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)

第第17页共17页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 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要物件（含计算器）。4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.判决和时钟恢复电路 C.放大器 D.光电检测器6、在光通信系统中，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.作光中继使用7、EDFA中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：。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（5315）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OCDMA的特点。（二）、按题要求画图或据图回答问题（2）23意图进行一定的补画，且要求表明阈值电压。（5）P（mW） P（mW） OIF 色散的影响LD=输出。18子午射线。20、把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的，这种调制称为光源的外20 -20 年度教学质量综合评估测验试卷评卷答案：一、判断题（每小题所诉只有对错之分，请判断正误，共10220）12在着噪声积累，而且不能消除色散对脉冲展宽的缺点。3、×原因：最大接收角θ0射率之差越大，光纤捕捉光线的能力越强。4、√5件，必须更换。61，且无热噪声，无暗电流。7实现对微弱入射光进行光放大的，其机制与激光器类似。8、×原因：LED不适合作为WDM系统的光源。因为：①LED50~100nm；②LED的输出功率比激光器低的多；③LED的最高调制效率约为几百Mb/s。9、×原因：大家每天使用的电话与本地交换局间的连接属于星形网络结构。10输。二、填空题（618）（一）、基本概念及基本理论填空（1466）11、吸收损耗，弯曲损耗，波导色散12播的过程中不固定在一个平面内。1314（二）、基本运算能力填空（每326）15、1.684×105b/s，填写单位。16、4.44μm注意填写时加单位。（三）、名词解释填空（236分）17小光功率。18、散射损耗通常是由于光纤材料密度的微观变化，以及SiO2GeO2P2O5出现一些折射率分布不均匀的局部区域，从而引起光的散射，将一部分光功率散射到光纤外部引起损耗。21入到同一个物理信道3）由137420 -20 年度教学质量综合评估测验试卷评卷答案：一、判断题（10220）12、√ 3、×原因：导波模是指电磁场在纤芯中按简谐函数变化，在包层中按指数规律衰减的模式。辐射模是指电磁波能量在向z轴方向传播的同时又在包层中形成径向的射。4、√ 5、×原因：数字光纤传输系统中常采的码型是5B6B和插入码。6、√7、×原因：滤波器属无源器件，但严格意义上讲，可调谐滤波器属有源器件。89SDH常采用。10（6分）（一）、基本概念及基本理论填空（1466）13、负色散，正色散11、1530—156514、相干光通信12、HE11，V<2.405（二）、基本运算能力填空（326）15、0.7A/W，注意填写单位。16、4（三）、名词解释填空（236）17OH-引起的衰减。18短脉冲。22复原。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（53）20、阈值增益为其中是介质的损耗系数，分别是谐振腔反射镜的反射系数。当激光器的增益时，才能有激光放出。21、EDFAWDM输入到掺铒光纤中，在掺铒光纤中同向传输；反向泵浦：信号光和泵浦在掺铒光纤中反向传输；光纤中。22、PDH逐级复用造成上下路复杂而不灵活；TE转换比较复杂；建具有自愈能力的环形网等。PDHSDH级；有国际标准化的网络节点接口；具有一次完成同步复用的功能；具有强大的网络管理功能。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，共15分）23、 24、（1）受激辐射（2）高能带上的电子密度要大于低能带上的电子密度，正向电流，光子谐振腔，色性和方向性EC2（3）EC1高能带EC3hvhvEV1低能带EV2EV3 四、综合解答题（请按各题题意解答，要求写出必要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）解：阶跃光纤纤芯和包层的相对折射率差为光纤的数值孔径为 26、（本小题10分）解：（1）纤芯和包层的相对折射率差为则得到接收端最和最慢的模式之间的时延差（2）模式色散导致的均方根脉冲展宽实际上就等于最快和最慢的模式之间的时延差（3）光纤的带宽距离积五、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）解：由模传输条件 （3分）得 （2分） 由数值孔径的定义式有（2分） （1分）则模式数为，（1）13（1）20-20一、选择题（10220）1、A2、A3、A4、C5、A7、D7、D8、B9、D10、D（18）（一）、基本概念及基本理论填空（466）11、1.31μm，1.55μm12、中继放大器 13、色散14、同步传送块，155.520（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、10dBm该处必须注意单位Sr的单位是dBm（三）、名词解释填空（236）17处于低能级的粒子将不断地被激发到高能级上去,从而使高能级上的粒子数大于低能级上的粒子数,这种分布状态称为粒子数的反转分布。18NA纤能捕捉的射线的最大入射角。23、啁啾是指产生光脉冲时引入的附加线性调频，即光脉冲的载频随时间变化。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（5315）20合适的能级分布,可以产生合适波长的光辐射；源——泵浦源；腔。21、①材料的吸收损耗,包括紫外吸收、红外吸收和杂质散射损耗,主要有瑞利散射损耗、波导散射损耗和散射损耗。生一定曲率半径的弯曲,导致能量泄漏到包层造成损耗。