光纖通信概論 考題復(fù)習(xí)題及答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——光纖通信概論考題，復(fù)習(xí)題及答案光纖通信概論參考題庫(kù)

1、光電二極管的主要功能是什么：將信號(hào)光功率轉(zhuǎn)化成信號(hào)電流

2、P-I-N代表什么意思？

P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間夾有一層厚的本征型半導(dǎo)體。

3、與P-N光電二極管相比P-I-N的優(yōu)點(diǎn)是什么？

大大提高了光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)還提高了PIN管的響應(yīng)速度。

4、與P-I-N光電二極管相比APD的優(yōu)點(diǎn)是什么？

內(nèi)置放大，不引入外部電路相關(guān)噪聲，偏壓電路簡(jiǎn)單、價(jià)格低，超高速和較高靈敏度的接收器。

5、APD的缺點(diǎn)是什么？

極大的溫度倚賴性，存在倍增隨機(jī)噪聲，偏壓電路繁雜、價(jià)格高。

6、光電二極管的響應(yīng)度是0.85A/W，飽和輸入光功率是1.5mW，當(dāng)入射光功率是1mW和2mW時(shí)，光電流分別是多少？

解：當(dāng)輸入光功率是1mW時(shí)，由I=RP，可得，I=RP=[0.85A/W]×[1mW]=0.85mA當(dāng)輸入光功率是2mW時(shí)，公式I=RP不適用，因此我們無(wú)法得到光電流的值。

7、光波長(zhǎng)解復(fù)用器的作用是什么?

把在同一根光纖中傳輸?shù)牟煌ㄩL(zhǎng)信道分別送到不同的光纖中傳輸。（即：分解同一根光纖中傳輸?shù)牟煌ㄩL(zhǎng)信道）

8、解釋電吸收調(diào)制器的工作原理：

電吸收調(diào)制器的工作原理為，由激光器發(fā)射的連續(xù)光穿過(guò)半導(dǎo)體波導(dǎo)管。當(dāng)不加電壓時(shí)，光直接穿過(guò)，由于它的截止波長(zhǎng)λC小于入射光的波長(zhǎng)；當(dāng)加上了調(diào)制電壓后，波導(dǎo)材料的禁帶Eg變窄了。這稱為弗朗茲-科爾迪希效應(yīng)，它是理解EA調(diào)制器工作原理的關(guān)鍵。由于禁帶Eg變窄，因而截止波長(zhǎng)增大（λC=1024/Eg），波導(dǎo)材料開(kāi)始吸收入射光。因此，通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體波導(dǎo)管施加調(diào)制電壓，可以改變其吸收特性。

9.寫出幾種無(wú)源器件，它們的用途？

1.光纖連接器：連接光纖

2.光衰減器：減少傳輸光功率

3.光纖定向耦合器：實(shí)現(xiàn)光的分路、合路

4.波分復(fù)用器：

5.光隔離器：阻擋背向光，保護(hù)激光器、光纖放大器6.光環(huán)行器

7.光濾波器：對(duì)光波進(jìn)行篩選，允許特定波長(zhǎng)范圍光通過(guò)8.光開(kāi)關(guān)：用光控制電路的通路或斷路9.光調(diào)制器

10.把你所知道的光纖通信元件分為兩組：有源的和無(wú)源的。

11、比較發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器的3dB光譜寬度：LED的3dB光譜寬度>FP-LD的3dB光譜寬度>DFB-LD的3dB光譜寬度12、比較適用場(chǎng)合：適合做高速長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)光源是？

LED、FP-LD和DFB-LD13、比較發(fā)光機(jī)理：

發(fā)光二極管：自發(fā)輻射發(fā)光器件；半導(dǎo)體激光器：受激輻射發(fā)光器件

14、比較LED和LD的輸出NA大小。LED>LD

15、全光纖型F-P激光器怎么構(gòu)成？

16、全光纖型DFB激光器怎么構(gòu)成？

17、光纖通信指的是：（c）

a以光波作載波、以電纜為傳輸媒介的通信方式；b以電波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；c以光波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；d以激光作載波、以導(dǎo)線為傳輸媒介的通信方式。

18、光纖通信所使用的波段為：(a)?a0.8um-2.0um；

b0.01um-0.39um；c0.39um-0.79um；d100um-1000um。

19、下面說(shuō)法正確的是：(a)

?a為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必需小于纖芯的折射率;

?b為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必需大于涂覆層的折射率；

c為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必需大于纖芯的折射率;d為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必需等于纖芯的折射率；

