光纤期末题库.docx

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光纤期末题库

复习题

一、选择题

1.光纤的色散最直接的影响是（B）

A、光纤传输损耗B、光纤传输带宽

C、光纤传输散射D、光纤传输的光波波长

2.光纤色散越大，则（B）。

A、时延越大B、时延差越大C、时延越小D、时延差越小

3.下列光纤损耗中属于附加损耗是（C）。

A、吸收损耗B、散射损耗

C、工程造成的弯曲损耗D、色散损耗

4.激光器要发出激光，输入电流I必需满足（C）

A.I＜Ith；B.I＜Ib；C.I＞Ith；D.I＜Is。

5.受激辐射产生的条件是每个外来光子的能量满足（B）

A.hf=E2-E1;B.hf≥E2-E1;C.hf≥E1-E2;D.hf≤E1-E2。

6.激光器的发光机理是（C）。

A.自发辐射；B.自发吸收；C.受激辐射；D.受激吸收。

7.在激光器中，光的放大是通过（A）

Ａ．粒子数反转分布的激活物质来实现的　Ｂ．光学谐振腔来实现的

Ｃ．泵浦光源来实现的　　　　　　　　　Ｄ．外加直流来实现的

8.目前光纤通信系统采用的LD的结构种类属于（D）

A．F-P腔激光器（法布里—珀罗谐振腔）　　B．单异质结半导体激光器

C．同质结半导体激光器D．双异质结半导体激光器

9.DFB激光器与FP激光器相比有（AB）的优点

A．单纵模激光器B．普线窄，动态普线好，线性好

C．普线宽D．纵横模数多

10.半导体激光二极管（LD）的一个缺点是（B）

A．光谱较宽B．温度特性较差

C．与光纤的耦合效率较低D．平均发光功率较小

11.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（C）

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

12.PIN光电二极管的主要特性是（BCD）

A．温度特性B．量子效率和光谱特性C．响应时间和频率特性D．噪声

13.掺饵光纤的放大能力（BC）

Ａ．由掺铒元素决定　　　　　　　　　　Ｂ．由光纤的长度决定

Ｃ．由泵浦功率决定　　　　　　　　　　Ｄ．由入射光的工作波长决定

14.光纤通信中，光源的间接调制是利用晶体的（ABC）等性质来实现对激光辐射的调制。

A.电光效应B.磁光效应C.声光效应D.场光效应

15.光发射机的消光比，一般要求小于或等于（B）

A．5％　B．10％　C．15％　D．20％

16.在光纤数字通信系统中，光发送机主要有（ABC）、光源及其控制电路。

A.输入接口B.线路编码C.调制电路D.输出接口

17.在光纤通信系统中编码调制是先将连续的模拟信号通过（ACD），转换成二进制脉冲代码，再用矩型脉冲的有、无来表示信号。

A.取样B.过滤C.量化D.编码

18.基群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为（A）

A．2.048Mb/s，HDB3　　B．8.448Mb/s，HDB3

C．2.048Mb/s，CMI　　D．8.448Mb/s，CMI

19.为了得到较高的信噪比，对光接收机中的前置放大器的要求是（D）

A.高增益B.低噪声C.低增益、低噪声D.高增益、低噪声

20.光接收技术中的前置放大器一般可分为（ACD）等几种。

A.低阻抗前置放大器B.无阻抗前置放大器

C.高阻抗前置放大器D.跨阻抗前置放大器

21.下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是（A）

A．光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率。

B．光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率。

C．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量。

D．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数。

22.通常，影响光接收机灵敏度的主要因素是（B）

A.光纤色散B.噪声C.光纤衰减D.光缆线路长度

23.下列哪一个不是SDH网的特点（   D ）

A.具有全世界统一的接口标准    B.大量运用软件进行系统配置的管理

C.复用映射，结构灵活      　　　D.指针调整技术降低了设备复杂性

24.STM-N一帧的字节数是（C）

A.270*9B.274*N*9C.270*N*9D.261*N*9

25.STM-1一帧的比特数为（　C　）

A.9×261×8B.9×261C.9×270×8D.9×270

26.允许纳入SDH帧结构中传输的信号有（D）

