光纤通信期末复习题

一、填空题（每空1分，把答案写在答题纸上，共60分）1、目前使用的石英光纤有单模光纤和多模光纤，单模光纤的传输特性比多模光纤好，价格比多模光纤便宜，因而得到更广泛的应用。2、基本光纤传输系统包括光发射机、光纤线路和光接收机，若配置适当的光器件，可以组成传输能力更强、功能更完善的光纤通信系统。例如，在光纤线路中插入光纤放大器组成光中继长途系统，配置波分复用器和解复用器，组成大容量波分复用系统，使用耦合器或光开关组成无源光网络，等等。（1016）3简称为电光或E/O转换制实现的。对光的调制可分为直接调制和间接调制或称外调制)两种方案。其中制方案是用电信号输出光随电信号调制速率频率特性所限制。(P9)4、mBnB码是把输入的二进制原始码流进行分组，每组有m个二进制码，记为mB，称为一个码字，然后把一个码字变换为n个二进制码，记为nB，并在同一个时隙内输出。这种码型是把mB变换为nB，所以称为mBnB码，其中m和n都是正整数，n>m，一般选取n=m+1。(P90)5、半导体激光二极管比发光二极管的输出功率大（光发散角）（201。61.521.450.46（2017）7、SDH网络的拓扑元件分为三种，即层网络、子网和链路。(2030)8（2039）9、单模光纤配合LD光源适合大容量长距离光纤传输系统，而小容量短距离系统用多模光纤配合LED光源更加合适。（1003）10、全光通信网是在现有的传送网上加入光层，在光上进行分插复用(OADM)和交叉连接(OXC)，目的是减轻电结点的压力。由于WDM称为波长选路网络（1008）结的PIN极管和雪崩光电二极管(APD)APD（1015）12、光波分复用技术是（1035）13、模／数转换目前普遍采用脉冲编码调制(PCM)方式，这种方式是通过对模拟信号进行抽64kb／s24路30PCM1.544Mb／s2.048Mb／s的一次群甚至高次群的数字系列,最后输入光发射机。(1038)14、单模光纤的损耗机理包括吸收损耗和散射损耗两部分。15、光纤损耗测量有两种基本方法：一种是测量通过光纤的传输光功率，称剪断法和插入法；另一种是测量光纤的后向散射光功率，称后向散射法。16、目前常用的光检测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)。17、基本光纤通信系统必须包括：发射机、接收机、光纤18、光纤的损耗在很大程度上决定了系统的传输距离。19、中继距离受光纤线路损耗和色散(带宽)的限制，明显随传输速率的增加而减小。20、与APD光电二极管相比，PIN光电二极管使用简单，但灵敏度较低。1、在光纤通信系统中，从电端机输出的是适合于电缆传输的（电信号）。光源不可能发射负光脉冲，因此必须进行（码型变换），有光脉冲表示１码，（无光脉冲”表示“0”码。（较小（较宽（较低因此，这种器件在（小容量短距离传输）系统中发挥了重要作用。33类WDM光栅分别是（布喇格光栅（。。（。4、散射损耗与主要由（瑞利）散射和由（光纤结构缺陷引起）散射产生的。１5（时分（空分）和（波分。6PDH34次群光纤通信系统最常用的线路码型是（5B6B）码。7、光电二极管(PD)把光信号转换为电信号的功能，是由半导体PN结的（光电效应）实现的。8、物质原子中，存在许多能级，最低能级E1称为基态，能量比基态大的能级EJ(J＝2，3，激吸收）,（受激辐射）和（自发辐射。9、光纤损耗测量中，在满注入或欠注入的条件下，被测短光纤的长度要（等于或大于）光纤耦合长度，才能获得稳态模式分布。1、LE和L工作原理的本质区别为前者是（自发辐射，后者是（受激辐射。1、电缆通信和微波通信的载波是（电波，光纤通信的载波是（光波波都是（电磁波，但是（频率）差别很大。12、SDH采用世界上统一的标准传输速率等级。最低的等级也就是最基本的模块称为（STM-1，传输速率为155.520Mb/s4个STM-1同步复接组成STM-，传输速率为（622.080Mb/s,16个STM-1组成STM-1，传输速率为1488.320Mb/s此类推。13、实用光纤主要有三种基本类型，突变型多模光纤一般纤芯直径。渐型多模光纤一般纤芯直径2α为（50um 。模光纤，纤芯直径只有（8-10um 。