20、以下哪種色散類型只有在多模光纖中才存在：（a）?a模間色散；

b材料色散；c偏振模色散；d波導(dǎo)色散。

21、下面說(shuō)法正確的是：（C）

a光纖的損耗決定光纖通信系統(tǒng)的通信容量；b；光纖的損耗決定光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率；c光纖的損耗決定光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離；d光纖的損耗決定光纖通信系統(tǒng)的傳輸模式；

22、下面關(guān)于“光纖通信的優(yōu)勢(shì)〞說(shuō)法不正確的是：（b）a損耗低，傳輸容量大；b資源豐富，成本低廉；c通信質(zhì)量高；

d抗電磁，抗雷擊，抗雨水，保密性好。

23、光纖耦合器是實(shí)現(xiàn)：（d）

A同一波長(zhǎng)的光功率進(jìn)行合路的器件；b不同波長(zhǎng)的光功率進(jìn)行分路的器件；c不同波長(zhǎng)的光功率進(jìn)行合路的器件；d光信號(hào)分路/合路的功能器件。

24、下面哪一項(xiàng)不屬于光纖的基本傳輸特性：（d）a色散；b非線性；c損耗；d放大。

25、關(guān)于光環(huán)形器以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：

a光環(huán)行器除了有多個(gè)端口外，其工作原理與隔離器類似；

b光環(huán)形器一般用于光分插復(fù)用器中；

c光環(huán)行器是一種三端口的非互易磁性器件，在光網(wǎng)絡(luò)中用于信號(hào)的上、下載；d典型的環(huán)行器一般有三個(gè)或四個(gè)端口，信號(hào)可以從任意一端口輸入和輸出。

26、下面說(shuō)法正確的是：（a）

a光隔離器是一種只允許單向光通過(guò)的無(wú)源光器件；b光隔離器是一種只允許單向光通過(guò)的有源光器件；

c光隔離器是一種只允許單一波長(zhǎng)的光波通過(guò)的無(wú)源光器件；d光隔離器是一種不同光信號(hào)通過(guò)的無(wú)源光器件。

27、光隔離器的工作原理是：（b）a基于圓柱型透鏡的聚焦原理；b基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性；c基于光柵的衍射原理；

d基于多層電介質(zhì)干擾膜的濾波原理。

28、以下哪個(gè)不屬于構(gòu)成激光器的基本要素是：（d）a泵浦源；

b光學(xué)諧振腔；

c處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的工作物質(zhì)；d電源。

29、光與物質(zhì)的相互作用有自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射三種過(guò)程。下面說(shuō)法正確的是：（d）

a受激吸收是產(chǎn)生激光的最重要的過(guò)程；b自發(fā)輻射的光稱為相干光；

c自發(fā)輻射是產(chǎn)生激光的最重要的過(guò)程；d受激輻射是產(chǎn)生激光的最重要的過(guò)程。

30、STM-16的一幀中段開(kāi)銷的比特?cái)?shù)是（d）。

a)（3+5）×9b)（3+5）×9×8c)（3+5）×16×9d)（3+5）×9×16×8

31、下面的四個(gè)選項(xiàng)中哪一個(gè)不屬于光發(fā)送機(jī)的功能（c）。

a電端機(jī)輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；

b用耦合技術(shù)注入光纖線路；

c從受到各種干擾的信號(hào)中恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)d用電信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制。

32、作為光中繼器使用的摻餌光纖放大器在傳輸系統(tǒng)中的主要作用是（d）。a)減小傳輸光脈沖的相位抖動(dòng)b)提高光纖中的信噪比c)補(bǔ)償光纖色散d)補(bǔ)償光纖損耗

33、在外來(lái)光子的激發(fā)下，高能級(jí)E2上的電子躍遷到低能級(jí)E1，并發(fā)射出一個(gè)與外來(lái)光子完全一致的光子的過(guò)程稱為（c）。

a)自發(fā)輻射b)受激吸收c)受激輻射d)非輻射復(fù)合。

34、在保證系統(tǒng)的誤碼率指標(biāo)要求下，測(cè)得接收機(jī)的最低輸入光功率為1?W，則該接收機(jī)的靈敏度為（a）。

a)－30dBmb)－40dBmc)－20dBmd)－43dBm

答：線性單位與對(duì)數(shù)單位換算

P1?W?3接收機(jī)的靈敏度=10lgin?10lg?(10lg10)(dBm)??30dBm

Pref1mW

35、EDFA泵浦光源的典型工作波長(zhǎng)是（d）。

a)0.85μmb)1.3μmc)1.55μmd)0.98μm

36、光纖通信系統(tǒng)中常用的光源主要有：（d）a)光檢測(cè)器、光放大器、激光器；

b)PIN光電二極管、APD雪崩二極管；

c)半導(dǎo)體激光器、光電檢測(cè)器、發(fā)光二極管；d)半導(dǎo)體激光器LD、半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED。

