光纖通信期末復(fù)習(xí)題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——光纖通信期末復(fù)習(xí)題一、填空題（每空1分，把答案寫在答題紙上，共60分）

1、目前使用的石英光纖有單模光纖和多模光纖，單模光纖的傳輸特性比多模光纖好，價格比多模光纖低廉，因而得到更廣泛的應(yīng)用。

2、基本光纖傳輸系統(tǒng)包括光發(fā)射機、光纖線路和光接收機，若配置適當(dāng)?shù)墓馄骷?，可以組成傳輸能力更強、功能更完善的光纖通信系統(tǒng)。例如，在光纖線路中插入光纖放大器組成光中繼長途系統(tǒng)，配置波分復(fù)用器和解復(fù)用器，組成大容量波分復(fù)用系統(tǒng)，使用耦合器或光開關(guān)組成無源光網(wǎng)絡(luò)，等等。（1016）

3、光發(fā)射機把電信號轉(zhuǎn)換為光信號的過程(簡稱為電/光或E/O轉(zhuǎn)換)，是通過電信號對光的調(diào)制實現(xiàn)的。對光的調(diào)制可分為直接調(diào)制和間接調(diào)制(或稱外調(diào)制)兩種方案。其中直接調(diào)制方案是用電信號直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管的驅(qū)動電流，使輸出輸出光隨電信號變化而實現(xiàn)的。這種方案技術(shù)簡單，成本較低，簡單實現(xiàn)，但調(diào)制速率受激光器的頻率特性所限制。(P9)

4、mBnB碼是把輸入的二進制原始碼流進行分組，每組有m個二進制碼，記為mB，稱為一個碼字，然后把一個碼字變換為n個二進制碼，記為nB，并在同一個時隙內(nèi)輸出。這種碼型是把mB變換為nB，所以稱為mBnB碼，其中m和n都是正整數(shù)，n>m，一般選取n=m+1。(P90)

5、半導(dǎo)體激光二極管比發(fā)光二極管的輸出（功率大）（光發(fā)散角）小，（2023）。6、一光纖的纖芯折射率是1.52，包層折射率是1.45，則其數(shù)值孔徑為0.46。（2023）7、SDH網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓譃槿N，即層網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)和鏈路。(2030)

8、模擬光纖傳輸系統(tǒng)目前使用的主要調(diào)制方式有模擬基帶直接光強調(diào)制、模擬間接光強調(diào)制和頻分復(fù)用光強調(diào)制三種。（2039）

9、單模光纖協(xié)同LD光源適合大容量長距離光纖傳輸系統(tǒng)，而小容量短距離系統(tǒng)用多模光纖協(xié)同LED光源更加適合。（1003）

10、全光通信網(wǎng)是在現(xiàn)有的傳送網(wǎng)上參與光層，在光上進行分插復(fù)用(OADM)和交織連接(OXC)，目的是減輕電結(jié)點的壓力。由于WDM全光網(wǎng)絡(luò)能夠提供靈活的波長選路能力，又稱為波長選路網(wǎng)絡(luò)。（1008）

11、目前常用的光檢測器有兩種：一種是在PN結(jié)中參雜濃度很低的本征半導(dǎo)體的PIN光電二極管和雪崩光電二極管(APD)。在光接收精明敏度要求較高的場合一般采用APD。（1015）12、光波分復(fù)用(WDM)技術(shù)是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的一項技術(shù)。（1035）13、模／數(shù)轉(zhuǎn)換目前普遍采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)方式，這種方式是通過對模擬信號進行抽樣、量化和編碼而實現(xiàn)的。一路話音轉(zhuǎn)換成傳輸速率為64kb／s的數(shù)字信號，然后用數(shù)字復(fù)接器把24路或30路PCM信號組合成1.544Mb／s或2.048Mb／s的一次群甚至高次群的數(shù)字系列,最終輸入光發(fā)射機。(1038)

14、單模光纖的損耗機理包括吸收損耗和散射損耗兩部分。

15、光纖損耗測量有兩種基本方法：一種是測量通過光纖的傳輸光功率，稱剪斷法和插入法；另一種是測量光纖的后向散射光功率，稱后向散射法。

16、目前常用的光檢測器有PIN光電二極管和雪崩光電二極管(APD)。17、基本光纖通信系統(tǒng)必需包括：發(fā)射機、接收機、光纖18、光纖的損耗在很大程度上決定了系統(tǒng)的傳輸距離。

