光通信復(fù)習(xí)題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——光通信復(fù)習(xí)題一、填空：

1、通信系統(tǒng)的容量尋常用GHz·km表示，對于光纖通信系統(tǒng)，若僅從光纖的角度考慮，容量受帶寬限制。

2、G.652光纖有三個低損耗傳輸窗口，分別為850nm、1310nm與1550nm。

3、多模光纖的色散主要是材料色散和波導(dǎo)色散，單模光纖色散主要包括：(1)材料色散，(2)波導(dǎo)色散。

4、在階躍折射率分布光纖中，只傳輸單模的條件是歸一化頻率V小于2.405，此單模為基模。

5、在光纖通信系統(tǒng)中，光功率尋常用dBm來表示，假使耦合進(jìn)光纖中的光功率為-13dBm，則相當(dāng)于mW光功率。

6、光纖從橫截面上看由3部分組成，即：(1)，(2)，(3)。7、光纖的數(shù)值孔徑代表光纖的接收和傳輸光的能力。8、光纜中護(hù)層的作用主要是避免光纖受_______和環(huán)境的破壞。

9、色散位移單模光纖與G.652光纖的不同之處是其工作頻率為，其目的是。

10、從通信的角度看，單模光纖與多模光纖在性能上的主要區(qū)別為。11、在光通信中，表征光纖性能的兩個主要參數(shù)是（1），（2）。12、非零色散位移光纖與色散位移光纖的區(qū)別是，其目的是。13、漸變折射率分布多模光纖相對于階躍折射率分布多模光纖的優(yōu)點是。14、在由于光纖通信中采用介質(zhì)波導(dǎo)來傳輸信號，而且光信號又是集中在纖芯中傳輸?shù)?，因此光纖通信具有很強(qiáng)的__________能力。

15、從折射率的角度對光纖進(jìn)行分類，可分為：和16、__________是描述光電檢測器光電轉(zhuǎn)換能力的一種物理量。

17、單模光纖的群速度色散導(dǎo)致的光脈沖展寬與（1）及（2）有關(guān)。18、從光纖的集光能力考慮，希望數(shù)值孔徑越（填“大〞或“小〞）越好，而從通信速率角度考慮，則希望數(shù)值孔徑越（填“大〞或“小〞）越好。

19、單模光纖有、及色散，后者一般只在高速系統(tǒng)中才考慮。20、漸變折射率分布光纖同普通多模光纖相比，可以減小，進(jìn)而提

高。

21、光纖損耗主要包括：、和。

22、群速度色散補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校海?），（2），（3）。23、大有效面積光纖的優(yōu)點是。

24、階躍光纖中，在包層和纖芯分界面上形成全反射的條件為。（角度關(guān)系）25、處于高能級E2的電子，在未受外界激發(fā)的狀況下，自發(fā)地躍遷到低能級E1，從而發(fā)射出一個能量為hf（=E2－E1）的光子的過程稱為__________。26、形成激光振蕩的三個條件是：(1)，(2)，(3)。半導(dǎo)體激光器只有當(dāng)注入電流大于時，才能產(chǎn)生激光。

27、數(shù)字光接收機(jī)的性能由決定，它定義為。28、光纖耦合器是實現(xiàn)光信號分路/合路的功能器件，是對同一的光功率進(jìn)行分路/合路；波分復(fù)用/解復(fù)用器的功能是，將若干路的信號復(fù)合后送入同一根光纖中傳送，或相反的作用。

29、在以半導(dǎo)體激光器為光源的光發(fā)送機(jī)中，將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘栍袃煞N調(diào)制方式，分別為與。

30、光電檢測過程的基本機(jī)制是半導(dǎo)體材料的，當(dāng)入射光子能量超過時，每當(dāng)一個光子被半導(dǎo)體吸收就產(chǎn)生一個，在外加電壓建立的電場作用下形成。

31、波分復(fù)用器/解復(fù)用器有(1)，(2)，(3)等多種。32、對強(qiáng)度調(diào)制器性能的要求有（1），（2）等。33、PIN光電二極管與普通PN管相比，其優(yōu)點是：（1），（2）。

34、量子噪聲強(qiáng)度與有關(guān)，熱噪聲強(qiáng)度與（1）及（2）有關(guān)。

35、當(dāng)溫度升高時，半導(dǎo)體激光器的波長向波長方向移動，輸出功率（增大或降低），這是由于及引起的。36、在以半導(dǎo)體激光器為光源的光發(fā)送機(jī)中，采用直接調(diào)制，會產(chǎn)生，增大脈沖展寬。

37、N型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入價雜質(zhì)形成的？PN結(jié)中的載流子存在（1）與（2）兩種運(yùn)動。

38、量子噪聲強(qiáng)度與有關(guān)，熱噪聲強(qiáng)度與（1）及（2）有關(guān)，從接收精明敏度的角度考慮，希望采用前端。

39、數(shù)字光接收機(jī)中“均衡器〞的功能是；“時鐘提取〞出的“時鐘〞用來。

40、PIN光電二極管與普通PN管相比，其優(yōu)點是：（1），（2）。APD光電管與PIN光電管的區(qū)別在于。

41、P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入價雜質(zhì)形成的？PN結(jié)中的載流子存在（1）與（2）兩種運(yùn)動。

