通信工程光纤传输技术测试卷及答案

通信工程光纤传输技术测试卷及答案姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.光纤传输技术的基本原理包括：

a.光的全反射原理

b.光的折射原理

c.光的干涉原理

d.光的衍射原理

2.光纤通信系统中，传输速率的单位是：

a.Mbps

b.Gbps

c.Tbps

d.Pps

3.光纤通信系统中的调制方式有：

a.频分复用

b.波分复用

c.时分复用

d.以上都是

4.光纤的损耗主要分为哪几种：

a.吸收损耗

b.散射损耗

c.弯曲损耗

d.以上都是

5.光纤通信系统中的发射器的主要作用是：

a.发射光信号

b.接收光信号

c.放大光信号

d.产生光信号

6.光纤通信系统中的接收器的主要作用是：

a.发射光信号

b.接收光信号

c.放大光信号

d.产生光信号

7.光纤通信系统中的传输媒质是：

a.有线电波

b.无线电波

c.光纤

d.电磁波

8.光纤通信系统中的光纤特性参数包括：

a.传输损耗

b.色散

c.耐温性

d.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：a.光的全反射原理

解题思路：光纤传输技术利用光的全反射原理，使光信号在光纤中传播，避免信号泄露和外界干扰。

2.答案：b.Gbps

解题思路：光纤通信系统中，传输速率的单位通常是Gbps（千兆比特每秒），表示每秒传输的比特数。

3.答案：d.以上都是

解题思路：光纤通信系统中的调制方式包括频分复用、波分复用和时分复用，这三种方式都可以提高传输效率。

4.答案：d.以上都是

解题思路：光纤的损耗包括吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗，这些损耗都会影响光信号的传输质量。

5.答案：a.发射光信号

解题思路：光纤通信系统中的发射器主要作用是发射光信号，将电信号转换为光信号。

6.答案：b.接收光信号

解题思路：光纤通信系统中的接收器主要作用是接收光信号，将光信号转换为电信号。

7.答案：c.光纤

解题思路：光纤通信系统中的传输媒质是光纤，通过光纤传输光信号。

8.答案：d.以上都是

解题思路：光纤通信系统中的光纤特性参数包括传输损耗、色散和耐温性，这些参数都会影响光纤的传输功能。二、填空题1.光纤通信系统中的调制方式主要有________、________、________。

答案：强度调制、频率调制、相位调制

解题思路：根据光纤通信系统的工作原理，调制方式是将信息信号转换为适合在光纤中传输的信号形式，常见的调制方式包括强度调制（强度键控）、频率调制和相位调制。

2.光纤的损耗主要分为________损耗、________损耗、________损耗。

答案：吸收损耗、散射损耗、辐射损耗

解题思路：光纤的损耗是其功能的关键指标之一，分为吸收损耗、散射损耗和辐射损耗，这些损耗影响信号在光纤中的传输距离和信号质量。

3.光纤通信系统中的发射器主要有________、________、________。

答案：激光发射器、LED发射器、光栅发射器

解题思路：发射器是光纤通信系统中的关键部件，负责将电信号转换为光信号，常见的发射器包括激光发射器、LED发射器和光栅发射器。

4.光纤通信系统中的接收器主要有________、________、________。

答案：光电二极管接收器、雪崩光电二极管接收器、PIN光电二极管接收器

解题思路：接收器负责将光纤中传输的光信号转换为电信号，常见的接收器包括光电二极管接收器、雪崩光电二极管接收器和PIN光电二极管接收器。

5.光纤通信系统中的传输媒质是________。

答案：光纤

解题思路：光纤通信系统使用光纤作为传输媒质，这是因为光纤具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点，适合长距离大容量信息传输。

6.光纤通信系统中的光纤特性参数包括________、________、________。

答案：数值孔径、截止波长、传输损耗

解题思路：光纤的特性参数是评估其功能的重要指标，包括数值孔径（衡量光纤的接受角度）、截止波长（信号可以传输的最长波长）和传输损耗（信号在传输过程中的能量损失）。三、判断题1.光纤通信系统的传输速率与传输距离成正比。（×）

解题思路：光纤通信系统的传输速率主要取决于光源的调制频率、光纤的带宽以及光接收器的灵敏度等因素，与传输距离没有直接的正比关系。传输距离的增加，信号衰减和色散问题会变得显著，因此传输速率会受到影响，但并非成正比关系。

