光纤通信顾畹仪课后题答案 《光纤通信》试卷题及答案(最全最经典)

1、光纤通信顾畹仪课后题答案光纤通信试卷题及答案（最全最经典）20_-20_年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组张延锋2、考试时间：90分钟。试卷满分：100分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答考试前提前带好必要物件（含计算器）。4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上考试结束后请将试卷与答题纸一并上交。总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的共10小题每小题2分共20分）1、表示光纤色散程度的物理量是A时延B. 相位差C. 时延差D. 速度差2、随着激光器使用时间的增

2、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3、当平面波的入射角变化时在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是A.TEM波、TE波和TMB. 导波、TE波和TM波C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模D.TEM波、导波和TM波4、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于A.B.C.D. 5、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为A.均衡器B. 判决器和时钟恢复电路C.放大器D.光电检测器6、在光纤通信系统中EDFA以何种应用形式可以显著提髙光接收机的灵敏度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7、EDFA中

3、用于降低放大器噪声的器件是A.光耦合器B. 波分复用器C. 光滤波器D. 光衰减器8、关于PIN和APD的偏置电压表述正确的是A.均为正向偏置B.均为反向偏置C.前者正偏，后者反偏D.前者反偏,后者正偏9、下列哪项技术是提高每个信道上传输信息容量的一个有效的途径？A.光纤孤子（Soliton）通信B.DWDMC. OTDMD. OFDM10、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是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.码率冗余度太大二、填空题（本题共三部分每部分6分共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分共4小题6小空共6分）11、以色散为基

4、对于单模光纤来说主要是材料色散和而对于多模光纤来说占主要地位。12、渐变型光纤中,不同的射线具有相同轴向速度的现象称为现象。13、EDFA中的关键器件是和O14、SDH的帧结构除行、列、字节、帧长等外还包括信息净负荷区域、支路单元指针区域和区域。第3页共69页（二）、基本运算能力填空（每小题3分共2小题共6分）15、某种光纤的纤芯和包层的折射率分别是1.48和1.46则其临界传播角为。16、设PIN光电二极管的量子效率为75%渡越时间为10ps则该检测器的3dB带宽为。（三）、名词解释填空（每小题2分共3小题共6分）17、光纤色散：。18、插入码：。19、啁啾：。三、简答画图题（本题共两部分每

5、部分15分共30分）（一）、按要求简答各题（每小题5分共3小题共15分）20、简述半导体激光器由哪三个部分构成？试分别加以说明。21、简述光电检测器的响应度和量子效率描述的是什么？二者有什么联系？22、解释光纤通信为何越来越多地采用WDM+EDFA方式。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题共15分）23、SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。试画出SDH帧结构。（7分）24、阅读下图同学的按要求完成各题。（8分）增益增益GGR=0.31R=02Ow0频率wOw0频率w图（a）图（b）（1）SOA表示它分为法布里-珀罗放大器FPA和行波放大器TWA两大类。（2）

6、图（a）中放大器的增益频谱是一条振荡的曲线其R=0.3；同样放大器的增益频谱就为型曲线其R=0。且R代表的内容是O（3）图仆）中厶1是放大器的带宽通常该值不超过第5页共69页GHz同样2是放大器的带宽。（4）SOA的增益依赖于输入信号的偏振状态的原因是所致。（5）一般减少SOA的偏振增益差可采用：是有源区的横截面成；通过（选填“串联”或“并联”或“串联或并联”）两个SOA来补偿增益差。四、综合解答题（请按各题题意解答要求写出必要的解题思想与具体公式本题共2小题每小题10分共20分）25、（本小题10分）一阶跃折射率光纤纤芯折射率nl=1.5相对折射率差工作波长为1310nm试计算：（1）为了保

7、证单模传输其芯径应取多大？（2）若取芯径求其数值孔径及其模式数。26、（本小题10分）若一个565Mbit/s单模光缆传输系统其系统总体要求如下：光纤通信系统光纤损耗为0.4dB/km光纤接头损耗为0.1dB/km光源的入纤功率为-2.5dbm接收机灵敏度为-37dbm线路码型5B6B传输速率为677990kbit/s,光源采用MLMLD光源谱宽为2nm光纤的色散系数为2.5ps/（kmnm）£光通道功率参数取0.115。设计中取光功率代价为1db,光连接器衰减为1db光纤富余度为0.1db/km，设备富余度为5.5db。试求：系统的最大中继距离。五、分析题（请按要求写出必要的解题过

8、程本题共1题共12分）27、（本小题12分）已知某光纤参数如下：a=4.0um,=0.003,纤芯折射率为nl=1.48。试问：（1）此光纤能否传输波长入二1.31um的TE01和TM01模？说明理由。（2）如要使TE01和TM01模能够传输光波长应做怎样的调整？20_-20年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组张延锋2、考试时间：90分钟。试卷满分：100分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答考试前提前带好必要物件（含计算器）。4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上考试结束后请将试卷与答题纸一并上交。总分一二三四五六七八九十100