二、計算題（光速C=3×108米/秒）

1、某階躍折射率分布光纖的纖芯折射率為n1=1.5，包層與纖芯的相對折射率差Δ=0.003，纖芯直徑2a=7μm，試問：(1)該光纖的第一高次模的截止波長λc=？

(2)當(dāng)分別用波長為λ1=0.85μm及λ2=1.3μm的光波鼓舞該光纖時，能否實現(xiàn)單模傳輸？

2、某多模光纖，纖芯直徑2a=50μm，纖芯折射率為n1=1.450，包層折射率為n2=1.448，則：

(1)計算光纖端面的最大入射角。

(2)當(dāng)工作波長為λ=1.55μm時，可鼓舞多少個模式？

3、某多模光纖，纖芯直徑2a=50μm，纖芯折射率為n1=1.450，包層折射率為n2=1.448，則：

(1)計算光纖的數(shù)值孔徑；

(2)當(dāng)傳輸速率為15.0Mbit/s時，最大允許的傳輸距離是多少？

4、某階躍折射率分布光纖的纖芯折射率為n1=1.50，包層折射率為n2=1.49，現(xiàn)有一光波在光纖端面軸線處以15?的入射角進(jìn)入光纖，試問該入射光線能否成為傳導(dǎo)模？

5、現(xiàn)有以下元件可以使用：

(1)以1.55μm波長工作的半導(dǎo)體激光器，能耦合進(jìn)單模光纖的平均功率為0.1mW。

(2)25段光纖，每段長度均為2Km，衰減為0.5dB/Km。

(3)每段光纖之間用連接器連接，每個連接器的插入損耗為0.5dB。(4)一臺PIN光電管接收機(jī)，靈敏度為-40dBm；

現(xiàn)在要利用這些元件設(shè)計一條50Km長的光波系統(tǒng)。假使需要的系統(tǒng)富足度為

6dB，你認(rèn)為是否還需要其它的元件？如需要，請說明是何種元件，并給出關(guān)鍵指標(biāo)。

6、現(xiàn)有以下元件可以使用：

(1)以1.3μm波長工作的半導(dǎo)體激光器，能耦合進(jìn)單模光纖的平均功率為0.5mW。(2)25段光纖，每段長度均為2Km，衰減為0.5dB/Km。

(3)每段光纖之間用連接器連接，每個連接器的插入損耗為0.5dB。

(4)一臺PIN光電管接收機(jī)，靈敏度為-40dBm；一臺APD光電管接收機(jī)，靈敏度為-59dBm。

現(xiàn)在要利用這些元件設(shè)計一條50Km長100Mbit/s的光波系統(tǒng)。假使需要的系統(tǒng)富足度為6dB，則應(yīng)選擇哪一種接收機(jī)？請給出選擇的理由。7、現(xiàn)有以下元件可以使用：

(1)以1.55μm波長工作的半導(dǎo)體激光器，能耦合進(jìn)單模光纖的平均功率為0.1mW；

(2)50段光纖，每段長度均為2Km，衰減為0.5dB/Km；

(3)每段光纖之間用連接器連接，每個連接器的插入損耗為0.5dB；(4)一臺PIN光電管接收機(jī)，靈敏度為-40dBm；(5)若干光放大器供選用，每臺光放大器增益為20dB。

現(xiàn)在要利用這些元件設(shè)計一條100km長的光波系統(tǒng)。假使需要的系統(tǒng)富足度為6dB，請從光功率預(yù)算角度分析，該系統(tǒng)至少需要幾個光放大器，以及在線路中如何放置，說明理由。8、現(xiàn)有以下元件可以使用：

(1)以1.55μm波長工作的半導(dǎo)體激光器，能耦合進(jìn)單模光纖的平均功率為0.1mW；

(2)100段光纖，每段長度均為2Km，衰減為0.5dB/Km；

(3)每段光纖之間用連接器連接，每個連接器的插入損耗為0.5dB；(4)一臺PIN光電管接收機(jī)，靈敏度為-40dBm；(5)若干光放大器供選用，每臺光放大器增益為20dB。

現(xiàn)在要利用這些元件設(shè)計一條200km長的光波系統(tǒng)。假使要求的系統(tǒng)富足度為6dB，請從光功率預(yù)算角度分析，該系統(tǒng)至少需要幾個光放大器，以及在線路中如何放置，說明理由。

三、論述分析題

1、光纖通信系統(tǒng)的組成及其各部分的作用。

2、色散和損耗對通信系統(tǒng)的影響？多模光纖和單模光纖色散的種類？光纖損耗

的種類？

3、請分析光纖連接中產(chǎn)生插入損耗的原因。

4、說明強(qiáng)度調(diào)制——直接檢測數(shù)字光接收機(jī)的組成（畫出組成框圖）及各組成部分的功能。

5、請分析光纖連接中產(chǎn)生插入損耗的原因。6、請介紹一種波分復(fù)