光纤通信试卷整理精编版

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1、 一 、填空题 光接收机中 ,PIN 光电二极管引入的主要噪声有(暗电流 )噪声和 (量子 )噪声。光隔离器是一种只允许光沿(一个方向 )通过而在 (相反方向 )阻挡光通过的光无源器件。光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是:( 自发辐射 ) ,(受激吸收 ),(受激辐射 )；产生激光的最主要过程是:(受激辐射 )。光源的作用是将( 电信号 )变换为 (光信号 )。光检测器的作用是将(光信号 ) 转换为 ( 电信号 )。光中继器实现方式主要有( 光-电-光中继器)和 (对光信号直接放大的中继器) 两种。光纤传输衰减分为(材料的吸收 )衰减、 (光纤的散射 ) 衰减和 ( 辐射 )衰减。光

2、纤数字通信系统中,(误码 )性能和 (抖动 )性能是系统传输性能的两个主要指标。光纤中的传输信号由于受到光纤的( 色散 )和 (损耗 ) 的影响 , 使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。光与物质作用时有(输出功率与效率)、(输出光谱特性 )和 (响应速率与带宽)三个物理过程 。光纤的主要材料是(二氧化硅 ),光纤的结构从里到外依次为(纤芯 )、 (包层 ) ,其中 (纤芯 )部分是用来传导光信号的。光纤的传输特性是光纤的( 损耗 )特性、 (色散 ) 特性。光纤的色散分为 ( 材料 )色散、 (波导 )色散和 (模式 )色散。光纤的分类中按传输的模式来分可分为( 单模 )和 (多模 ) 光纤

3、 ,按纤芯的折射率分布的不同来分可分为(阶跃型 )和(渐变型 ) 光纤。光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长:(0.85um ),(1.31um),(1.55um) , 最低损耗窗口的中心波长是在(1.55um) 。目前光纤通信所用光波的光波波长范围为(0.81.8um ), 属于电磁波谱中的(近红外区 )区。 EDFA 称为 (掺铒光纤放大器 ),其实现放大的光波长范围是 (1.531.56um)。 光纤通信是以 (光纤 )为传输媒质。以 (光波 ) 为载波的通信方式。光纤通信系统的长期平均误码率定义为( 传送错误的码元数占传送的总码元数的百分比),反映突发性误码 ,用 (严重误码秒 (

4、SES)、(误码秒(ES)两个性能指标来评价。单模光纤是指在给定的工作波长上,只传输 ( 单一基模 )的光纤。单模光纤的波长色散分为(材料 )色散、 (波导 )色散和 (光纤 )色散。 mBnB 码又称为 ( 分组码 ),它是把 (把输入码流中 M 比特分为一组 ,然后变换为 N 比特 ) 。 PIN 光电二极管 , 是在 P 型材料和 N 型材料之间加上一层 (轻掺杂质的 N 型材料 ，I 层)。 WDM 技术从传输方向分 :有 (双向结构 )和 (单向结构 )两种基本应用形式。在热平衡条件下 ,一个电子占据一个能量为E 的能级的概率 f(E) 的计算式为 ( f(E)=1/1+e(E-Ef

5、)/KT )。在阶跃型光纤中 , (LP01) 模是最低工作模式 ,(LP11) 是第一高阶模。在光纤通信系统中光接收机的基本功能是: (把接收来的光信号转变为原来的电信号)。在光接收机中 ,与光电检测器相连的放大器称为( 前置放大器 ),它是 (低噪声、髙增益 )的放大器。渐变型光纤中 ,不同的射线具有相同轴向速度的现象称为( 光纤的自聚焦 )现象。随着半导体激光器温度的上升 ,其输出功率会 (降低 )。发光二极管依靠 ( 自发辐射 )发光 ,半导体激光器依靠 (受激辐射 ) 发光。通常用的光纤绝大多数用 ( 石英 )材料制成 ,折射率高的中心部分叫做 (纤芯 ) ,折射率稍低的外层称为(包

