《光纤通信原理》习题集含答案(大学期末复习资料)
光纤通信期末试题及答案
光纤通信期末试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是光纤通信的优点？A. 带宽大B. 传输距离长C. 抗干扰能力弱D. 体积小答案：C2. 光纤通信系统主要包括哪些组成部分？A. 发光器、光纤、接收器B. 发射机、中继机、收发器C. 发送端、传输介质、接收端D. 中继器、光纤放大器、光开关答案：A3. 光纤通信中，衰耗是指光信号在光纤中逐渐减弱的现象。
下列哪个不是光纤衰耗的类型？A. 吸收衰耗B. 反射衰耗C. 散射衰耗D. 倍增衰耗答案：D4. 光纤通信中使用的主要光源有哪些？A. 红外激光器、氦氖激光器B. LED、半导体激光器C. 氦氖激光器、LEDD. 钬铝激光器、碘钨灯答案：B5. 光纤光谱宽度对光纤通信有何影响？A. 光纤传输距离增加B. 光纤衰耗增加C. 光纤通信速率下降D. 光纤通信质量提高答案：D二、填空题1. 光纤通信的传输介质是_________。
答案：光纤2. 光纤通信的主要优点之一是其_________。
答案：带宽大3. 光纤通信中，光纤信号经过_________转换为电信号。
答案：接收器4. 光纤通信中，信号传输时受到的减弱现象称为_________。
答案：衰耗5. 光纤通信中使用的光源有_________和_________。
答案：LED和半导体激光器三、简答题1. 请简述光纤通信的工作原理。
答案：光纤通信是利用光的全反射原理，通过光纤传输光信号的一种通信方式。
发光器会将电信号转换为光信号，通过光纤传输到接收器。
光纤的光在一定角度范围内从光纤内壁全反射，使光信号能够在光纤中一直传输。
接收器将接收到的光信号转换为电信号，实现光纤通信。
2. 光纤通信相比于其他通信方式有何优点？答案：光纤通信相比于其他通信方式具有以下优点：- 带宽大：光纤通信传输带宽能力远大于传统的铜缆通信，可以支持高速宽带传输。
- 传输距离长：光纤传输损耗较低，信号可以在光纤中传输较长距离而不损失质量。
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一、填空：1、1966年，在英国标准电信实验室工作的华裔科学家 ____ 首先提出用石英玻璃纤维作为光纤通信的媒质，为现代光纤通信奠定了理论基础。
2、光纤传输是以____ 作为信号载体，以_____ 作为传输媒质的传输方式。
3、光纤通常由____ 、____ 和______ 三部分组成的。
4、据光纤横截面上折射率分布的不同将光纤分类为______ 和____ 。
5、光纤色散主要包括材料色散、_____ 、____ 和偏振模色散。
&光纤通信的最低损耗波长是，零色散波长是 ____ 。
7、数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为____ 。
8、阶跃光纤的相对折射率差公式为 _____9、光纤通信中常用的低损耗窗口为_____ 、1310nm ____ 。
10、V是光纤中的重要结构参量，称为归一化频率，其定义式为 _____ 。
11、___ 模式是任何光纤中都能存在、永不截止的模式，称为基模或主模。
12、阶跃折射率光纤单模传输条件为：____ 。
13、电子在两能级之间跃迁主要有3个过程，分别为 _____ 、_____ 和受激吸收。
14、______________________________ 光纤通信中最常用的光源为和。
15、_________________ 光调制可分为和两大类。
16、光纤通信中最常用的光电检测器是____ 和_____ 。
17、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和____ 。
18、STM-1是SDH中的基本同步传输模块，其标准速率为： ____ 。
19、单信道光纤通信系统功率预算和色散预算的设计方法有两种：统计设计法和 ____ 。
20、光纤通信是以___ 为载频，以_____ 为传输介质的通信方式。
21、光纤单模传输时，其归一化频率应小于等于_____ 。
22、数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为：_____ 。
23、所谓模式是指能在光纤中独立存在的一种____ 分布形式。
光纤通信原理参考答案
光纤通信原理参考答案第一章习题1-1 什么是光纤通信?光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
1-2 光纤通信工作在什么区，其波长和频率是什么?目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO 2的光纤。
它是工作在近红外区，波长为～μm ，对应的频率为167～375THz 。
1-3 BL 积中B 和L 分别是什么含义?系统的通信容量用BL 积表示，其含义是比特率—距离积表示，B 为比特率，L 为中继间距。
1-4 光纤通信的主要优点是什么?光纤通信之所以受到人们的极大重视，是因为和其他通信手段相比，具有无以伦比的优越性。
主要有：(1) 通信容量大(2) 中继距离远(3) 抗电磁干扰能力强，无串话(4) 光纤细，光缆轻(5) 资源丰富，节约有色金属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。
因而经济效益非常显着。
1-5 试画出光纤通信系统组成的方框图。
一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
1-5 试叙述光纤通信的现状和发展趋势。
略第二章习题2-1 有一频率为Hz 13103 的脉冲强激光束，它携带总能量W=100J ，持续 时间是τ=10ns(1ns=10-9s)。
此激光束的圆形截面半径为r=1cm 。
