光纤通信复习题1教材.docx

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光纤通信复习题1教材

光纤通信试题

光纤通信原理试题

一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其字母标号填在题干的括号内。

每小题1分，共10分） 

l.薄膜玻导中导波的截止条件为（ ）。

  A.λ0≥λc      B.λ0<λc     C.λ0≥0     D.λ0≤1.55μm 

2.薄膜波导中导波的基模是（ ）。

  A.TEO           B.TM0          C.TE1       D.TM1 

3.目前，通信用光纤的纤芯和包层绝人多数是由（）材料构成的。

  A.多成分玻璃          B.石英

  C.石英和塑料          D.塑料 

4.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（）。

  A.LP00         B.LPll          C.LP01      D.LP12 

5.STM－4一帧的字节数是（）。

  A.9×270              B.9×270×4

  C.9×261              D.9×261×4 

6.EDFA泵油光源的典别工作波长是（）。

  A.0.85μm      B.0.98μm     C.1.31μm     D.1.55μm    

7.掺饵光纤放火器的j作波K所处的范围是（）。

  A.0.85μm～0.87μm     B.1.31μm～1.35μm

  C.1.53μm～1.56μm     D.1.45μm～1.55μm 

8.对于2048kb/s码速率的数字信号，IUI的科前值对应的时间为（）。

  A.488ns        B.488μs      C.2048ns     D.2048μs 

9.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（ ）。

  A.逐渐减少            B.保持不变

  C.逐渐增人            D.先逐渐增大，后逐渐减少 

10.为了得到较人的信噪比，对光接收机中前置放火器的要求是（）。

  A.低噪声             B.低噪声、低增益

  C.高增布             D.低噪声、高增益 

二、填空题（每小题1分，共20分） 

l.根据传输方向上有无电场分车以批场分量，可将光（电磁波）传播形式分成三类二一为TEM波，二为TE波，三起、波。

2.光纤通信的主要优点有：

a.传输频带宽，通信容量人;b.；c.抗电磁干扰能力强；d.钱往细，重量轻；E.资源丰富。

3.利用光波作为载波和光纤计为传输仅质的通信方式称为。

4.薄膜玻导中，导波的形成条件是：

平面坡的人射角θ1必须满足的关系式为___________________。

5.在薄膜波导中，导波的单模传输条件为___________________。

6.所谓模式是指能在光纤中独立存在的一种___________________分布形式。

7.光纤衰减系数a的定义式是___________________。

8.SDH传输网中信号传输的特点：

一是___________________；一是以模块化形式传输。

9.STM－l帧结构中，段开销位置在l～9列的第___________________行。

10.SDH中STM－16的速率是___________________。

11.LD适用于___________________的光纤传输系统。

12.半导体激光器的功率转换效率定义为___________________。

13.EDFA的3dB输出饱和功率定义为___________________时所对应的输出光功率值。

14.EDFA作前置放大器使用时一般要求其具有___________________特性。

15.光纤中的传输信号由于受到光纤的损耗和___________________的影响，使得信号的幅度受到衰减；波形出现失真。

16.利用光纤来传输光纤通信系统的监控信号时，通常可采用频分复用利___________________两种传输方式。

17.在保证系统的误码率指标要求下，测得接收机的最低输入光功率为0.1μW，最大允许输入光功率为10μW，则该接收机的动态范围为___________________。

18.半导体P-N结上外加负偏压产生的电场方向与___________________方向一致,这有利于耗尽层的加宽。

19.薄膜波导中,可能存在的导波模式有TE和___________________两种。

20.目前用于光纤通信中的光源器件主要是半导体激光器和___________________。

三、名词解释（每小题3分，共15分） 

1.弱导波光纤 

2.网络节点接口（NNI） 

3.受激吸收 

4.mBnB码 

5.光电检测器的响应时间 

四、画图题（第1题8分，第2题7分，共15分） 

1.画出发射机关送盘的原理方框图。

2.画出APD雪崩光电二极管的各个区的电场分布示意图，并指出高场区的范围。

五、简答题（每小题5分，共20分） 

1.阶跃型光纤中，导波特性参数U和W的名称和计算公式分别是什么？

2.激光器谐振腔内激光振荡是如何产生的？

3.简述光隔离器的主要作用和要求。

4.在数字光接收机电路中，为什么要采用均衡器？

六、计算题（每题10分，共20分） 

1.在阶跃型光纤中,n1=1.5,△=0.0018纤芯半径α=5μm,工作波长λ=1.31μm。

  求：

（1）光纤的归一化频率V？

（2）光纤中能传输哪几种模式？

为什么？

2.已知某光纤通信系统的光纤损耗为0.5dB/km，光源入纤功率为100μW，光接收机灵敏度为-38dBm，设计要求系统富余度6dB，无中继传输距离36km，试问全程光纤平均接头损耗最大允许值为多少？

