光纤通信复习题(2)

《光纤通信》自测题

第一章

一、填空题

通信是为传输媒质。以为载波的通信方式。目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是、和。光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的区，波长范围为。

二. 选择题（有一个或者多个答案）

1. 目前光纤通信常用的窗口有（）。

A、0.85 μm

B、2 μm

C、1.31 μm

D、1.55 μm

2. 目前纤光通信常用的光源有（）。

A、LED

B、LD

C、PCM

D、PDH

3. 光纤通信是以光波为载波，以（）为传播介质的通信方式。

A、电缆

B、无线电磁波

C、光纤

D、红外线

三、简答题

1．光纤通信有哪些优点？

2．为什么说光纤通信比电缆通信的容量大？

3．纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。

答案：

一、光纤光波0.85 μm 1.31 μm 1.55 μm近红外区0.7～1.7μm

二、1、ACD 2、AB 3、C

三、1、通信容量大，中继距离长，保密性能好，抗电磁干扰，体积小、重量轻、便于施工和维护，价格

低廉。

2、光纤通信的载波是光波，电缆通信的载波是电波。虽然光波和电波都是电磁波，但频率差别很大。光纤通信用的近红外光（波长约1μm）的频率（约300THz）比电波（波长为0.1m～1mm）的频率（3～300GHz）高三个数量级以上。载波频率越高，频带宽度越宽，因此信息传输容量越大。

第2章

一、填空题：

1．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．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。

3. 光纤通信的最低损耗波长是（），零色散波长是（）。

4.单模光纤中不存在（）色散，仅存在（）色散，具体来讲，可分为（）和（）。

5、光缆大体上都是由（）、（）和（）三部分组成的。

6、允许单模传输的最小波长称为（）。

7、数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越（），光纤与光源之间的耦合效率就越（）。

二、选择题（多选）

1、从横截面上看，光纤基本上由３部分组成：（）、（）、（）。

A、折射率较高的芯区

B、折射率较低的包层

C、折射率较低的涂层

D、外面的涂层

E、外面的包层

2、单模光纤只能传输一个模式，即（），称为光纤的基模。

A、HE00模

B、HE11模

C、HE10模

D、HE01模

3、限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是（）和（）。

A、光纤色散

B、光纤折射

C、光纤衰减

D、光纤损耗

三、简述题

1、典型光纤由几部分组成？各部分的作用是什么?

2、为什么包层的折射率必须小于纤芯的折射率？

3、光纤损耗主要有几种原因？其对光纤通信系统有何影响？

4、光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？

5、分别说明G.652 、G.653、G.654、G.655光纤的性能及应用。

四、计算

1、一段30km长的光纤线路，其损耗为0.5dB／km。

（1）如果在接收端保持0.3μW的接收光功率，则发送端的功率至少为多少？

（2）如果光纤的损耗变为0.25dB／km，则所需的输入光功率又为多少？

2、均匀光纤，若n１＝1.5，λ０＝1.3μm，试计算：

（1）若Δ＝0.25，为了保证单模传输，其纤芯半径应取多大？

（2）若取a＝5μm，为了保证单模传输，Δ应取多大？

答案：

一、填空题

1、大于、0.3%～0.6%、1%～2%。

2、8～10μm，50～80μm，125μm。

3、1.55μm 1.31μm

4、模间模内材料色散波导色散

5、缆芯加强元件护层

6、截止波长

7、强高

二、选择题

1、ABD

2、B

3、AD

4、BC

四、计算

1、（1）Pmin＝9.49μW （2）Pmin＝1.69μW

2、（1）a≤0.47μm （2）Δ≤0.0022

第3章

1.常用光源LD是以为基础发光。LED以为基础发光。

2.光与物质作用时有、和三个物理过程。

3. 对于半导体激光器的温度特性,温度升高阈值电流若此时注入电流不变，输出光功率 .增加、减少

4. 半导体光检测器主要有和两种，基本原理是通过过程实现。PIN、APD、受激吸收、光电转换

5.在光纤通信系统中，对光源的调制可分和两类。直接调制、外调制

1.LD具有输出功率（）、输出光发散角（）、与单模光纤耦合效率（）、辐射光谱线（）等优点。

2、LED的主要特性参数为（）、（）、（）。

3、PIN二极管的特点包括（）、（）及（）。

4、对光检测器的基本要求是高的（），低的（）和快的（）。

5、影响光源与光纤耦合效率的主要因素是（）和（）。

6、光纤和光纤连接的方法有两大类（）和（）。

7、在一根光纤中同时传播多个不同波长的光载波信号称为（）。

8、影响光纤耦合性能的主要因素有（）、（）、（）和（）。

答案

1、高窄高窄

2、输出功率与效率输出光谱特性响应速率与带宽

3、耗尽层很宽偏置电压很小附加噪声小

4、响应度噪声响应速度

5、光源的发散角光纤的数值孔径

6、活动连接固定连接

7、光波分复用

8、插入损耗附加损耗分光比(耦合比) 隔离度

作业：

3-4 ①LED的P-I特性呈线性，而LD的P-I特性呈非线性。

②LED产生是非相干光，功率低，方向性差；而LD发出的是相干光，功率高，方向性好。

③LED的波谱宽度比LD的宽。

④LED基本不受温度影响，而LD对温度变化敏感。

⑤LED使用寿命比LD长。

3-9 λ≈0.87μm（GaAs），λ≈1.29μm（InGaAsP）

第4章

1、光发送机指标主要有和。平均发送光功率、消光比

2、光接收机指标主要有、和。误码率、灵敏度、动态范围

3、为增大光接收机的接收动态范围，应采用电路。AGC

4．画出数字光发射机组成方框图，并简述个部分功能。

输入码型变换电路

均衡放大——补偿经电缆传输后产生的数字电信号失真。

码型变换——将电端机送入的信号码型从HDB3或CMI码变为NRZ码。

扰码——将信号中的长连“0”或“1”有规律地进行消除。

线路编码----

时钟提取——提取与网络同步的时钟供给扰码与线路编码等电路。

光发送电路

调制电路—用经过编码的数字信号对光源进行直接光强度调制，完成电/光转换。

自动温度控制电路ATC——保持光源的温度恒定在室温左右，以稳定LD的阈值电流，从而稳定发送光功率。自动功率控制电路APC——检测发送光功率变化，动态调节光源的偏置电流，以稳定发送光功率。

其余保护及告警检测电路——实现LD过流保护、LD无光告警及寿命告警。

5．画出数字光接收机组成方框图，并简述个部分功能。(见教材)

6.按照转换步骤，试将二进制信号“1010000000001”转换成为HDB3码。