光纤通信 期末考试试卷(含答案)
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2、光在光纤中传输是利用光的(折射)原理。
5、光纤通信系统中最常用的光检测器有:( PIN光电二极管)、(雪崩光电二极管)。
6、要使物质能对光进行放大,必须使物质中的( 受激辐射 )强于( 受激吸收 ),即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布,称为粒子数的反转分布。
7、在多模光纤中,纤芯的半径越( 大 ),可传输的导波模数量就越多。
9、(波导色散)是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。
11、PDH的缺陷之一:在复用信号的帧结构中,由于( 开销比特 )的数量很少,不能提供足够的运行、管理和维护功能,因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。
12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和(灵敏度)。
13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的(阈值条件)。
14、光纤的(色散)是引起光纤带宽变窄的主要原因,而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。
15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一,产生误码的主要
原因是传输系统的脉冲抖动和(噪声)。
二、选择题:(每小题2分,共20分。1-7:单选题,8-10:多选题)
4、CCITT于()年接受了SONET概念,并重新命名为SDH。
A、1985
B、1970
C、1988
D、1990
6、掺铒光纤放大器(EDFA)的工作波长为()nm波段。
A、1310
B、1550
C、1510
D、850
7、发光二极管发出的光是非相干光,它的基本原理是()。
A、受激吸收
B、自发辐射
C、受激辐射
D、自发吸收
9、要精确控制激光器的输出功率,应从两方面着手:一是控制( B );
二是控制( D )。
A、微型半导体制冷器
B、调制脉冲电流的幅度
C、热敏电阻
D、激光器的偏置电流
10、光纤传输特性主要有(AB )
A、色散
B、损耗
C、模场直径 D 、截止波长
三、简答题(1、2题各6分,3题8分,共20分。)
1、什么是光纤色散?光纤色散主要有几种类型?其对光纤通信系统有何影响?
由于光纤中传输的信号包含不同的频率成分或各种模式成分,在传输过程中,因群速度不同互相散开,引起传输信号波形失真、脉冲展宽的物理现象称为色散。(2分)
光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变,从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。(2分)从机理上说,光纤色散分为材料色散、波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起,后一种色散由于信号不是单一模式所引起。(2分)
2、什么是直接调制?什么是间接调制?各有何特点?
答:直接调制是用电信号直接调制光源器件的偏置电流,使光源发出的光功率随信号而变化。光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现,但调制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化的限制。光纤通信中光源多采用直接调制方式。(3分)
间接调制一般是基于电光、磁光、声光效应,让光源输出的连续光载波通过光调制器,电信号通过调制器实现对光载波的调制。间接调制方式需要调制器,结构复杂,但可获得优良的调制性能,特别适合高速率光通信系统。(3分)
3、画图分析说明掺铒光纤放大器主要由几部分构成?各部分的作用是什么?
答:
四、计算分析题(1、2题各15分,3、4题各5分,共40分)
1、某SI型光纤,光纤的芯径d=2a为100μm,折射率n1=1.458,包层的
折射率n2=1.450,在该光纤中传输的光波的波长λ=850nm。
(1)计算该光纤的V参数
(2)估算在该光纤内传输的模式数量
(3)计算该光纤的数值孔径
(4)计算该光纤单模工作的波长
,材料折射率n=3.0,2、有一GaAlAs半导体激光器,其谐振腔长为300m
两端的解理面的反射率为0.35。
(1)求因非全反射导致的等效损耗系数。
(2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。
(3)若此激光器的中心波长λ=1310nm,与此相应的纵模序数。
3、设140Mb/s的数字光纤通信系统,工作波长1300 nm,其他参数如下:发射光功率为-3dBm,接收机的灵敏度为-38 dBm (BER=10-9),系统余量为4 dB,连接器损耗为0.5 dB /个,平均接头损耗为0.05 dB/km,光纤损耗为0.4 dB/km,试计算损耗限制传输距离。
4、分光比为3:1的定向耦合器,假设从输入口0输入的功率为1mW,从输入口0到输入口1的插入损耗为1.5dB,求两个输出口的输出光功率。
参考答案及评分标准
一、填空题(每空1分,共20分)
1、高锟
2、折射
3、强;高
4、0.85μm、1.31μm、1.55μm
5、PIN光电二极管;雪崩光电二极管
6、受激辐射;受激吸收
7、大
8、加强元件(或加强芯)
9、波导色散
10、单模光纤
11、开销比特
12、灵敏度
13、阈值条件
14、色散
15、噪声
二、选择题:(每小题2分,共20分)
1、A
2、B
3、D
4、C
5、A
6、B
7、B
8、ABCD
9、BD
10、AB
三、简答题(1、2题各6分,3题8分,共20分。)
1. 答:
由于光纤中传输的信号包含不同的频率成分或各种模式成分,在传输过程中,因群速度不同互相散开,引起传输信号波形失真、脉冲展宽的物理现象称为色散。(2分)
光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变,从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。(2分)从机理上说,光纤色散分为材料色散、波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起,后一种色散由于信号不是单一模式所引起。(2分)
2、
答:直接调制是用电信号直接调制光源器件的偏置电流,使光源发出的光功率随信号而变化。光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现,但调制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化的限制。光纤通信中光源多采用直接调制方式。(3分)
间接调制一般是基于电光、磁光、声光效应,让光源输出的连续光载波通