通信工程《光纤通信》考试题(含答案)Word下载.doc
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A、1985 B、1970
C、1988 D、1990
5、SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1，其信号速率为（ A ）kbit／s。
A、155520 B、622080
C、2488320 D、9953280
6、掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（B）nm波段。
A、1310B、1550C、1510D、850
7、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（B）。
A、受激吸收B、自发辐射C、受激辐射D、自发吸收
8、光纤通信系统的是由（ABCD）组成的。
A、电端机B、光端机C、中继器D、光纤光缆线路
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、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、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？
掺铒光纤放大器主要由一段掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器及光隔离器等构成（2分）。
采用掺铒单模光纤作为增益物质，在泵浦光激发下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大（2分）。
泵浦光和信号光一起通过光耦合器注入掺铒光纤（1分）；
光隔离器作用是只允许光单向传输，用于隔离反馈光信号，提高稳定性。
（1分）
4.什么叫光纤损耗？
造成光纤损耗的原因是什么？
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。
（dB/km）
（3分）
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分）
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
2、有一GaAlAs半导体激光器，其谐振腔长为300，材料折射率n=3.0，两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1300nm，其他参数如下：
发射光功率为-3dBm，接收机的灵敏度为-38dBm（BER=10-9），系统余量为4dB，连接器损耗为0.5dB/个，平均接头损耗为0.05dB/km，光纤损耗为0.4dB/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。
1、解：
（1）由于归一化频率
（4分）
（2）传播的模式总数
（3分）
（3）该光纤的数值孔径:
（4分）
（4）该光纤单模工作的波长:
（μm）
2、解：
已知（1分）
1）因非全反射导致的等效损耗系数
（mm-1）（4分）
2）由q=1,2,3….
（Hz）
波长间隔（m）（6分）
3）由1374（4分）
3、解：
根据题意得
，，，，（2分）
/个,
由（2分）
得
4、解：
由题意得即（1分）
故有（1分）
已知（1分）
得
由于
所以（1分）
（1分）
2、画出STM-N的帧结构（标明具体数字）及功能（15分）。
（1）段开销（SOH）区域
段开销是指SDH帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节，主要用于网络的OAM功能，段开销分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。
（3分）
（2）信息净负荷（Payload）区域
信息净负荷区域主要用于存放各种业务信息比特，也存放了少量可用于通道性能监视、管理和控制的通道开销（POH）字节。
（3）管理单元指针区域
管理单元指针（AU-PTR）是一种指示符，其作用是用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端能正确分离净负荷。
1、为增大光接收机的接收动态范围，应采用（
B
）电路。
A．ATC
B．AGC
C．APC
D．ADC
2、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是（
A
）
A.光源不能产生负信号光
B.将出现长连“1”或长连“0”
C.编码器太复杂
D.码率冗余度太大
3、以工作波长属于通信光纤窗口的是（
B
）。
A.632.8nm
B.1310nm
C.2000nm
D.10.6μm
4、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度（
A.作前置放大器使用
B.作后置放大器使用
C.作功率放大器使用
D.作光中继器使用
5、STM－4每秒可传输的帧数是（
D
A.1000
B.2000
C.4000
D.8000
6、STM-N一帧的字节数是（
C
）。
A.2709
B.274N9
C.270N9
D.261N9
7、在光纤通信系统中，当需要保证在传输信道光的单向传输时，采用（
A.光衰减器
B.光隔离器
C.光耦合器
D.光纤连接器
8、决定光纤通信中继距离的主要因素是（
A.光纤的型号
B.光纤的损耗和色散
C.光发射机的输出功率
D.光接收机的灵敏度
9、下列哪一个不是SDH网的特点（
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
10、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（ B ）
A.折射
B.在包层折射边界上的全内反射
C.纤芯—包层界面上的全内反射
D.光纤塑料涂覆层的反射
6、光纤接续的主要方法有:
熔接法、粘接法
8、掺铒光纤放大器应用方式有:
LA、PA、BA
10、EDFA的泵浦结构方式有：
同向泵浦结构、反向泵浦结构,.双向泵浦结构。
11、SDH的主要复用步骤是:
映射、定位、复用
12、光中继器实现方式有:
光-电-光形式中继器、光放大器
1、根据传输方向上有无电场分量以及磁场分量，可将光电磁波传播形式分成三类：
一为TEM波，二为TE波，三起TM波。
2、对于单模光纤来说，主要是材料色散和波导色散，而对于多模光纤来说，模式色散占主要地位。
3、光纤色散的测量方法有相移法、脉冲时延法、干涉法，光纤损耗的测量方法有插入法、后向测量法。
4、激光器输出光功率随温度而变化有两个原因：
一个是激光器的阈值电流随温度升高而增大；
另一个是外微分子量效率随温度升高而减小。
5、对LD的直接调制将导致激光器动态谱线增宽，限制光纤通信系统的传输速率和容量。
6、光纤通信系统中监控信号的传输途径有两个，一个是在光纤中传输，另一个是通过光缆中附加的金属导线传输）。