22、在掺铒光纤中，铒离子,故有Δtch=0.1nsns•km×20nm×2km=4ns (4)有以上得Δtfib=(Δtmod)2+(Δtch)2=6.22+42=7.4 ns故系统实际上升时间Δtsys=(Δtfib)2+(Δteq)2=7.42+82=10.9ns中，光设备的上升时间Δteq为8ns是已知条件。21.9ns，故光纤的选择满足系统设计的要求。1300nmLD20 -20 年度教学质量综合评估测验试卷评卷答案：一、选择题（10小题，每小题2分，共20分）1、C 2、C 3A 4、C 5、A6、A 7、D 8、B9、D 10、D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、载波频率很高 12、声光13、光的波长要远小于光线尺寸14、光学谐振腔，阈条件15、系统噪声（二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分）16、1dB，注意单位！17、10（三）、名词解释填空（236）1810dB要参数。19PINAPDDE90时，在无入射光情况下器件内部的反向电流。20迟。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（5315）21、答：光波分复用技术的基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用）根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开（复用），并作进一步处理，恢复出原始信号送入不同终端。22EDFAEDFA芯中再加入铝离子；23ms（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，15分）24、 P超辐射发光二极管面发光二极管边发光二极管 OIP-I25、（1）宽受半导体光源的震荡频率限制和光源啁秋效应的存在。（2）（3）光比。四、综合解答题（请按各题题意解答，要求写出必要的解2102026、（10）解：（1）θc=arcsin（n2n1）=arcsin（1.461.48）=80.60。（2）αC=arcsin1-（n2n1）2=arcsin1-（1.461.48）2=9.4°。（3）NA=sinθ0=（n12-n22）12=（1.482-1.462）12=0.242(4)θ0=arcsinNA=140(5)NA时还有另外的计算公式为：NA=sinθ0=（n12-n22）12=（2n12）12×（n12-n22）12（2n12）12=n12∆ 则：=12（sinθ0n1）2=12（0.2421.48）2=0.013368。一般而言，相对折射率差大一些，光纤与光源之间的耦合效率就高一些，但是际光纤总有∆1。27、（本小题10分）（1） （2）响应度R定义为光生电流与输入光功率之比，即因为入射光功率对应单位时间内平均入射的光子数而入射光子以量子效率部分被吸收，并在外电路中产生光电流，则有响应度波长为1.3um时，(A/W)_ 波长为1.55um时，(A/W)PIN1.55um1.3um五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共112）28、（12）（1）我们先求出V，然后将它们与前述各种模式归VcV>Vc光纤中传输。因为V=2πλn1a2∆，所以有：V1=2πλ1n1a2∆=2π1.55×10-6×1.5×6×10-62×0.002=2.306V2=2πλ2n1a2∆=2π1.31×10-6×1.5×6×10-62×0.002=2.73V3=2πλ3n1a2∆=2π0.85×10-6×1.5×6×10-62×0.002=4.21当λ1=1.55μm时，0VcHE11<V1=2.306<2.045VcTE01，TM01，此时光纤中只能传输HE11导波模。当λ2=1.31μm时， 2.045VcTE01，TM01，HE21<V2=2.73<23.832VcHE31,EH11，此时光纤中只能TE01，TM01，HE21HE11当λ1=0.85μm时，3.832VcHE31，EH11，HE12<V3=4.21<5.136VcEH21EH11，HE12，TE01，TM01，HE21HE11HE31，EH11，HE12，TE01，TM01，HE21HE11。（2）从（1）中可以看出，波长越短，归一化频率越高，可传输的模式数量就越多，可传输的模式数量与归一化频率的近似关系表达式是N=12V2(3)PP=223Vλ1=1.55μmV1=2.306P=1000dBmPP=223V1×P=223×2.306×1000=408.85dBm 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，10小题，每小题2分，共20分）2、D 2、C3、A 4、C 5、B6、A 7、D 8、D9、D 10、D二、填空题（本题共三部分，每部分分，共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空分，共4小题6小空，共6分）11、响应度 12、动态范围13、同步数字系列（SDH），2.048Mb/s14、光电型光中器 15、单极性码（二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分）16、0.5m，注意单位！17、 （三）、名词解释填空（每小题2分，共3小题，6）18物理量。19、光波模式是指能够独立存在的电磁场的结构形式。20失效故障状态自动恢复传输所携的业务。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（53）21P-I性导致输出光信号出现失真。为了对这种失真进行补偿，在系统中加入预失真电路，它使调制信号预先产生一个与该失真特性相反的失真，从而补偿P-I曲线非线性的影响。22、码型选择应满足的主要条件为应避免出现长连“0”或长连“1”，中直流分量的起伏。23、它们表示相应模式的光纤截面上的分布规律，mn的最大值的个数。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，15分）24、 25、（1）掺铒光纤放大器（2）光隔离器（3）波分复用器（4）25mg/kg（5）98