求：(1) 激光波长；(2) 平均能流密度；(3) 平均能量密度；(4) 辐射强度；（1）m c513810103103-=⨯⨯==νλ （2）213229/1018.3)10(1010100ms J S W S ⨯=⨯⨯⨯=∆=--πτ （3）s m J c S w 25813/1006.11031018.3⨯=⨯⨯== （4）213/1018.3ms J S I ⨯==2-2 以单色光照射到相距为0.2mm 的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m 。
（1） 从第一级明纹到同侧旁第四级明纹间的距离为7.5mm ，求单色光的波长；（2） 若入射光的波长为6×10-7m ，求相邻两明纹间的距离。
光纤通信期末考试题及答案
光纤通信期末考试题及答案一、填空题（每空1分，共30分）（1）写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n 之间的关系：v=c/n 。
（2）光由折射率为n的光密媒质向折射率为n的光疏媒质传播时(n> n)，全2121反射临界角的正弦为sinθ= n2/n1 。
IC（3）光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是μm、和。
（4）在光纤通信中，中继距离受光纤损耗和色散的制约。
（5）色散的常用单位是ps/(km*nm) ，光纤的中文名称是标准单模光纤，它的0色散点在微米附近。
（6）光子的能量与其频率的关系为:E = hf 。
原子中电子因受P激辐射发生光跃迁时，这时感应光子与发射光子是一模一样的，是指发射光子和感应光子不仅__频率______ _相同、相位相同，而且偏振和传输方向都相同。
（7）光缆，是以一根或多根光纤或光纤束制成符合光学、机械和环境特性的结构，它由缆芯、护层和加强芯组成。
（8）光衰减器按其衰减量的变化方式不同分_____固定___ 衰减器和_可变_____ _衰减器两种。
（9）光纤通信的光中继器主要是补偿衰减的光信号和对畸变失真信号进行整形等，它的类型主要有光电型和全光型。
（10）光电检测器的噪声主要包括暗电流、量子、热噪声和放大器噪声等。
（11）光与物质作用时有受激吸收、自发辐射和受激辐射三个物理过程。
（12）WDM中通常在业务信息传输带外选用一特定波长作为监控波长，优先选用的波长为。
（13）SDH中，当具有一定频差的输入信息装入C－4时要经过码速调整，利用其中的调整控制比特来控制相应的调整机会比特是作为信息比特，还是填充比特。
（14）半导体激光器工作时温度会升高，这时会导致阈值电流升高，输出光功率会减小。
（15）WDM系统可以分为集成式系统和开放式系统两大类，其中开放式系统要求终端具有标准的光波长和满足长距离传输的光源。
（16）对于SDH的复用映射单元中的容器，我国采用了三种分别是：c-12 、C3和c-4 。
光纤通信原理题库答案
一 填空题1光波属于电磁波范畴,包括可见光、红外线和紫外线. 2.目前实用通信光纤的基础材料是 二氧化硅 . 3.目前光纤通信采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波的光纤数字通信系统. 4.光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤。
5.光接收机的主要作用是将光纤送过来的光信号转换成电信号。
6.目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即0.8～1.8μm 波长区，对应频率为167~375THz7.目前光纤通信的三个实用窗口为0.85μm 、1.31μm 及1.55μm 。
8.在传播方向上既无电场分量也无磁场分量，称为横电磁波。
9.在传播方向上有磁场分量但无电场分量，称为横电波。
10.在传播方向上有电场分量但无磁场分量，称为横磁波。
11. 光纤损耗的单位是dB/km 。
12. 单位长度光纤传输带宽的单位是MHz .km 。
13. 光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN ）和雪崩光电二极管（APD ）。
14.光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体激光器（LD ）或半导体发光二极管（LED ）。
15.光纤纤芯的折射率n 1大于包层折射率n 2。
16.按照光纤横截面折射率分布不同来划分，光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。
17.按照纤芯中传输模式的多少来划分，光纤可分为单模光纤和多模光纤。
18. 单模光纤的纤芯直径约为4～10μm 。
19. 多模光纤的纤芯直径约为50μm 。
20.光缆的结构可分为缆芯、加强元件和护层三大部分。
21.影响光纤最大传输距离的主要因素是光纤的损耗和色散。
22.光纤损耗包括：光纤本身的损耗，光纤与光源的耦合损耗，光纤之间的连接损耗等。
23.色散的大小用时延差来表示。
24.色散的程度用时延差来表示，时延差越大，色散就会越严重。
25.时延差的单位是ps/km.nm 。
26.单模光纤中的色散不存在模式色散，只有材料色散和波导色散。
光纤通信原理习题库及答案
光纤通信原理习题库及答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、下列属于有源光器件的是( )。
A、光连接器B、光隔离器C、半导体激光器D、耦合器正确答案：C2、( )的主要功能有补偿衰减的光信号，对畸变失真的信号波形进行整形，以延长通信距离。
A、光电检测器B、光中继器C、电光中继器D、全光中继器正确答案：B3、光纤是利用光的以下哪种现象传送光信号的?（）A、辐射B、散射C、折射D、全反射正确答案：D4、目前使用的光纤一般是（）光纤。
A、阶跃型单模光纤B、渐变型单模光纤C、阶跃型多模光纤D、渐变型多模光纤正确答案：A5、SDH的复用采用（）。
A、按比特间插B、同步复用、按字节间插C、异步复用、D、按字节间插正确答案：B6、光纤通信中光需要从光纤的主传输信道中取出一部分作为测试用时，需用（）。
A、光纤连接器B、光功率衰减器C、光功率隔离器D、光耦合器正确答案：D7、渐变型多模光纤一般纤芯直径为（）μm，A、300μmB、600μmC、200μmD、50μm正确答案：D8、加强元件一般采用圆形钢丝、扇形( )丝、钢绞线或钢管等。
