通信工程專業(yè)光纖通信技術(shù)試題及答案

1、模擬試題參考答案一、填空題(20分)-1、目前光纖通信所用光波的光波波長(zhǎng)范圍為:0.81.8m ,屬于電磁波譜中的近紅外區(qū)。-2、光纖的典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體，它由纖芯、包層和涂覆層三部分組成。-3、光纖通信中常用的三個(gè)低損耗窗口的中心波長(zhǎng)：0.85m，1.31m，1.55m；最低損耗窗口的中心波長(zhǎng)是在： 1.55m。-4、光纖的色散分為 材料色散波導(dǎo)色散和模式色散。-5、光與物質(zhì)的粒子體系的相互作用主要有三個(gè)過(guò)程是：自發(fā)輻射，受激吸收，受激輻射；產(chǎn)生激光的最主要過(guò)程是：受激輻射。-6、光源的作用是將電信號(hào)電流變換為光信號(hào)功率；光檢測(cè)器的作用是將光信號(hào)功轉(zhuǎn)換為電信號(hào)電流。二、單項(xiàng)選擇題(15

2、分)1 光纖通信指的是： B A 以電波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；B 以光波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；C 以光波作載波、以電纜為傳輸媒介的通信方式；D 以激光作載波、以導(dǎo)線為傳輸媒介的通信方式。 2 光纖單模傳輸條件，歸一化頻率V應(yīng)滿足： B -A- V2.405- B- V3.832- D- V3.8323 使用連接器進(jìn)行光纖連接時(shí)，如果接續(xù)點(diǎn)不連續(xù)，將會(huì)造成： C A 光功率無(wú)法傳輸；B 光功率的菲涅耳反射；C 光功率的散射損耗；D 光功率的一部分散射損耗，或以反射波形式返回發(fā)送端。 4 在激光器中，光的放大是通過(guò)： D A 光學(xué)諧振腔來(lái)實(shí)現(xiàn)；B 泵浦光源來(lái)實(shí)現(xiàn)；C 外

3、加直流來(lái)實(shí)現(xiàn)；D 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的激活物質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 5 摻鉺光纖的激光特性： A A 主要由摻鉺元素決定；B 主要由起主介質(zhì)作用的石英光纖決定；C 主要由泵浦光源決定；D 主要由入射光的工作波長(zhǎng)決定。 三、（15分）如圖所示，用射線理論分析子午光線在階躍光纖中的傳輸原理。-簡(jiǎn)答：-射線光學(xué)的基本關(guān)系式是反射和折射的菲涅耳定律：反射定律 折射定律 反射臨界角： ，相應(yīng)的光纖端面的入射角為入射臨界角。在圖中如光線1所示。當(dāng)子午光線以大于入射臨界角從空氣入射纖芯端面的入射角時(shí)，該光線將進(jìn)入包層，并從光纖透射出來(lái)被損耗掉，如光線2所示。當(dāng)子午光線以小于入射角從空氣入射纖芯端面的入射角時(shí)， 如光線3所示

4、， 進(jìn)入纖芯的光線將會(huì)不斷在芯包界面間產(chǎn)生全反射，從而使光波向前傳播。 這就是光纖的傳光原理。四、(15分)簡(jiǎn)答下列問題：-1、什么是光纖色散？光纖色散主要有幾種類型？其對(duì)光纖通信系統(tǒng)有何影響？-2、分別說(shuō)明G.652 、G.653光纖的性能及應(yīng)用。-1、簡(jiǎn)答：-由于光纖中所傳信號(hào)的不同頻率成分， 或信號(hào)能量的各種模式成分， 在傳輸過(guò)程中，因群速度不同互相散開，引起傳輸信號(hào)波形失真，脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散。光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘?hào)脈沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。從機(jī)理上說(shuō)，光纖色散分為材料色散，波導(dǎo)色散和模式色散。前兩種色散由于信號(hào)不是單一頻率所引起，后一種色散由于信號(hào)不是

5、單一模式所引起。雪崩光電二極管如圖所示雪崩光電二極管-雪崩光電二極管工作時(shí)外加高反向偏壓（約100V150V），在PN結(jié)內(nèi)部形成一高電場(chǎng)區(qū)，入射光功率產(chǎn)生的電子空穴對(duì)經(jīng)過(guò)高場(chǎng)區(qū)時(shí)不斷被加速而獲得很高的能量，這些高能量的電子或空穴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與價(jià)帶中的束縛電子碰撞，使晶格中的原子電離，產(chǎn)生新的電子空穴對(duì)。新的電子空穴對(duì)受到同樣加速運(yùn)動(dòng)，又與原子碰撞電離，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，稱為二次電子空穴對(duì)。如此重復(fù)，使載流子和反向光生電流迅速增大，這個(gè)物理過(guò)程稱為雪崩倍增效應(yīng)，雪崩過(guò)程倍增了一次光生電流，因此，在雪崩光電二極管內(nèi)部就產(chǎn)生了放大作用。六、(10分)如圖所示，分析說(shuō)明摻鉺光纖放大器主要由幾部分構(gòu)成？各

6、部分的作用是什么？-簡(jiǎn)答：-摻鉺光纖放大器主要由一段摻鉺光纖、泵浦光源、光耦合器及光隔離器等構(gòu)成。采用摻鉺單模光纖作為增益物質(zhì)，在泵浦光激發(fā)下產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在信號(hào)光誘導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)受激輻射放大。泵浦光和信號(hào)光一起通過(guò)光耦合器注入摻鉺光纖；光隔離器作用是只允許光單向傳輸，用于隔離反饋光信號(hào)，提高穩(wěn)定性。、(15分)光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成的框圖如圖所示，分析說(shuō)明各部分的作用。-簡(jiǎn)答：-（1）光發(fā)信機(jī)：-光發(fā)信機(jī)是實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成。其功能是將來(lái)自于電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制， 成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸。-（2） 光收信機(jī)：-光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光檢測(cè)器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來(lái)的光信號(hào)，經(jīng)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)， 然后再將這微弱的電信號(hào)經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。-（3） 光纖或光纜：-光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。 其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調(diào)光信號(hào)，經(jīng)過(guò)光纖或光纜的遠(yuǎn)距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測(cè)器上去，完成傳送信息任務(wù)。-（4）中繼器：-中繼器由光檢測(cè)器、光源和判決再生電路組成。 它的作用有兩個(gè)：一個(gè)是補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減；另一個(gè)是對(duì)波形失真的脈沖進(jìn)行糾正。- （5）光纖連接器、耦合器等無(wú)源器件： 由于光纖或光纜的長(zhǎng)度受光纖