9、2018302210试题如下：一、判断题（每小题所诉只有对错之分请判断正误共10小题每小题2分共20分）1、光纤中的孤子是光纤色散与非线性相互作用的产物。2、NA表示光纤接受和传输光的能力NA越大光纤接收光的能力越强。3、通常单模光纤的纤芯半径在几个微米之内这是从物理尺度上保证单模传输的必要条件。4、在多模光纤中模式色散是其主要的色散因素。5、张弛振荡是激光器内部光电相互作用所表现出来的固有特性增加直流偏置可对其进行抑制而且预偏置越接近阈值效果越显著。6、散粒噪声属于白噪声为了降低它的影响通常在判决电路之前使用低通滤波器使得信道的带宽变窄。7、光纤通信系统最适合的参杂光纤放大器是工作在1550

10、nm的掺铒光纤放大器和工作在1300nm的掺镨光纤放大器。8、电光效应、热光效应等是利用材料的折射率随电压和温度的变化而变化从而实现光开关器件。9、EDFA在WDM系统中工作时的模式有三种：自动增益控制模式自动功率控制模式和自动电流控制模式。10、时分复用可分为比特交错0TDM和分组交错0TDM只有前一种方式需要利用信号区分不同的复用数据或分组。二、填空题（本题共三部分每部分6分共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分共4小题6小空共6分）11、阶跃型光纤的单模传输条件是O12、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故它的光强分布基本被约束在有源区而且大大降低o13、发光

11、二极管依靠发光半导体激光器依靠发光。14、EDFA噪声系数的定义为o（二）、基本运算能力填空（每小题3分共2小题共6分）15、有一个由4信道组成的WDM传输系统。假设信道具有零带宽则信道间隔应为才能保证被选信道比检测到的相邻信道的功率大10倍。16、一个GaAsPIN光电二极管平均每两个入射光子产生一个电子空穴对假设所有的电子都被接收则该器件的量子效率为O（三）、名词解释填空（每小题2分共3小题共6分）17、mBnB码：。18、子午射线：O19、光源的外调制：第46页共69页三、简答画图题（本题共两部分每部分15分共30分）（一）、按要求简答各题（每小题5分共3小题共15分）20、从形成色散的

12、机理来看光纤的色散可以分为哪几种？色散对光纤通信系统性能有什么影响？21、光放大器包括哪些种类？EDFA有哪些优点？图122、简述右图1所示平面阵列波导光栅的设计思想和方法。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题共15分）23、请画出EDFA的典型结构。（7分）24、阅读下图按要求完成各题。（8分）（1）上图为、直接检测方式的数字光接收机方框图。（2）主放大器和AGC决定着光接收机的。（3）图中的均衡器目的是对放大器出来的的电信号进行补偿使输出信号的波形适合于判决以消除减小误码率。（4）图中的和就是我们所谓的再生电路它的功能是从放大器输出的信号与噪声混合的波形中提取并逐个地对码元波形进行

13、取样判决以得到原发送的码流。时钟提取的目的是为了o四、综合解答题（请按各题题意解答要求写出必要的解题思想与具体公式本题共2小题每小题10分共20分）25、（本小题10分）已知阶跃型光纤的n1=1.5A=0.01芯子半径a=10um波长入0=1.5um,试计算：（1）数值孔径NA（2）归一化频率（3）入射光线的激励角范围26、（本小题10分）一段12km长的光纤线路其损耗为。试回答：（1）如果在接收端保持的接收光功率则发送端的功率至少为多少？（2）如果光纤的损耗变为则所需的输入光功率为多少？五、分析题（请按要求写出必要的解题过程本题共1题共10分）27、（本小题10分）已知某光纤参数如下：a=6

14、um,A=0.002,纤芯折射率为n1=1.5。若干HEmn模的截止频率和若干EHmn模的截止频率如表1和表2。试问：（1）当光波长分别为入1=1.55um入2=1.31um入3=0.85um时光纤中能传输哪些导波模？（2）从（1）中能看出波长与归一化频率、可传输的模式数量有何关系？可传输的模式数量与归一化频率的近似关系表达式是？表1若干HEmn模的截止频率模式HEmnHE21HE22HE23HE24HE31HE32HE33HE34截止频率Vc2.0455.5208.65411.7923.8327.01610.17313.32表2若干EHmn模的截止频率模式EHmnEH11EH12EH13EH

15、14EH21EH22EH23EH24截止频率Vc3.3827.01610.17313.3245.1368.41711.62014.7920_-20_年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组张延锋2、考试时间：90分钟。试卷满分：100分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答考试前提前带好必要物件（含计算器）。4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上考试结束后请将试卷与答题纸一并上交。总分一二三四五六七八九十1002018302210试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的共10小题每小题2分共20分）1、激光二极管LED的

