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1、光纤通信原理试题1参考答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1. 光纤通信指的是（B）A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。2.已知某Si-PIN光电二极管的响应度R00.5 A/W，一个光子的能量为2.241019 J，电子电荷量为1.61019 C，则该光电二极管的量子效率为（）A.40 B.50 C.60D.70 R0
2、=e /hf3.STM-4一帧中总的列数为（）A.261 B.270 C.2614D.27044.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角1满足（）A.c131c12B.1=0C.1c13c12 D.c121905.光纤色散系数的单位为（）A.ps/kmB.ps/nm C.ps/nm.km?D.nm/ps?km6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（）A.20 dB B.30 dB C.40 dBD.60 dB7.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.逐渐增大D.先逐渐增大后逐渐减少8.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（）A.LP00 值为0
3、B.LP01 C.LP11为第一高次模D.LP129.在薄膜波导中，导波的截止条件为（）A.0CB.0C C.00D.01.55m10.EDFA在作光中继器使用时，其主要作用是（）A.使光信号放大并再生 ?B.使光信号再生C.使光信号放大D.使光信号的噪声降低二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1.根据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光（电磁波）的传播形式分为三类：一为_TEM_波；二为TE波；三为TM波。2.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_折射率相同_的薄膜波导。3.光学谐振腔的谐振条件的表示式为_。4.渐变型光纤中，不同
4、的射线具有相同轴向速度的这种现象称为_自聚焦_现象。5.利用_光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。6.在PIN光电二极管中，P型材料和N型材料之间加一层轻掺杂的N型材料，称为本征层（I）层。7. 光源的作用是将 电信号电流变换为光信号功率 ；光检测器的作用是将 光信号功转换为电信号电流 。8.光发射机的消光比为_EXT=_。9.光纤通信系统中的监控信号除可借助光缆中的金属导线传输外，还可利用光纤来传输。10.在薄膜波导中，导波的特征方程是_2k1xd-212-213=2m_。11.EDFA在光纤通信系统中的主要应用形式有：作前置放大器、作发射机的_功率放大器_和作光中继器。12.EDFA
5、的工作波长范围是_1.531。56um。13.光缆主要由缆芯、加强元件_和外护层等几部分组成。14.形成光纤损耗的原因很多，归结起来主要包括两大类：_吸收损耗_和散射损耗。15.LD适用于长距离、大容量_的光纤传输系统。16.在保证达到系统误码率指标条件下，测得接收机的最低输入光功率为0.1W，则该接收机的接收灵敏度为_-40？_dBm。17.对光隔离器的主要要求是：插入损耗低和_隔离性好_。18. 目前光纤通信所用光波的光波波长范围为: 0.81.8m ,属于电磁波谱中的 近红外区 。19. EDFA作前置放大器使用时，要求其有_高增益_和低噪声的特性。 三、名词解释题（本大题共5小题，每小
6、题3分，共15分）31.弱导波光纤 纤芯折射率N1稍大于包层折射率N2的光纤。32.受激吸收 物质在外来光子的激发下，低能级上的电子吸收了外来光子的能量，而跃迁到高能级上，这个过程叫做受激吸收。 33.APD的雪崩倍增因子 G=IM/IP IM有雪崩倍增时光电流的平均值。IP无雪崩倍增时光电流的平均值。G再40100之间。34.误码率 BER= 35. 光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。四、简答题（本大题共5小题，每小题7分，37小题8分，共35分）1.分别画出半导体发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）的典型输出特性曲线，并在LD的曲线上标出阈值电流点及荧
7、光区和激光区的范围。2.阶跃型光纤中，导波特性参数U、W的名称和计算公式分别是什么？答 导波的径向归一化相位常数U, 导波的径向归一化衰减常数W;U= k02n12- 2 W=2- 3.光纤通信系统对光发射机有哪些要求？ 答：1)有合适的输出光功率 一般在0.01没w5mw; 2)有较好的消光比EXT =10% ；3)调制特性好4.什么是半导体材料的光电效应？当光照射到半导体的P-N结上时若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光子，在价带中出现光空穴，即产生光生载流子，这种现象称为半导体材料的光电效应。 5.在光纤通信系统设计中，主要涉及