A、玻璃B、钢C、木头D、塑料正确答案：B9、光纤通信指的是（）。
A、以水作载波、以电缆为传输媒介的通信方式B、以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式C、以电作载波、以光纤为传输媒介的通信方式D、以空气作载波、以导线为传输媒介的通信方式正确答案：B10、光纤通信是以以下哪一选项为载体（）。
A、微波B、卫星C、电信号D、光波正确答案：D11、光发射机中实现电/光转换的关键器件是（）。
A、光放大器B、调制电路C、光源D、光检测器正确答案：C12、下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是（）。
A、两者通道连接变动时间相同B、两者改变连接都由网管系统配置C、两者都能提供动态的通道连接D、两者输入输出都是单个用户话路正确答案：C13、下列属于（）的是半导体激光器。
A、光定向耦合器B、光纤功率连接器C、光衰减隔离器D、有源光器件正确答案：D14、光合波器是（）。
光纤通信期末复习题答案
光纤通信期末复习题答案
一、选择题
1. 光纤通信中，光纤的类型主要有哪几种？
A. 单模光纤
B. 多模光纤
C. 塑料光纤
D. 所有以上
答案：D
2. 下列哪个不是光纤通信的优点？
A. 传输距离远
B. 抗干扰性强
C. 传输速率低
D. 带宽大
答案：C
二、填空题
1. 光纤通信的基本原理是利用_________传输光信号。
答案：光纤
2. 光纤通信系统中，_________是将电信号转换为光信号的设备。
答案：光发射机
三、简答题
1. 简述光纤通信的基本原理。
答案：光纤通信的基本原理是利用光纤作为传输媒介，将电信号转换为光信号，通过光纤传输到接收端，再由光接收机将光信号转换回电信号。
2. 光纤通信有哪些主要的应用领域？
答案：光纤通信广泛应用于长距离通信、局域网、广域网、有线电视、军事通信、海底通信等领域。
四、计算题
1. 假设光纤的损耗为0.2dB/km，计算在100km距离上的损耗。
答案：损耗 = 0.2dB/km * 100km = 20dB
五、论述题
1. 论述光纤通信与传统电缆通信相比的优势。
答案：光纤通信相比于传统电缆通信，具有传输距离远、带宽大、抗干扰性强、体积小、重量轻、保密性好等优点。
光纤通信的高带宽特性使得它可以支持更多的数据传输，而低损耗特性则允许信号在更长的距离上传输而不需要中继放大。
以上是光纤通信期末复习题的答案，希望能够帮助同学们更好地复习和掌握光纤通信的相关知识。
在准备考试时，还需要注意理解每个概念的内涵和应用，以及它们之间的联系。
祝同学们考试顺利！。
光纤通信复习题1
光纤通信复习题1光纤通信试题光纤通信原理试题一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其字母标号填在题干的括号内。
每小题1分，共10分）l.薄膜玻导中导波的截止条件为（)。
A.λ0≥λcB.λ0<λcC.λ0≥0D.λ0≤1.55μm2.薄膜波导中导波的基模是（)。
A.TEOB.TM0C.TE1D.TM 13.目前，通信用光纤的纤芯和包层绝人多数是由（）材料构成的。
A.多成分玻璃B.石英C.石英和塑料D.塑料4.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（）。
A.LP00B.LPllC.LP01D.LP125.STM－4一帧的字节数是（）。
A.9×270B.9×270×4C.9×261D.9×261×46.EDFA泵油光源的典别工作波长是（）。
A.0.85μmB.0.98μmC.1.31μmD.1.55μm7.掺饵光纤放火器的j作波K所处的范围是（）。
A.0.85μm～0.87μmB.1.31μm～1.35μmC.1.53μm～1.56μmD.1.45μm～1.55μm8.对于2048kb/s码速率的数字信号，IUI的科前值对应的时间为（）。
A.488nsB.488μsC.2048nsD.2048μs9.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（)。
A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增人D.先逐渐增大，后逐渐减少10.为了得到较人的信噪比，对光接收机中前置放火器的要求是（）。
A.低噪声B.低噪声、低增益C.高增布D.低噪声、高增益二、填空题（每小题1分，共20分）l.根据传输方向上有无电场分车以批场分量，可将光（电磁波）传播形式分成三类二一为TEM波，二为TE波，三起、波。
2.光纤通信的主要优点有：a.传输频带宽，通信容量人;b.；c.抗电磁干扰能力强；d.钱往细，重量轻；E.资源丰富。
3.利用光波作为载波和光纤计为传输仅质的通信方式称为。
光纤通信复习题及答案
光纤通信复习题及答案一、选择题1. 光纤通信中使用的光导纤维是由什么材料制成的？A. 塑料B. 玻璃C. 金属D. 陶瓷答案：B2. 光纤通信中，光信号的传输方式主要是什么？A. 反射B. 折射C. 散射D. 透射答案：A3. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪一项？A. 强度调制B. 频率调制C. 相位调制D. 极化调制答案：D4. 在光纤通信中，信号衰减的主要原因是什么？A. 光的散射B. 光的吸收C. 光的反射D. 光的折射答案：B5. 光纤通信中，光纤的类型不包括以下哪一项？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 同轴光纤D. 有源光纤答案：C二、填空题6. 光纤通信的基本原理是利用_________作为传输介质，通过_________来实现信息的传输。
答案：光导纤维；光信号7. 光纤通信具有_________、_________、_________等优点。
答案：传输距离远；传输带宽大；抗干扰能力强8. 光纤通信中，光信号的传输速度可以达到_________。
答案：光速9. 光纤通信中，信号的衰减与_________、_________、_________等因素有关。