37-40題：（看圖選擇）數(shù)字光發(fā)射機(jī)的各組成部分的方框圖如下，將字母對(duì)應(yīng)的該組成部分名稱填入37-40題填空內(nèi)。

數(shù)字信號(hào)入

光信號(hào)出ABCD圖1數(shù)字光發(fā)射機(jī)的各組成部分

37C實(shí)現(xiàn)信號(hào)的電光轉(zhuǎn)換

38B把經(jīng)過(guò)線路編碼的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)注入LD或LED,從而獲得相應(yīng)的光信號(hào)。；39A把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于光纖傳輸?shù)拇a型、送入光纖線路；

40D控制激光器的直流偏置電流，使其自動(dòng)跟蹤閾值的變化，從而使LD總是偏置在最正確的工作狀態(tài)；

41-44題（看圖選擇）：

光信號(hào)輸出A光電變換B前置放大C主放大器D均衡濾波E判決器F譯碼器APD控制AGC電路時(shí)鐘恢復(fù)圖2數(shù)字光接收機(jī)的各組成部分

41假使在發(fā)射端進(jìn)行了線路編碼(或擾亂),則在接收端需要有相應(yīng)的F42_B__的任務(wù)是放大微弱的電信號(hào)，希望它低噪聲、高增益、寬帶。43_D__的作用是保證判決時(shí)不存在碼間干擾

44__C___的作用除提供足夠的增益外,它的增益還受AGC電路控制,傳輸出信號(hào)的幅度在一定的范圍內(nèi)不受輸入信號(hào)幅度的影響。

45、在某些高速長(zhǎng)距離光纖傳輸線路，使用色散補(bǔ)償光纖，這是為什么？色散補(bǔ)償光纖是具有大的負(fù)色散光纖，為了使現(xiàn)已敷設(shè)的1.3μm光纖系統(tǒng)采用WDM/EDFA技術(shù)，就必需將光纖的工作波長(zhǎng)從1.3μm轉(zhuǎn)為1.55μm，而標(biāo)準(zhǔn)光纖在1.55μm波長(zhǎng)的色散不是零，而是正的（17－20）ps/（nm·km），并且具有正的色散斜率，所以必需在這些光纖中加接具有負(fù)色散的色散補(bǔ)償光纖，進(jìn)行色散補(bǔ)償，以保證整條光纖線路的總色散近似為零，從而實(shí)現(xiàn)高速度、大容量、長(zhǎng)距離的通信。

46、比較G652光纖和G655光纖的色散曲線，找出兩種光纖色散曲線的不同有哪些？

1）、G652在1310nm波優(yōu)點(diǎn)的色散為0，在波長(zhǎng)為1550nm波長(zhǎng)附近衰減系數(shù)最小，色散系數(shù)最大，最正確工作波長(zhǎng)在1310nm區(qū)域；G655在1550nm波優(yōu)點(diǎn)色散低，同時(shí)其色散值又保持非零特性來(lái)抑制非線性效應(yīng)。

2）、G655色散比G.652光纖小好多；

47、第一，二，三代光纖通信系統(tǒng)所使用的光波長(zhǎng)分別為_(kāi)850nm,1300nm,1310nm_。

48、光纖通信系統(tǒng)的主要組成分別是光發(fā)信機(jī)，中繼器和光收信機(jī)三種部件。

49、在光纖通信系統(tǒng)中，光纖作為傳輸媒質(zhì)其基本特性參數(shù)分別是損耗特性、色散特性、非線性。

50、在光纖中單模傳輸?shù)臈l件是V截止波長(zhǎng)，工作頻率51、光纖拉曼放大器和光纖布里淵放大器是基于光纖的非線性效應(yīng)，利用受激散射機(jī)制實(shí)現(xiàn)光的直接放大。

52、目前，通信用的光纖絕大多數(shù)是由石英材料構(gòu)成的。

53、NA(數(shù)值孔徑)等于入射介質(zhì)的折射率與光纖端面最大受光角正弦的乘積。

54、列舉制造光纖的四種汽相工藝：MCVD，PCVD，OVD，VAD。

55、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，光接收機(jī)的輸出特性是衡量傳輸性能的一個(gè)主要指稱。

56、光隔離器只允許光單方向傳輸，其主要由、和三部分組成。

57、規(guī)范一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口的先決條件，就是要有一個(gè)統(tǒng)一規(guī)范的信號(hào)速率和信號(hào)幀結(jié)構(gòu)。

