng)用形式。在熱平衡條件下，一個電子占據(jù)一個能量為E的能級的概率f（E）的計算式為（f（E）=1/1+eA（E-EAf）/KT）。在階躍型光纖中，（LPQ1）模是最低工作模式，（LP11）是第一高階模。在光纖通信系統(tǒng)中光接收機(jī)的基本功能是:（把接收來的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉淼碾娦盘枺?。在光接收機(jī)中，與光電檢測器相連的放大器稱為（前置放大器）1它是（低噪聲、高增益）的放大器。漸變型光纖中,不同的射線具有相同軸向速度的現(xiàn)象稱為（

5、光纖的自聚焦）現(xiàn)象。隨著半導(dǎo)體激光器溫度的上升,其輸出功率會（降低）。發(fā)光二極管依靠（自發(fā)輻射）發(fā)光，半導(dǎo)體激光器依靠（受激輻射）發(fā)光。通常用的光纖絕大多數(shù)用（石英材料制成，折射率高的中心部分叫做（纖芯）,折射率稍低的外層稱為（包層）。 階躍型光纖的單模傳輸條件是（0VVV2.405）。目前光纖通信的長波波長低損耗工作窗口是（波長1.31un附近和（波長1.55附近。工程上光接收機(jī)的靈敏度常用（光功率的相對值）表示,單位是（dBm）L表示光纖捕捉光射線能力的物理量被定義為（數(shù)值孔徑）,用（NA）表示。對于半導(dǎo)體激光器，當(dāng)外加正向電流達(dá)到某一值時，輸出光功率將急劇增加，這時輸出的光為（激光），這

6、個電流稱為血值I電流。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 （載流子）,故它的光強(qiáng)分布基本被約束在有源區(qū)，而且（閾值）電流大大隆低。 根據(jù)ITU-T的建議,STM-1碼速率分別=（l55.520）Mb/sn二、選擇題*光纖單模傳輸條件，歸一化頻率V應(yīng)滿足（B）A. V2.405 B. V3.832 D. V3.832激光是通過什么產(chǎn)生的？ （A）A受激輻射I B.自發(fā)輻射C.熱輻射 D.電流EDFA的泵浦光源的典型工作波長為（D）A.850 nm B.980 nm C.1310 nm D.1550 nm光隔離器的工作原理是:（A） A.基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性B.基于多

7、層電介質(zhì)干涉膜的濾波原理C.基于光柵的衍射原理 D.基于圓柱形透鏡的聚焦原理光隔離器的作用是(B)A.調(diào)節(jié)光信號的功率大小 B.保證光信號只能正向傳輸C.分離同向傳輸?shù)母髀饭庑盘朌.將光纖中傳輸?shù)谋O(jiān)控信號隔離開光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中不能傳輸HDB3碼的原因是(A)?A.光源不能產(chǎn)生負(fù)信號光I B.將出現(xiàn)長連1 或長連o C.編碼器太復(fù)雜D.碼率冗余度太大 在激光器中，光的放大是通過:(C)光學(xué)諧振腔來實(shí)現(xiàn) B.泵浦光源來實(shí)現(xiàn)C.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的激活物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)I D.外加直流來實(shí)現(xiàn)單模光纖中主要色散是()。多模光纖中主要色散是()。(A)A.波長色散、模式色散I B.波長色散材料色散C.材料色散、偏

8、振模式色散D.偏振模式色散、模式色散 目前光纖通信系統(tǒng)中廣泛使用的調(diào)制一檢測方式是(D)相位調(diào)制一相干檢測B.強(qiáng)度調(diào)制一相干檢測C.頻率調(diào)制一直接檢測D.強(qiáng)度調(diào)制一直接檢測光合波器是:(D)將多個光波信號合成一個光波信號在一根光線中傳輸將多路光信號合并成一路光信號在光纖中傳輸將同波長的多個光信號合并在一起耦合到一根光纖中傳輸將不同波長的多個光信號合并在一起耦合到一根光纖中傳輸光纖是利用光的()現(xiàn)象傳送光信號的。(C)A、折射B、散射 C、全反射I D、輻射，光纖的纖芯折射率應(yīng)()包層折射率，光纖才能導(dǎo)光。(A)A、大于I B、小于 C、等于 D、大于等于通常，影響光接收機(jī)靈敏度的主要因素是:(

9、B)A.光纖色散 B.光接收機(jī)噪聲 C.光纖衰減 D.暗電流光纖相對折射指數(shù)差的定義為(C)A. A =n1n2 B. =n2n1 C. =(n21n22)/2n21 D. =(n21n22)/n21階躍型光纖中，某種模式截止時的歸一化頻率為Vc,則這種模式形成導(dǎo)模的傳輸條件為(C) A.V2.405 C.VvC D.V0隨著激光器溫度的上升，其輸出光功率會(A)A.減少I B.增大I C.保持不變D.先逐漸增大，后逐漸減少在光纖通信系統(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(D)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 光接收機(jī)中，雪崩光