答案：光纤材料；光纤长度；光的波长10. 光纤通信中，光纤的损耗主要由_________损耗和_________损耗组成。
答案：材料；弯曲三、简答题11. 简述光纤通信系统的组成。
答案：光纤通信系统主要由光发射机、光纤、光接收机和光放大器等部分组成。
12. 光纤通信中，单模光纤与多模光纤有何区别？答案：单模光纤只允许单一模式的光波在其中传播，具有较高的传输速率和较长的传输距离；而多模光纤允许多个模式的光波传播，传输速率较低，传输距离较短。
13. 光纤通信中，光信号的衰减对通信质量有何影响？答案：光信号的衰减会导致信号强度降低，从而影响通信质量，使得信号传输距离受限，严重时还可能导致通信中断。
四、论述题14. 论述光纤通信在现代通信中的重要性。
光纤原理试题及答案
光纤原理试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 光纤通信中，光信号传输的介质是什么？A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波答案：B2. 下列哪一项不是光纤通信的优点？A. 抗电磁干扰能力强B. 传输距离远C. 传输速率低D. 保密性好答案：C3. 光纤通信中，信号的传输方式是：A. 电信号B. 光信号C. 声信号D. 热信号答案：B4. 光纤通信中，光纤的折射率分布情况可以分为几种类型？A. 1种B. 2种C. 3种答案：B5. 下列哪一项不是光纤的损耗因素？A. 材料吸收B. 弯曲损耗C. 色散D. 放大器答案：D二、多选题（每题3分，共15分）1. 光纤通信系统中，下列哪些设备是必需的？A. 光纤B. 光端机C. 放大器D. 光纤连接器E. 光纤交换机答案：A, B, D2. 光纤通信中，下列哪些因素会影响光纤的传输性能？A. 光纤的折射率B. 光纤的直径C. 光纤的弯曲程度D. 光纤的材质E. 光纤的长度答案：A, B, C, D3. 下列哪些是光纤通信中常用的光源？A. LEDB. 激光器D. 光纤放大器E. 光纤连接器答案：A, B4. 光纤通信中，下列哪些技术可以用于提高传输速率？A. 波分复用B. 时分复用C. 频分复用D. 码分复用E. 光纤放大器答案：A, B, C, D5. 下列哪些是光纤通信中常用的光检测器？A. 光电二极管B. 光电晶体管C. 光纤放大器D. 光电倍增管E. 光纤连接器答案：A, B, D三、判断题（每题2分，共10分）1. 光纤通信是一种有线通信方式。
（对）2. 光纤通信的传输介质是铜线。
（错）3. 光纤通信具有抗电磁干扰能力强的特点。
（对）4. 光纤通信的传输速率比有线通信慢。
（错）5. 光纤通信中，单模光纤比多模光纤的传输距离更远。
（对）四、简答题（每题5分，共10分）1. 请简述光纤通信的基本原理。
答案：光纤通信的基本原理是利用光波在光纤中传播的特性，通过光纤作为传输介质，将电信号转换成光信号进行传输。
光纤通信原理习题库与参考答案
光纤通信原理习题库与参考答案一、单选题（共10题，每题1分，共10分）1、光缆形式分类代号GY表示（）。
A、室内光缆B、通信用室外光缆C、海底光缆D、特殊光缆正确答案：B2、光电型中继器主要由（ )和光发送部分组成。
A、区间通信接口B、再放大（re-amplifying）C、再定时（re-timing）D、光接收部分正确答案：D3、（）为客户提供端到端的传送网络业务，即提供客户信号端到端的传送。
A、段层B、通路层C、伪线层D、通道层（TMC）正确答案：D4、SDH的复用采用（）。
A、按比特间插B、同步复用、按字节间插C、异步复用、D、按字节间插正确答案：B5、它有全世界统一的网络节点接口（NNI），从而简化了信号的互通以及信号的传输，交叉连接和交换过程。
它有一套标准化的信号结构等级，称为同步传输模块( )。
A、STM-16B、STM-1C、STM-4D、STM-N正确答案：D6、以下不是光有源器件的是（）。
A、开关B、光检测器C、光放大器D、光源正确答案：A7、光缆中的GY指（）。
A、室(局)内光缆B、通信用室(野)外光缆C、特殊光缆D、设备内光缆正确答案：B8、SDH系统是（）。
A、准同步数字系列B、同步数字系列C、码分数字复用系统D、频分复用系统正确答案：B9、下列哪项是光纤的光学特性？( )A、偏心度B、带宽C、直径D、折射率分布正确答案：D10、基群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为（）。
A、2.048Mb/s，HDB3B、8.448Mb/sC、2.048Mb/sD、8448Mb/s正确答案：A二、多选题（共40题，每题1分，共40分）1、光纤的特性主要包括（）、（）、（）、（）。
A、几何特性B、物理特性C、化学特性D、传输特性正确答案：ABCD2、光纤通信系统是由以下哪几部分组成的?（）、（）、（）、（）A、光端机B、中继器C、光纤光缆线路D、电端机正确答案：ABCD3、掺铒光纤放大器主要由（）、（）、（）、（）及光滤波器等组成。
光纤通信复习卷及答案
光纤通信复习卷及答案1、光电二极管的主要功能是什么：将信号光功率转化成信号电流2、P-I-N代表什么意思？P型半导体和N型半导体之间夹有一层厚的本征型半导体。
3、与P-N光电二极管相比P-I-N的优点是什么？大大提高了光电转换效率，同时还提高了PIN管的响应速度。
4、与P-I-N光电二极管相比APD的优点是什么？内置放大，不引入外部电路相关噪声，偏压电路简单、价格低，超高速和较高灵敏度的接收器。
5、APD的缺点是什么？极大的温度倚赖性，存在倍增随机噪声，偏压电路复杂、价格高。
7、光波长解复用器的作用是什么?把在同一根光纤中传输的不同波长信道分别送到不同的光纤中传输。
（即：分解同一根光纤中传输的不同波长信道）9.写出几种无源器件，它们的用途？1.光纤连接器：连接光纤2.光衰减器：减少传输光功率3.光纤定向耦合器：实现光的分路、合路4.波分复用器：5.光隔离器：阻挡背向光，保护激光器、光纤放大器6.光环行器7.光滤波器：对光波进行筛选，允许特定波长范围光通过8.光开关：用光控制电路的通路或断路9.光调制器10.把你所知道的光纤通信元件分为两组：有源的和无源的。