19、中繼距離受光纖線路損耗和色散(帶寬)的限制，明顯隨傳輸速率的增加而減小。20、與APD光電二極管相比，PIN光電二極管使用簡單，但靈敏度較低。

1、在光纖通信系統(tǒng)中，從電端機輸出的是適合于電纜傳輸?shù)模娦盘枺?。光源不可能發(fā)射負(fù)光脈沖，因此必需進行（碼型變換），以適合于數(shù)字光纖通信系統(tǒng)傳輸?shù)囊?。?shù)字光纖通信系統(tǒng)普遍采用二進制二電平碼，即“（有光脈沖）〞表示“１〞碼，“（無光脈沖）〞表示“0〞碼。2、和激光器相比，發(fā)光二極管輸出光功率（較小），譜線寬度（較寬），調(diào)制頻率（較低）。但發(fā)光二極管性能穩(wěn)定，壽命長，輸出光功率線性范圍寬，而且制造工藝簡單，價格低廉。因此，這種器件在（小容量短距離傳輸）系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。3、已經(jīng)實際應(yīng)用的3類WDM光柵分別是（布喇格光柵）、（。。。）、（。。。）。4、散射損耗與主要由（瑞利）散射和由（光纖結(jié)構(gòu)缺陷引起）散射產(chǎn)生的。

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5、光交換主要有三種方式，（時分）、（空分）和（波分）。

6、我國的PDH3次群和4次群光纖通信系統(tǒng)最常用的線路碼型是（5B6B）碼。

7、光電二極管(PD)把光信號轉(zhuǎn)換為電信號的功能，是由半導(dǎo)體PN結(jié)的（光電效應(yīng)）實現(xiàn)的。

8、物質(zhì)原子中，存在大量能級，最低能級E1稱為基態(tài)，能量比基態(tài)大的能級EJ(J＝2，3，4…)稱為激發(fā)態(tài)。電子在低能級的基態(tài)和高能級的激發(fā)態(tài)之間的躍遷有三種基本方式:（受激吸收）,（受激輻射）和（自發(fā)輻射）。

9、光纖損耗測量中，在滿注入或欠注入的條件下，被測短光纖的長度要（等于或大于）光纖耦合長度，才能獲得穩(wěn)態(tài)模式分布。

10、LED和LD工作原理的本質(zhì)區(qū)別為前者是（自發(fā)輻射），后者是（受激輻射）。11、電纜通信和微波通信的載波是（電波），光纖通信的載波是（光波）。雖然光波和電波都是（電磁波），但是（頻率）區(qū)別很大。

12、SDH采用世界上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級。最低的等級也就是最基本的模塊稱為（STM-1），傳輸速率為（155.520Mb/s）；4個STM-1同步復(fù)接組成STM-4，傳輸速率為（622.080Mb/s）,16個STM-1組成STM-16，傳輸速率為（1488.320Mb/s），以此類推。

13、實用光纖主要有三種基本類型，突變型多模光纖一般纖芯直徑2d＝（30-80um）。漸變型多模光纖一般纖芯直徑2α為（50um）。模光纖，纖芯直徑只有（8-10um）。14、理想單模光纖沒有模式色散，只有（材料色散）和（波導(dǎo)色散）?？偡Q為（色度色散），常簡稱為色散，它是時間延遲隨（波長）變化產(chǎn)生的結(jié)果。15、數(shù)字光接收機最主要的性能指標(biāo)是（色散）和（靈敏度）。16、目前光纖通信常用的波長為（1310nm）和（1550nm）。

17、導(dǎo)引模的截止條件是??（n2k），此時介于傳輸模式和輻射模式的臨界狀態(tài)，這個狀態(tài)也稱為模式截止。18、光纖通信的長波長窗口波長是（1310nm），（1550nm），短波長窗口波長是（850nm）。。

一、判斷題（正確的打√，錯誤的打×。每題1分，共20分）×1、突變型多模光纖具有自聚焦效應(yīng).×2、G.653光纖是模式位移光纖.

3、LD的張弛振蕩和自脈動現(xiàn)象嚴(yán)重限制系統(tǒng)傳輸速率和通信質(zhì)量?！?、光纖通信的發(fā)展方向是采用石英多模光纖。

5、電纜，波導(dǎo)管和光纖的低損耗頻率窗口各不一致。×6、石英光纖在1.3?m和1.5?m波長的傳輸損耗值完全一樣?！?、模／數(shù)轉(zhuǎn)換目前普遍采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)方式，這種方式是通過對模擬信號進行抽樣、量化和編碼而實現(xiàn)的。一路話音轉(zhuǎn)換成傳輸速率為8kb／s的數(shù)字信號。8、外調(diào)制最常用的是電光調(diào)制器?！?、相對折射率差對光能量束縛在纖芯的能力和信息傳輸容量沒有影響?！?0、色散對光纖傳輸系統(tǒng)的帶寬沒有影響。×11、LD激光振蕩對相位條件沒要求。