2.光纤通信系统的传输速率与光纤的损耗成正比。（×）

解题思路：光纤的损耗是指光信号在传输过程中因散射、吸收等原因而衰减的现象。传输速率与光纤的损耗成反比关系，即光纤损耗越大，传输速率越低。

3.光纤通信系统的传输速率与光纤的色散成正比。（×）

解题思路：光纤的色散是指不同频率的光信号在光纤中传播速度不同，导致信号在传输过程中产生时间延迟的现象。传输速率与光纤的色散成反比关系，即色散越大，传输速率越低。

4.光纤通信系统中的发射器主要作用是放大光信号。（×）

解题思路：光纤通信系统中的发射器主要作用是将电信号转换为光信号，而不是放大光信号。放大光信号的功能通常由光纤放大器等设备完成。

5.光纤通信系统中的接收器主要作用是产生光信号。（×）

解题思路：光纤通信系统中的接收器主要作用是将光信号转换为电信号，而不是产生光信号。产生光信号的功能通常由光源等设备完成。

6.光纤通信系统中的传输媒质是光纤。（√）

解题思路：光纤通信系统中的传输媒质确实是光纤，它作为信号传输的载体，具有低损耗、高带宽、抗干扰等优点。

7.光纤通信系统中的光纤特性参数包括传输损耗、色散、耐温性。（√）

解题思路：光纤通信系统中的光纤特性参数包括传输损耗、色散、耐温性等。这些参数对光纤通信系统的功能有重要影响，需要综合考虑。四、简答题1.简述光纤通信系统的基本原理。

光纤通信系统利用光波作为信息载体，通过光纤作为传输媒质，将信息从发送端传输到接收端。基本原理包括光的全反射、光的调制和光的解调。

2.简述光纤通信系统的调制方式。

光纤通信系统的调制方式主要有两种：强度调制（IM）和相位调制（PM）。强度调制是通过改变光信号的强度来传输信息，而相位调制则是通过改变光信号的相位来传输信息。

3.简述光纤通信系统的传输媒质。

光纤通信系统的传输媒质是光纤，它是一种由高纯度二氧化硅（SiO2）制成的细长纤维。光纤具有低损耗、高带宽、抗电磁干扰等优点。

4.简述光纤通信系统中的发射器和接收器的作用。

发射器的作用是将电信号转换为光信号，并将光信号通过光纤传输。接收器的作用是从接收到的光信号中提取出电信号，完成信号的解调。

5.简述光纤通信系统的光纤特性参数。

光纤通信系统的光纤特性参数包括：光纤的衰减系数、色散系数、非线性系数、带宽等。衰减系数表示光信号在传输过程中的能量损失，色散系数表示不同频率的光信号在传输过程中的速度差异，非线性系数表示光信号在强光条件下的非线性效应，带宽表示光纤能够传输的最高频率。

答案及解题思路：

1.答案：

光纤通信系统利用光的全反射原理，通过光纤传输光信号，实现信息的远距离传输。调制方式包括强度调制和相位调制，传输媒质是光纤，发射器将电信号转换为光信号，接收器将光信号解调为电信号。