11、比较发光二极管和半导体激光器的3dB光谱宽度：LED的3dB光谱宽度>FP-LD的3dB光谱宽度>DFB-LD的3dB光谱宽度12、比较适用场合：适合做高速长距离光纤通信系统光源是？LED、FP-LD和DFB-LD13、比较发光机理：发光二极管：自发辐射发光器件；半导体激光器：受激辐射发光器件14、比较LED和LD的输出NA大小。
LED>LD17、光纤通信指的是：（c）a以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；b以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；c以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；d 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。
18、光纤通信所使用的波段为：( a )✓ a 0.8um-2.0um ；b 0.01um-0.39um ；c 0.39um-0.79um ；d 100um-1000um 。
《光纤通信原理》习题集含答案(大学期末复习资料)
《光纤通信原理》习题及参考答案第1讲光纤通信概述1-1光纤通信是为传输媒质。
以为载波的通信方式。
光纤的工作波长为、和。
1-2光纤通信有哪些优点？第2讲光纤光缆的结构和分类2-1 光纤的主要材料是，结构从内到外依次是、、和。
其中是光纤导光部分。
2-2 光纤中的纤芯折射率必须包层折射率，单模光纤和多模光纤中中两者的相对折射率差一般分别为和。
2-3 单模光纤纤芯直径一般为，多模光纤纤芯直径为，光纤包层直径一般为。
2-4光缆结构包括、和。
常用光缆有、、、等结构。
第3讲光纤的导光原理2-5光纤的数值孔径NA＝sin i n 它的含义是什么？2-6某阶跃折射率光纤的纤芯折射率n1=1.50,相对折射率差Δ＝0.01,试求：1)光纤的包层折射率n2＝？2）该光纤数值孔径NA＝？2-7 阶跃光纤中相对折射率差Δ＝0.005, n1=1.50,当波长分别为0.85μm和1.31μm时，要实现单模传输，纤芯半径a应小于多少？2-8 在渐变多模光纤中，n1=1.50,Δ＝0.01,λ=0.85μm,a=60μm,试计算光纤能传输的模式数量N＝？第4讲光纤的损耗特性2-9 光纤主要的传输特性是和。
2-10 什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？2-11 当工作波长λ=1.31μm，某光纤的损耗为0.5dB/km,如果最初射入光纤的光功率是0.5mW，试问经过4km以后，以dB为单位的功率电平是多少？2-12 为什么光纤工作波长选择1.55μm、1.31μm、0.85μm三个窗口？第5讲光纤的色散特性2-13 什么叫光纤色散？试分析造成光脉冲展宽的原因？2-14 为什么光纤通信向长波长、单模传输方向发展？2-15 某激光二极管（LD）的谱线宽度Δλ1＝1.5nm,某发光二极管(LED)谱线宽度Δλ2＝40nm，某单模光纤在波长1.5μm时材料色散系数为20ps/km.nm,求经1 km光纤传播不同光源的光脉冲展宽值。
光纤通信原理题库答案 试题及答案 吉林大学机考 答案在最后
一 填空题1光波属于电磁波范畴,包括可见光、红外线和紫外线.2.目前实用通信光纤的基础材料是 二氧化硅 .3.目前光纤通信采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波的光纤数字通信系统.4.光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤。
5.光接收机的主要作用是将光纤送过来的光信号转换成电信号。
6.目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即0.8～1.8μm 波长区，对应频率为167~375THz7.目前光纤通信的三个实用窗口为0.85μm 、1.31μm 及1.55μm 。
8.在传播方向上既无电场分量也无磁场分量，称为横电磁波。
9.在传播方向上有磁场分量但无电场分量，称为横电波。
10.在传播方向上有电场分量但无磁场分量，称为横磁波。
11. 光纤损耗的单位是dB/km 。
12. 单位长度光纤传输带宽的单位是MHz .km 。
13. 光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN ）和雪崩光电二极管（APD ）。
14.光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体激光器（LD ）或半导体发光二极管（LED ）。
15.光纤纤芯的折射率n 1大于包层折射率n 2。
16.按照光纤横截面折射率分布不同来划分，光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。
17.按照纤芯中传输模式的多少来划分，光纤可分为单模光纤和多模光纤。
18. 单模光纤的纤芯直径约为4～10μm 。
19.多模光纤的纤芯直径约为50μm 。
20.光缆的结构可分为缆芯、加强元件和护层三大部分。
21.影响光纤最大传输距离的主要因素是光纤的损耗和色散。
22.光纤损耗包括：光纤本身的损耗，光纤与光源的耦合损耗，光纤之间的连接损耗等。
23.色散的大小用时延差来表示。
24.色散的程度用时延差来表示，时延差越大，色散就会越严重。
25.时延差的单位是ps/km.nm 。
26.单模光纤中的色散不存在模式色散，只有材料色散和波导色散。
光纤通信原理习题答案
第二章1.定性描述渐变型多模光纤带宽远远优于阶跃型多模光纤的原因。
答：阶跃型多模光纤以不同入射角进入光纤的光线将经历不同的路径，虽然在输入端同时入射并以相同的速度传播，但到达光纤输出端的时间却不同，出现了时间上的分散，导致脉冲严重展宽。
而渐变型多模光纤有自聚焦作用，虽然沿光纤轴线传输路径最短，但轴线上折射率最大，光传播最慢。
斜光线大部分路径在低折射率的介质中传播，虽然路径长，但传输快。
通过合理设计折射率分布，不同入射角度入射的光线以相同的轴向速度在光纤中传输，同时到达输出端，即所有光线具有相同的空间周期，从而降低模间色散，增加了光纤传输带宽。