16、工作原理是A.光的吸收B. 光的自发辐射C.光的受激发射D.光的受激散射2、现知临界传播角为ac要保证光线在光纤内全反射必须要求传播角A.aacDaac3、偏振反映了在给定点上电场强度矢量的取向随时间变化当电磁波的Ex与Ey的振幅相等且相位差为900时其为A.圆偏振B. 线偏振C椭圆偏振D.垂直偏振4、色散是由于光在光纤中传输的物理现象单模光纤不存在以下哪种色散？A.材料色散B. 模式色散C. 波导色散D. 色度色散5、半导体激光器的发光谱线会随着工作条件的变化而变化当注入电流低于阈值电流时发出的是A.激光谱线较窄B.荧光光谱较宽C.激光谱线较宽D.荧光光谱较窄6、APD光电二极管出现雪崩击穿

17、是因为A.载流子在耗尽区的漂移时间过长B.将光信号转换为电信号的效率太低C.其所加的反向偏置电压过大D.其注入的非平衡载流子扩散过快7、以下属于光纤通信系统所用的有源器件的是A.耦合器B. 隔离器C. 掺铥光纤放大器D.光开关8、用来显示和测量光纤中波长光信号特性在WDM系统中应用较多的是A.光时域反射仪B.光纤熔接机C. 光谱分析仪D. 光功率计9、DWDM与WDM的主要区别可以说DWDM使用的波长间隔A.很大常常大于0.8nmB. 很小常常小于0.8nmC.很大常常大于1.6nmD. 很小常常小于1.6nm10、以下不是0CDMA扩频多址访问技术的是A.直接序列B. 频率跳变C. 啁秋系统

18、D.双线性光序列二、填空题（本题共三部分每部分6分共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分共4小题6小空共6分）11、目前在光纤通信系统使用的外调制器通常是电光调制器。12、和色散是因光纤特性而导致的光纤通信系统的基本问题。13、由物理学可知光具有和波动性对其分析也有两种：一是几何光学分析法二是O14、为解决半导体激光器温度敏感问题可以在驱动电路中进行或是采用制冷器来保持器件的温度稳定。15、法布里珀罗放大器的增益频谱是一条的曲线。（二）、基本运算能力填空（每小题3分共2小题共6分）16、一阶跃折射率光纤已知纤芯和包层的折射率分别是：n1=1.48,n2=1.46,则其最大接收角B0

19、为O17、弱导波阶跃光纤芯子和包层的折射指数分别为nl=1.5,n2=1.45,则纤芯和包层的相对折射指数差A为O（三）、名词解释填空（每小题2分共3小题共6分）18、调制带宽：O19、本征区：O20、响应时间：。三、简答画图题（本题共两部分每部分15分共30分）（一）、按要求简答各题（每小题5分共3小题共15分）21、光线中的非线性效应有哪些？22、什么是直接调制？什么是间接调制？各有何特点？23、简述自动交换网络ASON的优点。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题共15分）24、画出典型的数字光纤通信系统接收端机的原理框图。（6分）25、阅读下图按要求完成各题。（9分）（1）上图显

20、然为的工作原理。（2）在掺铒光纤（EDF）中铒离子（Er3+）有三个能级：能级1代表基态能量最低；能级2是处于中间能级；能级3代表能量最高。（3）据图分析请阐述该工作原理：。（3分）（4）从该工作原理可以看出光放大是由于的能量转换为信号光的结果。为提高放大器增益应提高对的吸收。四、综合解答题（请按各题题意解答要求写出必要的解题思想与具体公式本题共3小题共20分）26、（本小题8分）设PIN光电二极管的量子效率为80%计算在1.3um和1.55um波长时的响应度说明为什么在1.55um处光电二极管比较灵敏。27、（本小题8分）一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850nm波长上可以支持1

21、000个左右的传播模式。试问：（1）其纤芯直径为多少？（2）在1310nm波长上可以支持多少个模？28、（本小题6分）用纤芯折射率为长度未知的弱导光纤传输脉冲重复频率的光脉冲经过该光纤后信号延迟半个脉冲周期试估算光纤的长度。五、分析题（请按要求写出必要的解题过程本题共1题共10分）29、（本小题10分）某SI型光纤光纤的芯径d=2a为100um折射率n1=1.458包层的折射率n2=1.450在该光纤中传输的光波的波长入=850nm。贝H：（1）计算该光纤的V参数；（2）估算在该光纤内传输的模式数量；（3）计算该光纤的数值孔径；（4）计算该光纤单模工作的波长。20_-20_年度教学质量综合评估

22、测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组张延锋2、考试时间：90分钟。试卷满分：100分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答考试前提前带好必要物件（含计算器）。4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上考试结束后请将试卷与答题纸一并上交。总分一二三四五六七八九十1002018302210试题如下：一、判断题（每小题所诉只有对错之分请判断正误共10小题每小题2分共20分）1、自发辐射光是一种相干荧光即是单一频率、相位和偏振方向相同的光。2、光放大器可以代替再生中继器。3、最大接收角B0越大即纤芯与包层的折射率之差越大光纤捕捉光线的能力越弱这种能力用数值孔径NA