解题思路：

回顾光纤通信系统的基本概念和原理，结合光的全反射、调制方式、传输媒质、发射器和接收器的作用进行阐述。

2.答案：

光纤通信系统的调制方式主要有强度调制和相位调制。强度调制通过改变光信号的强度来传输信息，相位调制通过改变光信号的相位来传输信息。

解题思路：

根据光纤通信系统的调制方式，分别解释强度调制和相位调制的工作原理。

3.答案：

光纤通信系统的传输媒质是光纤，它由高纯度二氧化硅制成，具有低损耗、高带宽、抗电磁干扰等优点。

解题思路：

描述光纤的组成和特性，强调其作为传输媒质的优势。

4.答案：

发射器的作用是将电信号转换为光信号，并通过光纤传输；接收器的作用是从接收到的光信号中提取出电信号，完成信号的解调。

解题思路：

解释发射器和接收器在光纤通信系统中的作用，强调其在信号转换和解调过程中的重要性。

5.答案：

光纤通信系统的光纤特性参数包括衰减系数、色散系数、非线性系数、带宽等，这些参数影响光纤的传输功能。

解题思路：

列举光纤通信系统的光纤特性参数，并简要说明每个参数对传输功能的影响。五、计算题1.计算一根长度为10km的单模光纤在20℃时的传输损耗。

已知参数：

单模光纤的传输损耗α（单位：dB/km）在20℃时约为0.2dB/km。

光纤长度L=10km。

计算公式：

传输损耗L_total=α×L

计算过程：

L_total=0.2dB/km×10km=2dB

2.计算一根长度为10km的多模光纤在20℃时的传输损耗。

已知参数：

多模光纤的传输损耗α（单位：dB/km）在20℃时约为1dB/km。

光纤长度L=10km。

计算公式：

传输损耗L_total=α×L

计算过程：

L_total=1dB/km×10km=10dB

3.计算一根长度为10km的单模光纤在20℃时的色散。

已知参数：

单模光纤的色散参数D（单位：ps/(nm·km)）在20℃时约为0.5ps/(nm·km)。

光纤长度L=10km。

光纤波长λ=1550nm。

计算公式：

色散D_total=D×L×λ

计算过程：

D_total=0.5ps/(nm·km)×10km×1550nm=7750ps

4.计算一根长度为10km的多模光纤在20℃时的色散。

已知参数：

多模光纤的色散参数D（单位：ps/(nm·km)）在20℃时约为5ps/(nm·km)。

光纤长度L=10km。

光纤波长λ=850nm。

计算公式：

色散D_total=D×L×λ

计算过程：

D_total=5ps/(nm·km)×10km×850nm=42500ps

5.计算一根长度为10km的单模光纤在20℃时的耐温性。

已知参数：

单模光纤的耐温性参数T（单位：℃）在20℃时约为40℃至60℃。

光纤长度L=10km。

计算过程：

耐温性范围：40℃至60℃

答案及解题思路：

1.答案：2dB

解题思路：使用单模光纤的传输损耗参数α乘以光纤长度L，得到总传输损耗。

2.答案：10dB

解题思路：使用多模光纤的传输损耗参数α乘以光纤长度L，得到总传输损耗。

3.答案：7750ps

解题思路：使用单模光纤的色散参数D乘以光纤长度L和光纤波长λ，得到总色散。

4.答案：42500ps

解题思路：使用多模光纤的色散参数D乘以光纤长度L和光纤波长λ，得到总色散。

5.答案：耐温性范围为40℃至60℃

解题思路：直接给出单模光纤的耐温性参数范围，无需计算。六、分析题1.分析光纤通信系统的传输损耗对系统功能的影响。

解题思路：

介绍传输损耗的定义和其在光纤通信系统中的作用。

分析传输损耗对信号强度、传输距离和系统容量等方面的影响。

讨论如何通过降低传输损耗来提高系统功能。

2.分析光纤通信系统的色散对系统功能的影响。

解题思路：

解释色散的概念及其在光纤通信系统中的表现。

分析色散对信号传输速度、信号质量和系统容量等方面的影响。

探讨如何通过色散补偿技术来减少色散对系统功能的影响。

3.分析光纤通信系统的耐温性对系统功能的影响。

解题思路：

阐述耐温性对光纤通信系统稳定性的重要性。

分析温度变化对光纤材料功能的影响，如折射率、损耗等。

讨论如何选择具有良好耐温性的光纤材料来保证系统功能。

4.分析光纤通信系统的发射器和接收器对系统功能的影响。

解题思路：

分析发射器和接收器在光纤通信系统中的作用。

讨论发射器和接收器的功能参数，如功率、带宽、灵敏度等对系统功能的影响。

探讨如何优化发射器和接收器的功能来提高整个系统的功能。

5.分析光纤通信系统的光纤特性参数对系统功能的影响。

解题思路：

介绍光纤特性参数，如损耗系数、截止波长、色散等。

分析这些参数对信号传输质量、传输距离和系统容量等方面的影响。

讨论如何根据系统需求选择合适的光纤特性参数来优化系统功能。

答案及解题思路：

1.答案：

光纤通信系统的传输损耗会传输距离的增加而增加，导致信号强度减弱，从而影响系统容量和传输质量。为了降低传输损耗，可以采用低损耗光纤、优化连接方式、使用光放大器等技术。

解题思路：

传输损耗是光纤通信系统中的一个关键因素，直接影响信号的传输质量和距离。通过分析传输损耗对系统功能的影响，可以提出相应的优化措施。

2.答案：

色散会导致不同频率的信号在光纤中传播速度不同，从而产生信号畸变，影响传输质量。为了降低色散对系统功能的影响，可以采用色散补偿技术，如色散补偿光纤、色散补偿模块等。

解题思路：

色散是光纤通信系统中一个重要的功能指标，分析其对系统功能的影响有助于理解如何通过技术手段来优化系统功能。

3.答案：

光纤通信系统的耐温性对系统的稳定性。温度变化会影响光纤材料的功能，如折射率、损耗等。选择具有良好耐温性的光纤材料可以保证系统在恶劣环境下的稳定运行。

解题思路：

耐温性是光纤通信系统在恶劣环境下稳定运行的关键因素，分析其对系统功能的影响有助于选择合适的光纤材料。

4.答案：

发射器和接收器的功能直接影响光纤通信系统的整体功能。优化发射器和接收器的功能参数，如功率、带宽、灵敏度等，可以提高系统的传输质量和容量。

解题思路：

发射器和接收器是光纤通信系统的关键组件，分析其对系统功能的影响有助于理解如何通过优化组件功能来提高整个系统的功能。

5.答案：

光纤特性参数，如损耗系数、截止波长、色散等，对信号传输质量、传输距离和系统容量等方面有重要影响。根据系统需求选择合适的光纤特性参数可以优化系统功能。

解题思路：

光纤特性参数是影响光纤通信系统功能的关键因素，分析其对系统功能的影响有助于理解如何根据需求选择合适的光纤材料。七、论述题1.论述光纤通信系统的传输速率与传输距离的关系。

在光纤通信系统中，传输速率和传输距离是两个关键的指标。一般来说，传输速率与传输距离成正比关系，即传输距离增加，需要提高传输速率以满足信息传输的需求。但是在实际的通信过程中，受限于光纤的损耗和色散特性，传输距离的延长可能会使得信号质量下降，从而导致传输速率降低。

2.论述光纤通信系统的传输速率与光纤的损耗的关系。

光纤通信系统的传输速率与光纤的损耗存在密切关系。光纤损耗越大，信号在传输过程中的衰减越严重，导致传输速率下降。因此，为了提高传输