A.PDH的信号B.SDH的信号C.B-ISDN的信号D.以上都可以

27.VC-4的容量为（C）

A.139.264Mbit/sB.149.760Mbit/sC.150.336Mbit/sD.150.912Mbit/s

28.VC-4装进AU-4要进行（　B　）

A.映射B.指针调整C.扰码D.复用

29.TU-12装进VC-4的过程属于（　C　）

A．映射B．定位C．复用D．映射和复用

30.SDH系统中STM-4的速率是（　D　）

A．64kbit/sB．2.048Mbit/sC．155.520Mbit/sD．622.080Mbit/s

31.SDH系统是（　B　）

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

32.SDH的复用采用（B）

A．同步复用、按比特间插B．同步复用、按字节间插

C．异步复用、按比特间插D．异步复用、按字节间插

33.SDH设备网元ADM是（C）光端口设备。

A.1；B.2；C.3；D.多。

34.SDH的基本网络单元中具有数字交叉连接功能的有（　D　）

A.终端复用器B.分插复用器

C.再生中继器D.分插复用器和数字交叉连接设备

35.可以采用1+1保护方式的自愈环有（　D　）

A.二纤单向通道倒换环B.二纤双向通道倒换环

C.二纤单向复用段倒换环D.二纤单向通道倒换环和二纤双向通道倒换环

36.SDH中继网适合采用的拓扑结构为（　D　）

A．环形B．线形

C．星形D．环形和线形

37.线路保护倒换可以采用（　D　）

A．1+1方式B．1∶1方式

C．1∶n方式D．1+1方式、1∶1方式和1∶n方式

38.环形网采用的保护倒换方式是（　D　）

A．线路保护倒换B．自愈环

C．DXC保护D．自愈环和DXC保护

39.下列不是WDM的主要优点是（D）

A．充分利用光纤的巨大资源B．同时传输多种不同类型的信号

C．高度的组网灵活性，可靠性D．采用数字同步技术不必进行码型调整

40.密集波分复用（DWDM）：

是指光纤同一（D）的多个光波复用。

A.低折射窗口；B.低速率窗口；C.低增益窗口；D.低损耗窗口。

41.DWDM最基本的组网方式为（B）

A.星状、环状、树状

B.线状、星状、环状

C.星状、环状、网孔状

D.线状、环状、网孔状

42.DWDM网络设计中最重要的问题是（C）

A.色散、非线性效应B.中继距离的计算C.信道串扰D.误码、抖动指标

43.用于DWDM系统的主要光缆有（B）

A.G652/G653/G655B.G652/G655/G656C.G652/G653/G655D.G652/653/G656

44.在DWDM网络结构中，光层分为（A）

A.光信道层、光复用段层、光传输段层；

B.电路层、光信道层、光传输段层；

C.电路层、通道层、传输媒质层；

D.核心层、汇聚层、接入层。

45.SDH传送网中，在垂直方向可以将其进行独立分层，分为（C）

A.光信道层、光复用段层、光传输段层；

B.电路层、光信道层、光传输段层；

C.电路层、通道层、传输媒质层；

D.核心层、汇聚层、接入层。

46.ADM设备充分体现了SDH系统的特点，具有（AB）功能。

A.灵活的上、下电路B.交叉连接C.网络管理D.中继放大

47.MSTP主要功能有（ABCD）

A.具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的接入功能

B.具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能

C.具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能

D.具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能

48.SDH网是在统一的网管系统下，主要采用光纤信道实现多节点间同步信息（A）等功能的网络。

A.传输、复用、分插复用和交叉连接

B.传输、同步、交叉连接和网络保护

C.传输、波分复用、交叉连接和网络管理

D.网络管理、映射、定位和复用

49.光纤的三个低损耗窗口波长分别是（AB）。

A.850nm，1310nm，1550nm

B.8.5µm,1.31µm,1.55µm

C.850µm，1310µm，1550µm

D.850mm，1310mm,1550mm

50．模场直径描述光在纤芯中的（B）程度。

A.大小；B.集中；C.分散0；D.辐射。

二、填空题

1.随着半导体激光器温度的上升，其输出功率会降低。

2.半导体激光器中光学谐振腔的作用是提供必要的光反馈以及进行频率选择。

3.直接调制适用于LD、LED器件，间接调制除了适用于LD、LED外，还适用于气体、液体、晶体激光器。