23、来表示。4、多模光纤通常用于短距离通信场合。5、自脉冲现象是某些激光器在某些注入电流下发生的一种持续振荡实际工作中常遇到这种器件属正常现象无需更换。6、假设光检测器具有理想特性则其量子效应为0且无热噪声无暗电流。7、光放大器是基于自发辐射或光子吸收原理来实现对微弱入射光进行光放大的其机制与激光器类似。8、LED比LD更适合作为WDM系统的光源。9、大家每天使用的电话与本地交换局间的连接属于线性总线型网络结构。10、根据理论分析只有当输出的光脉冲为严格地双曲正割脉冲光孤子才能稳定地传输。二、填空题（本题共三部分每部分6分共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分共4小题6小空共6分）11

24、、衰减和色散是因光纤特性而导致的光纤通信系统的基本问题其中衰减的主要原因有散射损耗、和；色散主要包括模式色、材料色散和。12、我们将光纤内的光线分为两类：子午光线和斜光线。其中斜光线是O13、数字光纤传输系统中常用的码型是5B6B码和。14、衰减器的功能是对进行预定量的衰减。（二）、基本运算能力填空（每小题3分共2小题共6分）15、已知语音信道的带宽为3.4KHz则接收机信噪比S/N=30dB是的信道容量是O16、已知某阶跃光纤参数如下：=0.003纤芯折射率为n1=1.46已知光波长入二1.31um则单模传输时光纤具有的纤芯半径aO18、散射损耗：。19、光时分复用（OTDM）：O三、简答画

25、图题（本题共两部分每部分15分共30分）（一）、按要求简答各题（每小题5分共3小题共15分）20、激光器谐振腔内激光振荡是如何产生的？21、简述雪崩光电二极管的雪崩倍增效应。22、简述光码分多址0CDMA的特点。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题共15分）23、请对以下模拟、数字电流信号对激光器的调制示意图进行一定的补画且要求表明阈值电压。（5分）P（mW）P（mW）OIF(mA)OIF(mA)24、阅读下图EDFA的结构按要求完成各题。(10分)掺铒光纤光隔离器波分复用器泵浦源滤波器光隔离器输入输出光信号光信号熔接点图(a)掺铒光纤光隔离器波分复用器泵浦源滤波器光隔离器输入输出光信

26、号光信号图(b)(1)是EDFA的核心部件它以石英光纤作为基质在纤芯中掺入固体激光工作物质O(2) 掺铒光纤的模场直径为3-6um比常规光纤小很多这是为了提高信号光和泵浦光的能量密度从而提高其。但由于其芯径的减小其与常规光纤模场不匹配解决方法有：在纤芯中掺入:在熔接时进行一定处理减小(填英文缩写)的不匹配。(3) 实用的EDFA泵浦源都是LD其泵浦波长有980nm和nm；两种应用较多的是980nm泵浦源其优点是（4）其泵浦方式按泵浦所在位置分为三种：如图（a）为:如图（b）为;双向泵浦。（5）双向泵浦对信号的放大特性与信号传输方向。（填“有关”或“无关”）四、综合解答题（请按各题题意解答要求写

27、出必要的解题思想与具体公式本题共3小题共22分）25、（本小题8分）一光纤通信系统的光纤损耗为0.35dB/km光发射机的平均发送光功率为-1dBm全程光纤平均接头损耗为0.05dB/km。设计要求系统富裕度为6dB无中继传输距离为70km。求：（1）满足上述要求光接收机灵敏度至少应取多少？（2）若要求系统允许的最大接收功率为一10dBm则光接收机的动态范围至少应取多少？26、（本小题6分）某光纤通信系统其发送光功率为-4dBm光接收机灵敏度为-40dBm设备富余度为6dB光缆富余度为0.1dB/km光纤接头损耗为0.2dB/km且不考虑色散的影响求当无光缆配线架时如果希望最长中继距离为60k

28、m此时的光缆的衰减系数为多大？27、（本小题8分）已知某光纤参数如下：a=4.0um,=0.003,纤芯折射率为n1=1.48。试问：（1）此光纤能否传输波长入二1.31um的TE01和TM01模？说明理由。(2)如要使TE01和TMO1模能够传输光波长应做怎样的调整？五、分析题(请按要求写出必要的解题过程本题共1题共10分)28、(本小题10分)有一GaAlAs半导体激光器其谐振腔长为300材料折射率n=3.0两端的解理面的反射率为0.35。则：(1)求因非全反射导致的等效损耗系数。(2) 求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。(3) 若此激光器的中心波长入=1310nm与此相应的纵模序数。20