1（材料色散（波导色散（色度色散常简称为色散，它是时间延迟随（波长）变化产生的结果。15、数字光接收机最主要的性能指标是（色散）和（灵敏度。16、目前光纤通信常用的波长为（1310nm ）和（1550nm 。17、导引模的截止条件是（n2k ），此时介于传输模式和辐射模式的临界状态，这状态也称为模式截止。1光纤通信的长波长窗口波长（1310nm（1550nm 短波长窗口波长（850nm。。一、判断题（正确的打√，错误的打×。每题1分，共20分）×1、突变型多模光纤具有自聚焦效应.×2、G.653光纤是模式位移光纤.3、LD的张弛振荡和自脉动现象严重限制系统传输速率和通信质量。×4、光纤通信的发展方向是采用石英多模光纤。5、电缆，波导管和光纤的低损耗频率窗口各不相同。、石英光纤在1.3m和1.5m波长的传输损耗值完全一样。×7、模／数转换目前普遍采用脉冲编码调制(PCM)方式，这种方式是通过对模拟信号进行抽样、量化和编码而实现的。一路话音转换成传输速率为8kb／s的数字信号。8、外调制最常用的是电光调制器。×9、相对折射率差对光能量束缚在纤芯的能力和信息传输容量没有影响。×10、色散对光纤传输系统的带宽没有影响。×11、LD激光振荡对相位条件没要求。12、激光束的空间分布在近场和远场总是一样的。(不确定)13、APD和PIN-PD分别应用于要求不同的场合。14、光隔离器通常采用偏振器实现光隔离。15 mBnB码是把输入的二进制原始码流进行分组，每组有m个二进制码，记为称为一个码字然后把一个码字变换为n个二进制码记为并用n/m倍速率输出（ ×16 PCM调制方式把一路话音转换成传输速率为8kb/s的数字信号（ ）×17 对于多路模拟电视传输，可用摄像机把图像转换为6MHz的模拟基带信号后同时直输入光发射机（ ）18 直接调制半导体激光器比直接调制发光二极管线性更好（ ）×19 石英光纤低损耗窗口中心波长在、1060nm和1310nm附近（ ）２×20 光纤大容量数字传输目前都采用同步时分复技术复用又分为若干等级因先后有两种传输体制：TDM和WDM（ ）×1、对于给定的光纤，当波长为650nm时，是多模传输，当波长为1550nm时，也一定是多模传输？2、在电于和空穴扩散过程中，导带的电子可以跃迁到价带和空穴复合，产生自发辐射光。3、由于光纤和半导体激光器的技术进步，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑。×4、电缆通信、微波通信和光纤通信的载波都是电磁波，没有任何区别。、光纤通信系统的容许频带带宽6、信息在光纤中传输非常安全。7、光源是光发射机的核心。8、目前光纤通信中广泛使用的光检测器是 PIN光电二极管(PIN—PD)和雪崩光电二极管(APD)。×9、光纤的数值孔径NA与纤芯和包层的折射率无关。×10、光缆松套管内的光纤不受任何拉力或压力的作用。×11、FP-LD的谱线宽度与驱动电流无关。12、DFB激光器与F-P激光器相比谱线宽度更窄。13、波分复用器和解复用器可以采用同一种器件（不确定）14、我国PDH的基础速率为2.048Mb／s。15 对于数字电话传输，目前我国采用的脉冲编码调方式是通过对模拟信号进行样、量化和编码而实现的（ ）×16 PDH一次群速率为8×8×30kb/s（ ）×17光发射机把电信号转换为光信号的过简称为电光或E/O转换只能通过电信号对导体发光器件的调制来实现（ ）×18 设纤芯和包层的折射率分别为n1和Δ束缚在纤芯的能力越强，信息传输容量越大（ ）×19 目前，适合于光纤通信系统应用的光检测器是半导体光敏电阻（ ）×20 SDH采用世界上统一的标准传输速率等级。最低的等级也就是最基本的模块称为STM1，传输速率为(261+9)×9×8Kb/s（ ）二、简答题（每题5分，共80分）1、光纤通信发展的第一个重要里程碑是哪年？为什么？P22、电缆通信、微波通信和光纤通信的载波有何区别？P43、光纤通信系统的容许频带(带宽)取决于哪些因素？P54、为什么信息在光纤中传输非常安全？P75纤线路。光发射机由哪3部分组成？什么是光发射机的核心？P106、目前光纤通信中广泛使用的光检测器有哪两种类型？ APD;PIN7、均匀光纤芯与包层的折射率分别为：n1

