光纤通信试卷A

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福建农林大学金山学院考试试卷(A)卷

2023——2023学年第1学期考试形式：闭卷

课程名称：光纤通信考试时间120分钟

电信专业2023年级班学号姓名题号得分一二三四五复核人签字总得分评卷人签字得分一、填空题（每空0.5分，共15分）

1,1996年7月，华裔物理学家高锟从理论上分析了玻璃纤维的原因，从而使光纤通信作为通信介质成为可能。被誉为“光纤之父〞，并于2023年获得诺贝尔物理学奖。

2，基本光纤传输系统的三个组成部分、和。3，光发射机的核心是，其作用是。4，光接收机的核心是，其作用是。5，光纤的传输特性有和。

6，光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85um、和。7，从模数的角度可以把光纤分为和两种类型。8，光发射机中常用的光源有：发光二极管LED、和。9，光与物质作用是有受激吸收、和。10，光纤通信中常用的码型有扰码、和插入码。

11，数字光纤通信系统先后有两种传输体制—准同步数字系列PDH和。12，SDH帧结构可分为三个部分，分别是段开销、信息载荷、。13，模拟光纤传输系统，目前主要应用于。

14，模拟光纤传输系统目前使用的主要调制方式有模拟基带直接光强调制、模拟间接光强调制和又称副载波复用SCM，评价其传输质量的特性参数主要是和信号失真，信号失真可用失真和组合三阶差拍CTB失真这两个参数表示。

15，EDFA掺铒放大器采用掺铒离子单模光纤为增益介质，在泵浦光的作用下产生，在信号光的诱导下，实现放大。

16，光弧子的形成是光纤的群速度和非线性效应相互平衡的结果。

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17，目前，已经投入使用的光纤通信系统，都是采用光强调制—直接检测方式，采

用方式检测，可以更充分利用光纤带宽，增加传输的距离，提高接收机的。得分二、单项选择题（每题2分，共20分）

1、若光纤纤芯和包层的折射率分别为n1=1.5，n2=1.45，则纤芯和包层的相对折射率差Δ和光纤的数值孔径NA分别约为（）

A、0.03780.4125B、0.03850.3841C、0.03330.3841D、0.03120.4125

2、半导体激光器LD和发光二极管LED的工作原理分别是（）和（）A、自发辐射光受激辐射光B、受激辐射光自发辐射光C、受激吸收光受激发射光D、受激辐射光受激吸收光

1.8

3、一段长12km的光纤线路，若接收端保持0.3uW的接收光功率，发送端保持0.3×10uW的发送光功率，则这段光纤线路的损耗为（）

A、1.6dB/kmB、1.5dB/kmC、1.8dB/kmD、1.2dB/km4、光纤的色散会引起脉冲（），光纤的损耗会引起脉冲（）。A、变窄、幅值衰减B、变宽、幅值衰减C、变宽、幅值升高D、变窄、幅值升高

5、一个半导体激光器LD每五个入射电子空穴对产生一个光子，一个PIN光电二极管，平均每四个入射光子产生一个电子空穴对，则该半导体激光器和PIN光电二极管的量子效率分别为（）

A、33%25%B、20%45%C、33%45%D、20%25%6、光接收机的前置级放大电路，应选择（）类型、

A、双极型晶体管B、场效应管C、跨组型D、单极型晶体管7、灵敏度是衡量光接收机性能的综合指标。若测得某数字光接收机的最小平均接收光功率为0.001mW，则其灵敏度为（）

A、—10dBmB、—20dBmC、—30dBmD、—40dBm8、（）放大器给光纤通信领域带来了革命。

A、半导体光B、掺铥（Tm）光纤C、掺镨（Pr）光纤D、掺铒（Er）光纤9、已知GsAs材料的Eg=0.96ev，则该材料的发射波长为（）A、0.876umB、0.867umC、1.333umD、1.292um10、单模光纤的传输条件是归一化频率V（）

A、≤2.405B、≤2.045C、≥2.405D、≥2.045

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得分三、简答题（第1、2题各4分，第3题7分，共15分）

1、简述光纤通信的优点

2、什么是粒子数目反转？

3、激光器（LD）产生张弛振荡和自脉冲现象的机理是什么？危害是什么？应如何消除这两种现象的产生？得分四、计算题（1、2题各5分，3题7分，4题8分，5题10分。共35分）

1、一阶跃折射率光纤的相对相对折射率差Δ=0.005，n1=1.5，当波长为1.55um时，要

实现单模传输，纤芯半径a应小于多少？

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2、已知光纤的纤芯直径2a=50um，Δ=0.01，n1=1.45，λ=1.31um，若光纤的折射率分别为阶跃型和g=2的渐变性，求它们的导模数量。

3、一光电二极管，当λ=1.3um时，响应度为0.6A/W，试计算它的量子效率。

4、一个APD工作在1.55um波段，且量子效率为0.3，增益为100，渡越时间为10ps。（1）计算该检测器的3dB带宽；

（2）假使接收到的光功率是0.1uW，计算输出光电流；

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5、有一段由阶跃折射率光纤构成的5km长的光纤线路，纤芯折射率n1=1.49，相对折射率差Δ=0.01.

(1)求接收端最快和最慢的模式之间的时延差；（2）求由模式色散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？得分五、设计题（此题15分）

数字光纤通信系统设计的主要任务是确定中继距离。现已知有一个565Mb/s的单模光纤传输系统，采用多纵模激光器（MLM-LD），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，接收机的灵敏度为-46dBm

（2）光纤线路上的线路码型是5B6B，光纤的色散系数为2ps/(km·nm)