29、_-20_年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组张延锋2、考试时间：90分钟。试卷满分：100分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答考试前提前带好必要物件(含计算器)。4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上考试结束后请将试卷与答题纸一并上交。总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、判断题(每小题所诉只有对错之分请判断正误共10小题每小题2分共20分)1、光在光纤中传输的工作波长由载波频率决定。2、比特率和带宽是衡量数字通信系统和模拟通信系统的主要指标。3、辐射模是指电磁场在纤芯中按简谐函数变化在包层中按指数规

30、律衰减的模式。4、激光器的横模决定了激光光束的空间分布它直接影响到器件和光纤的偶和效率。5、数字光纤传输系统中常采用的码型是3B4B和插入码。6、PIN光检测器反向偏压可以取较小的值因为其耗尽区厚度基本上是由I区的宽度决定的。7、滤波器属无源器件故从严格意义上讲可调谐滤波器属于无源器件。8、CWDM可采用不带冷却器的半导体激光器。9、SDH的第一级传输速率为155.52Mb/sSDH在北美地区常常采用。10、目前有两种途径可以提髙传输速率：波分复用WDM和光时分复用OTDM。二、填空题（本题共三部分每部分6分共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分共4小题6小空共6分）11、我们把n

31、m的波长范围称为C波段。12、光纤的主模是阶跃折射率光纤单模传输的条件是13、色散补偿光纤是具有特性的光纤其实现色散补偿的基本思想是在具有特性的标准单模光纤之后接入一段色散补偿光纤。14、在光纤通信系统中采用外差或零差检测方式可以显著提高接收灵敏度和选择性这就是。（二）、基本运算能力填空（每小题3分共2小题共6分）15、光检测器的响应度R表明了光检测器将光信号转化成电信号的效率现知光检测器的光电流Ip=1.0A其入射光功率为Pin=1.4286W则响应度R的大小为。16、当光放大器的增益比较大时自发辐射因子nsp=2，则其噪声系数Fn的大小为。（三）、名词解释填空（每小题2分共3小题共6分）1

32、7、杂质吸收损耗：。18、光孤子：。19、波分复用（WDM）：。三、简答画图题（本题共两部分每部分15分共30分）（一）、按要求简答各题（每小题5分共3小题共15分）20、什么是激光器的阈值条件？21、EDFA的泵浦方式有哪些？每一方式作简要说明。22、简述PDH和SDH的特点与不同。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题共15分）23、试用2X2耦合器构成一个8X8空分开关阵列画出连接图和输入、输出端口信号间的流向。（7分）24、阅读下图按要求完成各题。（8分）EC1高能带EC2EC3hvhv输入光hv输出光EV1低能带EV2EV3（1）上图为光的机理过程图。（1分）（2）实现上述过程

33、需要两个条件：是这种状态称为粒子数反转可采用通过向半导体激光二极管注入的方式来实现粒子数反转；二是半导体激光器必须存在并在其内建立起确定的振荡从而得到的激光输出。（4分）（3）试依上图画出光的自发辐射（发光二极管）机理过程。（3分）四、综合解答题（请按各题题意解答要求写出必要的解题思想与具体公式本题共2小题每小题10分共20分）25、（本小题10分）弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为试计算：（1）纤芯和包层的相对折射率；（2）光纤的数值孔径。26、（本小题10分）有一段由阶跃折射率光纤构成的5km长的光纤链路纤芯折射率相对折射率差。求：（1）接收端最快和最慢的模式之间的时延差；（2）由模式色散

34、导致的均方根脉冲展宽；（3）假设最大比特率就等于带宽则此光纤的带宽距离积是多少？五、分析题（请按要求写出必要的解题过程本题共1题共12分）27、（本小题12分）一阶跃折射率光纤纤芯折射率nl=1.5相对折射率差工作波长为1310nm试计算：（1）为了保证单模传输其芯径应取多大？（2）若取芯径求其数值孔径及其模式数。20_-2021年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组张延锋2、考试时间：90分钟。试卷满分：100分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答考试前提前带好必要物件（含计算器）。4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上考试结束后

35、请将试卷与答题纸一并上交。总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的共10小题每小题2分共20分）1、下列哪一种吸收属于光纤的本征吸收?A. SiO2的吸收B. OH-的吸收C. Cu2+的吸收D. V3+的吸收2、发光二极管LED产生的光A.是荧光而不是激光B.是激光而不是荧光C.是自然光而不是激光D.是相干光而不是荧光3、弱导光纤中纤芯折射率nl和包层折射率n2的关系是A. n1n2B. n1=n2C. n1>>n2D. nl（2）前置放大器；（3）.后置放大器。13、光纤的是引起光纤带宽变窄的主要原因而光纤带宽变