2.已知多模阶跃型光纤，纤芯折射率为n 1=1.5，光纤芯经2a=50μm ，相对折射率差Δ=0.01，求：（1）光纤数值孔径NA.和收光角；（2）归一化频率V 和导模总数N ？（λ=1.3μm ）；（3）当Δ=0.001时，光纤芯经2a 为多大时光纤可单模工作？解：1/201/2121/21(1)sin 0.21arcsin(2)2/25.6/2328(3)7.432(2)12.2(2)(2)c c NA n NA n V a N V a mn n V n πλλµπθθ====≈=⋅≈=≈⋅<≈⋅∆∆⋅∆⋅。
3.已知阶跃型光纤的纤芯折射率n 1=1.5，相对折射率差Δ=0.001，芯半径a=5μm ，试求LP02、LP11和LP12模的截止波长各为多少？解：c c 11c 02c 12 3.832,0.55501356,0.416.3802,0.33VVV c c c c m m mLp Lp Lp µµµλλλλ=======：：：对于对于对于4.什么是光纤的色散？分析多模光纤和单模光纤的色散机理。
解释为什么石英光纤在1310nm 有最低的色散？答：色散是在光纤中传输的光信号，不同频率成分和模式成分的光有不同传播速度而产生的一种物理效应。
光纤通信原理试题_1参考答案
光纤通信原理试题_1参考答案光纤通信原理试题＿1 参考答案⼀、单项选择题（本⼤题共10⼩题，每⼩题1分，共10分）在每⼩题列出的四个备选项中只有⼀个是符合题⽬要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均⽆分。
1. 光纤通信指的是（ B ）A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信⽅式；B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信⽅式；C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信⽅式；D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信⽅式。
2.已知某Si-PIN 光电⼆极管的响应度R 0＝0.5 A/W ，⼀个光⼦的能量为2.24×10－19 J ，电⼦电荷量为1.6×10－19 C ，则该光电⼆极管的量⼦效率为（）A.40％B.50％C.60％D.70％ R 0=e 错误！未找到引⽤源。
/hf 3.STM-4⼀帧中总的列数为（）A.261B.270C.261×4D.270×44.在薄膜波导中，要形成导波就要求平⾯波的⼊射⾓θ1满⾜（）A.θc13<θ1<θc12B.θ1=0°C.θ1<θc13<θc12D.θc12<θ1<90°5.光纤⾊散系数的单位为（）A.ps/kmB.ps/nmC.ps/nm.km ?D.nm/ps?km 6.⽬前掺铒光纤放⼤器的⼩信号增益最⾼可达（）A.20 dBB.30 dBC.40 dBD.60 dB7.随着激光器使⽤时间的增长，其阈值电流会（）A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增⼤D.先逐渐增⼤后逐渐减少8.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（）A.LP00 值为0B.LP01C.LP11为第⼀⾼次模D.LP129.在薄膜波导中，导波的截⽌条件为（）A.λ0≥λCB.λ0<λCC.λ0≥0D.λ0≤1.55µm 10.EDFA 在作光中继器使⽤时，其主要作⽤是（）A.使光信号放⼤并再⽣ ?B.使光信号再⽣C.使光信号放⼤D.使光信号的噪声降低⼆、填空题（本⼤题共20⼩题，每⼩题1分，共20分）请在每⼩题的空格中填上正确答案。
成人教育 《光纤通信原理》期末考试复习题及参考答案
光纤通信原理练习题A一、名词解释1.散射损耗2.光纤通信3.抖动4.材料色散5.误码率二．论述题1.试说明单模光纤的双折射。
2.光纤通信系统中对光发射机的要求是什么。
三. 请画出数字光纤通信系统中光接收机基本组成方框图。
四、计算题1.在阶跃型光纤中，纤芯折射率n 1=1.48，相对折射率指数差△=0.0018，纤芯半径a=25μm,工作波长λ0=1.31um,求（1）光纤的归一化频率V （2）估算模数量2.弱导波阶跃光纤芯子和包层的折射指数分别为n 1=1.48,n 2=1.46，试计算：（1） 纤芯和包层的相对折射指数差Δ 22105022V M ===（2）光纤的数值孔径NA光纤通信原理练习题A 答案一、名词解释1.、散射损耗由于光纤的材料、形状及折射指数分布等的缺陷或不均匀，光纤中传导的光散射而产生的损耗称为散射损耗。
2、光纤通信是指利用光导纤维（简称为光纤）传输光波信号的通信方式。
3、抖动一般来说抖动又称相位抖动，定时抖动，它是数字传输中的一种不稳定现象，即数字信号在传输过程中，脉冲在时间间隔上不再是等间隔的，而是随时间变化的一种现象，这种现象就称为抖动．4、材料色散由于材料本身的折射率随频率而变化，使得信号各频率成分的群速不同引起的色散5、误码率二．论述题1.试说明单模光纤的双折射。
答：理论上单模光纤中只传输一个基模，但实际上，在单模光纤中有两个模式，即横向电场沿y 方向极化和沿x 方向极化的两个模式。
它们的极化方向互相垂直，这两种模式分别表示为LP 01x 和LP 01y 。
BER 错误接收的码元数传输的码元总数在理想的轴对称的光纤中，这两个模式有相同的传输相位常数β，它们是相互简并的。
但在实际光纤中，由于光纤的形状、折射率及应力等分布得不均匀，将使两种模式的β值不同，形成相位差Δβ，简并受到破坏。
这种现象叫做双折射现象2.光纤通信系统中对光发射机的要求是什么？答：①光源的发光波长要合适：0.85μm、1.31μm、1.55μm②合适的输出光功率：较小，影响中继距离。
光纤通信原理习题答案
第二章1.定性描述渐变型多模光纤带宽远远优于阶跃型多模光纤的原因。
答：阶跃型多模光纤以不同入射角进入光纤的光线将经历不同的路径，虽然在输入端同时入射并以相同的速度传播，但到达光纤输出端的时间却不同，出现了时间上的分散，导致脉冲严重展宽。
而渐变型多模光纤有自聚焦作用，虽然沿光纤轴线传输路径最短，但轴线上折射率最大，光传播最慢。