10、電二極管引入的噪聲為()D?光電檢測器的暗電流噪聲、雪崩管倍增噪聲、光接收機(jī)的電路噪聲量子噪聲、雪崩管倍增噪聲、光接收機(jī)的電路噪聲量子噪聲、光電檢測器的暗電流噪聲、光接收機(jī)的電路噪聲D量子噪聲、光電檢測器的暗電流噪聲、雪崩管倍增噪聲光中繼器中均衡器的作用是(D)A.放大B.消除噪聲干擾C.均衡成矩形脈沖D.均衡成有利于判決的波形通常，影響光接收機(jī)靈敏度的主要因素是(B)A.光纖色散B.光接收機(jī)噪聲I C.光纖衰減D.暗電流EDFA中用于降低放大器噪聲的器件是(C)A.光耦合器B.波分復(fù)用器C.光濾波器I D.光衰減器以下哪一樣不是無源光器件。,(C)A、光調(diào)制器 B、光纖連接器C、LED D、

11、光纖耦合器關(guān)于PIN和APD的偏置電壓表述，正確的是(B)。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，后者正偏處于高能級E2的電子，在未受外界激發(fā)的情況下，自發(fā)地躍遷到低能級E,從而發(fā)射出一個能量為hf(=E2- E)的光子的過程稱為(A) A.自發(fā)輻射I B.受激吸收C.受激輻射D.非輻射復(fù)合目前在光纖通信系統(tǒng)中已獲得廣泛應(yīng)用的光放大器是(B)A.半導(dǎo)體光放大器 B.摻鉺光纖放大器C.拉曼光纖放大器D.布里淵光纖放大器階躍光纖中，子午線在包層和纖芯分界面上形成全反射的條件為(C)A. 0 三 sin -1A. 0 三 sin -1 玉1n2B. 0 sint 21n

12、1C.sin -1 bD. 01nsin tn2表示光纖色散程度的物理量是(C)A.時延B.相位差C耐延差D.速度差STM-1每秒可傳的幀數(shù)是(A)A.8000I B.4000 C.2000 D.1000處于高能級E2的電子，在未受外界激發(fā)的情況下，自發(fā)地躍遷到低能級E1,從而發(fā)射出一個能量為hf(=E2- EJ的光子的過程稱為(A)A.自發(fā)輻射I B.受激吸收C.受激輻射D.非輻射復(fù)合PIN光電二極管，因無雪崩倍增作用，因此其雪崩倍增因子為。(C)A. G1 B. G=2時求出的波長均不在可見光范圍內(nèi)。所以入=500nm。因?yàn)閜點(diǎn)的明紋對I 應(yīng)的k=1，所以是第一級明紋。這級明紋對應(yīng)的衍射角

13、由k=1時asinQ=(2k+1)入/2，求得Q=0.086,狹縫處的波面所分的波帶數(shù)和明條 紋對應(yīng)的級數(shù)關(guān)系為：半波帶=2k+1因?yàn)閗=1,所以狹縫處的波面可分為3個半波帶。(3)Ax=2f入/a=2mm。丨一單色光垂直照在厚度均勻的薄油膜上。油的折射率為1.3,玻璃的折射率為1.5，若單色光的波長可由光源連續(xù)調(diào)節(jié)，并觀察到500nm與 700nm這兩個波長的單色光在反射中消失，求油膜的厚度。答:答:垂直照射光程差&=2n2e=(2k+1)入/2,k=0,1.2，n2=1.3,入=500nm 時，2n2e=(2k1+1)500/2，入=700nm 時，2n2e=(2k2+1)700/2，得

14、7k2+1=5k1, k值隨波長增大而減小，在500nm到700nm時，不存在入3和對應(yīng)的整數(shù)，k3滿足&式，所以k2+1=k1,求得k1=4, k2=3, 將 k=3 帶入得到 e=(2k1+1)入 1/2*2*n2=6731nm。丨一波長為入=600nm的單色平行光垂直照射一個光柵上，光柵常數(shù)為d=6um，問第二級明紋所對應(yīng)的衍射角為多少？答:由光柵公式(a+b)sinQ=土 k 入，第 2 級明紋滿足(a+b)sinQ=2 入，因?yàn)?a+b)=6um,求得 Q=arcsin0.2=11.54。HeNe激光器的中心頻率v = 4.74 X 1014 Hz，自發(fā)輻射譜線寬度為Av二6 x 1

15、08 Hz,若想獲得單模輸出，腔長應(yīng)為多少？答:設(shè)激光器腔長為 L, vm=c/2nL=3*10A8/2*1*L,N= v/Avm=4L，要想獲得單模輸出，則 v2Avm=c/nL，所以 Lc/n v=3*10A8/6*10A8=0.5, 即腔長最長不能超過 0.5m。某單模光纖通信系統(tǒng)，光發(fā)射機(jī)的平均發(fā)送光功率為0.8 mw,接收機(jī)靈敏度為-37 dBm,全程光纖平均接頭損耗為0.04 dB/km,設(shè)計要求系統(tǒng) 富裕度為6 dB,無中繼傳輸距離為80 km,試問在選取光纜時，光纖的每公里損耗最大為多少？有一個光纖通信系統(tǒng)，其碼速率為622.080Mb/s，平均發(fā)送光功率PT的最大值0dBm,活動