6、层 )。阶跃型光纤的单模传输条件是(0V 2.405)。目前光纤通信的长波波长低损耗工作窗口是( 波长 1.31un 附近 )和 (波长 1.55 附近 )。工程上光接收机的灵敏度常用( 光功率的相对值 )表示 ,单位是 (dBm) 。表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为( 数值孔径 ),用 (NA) 表示。对于半导体激光器 ,当外加正向电流达到某一值时, 输出光功率将急剧增加 ,这时输出的光为 (激光 ) ,这个电流称为 (阈值 )电流。由于双异质结激光器在有源区两侧 ,既限制了 (光波 ),又限制了 ( 载流子 ),故它的光强分布基本被约束在有源区,而且 (阈值 ) 电流大大降低。根据

7、ITU-T 的建议 ,STM-1 码速率分别 =(155.520)Mb/s 。 二、选择题 光纤单模传输条件,归一化频率V 应满足 (B)A V2.405BV3.832D V3.832激光是通过什么产生的？(A)A.受激辐射B. 自发辐射C.热辐射D.电流1EDFA 的泵浦光源的典型工作波长为(D)A.850 nmB.980 nmC.1310 nmD.1550 nm光隔离器 的工作原理是 :(A)A基于法拉第旋转的非互易性B 基于多层电介质干涉膜的滤波原理C基于光栅的衍射原理D基于圆柱形透镜的聚焦原理光隔离器 的作用是 (B)A. 调节光信号的功率大小B.保证光信号只能正向传输C.分离同向传输

8、的各路光信号D.将光纤中传输的监控信号隔离开光纤数字通信系统中不能传输HDB 3 码的原因是 (A)?A.光源不能产生负信号光B.将出现长连 1 或长连 0 C.编码器太复杂D.码率冗余度太大在激光器中 ,光的放大是通过:(C)A 光学谐振腔来实现B 泵浦光源来实现C粒子数反转分布的激活物质来实现D外加直流来实现单模光纤中主要色散是() 。多模光纤中主要色散是()。 (A)A波长色散、模式色散B 波长色散材料色散C材料色散、偏振模式色散D偏振模式色散、模式色散目前光纤通信系统中广泛使用的调制检测方式是(D)A. 相位调制相干检测B. 强度调制相干检测C.频率调制直接检测D.强度调制直接检测光合

9、波器是 :(D)A 将多个光波信号合成一个光波信号在一根光线中传输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光纤是利用光的() 现象传送光信号的。(C)A 、折射B 、散射C 、全反射D、辐射光纤的纤芯折射率应() 包层折射率 ,光纤才能导光。(A)A、大于B 、小于C、等于D 、大于等于通常 , 影响光接收机灵敏度的主要因素是:(B)A 光纤色散 B光接收机噪声C光纤衰减 D暗电流光纤相对折射指数差的定义为(C)A. =n 1 n2 B. =n2n1 C.=(n21n22)/2n21 D

10、. =(n 21n22)/n21阶跃型光纤中 ,某种模式截止时的归一化频率为V c,则这种模式形成导模的传输条件为(C)A.V2.405C.VVcD.V0随着激光器温度的上升 ,其输出光功率会 (A)A.减少 B.增大 C.保持不变D. 先逐渐增大 ,后逐渐减少在光纤通信系统中 ,EDFA 以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度(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.作光中继器使用光接收机中 ,雪崩光电二极管引入的噪声为()D?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

11、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、雪崩管倍增噪声光中继器 中均衡器的作用是(D)A. 放大B.消除噪声干扰C.均衡成矩形脉冲D.均衡成有利于判决的波形通常 , 影响光接收机灵敏度的主要因素是(B)2A. 光纤色散B.光接收机噪声C.光纤衰减D.暗电流EDFA 中用于降低放大器噪声的器件是(C)A. 光耦合器B.波分复用器C.光滤波器D. 光衰减器以下哪一样不是无源光器件。(C)A 、光调制器B 、光纤连接器C、 LEDD、光纤耦合器关于 PIN 和 APD 的偏置电压表述,正确的是 (B) 。A.均为正向偏置B.均为反向偏置C.前者正偏 ,后者反偏D.前者