斜光线大部分路径在低折射率的介质中传播，虽然路径长，但传输快。
通过合理设计折射率分布，不同入射角度入射的光线以相同的轴向速度在光纤中传输，同时到达输出端，即所有光线具有相同的空间周期，从而降低模间色散，增加了光纤传输带宽。
2.已知多模阶跃型光纤，纤芯折射率为n 1=1.5，光纤芯经2a=50μm ，相对折射率差Δ=0.01，求：（1）光纤数值孔径NA.和收光角；（2）归一化频率V 和导模总数N ？（λ=1.3μm ）；（3）当Δ=0.001时，光纤芯经2a 为多大时光纤可单模工作？解：1/201/2121/21(1)sin 0.21arcsin(2)2/25.6/2328(3)7.432(2)12.2(2)(2)c c NA n NA n V a N V a mn n V n πλλµπθθ====≈=⋅≈=≈⋅<≈⋅∆∆⋅∆⋅。
3.已知阶跃型光纤的纤芯折射率n 1=1.5，相对折射率差Δ=0.001，芯半径a=5μm ，试求LP02、LP11和LP12模的截止波长各为多少？解：c c 11c 02c 12 3.832,0.55501356,0.416.3802,0.33VVV c c c c m m mLp Lp Lp µµµλλλλ=======：：：对于对于对于4.什么是光纤的色散？分析多模光纤和单模光纤的色散机理。
解释为什么石英光纤在1310nm 有最低的色散？答：色散是在光纤中传输的光信号，不同频率成分和模式成分的光有不同传播速度而产生的一种物理效应。
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《光纤通信原理》习题及参考答案第1讲光纤通信概述1-1光纤通信是为传输媒质。
以为载波的通信方式。
光纤的工作波长为、和。
1-2光纤通信有哪些优点？第2讲光纤光缆的结构和分类2-1 光纤的主要材料是，结构从内到外依次是、、和。
其中是光纤导光部分。
2-2 光纤中的纤芯折射率必须包层折射率，单模光纤和多模光纤中中两者的相对折射率差一般分别为和。
2-3 单模光纤纤芯直径一般为，多模光纤纤芯直径为，光纤包层直径一般为。
2-4光缆结构包括、和。
常用光缆有、、、等结构。
第3讲光纤的导光原理2-5光纤的数值孔径NA＝sin i n 它的含义是什么？2-6某阶跃折射率光纤的纤芯折射率n1=1.50,相对折射率差Δ＝0.01,试求：1)光纤的包层折射率n2＝？2）该光纤数值孔径NA＝？2-7 阶跃光纤中相对折射率差Δ＝0.005, n1=1.50,当波长分别为0.85μm和1.31μm时，要实现单模传输，纤芯半径a应小于多少？2-8 在渐变多模光纤中，n1=1.50,Δ＝0.01,λ=0.85μm,a=60μm,试计算光纤能传输的模式数量N＝？第4讲光纤的损耗特性2-9 光纤主要的传输特性是和。
2-10 什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？2-11 当工作波长λ=1.31μm，某光纤的损耗为0.5dB/km,如果最初射入光纤的光功率是0.5mW，试问经过4km以后，以dB为单位的功率电平是多少？2-12 为什么光纤工作波长选择1.55μm、1.31μm、0.85μm三个窗口？第5讲光纤的色散特性2-13 什么叫光纤色散？试分析造成光脉冲展宽的原因？2-14 为什么光纤通信向长波长、单模传输方向发展？2-15 某激光二极管（LD）的谱线宽度Δλ1＝1.5nm,某发光二极管(LED)谱线宽度Δλ2＝40nm，某单模光纤在波长1.5μm时材料色散系数为20ps/km.nm,求经1 km光纤传播不同光源的光脉冲展宽值。
2-16 有一个15 km长的多模渐变型光纤线路工作波长λ=1.3μm，使用的LED光源谱宽Δλ＝16nm，已知该光纤材料色散系数是5ps/km.nm，模式色散是0.3ns/km，问此光纤线路总色散是多少？第6讲光纤的连接2-17 光纤接续的主要方法有和。
2-18 简述光纤自动熔接接续中光纤端面制作的基本要求。
第7讲光纤的测量2-19 OTDR的工作原理是什么？2-20 已知OTDR的动态范围为32dB,想用它测试78 km的光缆线路，光缆的衰减系数为0.3 dB／km，问OTDR能否看到末端的衰减曲线？2-21 某光纤出现故障，用OTDR仪表进行测量、测得光脉冲从光纤始端返回光纤始端的时间为3μs，已知光纤纤芯折射率n1=1.46，问此光纤故障点距始端距离有多长？第8讲半导体激光器工作原理3-1常用光源LD是以为基础发光，LED以为基础发光。
3-2光与物质作用时有、和三个物理过程。
3-3构成激光器的三个基本条件是什么？3-4半导体激光器发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已知GaAs材料的Eg=1.43eV,InGaAsP材料的Eg=0.96eV,求各自的发射光子波长。
3-5 已知光学谐振腔长400μm，折射率n=1.5,受激辐射在腔中已建立振荡，设此时m=103,求：1)输出纵模波长和频率各为多少？2)光波的纵模间隔为多少？第9讲半导体激光器的工作特性3-6在半导体激光器P－I曲线中，哪一段范围对应于荧光，哪一段范围对应于激光？3-7半导体激光器主要特性有、、、和。
3-8光源的谱宽是怎样定义的？3-9LD的阈值电流达到初始值的倍是寿命告终。
3-10什么是半导体激光器的温度特性？温度升高阈值电流如何变化？若此时注入电流不变，输出光功率将如何变化？第10讲发光二极管3-11导体发光管和半导体激光器的有哪些区别？第11讲半导体光检测器3-12导体光检测器主要有和两种，基本原理是通过过程实现。
3-13为什么APD管具有光生电流的内部放大作用。
？3-14什么是量子效率和响应度？耗尽区宽度对量子效率有何影响？3-15已知PIN光电二极管的量子效率η＝70％，接收光波长λ为1.55μm,求PIN的响应度R＝？如果入射光功率为100μw，求输出电流是多少？3-16某APD管用于波长1.55μm，其平均雪崩增益为20，响应度为0.6A／W，当每秒钟有1000个光子入射时，计算其量子效率和输出光电流。
3-17光源与光检测器使用时各加什么样的偏压？第12讲光无源器件3-18无源器件主要有、、、、和光调制器、光开关等。