36、窄则会限制光纤的传输容量。14、SDH具有一套标准化的信息结构等级称为其最低级别STM-1网络节点接口的速率为Mbit/s。（二）、基本运算能力填空（每小题3分共2小题共6分）15、某种光纤的纤芯和包层的折射率分别是1.48和1.46则其临界传播角为O16、光接收机的灵敏度Sr是指在满足给定误码率或信噪比条件下接收机接受微弱信号的能力工程上常用最低平均光功率Pmin来描述现若有最低平均光功率Pmin为10mW则其灵敏度Sr为O（三）、名词解释填空（每小题2分共3小题共6分）17、粒子数反转分布：O18、数值孔径：O19、啁啾：。三、简答画图题（本题共两部分每部分15分共30分）（一）、按要求简

37、答各题（每小题5分共3小题共15分）20、简述构成激光器的三个基本条件。21、简述形成光纤损耗的主要原因。22、简述掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题共15分）23、请画出半导体激光器与边发光二极管的P-I特性曲线。（7分）24、阅读下图按要求完成各题。（8分）均衡滤波器掺铒光纤掺铒光纤掺铒光纤（1）如上图在掺铒光纤链路上放置均衡滤波器的目的是。（2分）（2）结合上图及题意暗含内容画出图（a）和图（b）的内容。（6分）掺滤放铒波大光器纤特增增性益益OO波长波长波长图（a）图（b）图（c）四、综合解答题（请按各题题意解答要求写出必要的解题思想与具体公

38、式本题共2小题每小题10分共20分）25、（本小题10分）一阶跃折射率光纤已知纤芯和包层的折射率分别是：nl=1.486,n2=1.472,现仅考虑模式色散则：（1）每1km长度的脉冲宽度。（2）假设输入光脉冲的宽度T与模式色散产生的展宽t相比可以忽略不计在以上情况下计算可传输光脉冲的最大比特率。26、(本小题10分)弱导波阶跃型光纤的纤芯折射率为nl=1.50相对折射率差A=0.25纤芯的半径a=5um工作波长入=1.31umo求：(1)该光纤的数值孔径NA；(2)光纤中传输模式的数量；(4)为保证光纤的单模传输光纤的芯径应取多大？五、分析题(请按要求写出必要的解题过程本题共1题共12分)2

39、7、(本小题12分)某LAN光纤链路工作波长入=850nm链路长度L=2000m最大比特率为16Mb/s采用线宽为20nm的LED光源光设备的上升时间为8ns10/100Mb/sLAN最大光缆长度如表1用MMF(多模光纤)62.5/125um的光纤。表110/100Mb/sLAN最大光缆长度LAN类型波长/nm最大长度/m最大损耗dB/km带宽距离积/Mb/sXkm纤芯50um纤芯62.5um纤芯50um纤芯62.5um10Base-F850100020003.75500160100Base-F_1300200020001.5500500100Base-S_85020003.75500求：(1

40、)系统要求的上升时间Atr。(2) 模式色散引起的脉冲展宽Atmod即光线模式上升时间。(3) 色度色散引起的脉冲展宽Atcho(4) 求系统实际上升时间Atsys。（5）可以达到指定的比特率吗？（6）如果光纤的带宽不能满足要求你认为该如何解决？注：色度色散计算公式D入二S04（入-入04入3）和Atch=|D入|A入L。2021-2021年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。命题组：通信工程教研组张延锋2、考试时间：90分钟。试卷满分：100分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答考试前提前带好必要物件（含计算器）。4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上

41、考试结束后请将试卷与答题纸一并上交。总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的共10小题每小题2分共20分）1、G.653光纤是指A.渐变多模光纤B. 标准单模光纤C.色散位移光纤D.非零色散光纤2、目前EDFA采用的泵浦波长是A.0.85um和1.3umB. 0.85um和1.48umC0.98um和1.48umD.0.98um和1.55um3、以下是阶跃折射率光纤HE11低阶模式的横向电场截面分布图的是ACD4、以下不是单模光纤的非线性效应的是A.自相位调制SPMB. 交叉相位调制_PMC.偏振模色散PMDD.四波混频FWM5

42、、具有低阈值电流、可髙温工作、谱线宽度窄和调制速度髙的优点的激光器是A.量子阱激光器B. 分布式反馈DFB激光器C. 垂直腔面发射激光器D. 分布式布拉格反射DBR激光器6、下面哪一种器件只允许光单方向传输A.隔离器B. 光开关C. 耦合器D. 连接器7、光缆的架空办法有两种分别是用水泥管道安装定滑轮牵引法缆盘移动放出法在顶棚内敷设A.和B. 和C. 和D.和8、ITU-TG.692建议WDM系统的工作波长目前是在A.S波段B. C波段C. L波段D. P波段9、以下不是SDH/SO网络的基本设备的是A.终端复用器TMB.分插复用器ADMC.再生器REGD. 光交叉连接器0_C10、下列哪一个