2000年4月份全国高等教育自学考试

光纤通信原理试题

第一部分  选择题 

一、单项选择题：

（本大题10小题，每小题1分，共10分）在每小题的四个备选答案中选出一个符合题目要求的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。

1、在薄膜波导中，导波的轴向相位常数β=（）

  A、k0sinθ1   B、n1sinθ1   C、k0n1sinθ1   D、k1n1sinθ1 

2、薄膜波导中，导波的传输条件为（）

  A、λ0>λc   B、λ0>0   C、λ0>1.55μm   D、λ0<λc 

3、从射线理论的观点看，在阶跃型光纤中，入射子午线形成导波的条件是：

光线在光纤端面上的入射角φ必须满足（）

             n2                          ________

  A、φ≥sin-1n1          B、0≤φ≤sin-1\/n12-n22

              ________                  n2

  C、φ>sin-1\/n12-n22    D、0≤φ≤sin-1 n1 

4、阶跃型（弱导波）光纤中，导波的第一高次模为（）

  A、LP01    B、LP02    C、LP11    D、LP12 

5、STM-4-帧中段开销的比特数是（）

  A、（3+5）×9×8     B、（3+5）×9×8×4

  C、（3+5）×9       D、（3+5）×9×4 

6、对某一码流行进行了间隔为10秒钟的观测，结果检测到2个比特误码，对应的平均误码率为8×10-8,则该码流的速率最大可能为（）

  A、1.25Mb/s   B、2.5Mb/s   C、5Mb/s   D、10Mb/s 

7、作为光中继器使用的掺饵光纤放大器在光纤传输系统中的主要作用是（）

  A、提高光纤中的信噪比

  B、消除传输光脉冲队相位村幼

  C、补偿光纤损耗

  D、调节光纤色散 

8、在外来光子的激发下，低能级E1上的电子吸收了光子的能中hf（＝E2一E1）而跃迁到高能级E2的过程称为（）。

  A、自发辐射    B、受激吸收

  C、受激辐射    D、非辐射复合。

9、在保证系统的误码率指标要求下，测指接收机的最低输入光功率为外0.1uW．则该接收机的宽松博大（）

  A、-30dBm    B、-40dBm   

  C、-20dBm    D、-10dBm 

10、EDFA泵涌光源的典型工作波长是（）。

  A、0.85um   B、0.98um   C、1.31um   D、1.55um 

第二部分非选择题 

二、填空题：

（本大题共20小题，每小题1分，共20分）。

11、光纤通信就是利中光波作为载频和      的一种通信方式。

12、在光纤通信系统中起主导作用的是      、光电检测器和光纤三种部件。

13、在光纤数字通信系统中，接收光端机的主要作用是      。

14、薄膜波导中异的基模是      。

15、在薄膜波导中，所谓导波截止是指入射波在薄膜与衬底（或敷层）分界面上的

      被破坏了。

16、目前，通信用的光纤绝大多数是由      材料构成的。

17、所谓弱导波光纤是指包层和纤芯的折射率      的光纤。

18、渐变型光纤中，子午光线的自聚焦是光纤中不同的光射线具有      

的现象。

19、光纤数字通信系统中，误码性能和      是传输性能中的两个主要指标。

20、光定向耦合器按其结构不同可分分为棱境式和      两类。

21、规范一个统一的网络节点接口的先决条件，就是要有一个统一规范的      

和信号帧结构。

22、PDH信号“组装”为标准的同步会传输模块STM-N，主要步骤是：

映射、

 、复用。

23、STM-1帧结构中信息净负荷位置在1～9行中的第      列。

24、一般要求光发射机的消光比小于      。

25、光发射机主要包括      两大部分。

26、光接收机中的雪崩光电二极管引入的噪声是：

      光检测器的暗电流噪声和雪崩管倍增躁声。

27、光接收机的自动增益控制的作用是      光接收机的动态范围。

28、目前已应用的光放大器可以分为以下两类：

a半导体光放大器；b.      。

29、掺饵光纤放大器的工作波长处在      波长范围。

30、LD一般适用于      的光纤通信系统。

三、名词解释题：

（本大题共5小题，每小题3分，共15分） 

31、时延 

32、单位间隔（UI） 

33、激光器的中心波长 

34、光放大器的噪声指数 

35、雪崩倍增因子 

四、画图题：

（本大题共2小题，第1小题5分，第2小题10分，共15分） 

36、画出LED模拟信号的直接调制原理图。

37、请补全下面的强度调制数字光接收机的方框图，并简要说明各所填方框的主要功能。

五、简答题：

（本大题共4小题，每小题5分，共20分） 

38、光纤色散主要可分为那几种？

色散对光纤通信会产生什么影响？

39、光纤通信对半导体发光器件有哪些基本要求？

40、为什么数字光接收机的接收光功率需要一定的动态范围？

41、设计光纤通信系统时应对哪些部件进行选择？

六、计算题（本大题共有2小题，每小题10分，共20分） 

42、已知渐变型光纤纤芯的折射率分布为

            ____________

 n（r）=n（0）\/1-2△（r/a）2

求：

光纤的本地数值孔径NA（r）。

43、已知某光纤通信系统的光纤损耗为0.5dB/km,光源的入纤功率为0.5mW～0.8mW，光纤的平均接头损耗为0.1dB/km,接收机灵敏度为-36dBm～-38dBm,设计要求系统富余度dB，求系统可以达到最大无中继传输距离。