4.间接调制是利用调制元件的声光效应、光电效应、磁光效应来实现激光辐射调制的。

5.PDH通信系统中的34Mbit/s接口码型HDB3，140Mbit/s接口码型CMI。

6.SDH帧结构包括段开销、净负荷、单元指针三个区域。

7.映射是一种在SDH边界处使各支路信号适配进虚容器的过程

8.数字通信系统中，为了延长通信距离应设再生中继器。

9.DWDM基本网络单元设备有：

光终端复用设备（OTM）、光线路放大设备（OLA）、光分插复用设备（OADM）、光交叉连接设备（OXC）。

10.SDH同步传输模块STM-N形成帧的过程要经历映射、定位和复用三个过程。

11.在数字光接收机中，设置均衡滤波器的目的是：

消除码间干扰，减小误码率。

12.数字光接收机最主要的性能指标有：

灵敏度和动态范围。

13.在光发送机中ATC和APC的作用是：

使输出光功率恒定。

14.EDFA的主要特性有：

增益特性、输出功率特性和噪声特性。

15.EDFA的泵浦形式有三种：

同向泵浦、反向泵浦双向泵浦。

16.EDFA的基本结构由掺铒光纤、泵浦源、WDW、光隔离器、滤波器等组成。

17.描述光电检测器光电转换能力的物理量有：

响应度和量子效率。

18.要构成一个激光器，必须具备工作物质、泵浦源和光学谐振腔三个组成部分。

19.光与物质相互作用将发生自发辐射、受激辐射、受激吸收三种物理过程。

20.光纤的色散主要分为：

模式色散、材料色散、波导色散、偏振色散。

21.单模光纤中只存在波导色散和材料色散，无模式色散。

多模光纤中以模式色散为主。

22.APD的雪崩放大效应具有随机性，由此产生的附加噪声称为过剩噪声。

23.LD过流保护电路的作用：

使光源不至于因接通电源瞬间冲击过大而被损坏。

24.光纤按照折射率分布可以分为阶跃型光纤、渐变型光纤、W型光纤。

25.光纤按照套塑结构分为松套光纤和紧套光纤。

26.G652光缆在1310nm波长色散为0，主要开通长距离622Mbit/s及以下系统，在155Mbit/s波长开通2.5Gbit/s、10Gbit/s和n*2.5Gbit/s波分复用系统。

27.G655光缆在1550nm波长色散为最低，有抑制FWM等非线性效应，能用在EDFA和DWDM系统，传输速率在10Gbit/s以上。

28.目前，常用的光缆结构有四种形式层绞式、骨架式、中心管式和带状式。

29.光缆的主要特性有几何特性、光学特性、传输特性、机械特性和环境特性。

30.数值孔径表征了光纤收集光的能力，数值孔径越大，其集光能力越强。

通信用光纤的数值孔径较小，故称为弱导光纤。

31.模场直径是描述单模光纤光能量集中程度的特有参数。

32.光纤的传输特性主要有损耗特性、色散特性和非线性效应。

33.双折射和偏振是单模光纤特有的传输特性。

34.光源器件都是爱PN结上加正向偏压，而光电检测器都是在PN结上加反向偏压，在APD上是加高反向电压。

35.LD与LED在结构上的主要区别是：

发光二极管没有光学谐振腔。

36.LD与LED在温度特性上，相对而言，LD受温度的影响较小。

37.光放大器主要由放大工作物质、泵浦源组成。

38.在DWDM系统中，波分复用器主要有光栅型、多层介质膜型、熔融拉锥型和集成光波导型等。

39.光隔离器只允许单方向传输光波，阻碍在其它方向特别是反方向传播的光波通过。

40.光发射机的主要性能指标有：

输出光功率及其稳定性、消光比。

41.光接收机的主要性能指标有：

接收灵敏度和动态范围。

42.数字光纤通信系统的主要性能指标有：

误码性能、抖动性能和可靠性。

43.ITU-T对抖动规范了一组指标，具体是输入抖动容限、输出抖动容限和抖动转移特性等。

44.在光纤通信系统设计中，考虑传输中继距离主要分三种情况来估算，分别是：

SDH系统、DWDM系统和高速光纤系统。

45.SDH采用以字节为基础的块状结构，STM-N的帧长为125µm，帧周期为8000Hz。

46.在SDH帧结构中，净负荷是存放各种信息容量的地方，其中含有少量用于通道监测、管理和控制的开销字节。

47.在SDH帧结构中，B1的主要作用是再生段误码监测，B2是完成复用段误码监测功能，D1～D12用来作为网管中心的传输链路。

K1、K2叫做自动保护倒换（APS）通路，用作APS信令。

48.在SDH传送网分层中，可分为电路层、通道层和传输媒质层，下一层为上一层提供服务。

49.在SDH传输网中，同步的方式分为伪同步和主从同步。

50.MSTP可以将传统的SDH复用器、数字交叉连接（DXC）器、WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络处理单元，优化了数据业务对SDH虚容器的映射，从而提高了带宽利用率，降低组网成本。