43、不是自动交换光网络AS0N的特点？A.实现灵活的Mesh组网B.网络拓扑自动发现C.缩短业务建立时间D.频率选择性极好二、填空题（本题共三部分每部分6分共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分共4小题6小空共6分）11、光纤通信与其他形式通信的主要区别有两点一是二是用光纤作为传输介质。12、外调制器是利用晶体的电光、磁光和等效应对光辐射进行调制即在光源光辐射产生后再加载调制信号。13、几何光学分析法是用射线光学理论分析光纤中光传输特性的方法这种分析方法的前提条件是。14、粒子数反转、是激光器获得激光的条件除此之外产生激光还必须满足O15、数字传输系统设计的任务就是要通过器件的适当选择

44、以减少的影响确保系统达到要求的性能。（二）、基本运算能力填空（每小题3分共2小题共6分）16、光接收机的动态范围D是指在保证系统误码率指标要求下接收机的最低光功率Pmin和最大允许光功率Pmax之比现知Pmin和Pmax分别是10W和100W则其动态范围D为O17、对于单纵模激光器定义边模抑制比MSR为主模功率P主与次边摸功率P边之比它是半导体激光器频谱纯度的一种度量若P主=10dBmP边=1dBm则MSR为O（三）、名词解释填空（每小题2分共3小题共6分）18、消光比：O19、暗电流：。20、电光延迟：O三、简答画图题（本题共两部分每部分15分共30分）（一）、按要求简答各题（每小题5分共3

45、小题共15分）21、请简述光波分复用技术的基本原理。22、为了获得EDFA较为平坦的增益特性增大EDFA的带宽常采用的两种方法是什么？。23、可调谐外腔激光器不用做WDM光源而只作为测试用光源的原因是什么？（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题共15分）24、请画出边发光二极管、面发光二极管、超辐射发光二极管的P-I特性曲线且画在同一幅图中。（7分）25、阅读下图按要求完成各题。（8分）激光器驱动器外调制器未调制光信号已调制光信号电信号（1）在2.5Gb/s的髙速率光纤通信系统中不采用直接调制方式而必须使用外调制器的原因是。（3分）（2）外调制下的光源是在（选填“直流”或“交流”）状态下

46、工作因而避免了激光器的效应。（2分）（3）光纤通信系统对调制的要求是：髙的调制效率和;低的驱动电压；低的:O四、综合解答题（请按各题题意解答要求写出必要的解题思想与具体公式本题共2小题每小题10分共20分）26、（本小题10分）一阶跃折射率光纤已知纤芯和包层的折射率分别是：n1=1.48,n2=1.46,求：（1）其临界入射角0c；（2）其临界传播角aC；（3）其数值孔径NA；（4）其最大接收角00;(5)是否能得知相对折射率差的大小？相对折射率差和光纤与光源之间的耦合效率有何关系？实际光纤对有什么要求？27、(本小题10分)设PIN光电二极管的量子效率为75%渡越时间为10ps。(1) 计算

47、该检测器的3dB带宽；(2)计算在1.3um和I. 55um波长时的响应度并说明为什么在1.55um处光电二极管比较灵敏。五、分析题(请按要求写出必要的解题过程本题共1题共12分)28、(本小题12分)已知某光纤参数如下：a=6um,=0.002，纤芯折射率为n1=1.5。若干HEmn模的截止频率和若干EHmn模的截止频率如表1和表2。表1若干HEmn模的截止频率模式HEmnHE21HE22HE23HE24HE31HE32HE33HE34截止频率Vc2.0455.5208.654II. 7923.8327.01610.17313.32表2若干EHmn模的截止频率模式EHmnEH11EH12EH

48、13EH14EH21EH22EH23EH24截止频率Vc3.3827.01610.17313.3245.1368.41711.62014.79试问：(1)当光波长分别为入1=1.55um入2=1.31um入3=0.85um时光纤中能传输哪些导波模？(2)从(1)中能看出波长与归一化频率、可传输的模式数量有何关系？可传输的模式数量与归一化频率的近似关系表达式是？(3)归一化频率的值一般还决定了包层传输的功率占总功率的比例对于上例光波长为入1=1.55um而言若假设总功率为lOOOdBm则包层传输的功率P包层为多少？2021-2021年度教学质量综合评估测验试卷光纤通信试题注：1、开课学院：通信与

49、信息工程学院。命题组：通信工程教研组张延锋2、考试时间：90分钟。试卷满分：100分。3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答考试前提前带好必要物件（含计算器）。4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上考试结束后请将试卷与答题纸一并上交。总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的共10小题每小题2分共20分）1、以下哪种光纤是为了满足海底光缆长距离通信需求研制的？A.G.651光纤B. G.652光纤C.G.653光纤D.G.654光纤2、多模光纤的芯径/包层直径或单模光纤的模场直径/包层直径的单位是AnmBmmC. umDcm3、外调制