58、在SDH體系傳輸速率中，模塊STM1、STM4和STM16所對(duì)應(yīng)的傳輸速率分別為155.52Mb/s、622.08Mb/s和2.488Gb/s。

59、STM-1幀結(jié)構(gòu)信息凈負(fù)荷位置在1-9行中的第10-270列。

60、由線路編碼方案知，除了傳送信息外還需要傳送輔助信號(hào)。這種傳送其它信息的能力稱為冗余度。

61、光源的作用是將電信號(hào)電流變換為光信號(hào)功率；光檢測(cè)器的作用是將光信號(hào)功率轉(zhuǎn)換為電信號(hào)電流。

62、光接收機(jī)中前置放大器的設(shè)計(jì)有三種不同的方案，分別是高阻抗前置放器、低阻抗前置放器和互阻抗前置放器。

63、光接收機(jī)的自動(dòng)增益控制的作用是擴(kuò)大光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。

64、目前已應(yīng)用的光放大器可分為以下三類：半導(dǎo)體光放大器；摻鉺光纖放大器；拉曼光纖放大器。

65、摻餌光纖放大器的工作波長(zhǎng)尋常處在1310-1550nm波長(zhǎng)范圍，泵浦光波長(zhǎng)可以有980nm和1480nm兩種選擇。

66、LD較LED具有較窄的譜線寬度和小的光束發(fā)散角，其一般適用于數(shù)字光纖通信系統(tǒng)。

67、下圖分別是什么類型的光纜？

a，層絞式b，骨架式c，帶狀

d，束管式

68對(duì)數(shù)字光接收機(jī)而言，靈敏度是指在保證一定誤碼率的條件下，光接收機(jī)所需接收的最小功率。PD?10lgmin(dB)

P69動(dòng)態(tài)范圍是光接收機(jī)的一個(gè)重要性能指標(biāo)，其表達(dá)式為max，其數(shù)值越大越好

70.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。從機(jī)理上說(shuō)，光纖色散分為材料色散，波導(dǎo)色散、偏振模色散和模間色散。

71、現(xiàn)有碼流信號(hào)為110110010001001011110110，采用8B1P編碼方式，請(qǐng)給P碼為偶校驗(yàn)碼時(shí)的信號(hào)：（八位一組，數(shù)1，偶補(bǔ)0，奇補(bǔ)1）110110011000100100111101100

72、如何定義數(shù)字光接收精明敏度?影響靈敏度的主要因素是什么？

對(duì)數(shù)字光接收機(jī)而言，靈敏度是指保證一定的誤碼率條件下，光接收機(jī)所需接收的最小功率；影響它的主要因素：光源的不完善調(diào)制——剩余光存在；光接收機(jī)的噪聲。73、對(duì)于一個(gè)NA=0.2,n1=1.4的階躍折射率多模光纖，假使一個(gè)光脈沖在此光纖中傳輸6km之后，子午光線的最大時(shí)延差是多少_____納秒解：??LNA222cn1?6?0.252?3?10?1.4?285.7ns

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74、已知某光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.1dB/km，光源的入纖功率為1mW，光纖的平均接頭損耗0.1dB/km，若要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)的光纖長(zhǎng)度為100公里，系統(tǒng)富足度7dB，則接收機(jī)的靈敏度為至少為dBm。1mW=0dBm

接收機(jī)的靈敏度≥0dBm－(0.1dB/km)×100km－7dB－(0.1dB/km)×100km=－27dBm;

75．簡(jiǎn)述EDFA的工作原理，在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用以及對(duì)光纖通信的重要性。

原理：摻鉺光纖之所以能放大光信號(hào)的基本原理在于吸收泵浦光的能量，由基態(tài)躍遷至處于高能級(jí)的泵浦態(tài)，對(duì)于不同的泵浦波長(zhǎng)電子躍遷至不同的能級(jí)，當(dāng)用980nm波長(zhǎng)的光泵浦時(shí)，從基態(tài)躍遷至泵浦態(tài)。由于泵浦態(tài)上載流子的壽命時(shí)間只有1μs，電子迅速以非輻射方式又泵浦態(tài)豫馳至亞穩(wěn)態(tài)，在亞穩(wěn)態(tài)上載流子有較長(zhǎng)的壽命，在源源不斷的泵浦下，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子數(shù)積累，從而實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。

應(yīng)用：1、可作功率放大器；2、前置放大電路；3、用作中繼或在線放大器；

(具體:1、可作光距離放大器；2、可作不發(fā)送機(jī)的后置放大器及光接收機(jī)的前置放大器；)

76、思考題：