2023年《光纤通信》试题及详解

《光纤通信》试卷…第《光纤通信》试卷…第1页〔3页〕2023-2023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。 试卷总分值：100分。3〔含计算器。纸一并上交。总分一二三四五六七八九十1002018302012试题如下：一、 选项是符合题意要求的，共10小题，每题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 差2、随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会渐渐削减 B.保持不变 C.渐渐增大 渐渐增大,后渐渐削减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TM C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模 波、导波和TM波242nn

V2 V2A. 1 2n1

n1

D.2 45、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为均衡器 B.判决器和时钟恢复电路 C.放大器 D.光电检测器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 继器使用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 减器8、关于PIN和APD的偏置电压表述，正确的选项是均为正向偏置B.C.前者正偏,后者反偏D.前者反偏,后者正偏9、以下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.DWDM C.OTDM D.OFDM、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的缘由是A.光源不能产生负信号光 B.将消灭长连“1”或长连“0”C.编码器太简单 冗余度太大二、 填空题〔此题共三局部，每局部6分，共18分〕〔一、根本概念及根本理论填空〔1466分〕11、以色散为基，对于单模光纤来说，主要是材料色散和 于多模光纤来说， 占主要地位。12渐变型光纤中,不同的射线具有一样轴向速度的现象称为 现象。、EDFA中的关键器件是 和 。14、SDH的帧构造除行、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。〔二、根本运算力量填空〔326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 。PIN3dB带宽为。〔三、名词解释填空〔236分〕17、光纤色散：。18、插入码：。19、啁啾：三、 简答画图题〔此题共两局部，每局部15分，共30分〕。〔一、按要求简答各题〔5315分〕、简述半导体激光器由哪三个局部构成？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？WDM+EDFA方式。〔二、按题要求画图或据图答复以下问题〔215分〕SDH〔7分〕24〔8分〕R=0.3R=0∆R=0.3R=0∆1∆2G GOw0wOw0w图〔a〕图〔b〕SOA表示 波放大器TWA两大类。〔a〕中 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 。〔b1GHz，同样∆2是放大器的带宽。SOA的增益依靠于输入信号的偏振状态的缘由是 所致。一般削减〔〕SOA来补偿增益差。四、 综合解答〔请按各题题意解答要求写出必要的解题思想与具体公式，此题共2小题，每题10分，共20分〕〔10分〕11310nm，试计算：为了保证单模传输，其芯径应取多大？假设取芯径a5m，求其数值孔径及其模式数。〔10分〕假设一个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0.4dB/km0.1dB/km，光源的入纤功率为-2.5dbm收灵巧敏度为-37dbm，线路码型5B6B，传输速率为677990kbit/s,光源承受1db,1db，光纤充裕度为0.1db/km,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程，此题共1题，共12分〕〔12分〕某光纤参数如下：a=4.0m,∆=0.003,纤芯折射率为n1=1.48。试问：此光纤能否传输波长λ=1.31m的TE01和TM01模？说明理由。如要使TE01和TM01模能够传输，光波长应做怎样的调整？评卷答案：一、选择题〔每题仅有一个选项是符合题意要求的，共10小题，每题220分〕1、C2、C3、C4、C5、B6、 D7、C8、B9、C10、A二、填空题〔此题共三局部，每局部6分，共18分〕〔一、根本概念及根本理论填空〔1466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、治理单元指针〔二、根本运算力量填空〔326分〕15、9.4°16、fc

0.42d

0.42101012

4.2104MHz42GHz〔三、名词解释填空〔236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。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。三、简答画图题〔1530分〕〔一、按要求简答各题〔5315分〕20,也就是处于粒子数反转分布状态的工作物质,它是产生激光的必要条件；,使粒子数从低能级跃迁,使得在这种状况下受激辐射大于受激吸取,从而有光的放大作用。这时的工作物质已被激活,成为激活物质或增益物质；,只有把激活物置于光学谐振腔中,以供给必要的反响及对光的频率和方向进展选择,才能获得连续的光放大和激光振荡输出。21、响应度和量子效率都是描述这种器件光电转换力量的物理量。响应度R0定义为:R0=IP·A/W·P0式中：IPP0：光电检测器的平均输入功率。nn〔光生电子空穴对数/R0=en/h这即是说，光电二极管的响应度和量子效率与入射光波频率有关。WDM技术的缘由是和它的优点分不开的，它有如下优点：充分利用了光纤的巨大带宽资源；同时传输多种不同类型的信号；实现单根光纤双向传输；多种应用形式；节约线路投资；降低器件的超高速要求。承受EDFA技术的缘由是和它的优点分不开的，它有如下优点：中继器的价格下降了；备就很简洁升级到高的速率；供给了系统扩容的途径，无需增加光纤和工作的速率，只需通过增加波长就可提高系统的容量；最关键的是系统的本钱下降了。〔二、按题要求画图或据图答复以下问题〔215分〕23、24〔1〕半导体放大器-珀罗，行波，高斯，反射面的反射系数-珀罗，10，行波有源区的矩形性质和晶体构造正方形，串联或并联四、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，21020分〕2a2an2n212得a由数值孔径的定义式有n2n2n212

2.405 〔3分〕2an122.40522an122.4052n1 22n 0.21 〔2212an2n22an2n2122an12则模式数为m

V22 12.65， 〔1分〕所以光纤中存在13个模式。 〔1分〕解：衰减的影响La=(PT-PR-2Ac-Pp-Me)/(Af+As+Mc)=(-2.5+37-2-1-5.5)/(0.4+0.1+0.1)=43.3(km)色散的影响LD=(ε×106)/(B×Δλ×D)=(0.115×106)/(677.99×2×2.5)=33.9km由上述计算可以看出,33.9km,33.9km的线段,可采取加接转站的方法解决。五、分析题〔112分〕〔12分〕1〕由方程V=k01a√可得：V=2πn1a√2∆= 2π ×1.48×4.0×10−6√2×0.003=2.2，λ 1.31×10−6而T