50、器的半波电压是指调制指数为以下哪个值时的调制电压？A.nB2nC3nD4n4、当Vfg时光纤中的光能A.大部分集中在纤芯小部分在包层B.大部分集中在包层小部分在纤芯C.都集中在纤芯中包层中没有D. 都集中在包层中纤芯中没有5、光发射机的消光比一般要求小于或等于A5B10C15D206、载流子在漂移的单位距离内产生的电子一空穴对是指A.电离率B. 响应度C. 响应光谱D. 暗电流7、转换光路实现光交换的重要器件是A.耦合器B. 隔离器C. 光衰减器D.光开关8、日前采用的LD的结构种类属于A.F-P腔激光器（法布里一珀罗谐振腔）B.单异质结半导体激光器C.同质结半导体激光器D. 双异质结半导体激

51、光器9、光孤子源主要有A.掺铒光纤孤子激光器、信道频率激光器B掺铒光纤孤子激光器、窄纤谱半导体激光器C锁模半导体激光器、锁模半导体激光器D.掺铒光纤孤子激光器、锁模半导体激光器10、在SDH帧结构中以下哪项是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节？A.容器B.信息净负荷C. 支路单元D. 段开销二、填空题（本题共三部分每部分6分共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分共4小题6小空共6分）11、和量子效率都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。12、数字光接收机最主要的性能指标是灵敏度和。13、数字光纤传输系统的两种传输体制为准同步数字系列（PDH）和。PDH有两种基础速率一种是

52、以1.544Mb/s为第一级基础速率；另一种是以其第一级基础速率。14、光纤通信的光中继器主要是补偿衰减的光信号和对畸变失真信号进行整形等它的类型主要有和全光型光中继器。15、线路编码之所以必要主要是因为电端机输出的数字信号是适合电缆传输的双极性码而光源不能发射负脉冲所以要变换为适合于光纤传输的o（二）、基本运算能力填空（每小题3分共2小题共6分）16、He-Ne激光器的中心频率Hz自发辐射谱线宽度为Hz若想获得单模输出腔长最长不能超过O17、有10km长的多模阶跃折射光纤如果其纤芯折射率为则光纤带宽B。19、光波模式：O21、网络自愈：。三、简答画图题（本题共两部分每部分15分共30分）（一

53、）、按要求简答各题（每小题5分共3小题共15分）21、简述光纤模拟通信系统中的预失真补偿原理。22、简述数字光纤通信系统码型选择应满足的主要条件。23、简述线性偏振模LPmn的m、n的物理意义。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题共15分）24、请画出数字光接收机的方框图。（7分）25、阅读下图按要求完成各题。（8分）（1）上图为的构成方框图。（2）上图中的作用是防止反射光影响光放大器的工作稳定性。（3）其中光耦合器（在上图中是）的作用是把信号光和泵浦光混合起来。（4）其中的掺珥光纤：长约10-100mEr3+浓度约为。（5）泵浦光源使得形成粒子数反转分布光功率为10-100mW工作波

54、长为。四、综合解答题（请按各题题意解答要求写出必要的解题思想与具体公式本题共2小题每小题10分共20分）26、（本小题10分）已知阶跃型光纤的n1=1.5A=0.5%工作波长入二1.31um光纤中的导模数量M=2。求：（1）光纤的数值孔径NA。（2）全反射临界角Be。（3）光纤的纤芯半径a。27、（本小题10分）一个GaAsPIN光电二极管平均每三个入射光子产生一个电子空穴对。假设所以的电子都被收集那么（1）计算该器件的量子效率；（2）在波段接收功率是计算平均是输出光电流；（3）计算波长当这个光电二极管超过此波长时将停止工作即长波长截止点。五、分析题（请按要求写出必要的解题过程本题共1题共12

55、分）28、（本小题12分）一直有一个565Mb/s单模光纤传输系统其系统总体要求如下：（1）光纤通信系统的光纤损耗为0.1dB/km有5个接头平均每个接头损耗为0.2dB光源的入纤功率为-3dBm接收机灵敏度为-56dBm（BER=10-19）。（2）光纤线路上的线路码型是5B6B光纤的色散系数为2ps/（km.nm）光源光谱宽度为1.8nm。求：最大中继距离是多少？注：设计中选取色散（功率）代价为1dB光连接器损耗为1dB（发送和接收端各一个）光纤富于度为0.1dB/km设备富于度为5.5dB。20_-20_年度教学质量综合评估测验试卷评卷答案：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的共10小题每小题2分共20分）1、C2、C3、C4、C5、B6、D7、C8、B9、C10、A二、填空题（本题共三部分每部分6分共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分共4小题6小空共6分）11、波导色散模式色散12、光纤的自聚焦13、高功率泵浦源掺铒光纤14、管理单元指针（二）、基本运算能力填空（每小题3分共2小题共6分）15、9.4°16、（三）、名词解释填空（每小题2分共3小题共6分）17、光信号通过光纤传播期间,波形在时间上发生展宽的现象称为光纤色散。18、插入比特码是将信码流中每m比特划为一组，然后在这一组的末尾一位之后插入一个比特码输出。