8、哪些系统部件的选择？答：1）工作波长的选择 2）光源的选择 3）光电检测器的选择 4）光导纤维的选择。五、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1.已知阶跃型光纤的n11.51，n21.48，光纤长度为L10 km。求：（1）光线在纤芯和包层分界面上产生全反射时入射角1变化的范围；（2）光线在光纤端面上的最大入射角max； （3）该光纤的最大时延差 。解：（1）（自己做的）sinc=n2/n1 所以临界角c=arcsinn2/n1=78.56。由题意知 当 c 190。 可以产生全反射。（2）因为sinmax=n1* (3)1*sinc=Ln12/cn2 最小时延 =L/V1=Ln1
9、/c Ln12/cn2- Ln1/c=(Ln12-Ln1n2)/cn22.已知某光纤通信系统的光发射机输出光功率为0 .5 mW，光纤传输损耗为0.35 dB/km，全程光纤平均接头损耗为0.1 dB/km，系统富裕度为6 dB。若要求系统的中继传输距离达60 km，则选择的光接收机的灵敏度至少应为多少？解：PT=Pmin+La+Lai+M 且PT=10lg0.5*10-3/10-3所以PMIN= PT- La-Lai-M=一、问答题(20分)1.你如何理解有线通信和无线通信?两者区别?2.有线通信包含那些通信系统?3.最基本的光传输系统由-,-和-组成。4.要将交流220V电源转换成稳定的-
10、48V直流电源输出，一般需经过A.B.C.D.四个步骤。5.光缆的基本结构由、和组成。6.常用的光缆结构形式有式光缆、式光缆、式光缆和式光缆。7.电话网组成部分包括、和。8.我国和欧洲采用的PCM非均匀量化方式实现方法为，共分（）个量化级。9.石英光纤的零色散波长在（1.31）um左右，损耗最小点在（）um左右。10.光纤按传输模式可分为（光纤）和（光纤）二、选择题(40分)1、通信网的基本结构形式有五种，以下正确的说法是（）A、网型、星型、T型、环型、总线型；B、网型、星型、线型、复合型、环型；C、网型、星型、复合型、环型、总线型；D、网型、环型、线型、复合型、树型。2、衡量数字通信系统传输
11、质量的指标是（）A、误码率B、信噪比C、噪声功率D、话音清晰度3、FTTB意思是光纤到、FTTH意思是光纤到,EPON意思 20是。4、光纤通信指的是：A以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；C以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；D以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。5、下面说法正确的是：A光纤是透明玻璃拉制成细长圆柱形的线；B光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称；C光纤是透明塑料拉制成细长圆柱形的线；D光纤是由高纯度石英玻璃制成细长圆柱形的线。6、下面说法正确的是：A光纤通信只能用于数字通信，不能用于模拟通信；B光纤通信不能用于数字
12、通信，只能用于模拟通信；C光纤通信即可以用于数字通信，也可用于模拟通信；D光纤通信不能用于数字通信，也不能用于模拟通信。7、下面说法正确的是：A为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率；B为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率；C为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须小于纤芯的折射率；D为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂覆层的折射率。8下面说法正确的是：A光纤的损耗决定光纤通信系统的通信容量；B光纤的损耗决定光纤通信系统的传输距离；C光纤的损耗决定光纤通信系统的传输速率；D光纤的损耗决定光纤通信系统的传输模式。9、下面说法正确的是：A光纤的色散决
13、定光纤通信系统的通信容量；B光纤的色散决定光纤通信系统的传输距离；C光纤的色散决定光纤通信系统的传输速率；D光纤的色散决定光纤通信系统的传输模式。10、为了使光纤能在各种敷设条件和各种环境中使用：A必须把光纤进行一次涂覆和二次涂覆处理；B必须把光纤与其他元件组合起来构成光缆；C必须把多根光纤放入同一根塑料管中；D必须把多根光纤绞合在一起。11、光纤的连接分为：A固定连接和永久性连接；B固定连接和熔连接；C固定连接和活动连接；D粘连接和熔连接。12、光合波器是：A将多个光波信号合成一个光波信号在一根光纤中传输；B将多路光信号合并成一路光信号在光纤中传输；C将同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输；D将不同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输。13、光纤通信系统中常用的光源主要有：A光检测器、光放大器、激光器；B半导体激光器LD、半导体发光二极管LED、半导体分布反馈激光器DFB；CPIN光电二极管、激光、荧光；D半导体激光器、光检测器、发光二极管。14、光纤通信系统中常用的光检测器主要有：A激光器、发光二极管；B分布反馈激光器、PIN光电二极管；C半导体PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管；DPIN光电二极管、半导体激光器LD。15、掺铒光纤是一种向常规传输光纤的石英玻璃基质中掺入微量铒元素