全国2001年10月高等教育自学考试

光纤通信原理试题

课程代码：

02338

一、单项选择题（在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求

的，请将正确选项前的字母填在题干的括号内。

每小题1分，共10分。

）

1.在薄膜波导的薄膜中形成导波的条件是平面波的入射角θ1必须满足 

（      ）

  A.θ1>θC13                  B.θ1<θC12

  C.90°>θ1>θC12             D.90°>θ1>θC13

2.薄膜波导中的单模传输条件为（      ）

  A.λc（TE0）<λ0<λc（TM0）      B.λc（TM0）<λ0<λc（TE0）

  C.λc（TE1）<λ0<λc（TM1）      D.λc（TM0）<λ0<λc（TE1）

3.光纤相对折射指数差的定义为（      ）

  A.Δ=n1－n2                 B.Δ=n2－n1

  C.Δ=（n21－n22）/2n21           D.Δ=（n21－n22）/n21

4.阶跃型光纤中，导模的传输条件为（      ）

  A.V2.405

  C.V>Vc                     D.V>0

5.STM－4每秒可传输的帧数是（      ）

  A.1000                     B.2000

  C.4000                     D.8000

6.随着激光器温度的上升，其输出光功率会（      ）

  A.减少                     B.增大

  C.保持不变                 D.先逐渐增大，后逐渐减少

7.在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏

度（      ）

  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.作光中继器使用

8.在下列选项中，光纤通信的监控系统不能监控的项目为（      ）

  A.光中继器的接收光功率     B.电源的电压

  C.光缆线路的色散特性       D.光纤通信系统的误码性能

9.光接收机中，雪崩光电二极管引入的噪声为（      ）

  A.光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

  B.量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声

  C.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声

  D.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声

10.表示光放大器放大能力的特性指标是（      ）

 A.功率增益               B.带宽

   C.输出饱和功率           D.噪声系数

二、填空题（每小题1分，共20分）

1.利用光波作为载波的通信方式称为___________。

2.光纤通信的主要优点有：

a.__________；b.传输损耗小；c.抗电磁干扰

能力强；d.资源丰富。

3.在光纤数字通信系统中，发送光端机的主要作用是___________。

4.薄膜波导由___________、衬底和敷层三层介质构成。

5.薄膜波导中，导波的特征方程2k1xd－2Φ12－2Φ13=2mπ的物理意义是

表示薄膜波导中的导波具有___________特性。

6.按射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有子午光线和___________两

类。

7.在阶跃型光纤中，当导波远离截止时，导波的光能量将完全集中在

___________中。

8.PDH信号“组装”为标准的同步传输模块STM－N，主要步骤是：

_________、定位、复用。

9.使用8B1H线路码型的光端机设备可用___________方式来传输监控信

号。

10.已知光纤单位长度的带宽为1GHz·km，距离带宽系数q=0.5，用这种光

纤构成16km的光中继段，则该中继段的总带宽为___________。

11.SDH网中，为了便于网络的运行、管理等，在SDH帧结构中设置了

___________。

12.SDH的STM－N是块状帧结构，有9行，___________列。

13.处于粒子数反转分布状态的工作物质称为___________。

14.光发射机的输出光功率通常是指___________。

15.对光源输出光功率稳定度的要求是：

在环境温度变化或器件老化的过程

中，稳定度要求在___________范围内。

16.EDFA的泵浦结构方式有：

a.同向泵浦结构；b.___________结构；c.

双向泵浦结构。

17.掺铒光纤放大器在光纤通信系统中的主要作用是___________。

18.___________和动态范围是光接收机的两个重要特性指标。

19.EDFA泵浦光源的工作波长约为___________或1.48μm。

20.已知某Si－PIN光电二极管量子效率η=70%，一个光子的能量为2.24×

10－19焦耳，电子电荷量为1.6×10－19库仑。

问该光电二极管的响应度

为___________。

三、名词解释题（每小题3分。

共15分）

1.光纤的子午面

2.EDFA的输出饱和功率

3.受激辐射

4.输入抖动容限

5.光接收机的动态范围

四、画图题（第1题7分，第2题8分，共15分）

1.画出LD数字信号的直接调制原理图。

2.请补全下面的强度调制数字光接收机的方框图，并简述填入的各部分的

功能。

五、简答题（每小题5分，共20分）

1.在渐变型光纤中，子午光线轨迹的形状与哪些因素有关?