1.50，n2

1.45，试计算：。光纤的数值孔径NA＝? P178、在工程应用中，为什么光缆松套管内的光纤要留有一定的余长?P369、图3.7是FP-LD的光谱特性，简述模式及谱线与电流的关系.３10、DFB激光器与F-P激光器相比。具有什么优点？P5711、波分复用器和解复用器的功能如何？P15012LEDRRC的作用。1 2 1R1限流，没有R1电压直接加到了三极管上引起Ib过大；R2限流；C1改善频率特性，使回路的时间常数变小13、光接收机的灵敏度是如何定义的？p8914、准同步数字系列PDH有哪两种基础速率？p10215、试画出SDH帧的一般结构。P10616、根据右图光纤放大器增益和吸收曲线，若要放大1.54~1.56m的泵浦光源较好？为什么？波长小于1.52UM即可1、光纤通信的发展可以粗略地分为哪三个阶段？（不做）2、电缆，波导管和光纤的低损耗频率窗口是什么频率范围？3、石英光纤在 1.3 和 1.5 波长的传输损耗值分别为什么范围?0.5~1dbm/km;0.20~0.5dbm/km4、模／数转换目前普遍采用脉冲编码调制(PCM)方式，这种方式是通过对模拟信号进行抽样、４量化和编码而实现的。一路话音转换成传输速率为多少的数字信号？如何计算？5、外调制是怎么工作的？画出原理框图。P106、相对折射率差对光能量束缚在纤芯的能力和信息传输容量的影响如何？折射率差越大，光能量束缚在纤芯的能力越强，信息传输容量越小7、色散对光纤传输系统的影响如何？p278、LD激光振荡的相位条件是什么？p519、激光束的空间分布用近场和远场来描述，试解释什么是近场和远场。P5410、APD和PIN-PD分别应用于什么场合？高速远距离光纤通信（APD）….、光隔离器中有一个空间分离偏振器SWP，这个SWP的作用是什么？p7212、什么是LD的“结发热效应”？p8313、在光纤数字通信系统中，选择码型时应考虑哪几个因素?p9314、试画出SDH传输网的典型拓扑结构。15、设系统平均发射功率Pt

3dBm，接收灵敏度Pr

42dBm，设备余量Me

3dB，连接器损耗c

0.3dB/对，光纤损耗系数f

0.35dB/km,光纤余量m

0.1dB/km，每km光纤平均接头损耗s

0.03dB/kmαs=0.03dB/km，求损耗限制中继距离。P11916、指出下图中各光纤放大器的作用。1、画出带中继的光纤通信系统组成方框图。2、设系统平均发射功率PT=-3dBm,接收灵敏度PR=-42dBm,设备余量＝3dB，连接器损耗＝0.3dB/对，光纤损耗系数0.35DB/KM,光纤余量＝0.1dB/km,每千米光纤接头损耗为0.03dB/km,求中继距离.3、什么是PIN的量子效率，如何提高其量子效率？p624、数字光接收机的主要作用是什么？主要由哪几部分组成？p855、影响光纤损耗的因素是什么？6、SDH帧大体可分为哪三个部分？并画出SDH帧的一般结构图。7、试说明APD和PIN在性能上的主要区别。（1028）(不做、相干检测的解调方式有两种：同步解调和异步解调。用零差检测时，光信号直接被解调为基带信号．要求本振光的频率和信号光的频率完全相同，本振光的相位要锁定在信号光的相位上，因而要采用同步解调。同步解调虽然在概念上很简单，但是技术上却很复杂。也可以采用异步解调。同步解调要求恢复中频IF

(微波频率)，因而要求一种电锁相环路。异步解调简化了接收机设计，技术上容易实现。试画出同步解调和异步解调原理方框图。9、举例说明光滤波器的三种应用，画出原理图。P154５1、数字光接收机的主要作用是什么？主要由哪几部分组成？2、为什么说光纤传输系统具有信息安全性。3、简述数字光纤通信系统在技术上设计的主要问题？并说明解决这一问题的3种解决方法？p1164、图2.24是后向散射功率曲线的示例，说出图中a-e的意义。5、什么是半导体激光器的“结发热效应”?p9、LD3.18所示.６8、设激光器的高能级和低能级的能量各为E2E1fN2N1。试计算：p491)当f＝3000MHz，T＝300K时，N2／N1＝?2)λ＝1m，T＝300K时，N2／N1＝？3)λ＝1mN2／N1＝0.1T＝?()9简述光纤的三类主要特性