7、响应度和量子效率都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。
8、在数字接收机中，设置均衡滤波网络的目的是消除码间干扰，减小误码率。
9、数字光接收机最主要的性能指标是灵敏度和动态范围。
10、APD的雪崩放大效应具有随机性，由此产生的附加噪声称为倍增噪声。
11、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。
12、耦合器的结构有许多类型，其中比较实用的有光纤型、微器件型和波导型。
温度对激光器的输出光功率影响主要通过阈值电流和外微分量子效应。
13、数字光纤传输系统的两种传输体制为准同步数字系列（PDH）和同步数字系列（SDH）。
PDH有两种基础速率，一种是以1.544Mb/s为第一级基础速率；
另一种是以2.048Mb/s为第一级基础速率。
14、隔离器主要用在激光器或光放大器的后面，功能避免反射光返回到该器件致使性能变坏。
它的两个主要参数是插入损耗和隔离度。
15、SDH传输系统每秒传送8000帧STM-16帧，则该系统的传送速率为2.488Gbit/s。
16、STM-1可复用63个2M信号3个34M信号1个140M信号
17、渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的现象称为自聚焦现象。
18、数字光纤通信系统的抖动是指数字信号的有效瞬间与其理想时间位置的短时间偏离。
19、光纤数字通信系统中，误码性能和抖动性能是系统传输性能的两个主要指标。
20、EDFA中光耦合器的主要作用是将输入光信号和原泵浦光混合起来。
21、EDFA噪声系数的定义式为放大器的输入信噪比/放大器的输出信噪比。
22、常用的SDH设备有终端复用器、分插复用器和交叉连接设备等。
23、WDM系统主要有五部分组成：
光发射机，光中继放大器，光接收机，光监控信道，网络管理系统。
24、POH中常用的多址技术有三种：
频多址分（FDMA），时多址分（TDMA），码分多址（WDMA）。
25、电信网有两大功能群：
传送功能群和控制功能群。
26、光纤通信的目标是提高速率和增大容量。
27、自愈环结构可分为两大类，分别是通道倒换环和复用段倒换环。
SDH环形网的一个突出优点是具有自愈能力。
1、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
2、下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因?
（B）
A．光纤的损耗可能发生变化 B．光源的输出功率可能发生变化
C．系统可能传输多种业务 D．光接收机可能工作在不同系统中
3、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（Ｂ）
Ａ．光衰减器 Ｂ．光耦合器 Ｃ．光隔离器 Ｄ．光纤连接器
4、使用连接器进行光纤连接时，如果接头不连续时将会造成（D）
Ａ．光功率无法传输 Ｂ．光功率的菲涅耳反射
Ｃ．光功率的散射损耗 Ｄ．光功率的一部分散射损耗或以反射形式返回发送端
5、在系统光发射机的调制器前附加一个扰码器的作用是（A）
A．保证传输的透明度B．控制长串“1”和“0”的出现
C．进行在线无码监测D．解决基线漂移
6、下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是（A）
A．两者都能提供动态的通道连接B．两者输入输出都是单个用户话路
C．两者通道连接变动时间相同D．两者改变连接都由网管系统配置
8、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玛型调整
9、下列要实现OTDM解决的关键技术中不包括（D）
A．全光解复用技术B．光时钟提取技术
C．超短波脉冲光源D．匹配技术
10、掺饵光纤的激光特性（A）
Ａ．由掺铒元素决定 Ｂ．有石英光纤决定
Ｃ．由泵浦光源决定 Ｄ．由入射光的工作波长决定
11、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
12、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％
13、在误码性能参数中，严重误码秒（SES）的误码率门限值为（D）
A．10-6 B．10-5C．10-4D．10-3
14、日前采用的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
15、二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为（B）
A．2.048Mb/s，HDB3 B．8.448Mb/s，HDB3
C．2.048Mb/s，CMI D．8.448Mb/s，CMI
16、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为（A）dBm。
A．-10B．10 C．-20D．-30
17、WDH系统的单纤双向传输方式可实现（C）通信。
A．单工B．双工 C．全双工D．单工与双工
18、光孤子源主要有哪几种（A）
A．掺铒光纤孤子激光器、锁模半导体激光器
B．掺铒光纤孤子激光器、窄纤谱半导体激光器
C．锁模半导体激光器、锁模半导体激光器
D．掺铒光纤孤子激光器、信道频率激光器
19、前置放大器的三种类型中，属于双极型晶体管放大器的主要特点是（A）。
A．输入阻抗低B．噪声小C．高频特性较差D．适用于低速率传输系统
20、下列哪一个不是SDH网的特点（
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
1、光缆的基本型式有哪些（ABCD）
A．层绞式B．骨架式C．中心束管式D．带状式
2、光缆有哪些特性（ABCD）
A．拉力特性B．压力特性C．弯曲特性D．温度特性
3、下列哪项是光纤的光学特性（BC）
A．偏心度B．折射率分布C．模场直径D．带宽
4、模拟光纤传输系统目前使用的主要调制方式有（ABC）
A．模拟基带直接光强调制B．模拟间接光强调制
C．频分复用光强调制 D．方波频率调制
5、DFP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
6、PIN光电二极管的主要特性是（BCD）
A．波长响应特性B．量子效率和光谱特性
C．响应时间和频率特性D．噪声
7、光接受机的噪声主要来源是（CD）
A．主放大器 B．光发射器 C．光检测器 D．前置放大器
8、光有源器件包括（ABC）
A．光源B．光放大器C．光检测器D．光开关
9、光开关可以分为（AB）
A．机械光开关 B．固体光开关 C．物理光开关D．电子光开关
10、通信网的发展方向是（ABC）
A．数字化 B．综合化 C．宽带化 D．模拟化
《光纤通信》期末考试试卷（A卷）第12页共12页
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