2.半导体发光二极管的主要特点是什么?

3.简述光衰减器在光通信中的应用。

4.什么是光电检测器的量子噪声?

六、计算题（每小题10分，共20分）

1.已知阶跃型光纤的n1=1.51,Δ=0.01，工作波长λ=0.85μm，

  求：

（1）当纤芯半径a=25μm时，此光纤中传输的导模数M?

（2）若要实现单模传输，纤芯半径应为多大?

2.已知某光纤通信系统的光发送机光源的入纤功率为2mW，光纤损耗为

0.5dB/km，光纤平均接头损耗为0.1dB/km，光接收机最大允许输入光功率

为32μW,光接收机的动态范围可达19dB，系统富余度7dB。

试核算在无中

继传输距离分别为15km、40km、60km情况下，该系统能否正常工作?

全国2001年10月高等教育自学考试

光纤通信原理试题参考答案

课程代码：

02338

一、单项选择题（每小题1分，共10分）

    1.C         2.B         3.C         4.C         5.D

    6.A         7.A         8.C         9.D         10.A

二、填空题（每小题1分，共20分）

    1.光通信                  2.传输频带宽，通信容量大

    3.将电信号变换成光信号    4.薄膜

    5.横向谐振                6.斜光线

    7.光纤的纤芯              8.映射

 9.时分复用                10.250MHz

    11.开销比特（或管理比特）   12.270×N

    13.激活物质（或增益物质）   14.耦合进光纤的功率（或入纤功率）

    15.5%～10%              16.反向泵辅

    17.延长中继距离          18.灵敏度

    19.0.98μm                 20. 0.5A/W

三、名词解释（每小题3分，共15分）

    1.通过光纤轴线的平面。

    2.当饱和增益下降3dB时所对应的输出功率值，它表示EDFA的最大输

出功率。

    3.处于高能级E2的电子，在受到外来能量为hf=（E2－E1）的光子激发

的情况下，跃迁到低能级E1，从而发射出一个和激发光子相同的光子的过

程称为受激幅射。

    4.是指光纤数字通信系统允许输入脉冲产生抖动的范围。

    5.在保证系统的误码率指标要求下，光接收机的最低输入光功率

      （用dBm表示）和最大允许输入光功率（用dBm表示）之差（dB）

四、画图题（第1题7分，第2题8分，共15分）

    1.LD数字信号的直接调制原理图为：

                     P

                     O                               I   

    2.补全的强度调制数字光接收机的方框图如下：

     各部分的功能：

     光电检测器：

将接收到的光信号转变为电信号。

 均衡器：

将放大后的信号均衡为无码间干扰的升余弦波形。

     判决器：

将均衡器输出的信号判为“1”或“0”码。

     自动增益控制电路：

利用电反馈环路来控制主放大器的增益。

五、简答题（每小题5分，共20分）

    1.从子午光线的轨迹方程可知，子午光线轨迹的形状与光纤的折射率

分布n（r）、光线的初始条件n（0）和N0（N0－cosθz0）有关。

    2.a.光谱较宽；

      b.P－I曲线的线性较好；

      c.与光纤的耦合效率低；

      d.寿命长；

      e.温度特性较好。

    3.当输入光功率超过某一范围时，应用光衰减器对输入信号进行一定

程度的衰减，可以使光接收机不产生失真，或满足在光线路中进行某种测

试的需要。

    4.由于光的传播是由大量的光量子（光子）传播来进行的。

大量的光量

子是随机的。

因而光电检测器在某个时刻实际接收的光子数，是在一个统

计平均值的附近浮动而产生的噪声。

六、计算题（每小题10分，共20分）

    1.

（1）v=n1a 

         M= =n21a2 

          =（1.51）2×（25）2× =778

（2）阶跃光纤单模传输条件为0

         而V=n1a 

         0

         即  0

    2.根据题意可得：

      pmax=101g（32×10－3）=－15 dBm

      PT=101g2=3 dBm

      已知 D=19 dB

          α=0.5 dB/KM

          α1=0.1 dB/KM

          M=7 dB

      根据动态范围的定义：

         D=Pmax－Pmin

         得 Pmin=Pmax－D=－15－19=－34 dBm

  由 PT=Pmin+Lmax（α+α1）+M

         得

           Lmax=（PT－Pmin－M）/（α+α1）=（3+34－7）/0.6=50 Km

           Lmin=（PT－Pmax－M）/（α+α1）=（3+15－7）/0.6=18.3 Km

           ∴18.3

       显然在无中继传输距离为40Km的情况下，系统能正常工作；在

15Km、60Km的情况下系统不能正常工作。