光纤通信复习题

《光纤通信》自测题

第一章

一、填空题

通信是光纤为传输媒质。以光波为载波的通信方式。目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是0.85 μm、 1.31 μm和 1.55 μm。光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的近红外区区，波长范围为0.7～1.7μm

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（ACD）。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（AB）。A、LED B、LD C、PCM D、PDH

3. 光纤通信是以光波为载波，以（C）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

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大于包层折射率，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0.3%～0.6%和1%～2%。。

2．单模光纤纤芯直径一般为8～10μm，多模光纤纤芯直径为50～80μm，光纤包层直径一般为125μm。

3. 光纤通信的最低损耗波长是（ 1.55μm），零色散波长是（ 1.31μm）。

4.单模光纤中不存在（模间）色散，仅存在（模内）色散，具体来讲，可分为（材料色散）和（波导色散）。

5、光缆大体上都是由（缆芯）、（加强元件）和（护层）三部分组成的。

6、允许单模传输的最小波长称为（截止波长）。

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

二、选择题（多选）1、ABD 2、B 3、AD 4、BC

1、从横截面上看，光纤基本上由３部分组成：（A）、（B）、（D）。

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（B），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、（1）Pmin＝9.49μW （2）Pmin＝1.69μW2、（1）a≤0.47μm （2）Δ≤0.0022

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？

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,温度升高阈值电流增加若此时注入电流不变，输出光功率减少.

4. 半导体光检测器主要有 PIN 和 APD 两种，基本原理是通过受激吸收过程实现光电转换。

5.在光纤通信系统中，对光源的调制可分直接调制和外调制两类。

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

2、LED的主要特性参数为（输出功率与效率）、（输出光谱特性）、（响应速率与带宽）。

3、PIN二极管的特点包括（耗尽层很宽）、（偏置电压很小）及响应速度（附加噪声小）。

4、对光检测器的基本要求是高的（、响应度），低的（噪声）和快的（响应速度）。

5、影响光源与光纤耦合效率的主要因素是（光源的发散角）和（光纤的数值孔径）。

6、光纤和光纤连接的方法有两大类（活动连接）和（固定连接）。

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（光波分复用）。

8、影响光纤耦合性能的主要因素（插入损耗）、（附加损耗）、（分光比(耦合比) ）和（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平均发送光功率和消光比。

2、光接收机指标主要有误码率、、灵敏度和动态范围。

3、为增大光接收机的接收动态范围，应采用AGC 电路。

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。