三、解答题

1.用射线理论描述阶跃型光纤的导光原理。

答：

光纤之所以能够导光就是利用纤芯折射率略高于包层折射率的特点，使落于数值孔径角内的光线都能收集在光纤中，并在芯包边界以内形成全反射，从而将光线限制在光纤中传播。

2.简述光纤色散的种类、产生的原因及其危害。

并说明色散为什么会限制系统的通信容量。

答：

光纤的色散主要分为：

模式色散、材料色散、波导色散、偏振色散。

产生的原因：

●模式色散：

由于多模光纤中传输多种模式造成的。

●材料色散：

由于光纤材料的折射率随光波长的变化而引起的。

●波导色散：

与光纤的结构参数、纤芯与包层的相对折射率差等原因引起的。

●偏振色散：

纤芯的椭圆度和残余内应力，引起相互垂直本征偏振以不同的速度传输，外因有成缆和铺设是的各种作用力，即压力、弯曲、扭转及光缆连接等。

危害：

严重时形成码间干扰，导致误码率增加。

色散为什么会限制系统的通信容量：

光纤的色散和带宽描写的是光纤的同一特性。

色散是这一特性在时域中的表现，即光脉冲经过光纤传输后脉冲在时间座标轴上展宽了多少。

带宽是这一特性在频域中的表现。

光纤的带宽决定系统的通信容量，所以色散会限制系统的通信容量。

3.激光器谐振腔内激光振荡是如何产生的？

答：

当激光器光学谐振腔中的工作物质在泵浦源的作用下变成增益物质后有了放大作用。

被放大的光在谐振腔的两个互相平行的反射镜面间来回反射，进一步得到放大。

但在这一过程中也要消耗一部分光能（腔内损耗和反射镜损耗）。

当放大足以抵消损耗时，激光器就形成激光振荡。

4.简述EDFA的工作原理。

答：

在泵浦源的作用下，在掺铒光纤中出现了粒子数发转分布，产生了受激辐射，从而使光信号得到放大。

5.简述LD光发射机中偏置电流Ib和驱动电流Ip的取值依据。

答：

LD中Ib和Ip的取值依据有一下两点：

（1）加大直流偏置电流使其逼近阈值，即

Ib≤Ith=0.9Ith。

这样可以大大减小电光延迟时

间，同时使张弛振荡得到一定程度的抑制，减

小码型效应和结发热效应的影响。

LD最大驱动

电流应为ILD=（1.2~1.5）Ith。

（2）加大直流偏置电流会使激光器的消光比恶化。

6.简述光中继器与光放大器在传输系统应用中的区别。

答：

光中继器是为了补偿光信号的衰减，对波形失真的脉冲进行整形，延长光纤通信距离。

光放大器只补偿光信号的衰减来延长通信距离。

7.简述光接收机灵敏度高、动态范围大的物理意义。

答：

灵敏度表示光接收机调整到最佳状态时，能够接收微弱光信号的能力。

灵敏度越高，在发射机输出光功率一定时，保证通信质量的中继距离就越长，因此，可以延长光通信的中继距离。

动态范围是指在保证给定的误码率BER（如109）条件下，最大允许的接收光功率和最小可接收光功率之差。

动态范围大，说明接收强光和弱光的能力都很强，在保证给定的误码指标情况下，可以传输的通信距离长。

8.简述光纤通信系统的特点。

答：

优点：

1）由于光波频率高，可供利用的频带极宽，尤其适合高速宽带信息的传输，在高速通信干线宽带综合业务通信网络中，发挥着越来越大的作用。

2）由于光纤的传输损耗很低，现已做到0.2dB/km以下，因而可以大大增加通信无中继距离。

这对于长途干线和海底传输十分有利，在采用了先进的相干光通信，光放大器和光孤子通信技术之后，无中继通信距离可提高到几百千米甚至上千千米。

3）信号传输是限制在光纤内的，光能几乎不会向外辐射，因此不存在光缆中各光纤之间信号串扰，很难被窃听，信号传输质量高，保密性好。

4）光纤抗电磁干扰能力很强，这对于电气铁路和高压电力线附近的通信极为有利，也不怕雷击和其他工业设备的电磁干扰，因此在一些要求防爆的场合使用光纤通信是十分安全的。

5）光纤几何尺寸小，细如发丝，可绕性好，可多根成缆，便于敷设。

光纤重量轻，特别适用于飞机、轮船、卫星和宇宙飞船。

6）光纤的化学性能稳定，耐化学侵蚀、抗高温、不打火花，适用于特殊环境。

7）光纤是石英玻璃拉制成形的，原料资源丰富，节约有色金属。

缺点：

1光纤弯曲半径不宜过小，否则可能引起较大的衰减。

2光纤的连接操作技术要求高，需专用设备。

3光纤的分路、耦合操作较困难、烦琐。

9.模式色散定义。

答：