12、反偏 ,后者正偏处于高能级 E2 的电子 ,在未受外界激发的情况下 ,自发地跃迁到低能级 E1,从而发射出一个能量为 hf(=E 2- E1)的光子的过程称为 (A) A.自发辐射 B. 受激吸收 C.受激辐射 D. 非辐射复合目前在光纤通信系统中已获得广泛应用的光放大器是(B)A. 半导体光放大器B.掺铒光纤放大器C.拉曼光纤放大器D.布里渊光纤放大器阶跃光纤中 ,子午线在包层和纤芯分界面上形成全反射的条件为(C)1 n11 n 2sin1 n 21 n 1nA. 1 sinB. 1 sinC. 11D.1 =2 时求出的波长均不在可见光范围内。所以入=500nm。 (2)因为 p 点的明纹

13、对应的 k=1，所以是第一级明纹。这级明纹对应的衍射角由k=1 时 asinQ=(2k+1) 入 /2，求得 Q=0.086 ，狭缝处的波面所分的波带数和明条纹对应的级数关系为：半波带=2k+1 。因为 k=1 ，所以狭缝处的波面可分为3 个半波带。（ 3） x=2f 入/a=2mm。一单色光垂直照在厚度均匀的薄油膜上。油的折射率为1.3, 玻璃的折射率为1.5 ,若单色光的波长可由光源连续调节,并观察到500nm 与700nm 这两个波长的单色光在反射中消失, 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

14、时， 2n2e=(2k1+1)500/2 ，入 =700nm 时， 2n2e=(2k2+1)700/2 ，得7k2+1=5k1 ，k 值随波长增大而减小，在500nm 到 700nm 时，不存在入3 和对应的整数，k3 满足 & 式，所以 k2+1=k1 ，求得 k1=4 ，k2=3，将 k=3 带入得到 e=(2k1+1) 入 1/2*2*n2=673.1nm 。一波长为 =600nm 的单色平行光垂直照射一个光栅上,光栅常数为d=6 m,问第二级明纹所对应的衍射角 为多少 ?答:由光栅公式 (a+b)sinQ=土 k 入，第 2 级明纹满足 (a+b)sinQ=2 入,因为 (a+b)=6

15、um ，求得 Q=arcsin0.2=11.54 。 He Ne 激光器的中心频率0 4.74 1014Hz,自发辐射谱线宽度为6 108Hz, 若想获得单模输出 ,腔长应为多少 ?答:设激光器腔长为L， vm=c/2nL=3*108/2*1*L,N= v/ vm=4L, 要想获得单模输出， 则 v2 vm=c/nL, 所以 Lc/n v=3*108/6*108=0.5,即腔长最长不能超过0.5m。某单模光纤通信系统 ,光发射机的平均发送光功率为0.8 mw,接收机灵敏度为 -37 dBm,全程光纤平均接头损耗为0.04 dB/km, 设计要求系统富裕度为 6 dB, 无中继传输距离为80 k

16、m,试问在选取光缆时 ,光纤的每公里损耗最大为多少？有一个光纤通信系统 ,其码速率为 622.080Mb/s,平均发送光功率 PT 的最大值 0dBm, 活动连接器 A CT 和 A CR 为 0.4dB, 设备富余度 M E 为 3dB,光纤衰减系数 Af 取值 1550nm 取 0.2dB/km, 平均熔接接头损耗A S/L f 为 0.05dB/km, 线路富余度 M C 为 0.06dB/km 。接收机灵敏度PR 为 -31.2dBm,试估算最大中继距离。PT PRACTACRPd M E0 ( 31.2) 20.413LAs / L fM C0.20.0585.16kmAf0.067