3-19衰减器的作用是什么？光连接器的作用是什么？3-20分复用器与定向耦合器有何区别？3-21 光隔离器在光纤线路上作用是什么？第13、14讲光发送机4-1 PDH光端机主信号系统由、、和组成。
4-2在光纤通信系统中，对光源的调制可分和两类。
4-3在LD调制中，I b的选择原则是。
4-4光发送机指标主要有和。
4-5为什么设置了自动功率控制电路（APC）后还要设置自动温度控制电路（ATC）进一步确保LD稳定工作？4-6某光源发出全“1”码时的功率是800μW，全“0”码时的功率是50μW，若信号为伪随机码序列（NRZ码），问光源输出平均功率和消光比各为多少？第15、16讲光接收机4-7 为增大光接收机的接收动态范围，应采用（）电路。
A．ATC B．AGC C．APC D．ADC4-8 光接收机中的噪声主要来源于和，为抑制噪声，一般要求前置放大器应满足、和的要求，目前常用的前置放大电路为型。
4-9光接收机自动增益控制可从哪些方面实现？4-10 怎样从光接收机眼图估计光接收机性能？4-11（1）在满足一定误码率条件下，光接收机最大接收光功率为0.1mW，最小接收光功率为1000nW，求接收机灵敏度和接收机动态范围。
（2）已知某个接收机的灵敏度为-40dBm(BER=10-10),动态范围为20dB，若接收到的光功率为2μW，问系统能否正常工作？第17讲光纤线路编码4-12 光纤通信系统中选择码型应考虑哪些因素？4-13 “扰码”有什么作用？4-14 光缆常用码型有、。
电缆常用码型有和。
A、AMIB、CMIC、mBnBD、mB1HE、HDB34-15 四次群系统采用4B1H码码型，（1）试求其光接口速率为多少？（2）其传输容量为多少个话路？（3）其监控信息的传输速率为多少？第18讲光端机辅助系统4-16 PDH光端机的主要辅助电路有、、和。
4-17 误码检测有、、等方法。
4-18 辅助信号在光路中传输的方法主要是、和。
第19讲PDH与SDH5-1SDH的主要复用步骤是、和。
5-2SDH的常用设备有、、和。
5-3SDH光接口有、和三种。
L--4、1表示光接口，接口速率为，使用光纤，工作波长为。
5-4我国STM－1复用结构允许哪些支路接口？如果所有的支路信息都来源于2Mbit/s,问STM－1信息流中可传输多少2Mbit/s信号？相当于可传输多少个话路？5-5计算题：a)已知SDH系统STM－1模块的帧结构为9行270列字节，每字节8bit，帧周期125μs，计算STM－1模块的比特传输速率。
b)VC－4是STM－1帧结构中的信息负荷区域，计算比特传输速率。
5-6 系统的传输通道采用D1～D12个字节，求其在STM－1帧结构中传输速率为多少？其中再生段和复用段分别是多少？第20讲系统性能指标5-7我国一级干线数字段长度为，二级干线数字段长度为，本地数字段长度为。
5-8在125μs内传输256个二进制码元，计算信息传输的速率是多少？若该信息在4s内有5个码元产生误码，试问误码率是多少？5-9什么叫抖动？时钟信号抖动对系统有什么影响？对于码速为2048kbit/s数字信号，IUI 抖动对应时间是多少？5-10什麽是输入抖动容限？5-11什麽是输出抖动容限？第21讲系统设计5-12 长途光纤系统各部分参数如下：系数速率为564.992Mbit/s,码型为8BIH，光的发射功率2.7dBm,接收灵敏度-34 dBm，接收机动态范围24 dB，BER＝10-10，设备的富余度3 dB，光缆线路富余度主0.08dB/km,光缆配线架连接器的损耗为0.5dB/个，光纤损耗为0.33dB/km，光纤接头损耗为0.04dB/km，光源采用MLM－LD，光源谱宽主1.6nm,光纤色散系数为2.5ps/nm.km,ε光通道功率参数取0.115。
试：（1）对系统进行预算，确定出合适的中继距离范围。
（3）指出该系统是何种因素的限制系统。
第22讲掺铒光纤放大器6-1光中继器实现方式有和两种。
6-2简述掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理。
6-3掺铒光纤放大器应用方式有、和。
第23讲光波分复用技术6-4WDM的基本原理是什麽？6-5 WDM 的系统构成有 和 方式6-6 WDM 系统由 、 、 、 、和 组成。
第24讲 光孤子通信6-7 光孤子是怎样形成的？6-8 光孤子通信的优势是什麽？6-9 光孤子通信系统怎样构成？第25讲 相干光通信6-10 相干光通信有何特点？6-11 相干检测方式主要有 和 。
6-12 零差检测和外差检测有何区别？6-13 相干光通信的关键技术是 和 。
参考答案第1讲 光纤通信概述1-1 光纤、光波；0.85μm ,1.31μm,1.55μm 。
1-2 答： ①传输衰减小，传输距离长。
②频带宽，通信容量大。
③抗电磁干扰，传输质量好。
④体积小、重量轻、便于施工。
⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保⑥易碎不易接续。
第2讲 光纤光缆的结构和分类2-1 SiO 2、纤芯、包层、一次涂敷层、套层；纤芯。
2-2 大于、0.3%～0.6%、1%～2%。
2-3 8～10μm ，50～80μm ，125μm 。
2-4 缆芯、加强元件、护层；层绞式、骨架式、带式、束管式第3讲 光纤的导光原理2-5 数值孔径反映光纤对光信号的接收能力，NA 值越大，对光信号接收能力越强。
2-6 n 2≈1.48, NA ≈0.21。
2-7 a ≤2.17μm （λ=0.85μm ）；a ≤3.34μm （λ=1.31μm ）。
2-8 V ≈94，N ≈2209。
第4讲 光纤的损耗特性2-9 损耗、色散。
2-10 当光在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的损耗。
损耗一般用损耗系数α表示。
oi P P L lg 10=α（dB/km ）损耗产生的主要原因是光纤材料的吸收、散射作用和光纤在使用过程中由于连接、弯曲而导致附加光功率损失。
2-11 －5dB 。
2-12 因为从损耗波谱曲线上可以看出这三个波长处损耗最低。
第5讲 光纤的色散特性2-13 光纤的色散是在光纤中传输的光信号，随传3输距离增加，由于不同成分的光传输时延不同引起的脉冲展宽的物理效应。