模式色散一般存在于多模光纤中，多模光纤存在多个模式，不同模式沿光纤轴向传播的群速度不同，他们达到终点时会出现时延差，从而引起脉冲展宽的现象。

10.解释抖动和抖动幅度的定义，抖动的单位是什么？

并简要说明产生抖动的主要原因？

抖动对通信系统的影响？

答：

抖动是数字信号的特定时刻相对于标准时间位置的短时间偏差。

偏差的时间范围称为抖动幅度。

抖动的单位为UI，表示单位时隙。

产生抖动的原因：

主要与定时提取电路的质量、输入信号的状态和输入码流中的连“0’码数目有关。

抖动严重时会造成信号失真、误码率增大。

11．简述波分复用WDM和密集波分复用DWDM的定义。

答：

波分复用WDM就是把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送（每个光波长承载一个TDM电信号或模拟电信号等）的方式统称为波分复用。

密集波分复用DWDM指光纤同一低损耗窗口的多个光波复用。

12．DWDM的主要器件有哪些？

答：

DWDM的主要器件有：

光转发器（OUT）、光波分复用器/解复用器、光纤放大器。

13.同步的概念。

答：

是指时钟或信息在相应有效瞬间同时以同一平均速率出现。

数字网的同步是指交换设备内的时钟与传输设备内的时钟之间的同步。

14.伪同步的定义。

答：

伪同步是指数字交换网中各数字交换局在时钟上相互独立，毫无关联。

各数字交换局的时钟都具有极高的精度和稳定度，一般用铯原子钟。

由于时钟精度高，网内各局的时钟虽不完全相同（频率和相位），但误差很小，接近同步，于是称之为伪同步。

一般伪同步方式用于国际数字网中，也就是一个国家与另一个国家的数字网之间采取这种同步方式。

例如中国和美国的国际局均各有一个铯时钟，二者采用伪同步。

15.主从同步的概念。

答：

主从同步指网内在主局设一高精度时钟，网内各局均受控于该主局（即跟踪主局时钟，以主局时钟为定时基准），并且逐级下控，直到网络中的末端网元——终端局。

主从同步方式一般用于一个国家、地区内部的数字网。

16.实用DWDM光纤通信系统主要构成。

答：

光发射机、光缆、光中继放大、光接收机、光监控信道和网络管理系统。

17．SDH时钟工作模式

答：

（1）正常工作模式，即跟踪锁定上级时钟模式。

（2）保持模式，即当定时基准丢失，从时钟通过“记忆”提供与原基准较相符的定时信号。

（3）自由振荡模式，即当从时钟丢失基准定时超过24h，从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡方式。

18.简述OUT的作用。

答：

光转发器（Opticaltranspondeunit，OTU）把符合ITU-TG.957建议的非特定波长的光信号转换成符合ITU-TG.692建议的具有稳定的特定波长的光信号。

OTU对输入端的信号波长没有特殊要求，可以兼容任意厂家生产的设备输出的SDH信号，其输出端满足G.692的光接口，即采用标准的光波长和满足长距离传输要求的光源。

19.简述光监控信道的功能。

答：

光监控信道（OSC）主要用以监控系统内各信道的传输情况，在光发送机，插入本节点产生的波长为S（1310nm或1480nm或1510nm+10nm），与主信道的光信号合波输出；在光接收端机，将接收到的监控光信号分离，分别输出S波长的光监控信号和业务信道光信号，

20.解释映射的含义。

答：

映射就是非SDH信息流适配装进相应虚容器VC-n的过程，其实质就是使各种支路信号与相应的虚容器VC-n同步，使VC成为可以独立进行传送、复用和交叉连接的实体，例如PDH的支路信号映射到VC-12,VC-4等。

四、各种框图中的组成部分的功能

1.数字光纤通信系统的组成及功能，见P5图1-3

2.光发射机构成方框图，见P94图4-4

3.光接收机构成方框图，见P102图4-14

4.光接收机噪声分布，见图P105图4-19

5.数字光中继机框图，见P110图4-22

6.SDH网络基本单元框图，见P130图5-5，5-6，5-8，5-9

7.SDH传送网分层模型，见P132图5-11，5-12

8.EDFA基本结构，见P70图3-33

五、计算题

教材习题见P479、11

见P12314、15、16

见P1466