12、激光束的空間分布在近場和遠場總是一樣的。(不確定)13、APD和PIN-PD分別應(yīng)用于要求不同的場合。14、光隔離器尋常采用偏振器實現(xiàn)光隔離。

15mBnB碼是把輸入的二進制原始碼流進行分組，每組有m個二進制碼，記為mB，稱為

一個碼字，然后把一個碼字變換為n個二進制碼，記為nB，并用n/m倍速率輸出。（）×16PCM調(diào)制方式把一路話音轉(zhuǎn)換成傳輸速率為8kb/s的數(shù)字信號。（）×17對于多路模擬電視傳輸，可用攝像機把圖像轉(zhuǎn)換為6MHz的模擬基帶信號后同時直接

輸入光發(fā)射機。（）

18直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器比直接調(diào)制發(fā)光二極管線性更好。（）×19石英光纖低損耗“窗口〞中心波長在980nm、1060nm和1310nm附近。（）

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×20光纖大容量數(shù)字傳輸目前都采用同步時分復(fù)用(TDM)技術(shù)，復(fù)用又分為若干等級，因而

先后有兩種傳輸體制：TDM和WDM。（）×1、對于給定的光纖，當(dāng)波長為650nm時，是多模傳輸，當(dāng)波長為1550nm時，也一定是多模傳輸？

2、在電于和空穴擴散過程中，導(dǎo)帶的電子可以躍遷到價帶和空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射光。3、由于光纖和半導(dǎo)體激光器的技術(shù)進步，使1970年成為光纖通信發(fā)展的一個重要里程碑?！?、電纜通信、微波通信和光纖通信的載波都是電磁波，沒有任何區(qū)別?！?、光纖通信系統(tǒng)的容許頻帶(帶寬)與光源無關(guān)。6、信息在光纖中傳輸十分安全。7、光源是光發(fā)射機的核心。

8、目前光纖通信中廣泛使用的光檢測器是PIN光電二極管(PIN—PD)和雪崩光電二極管(APD)?！?、光纖的數(shù)值孔徑NA與纖芯和包層的折射率無關(guān)?！?0、光纜松套管內(nèi)的光纖不受任何拉力或壓力的作用。×11、FP-LD的譜線寬度與驅(qū)動電流無關(guān)。

12、DFB激光器與F-P激光器相比譜線寬度更窄。13、波分復(fù)用器和解復(fù)用器可以采用同一種器件。（不確定）14、我國PDH的基礎(chǔ)速率為2.048Mb／s。

15對于數(shù)字電話傳輸，目前我國采用的脈沖編碼調(diào)制(PCM)方式是通過對模擬信號進行抽

樣、量化和編碼而實現(xiàn)的。（）×16PDH一次群速率為8×8×30kb/s。（）×17光發(fā)射機把電信號轉(zhuǎn)換為光信號的過程(簡稱為電/光或E/O轉(zhuǎn)換)，只能通過電信號對半

導(dǎo)體發(fā)光器件的調(diào)制來實現(xiàn)。（）×18設(shè)纖芯和包層的折射率分別為n1和n2，纖芯和包層的相對折射率差Δ越大，把光能量

束縛在纖芯的能力越強，信息傳輸容量越大。（）×19目前，適合于光纖通信系統(tǒng)應(yīng)用的光檢測器是半導(dǎo)體光敏電阻。（）×20SDH采用世界上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級。最低的等級也就是最基本的模塊稱為

STM1，傳輸速率為(261+9)×9×8Kb/s。（）

二、簡答題（每題5分，共80分）

1、光纖通信發(fā)展的第一個重要里程碑是哪年？為什么？P22、電纜通信、微波通信和光纖通信的載波有何區(qū)別？P43、光纖通信系統(tǒng)的容許頻帶(帶寬)取決于哪些因素？P54、為什么信息在光纖中傳輸十分安全？P7

5、光發(fā)射機的功能是把輸入電信號轉(zhuǎn)換為光信號，并用耦合技術(shù)把光信號最大限度地注入光纖線路。光發(fā)射機由哪3部分組成？什么是光發(fā)射機的核心？P106、目前光纖通信中廣泛使用的光檢測器有哪兩種類型？APD;PIN7、均勻光纖芯與包層的折射率分別為：n1?1.50，n2?1.45，試計算：(1)光纖芯與包層的相對折射率差?。(2)光纖的數(shù)值孔徑NA＝?P17

8、在工程應(yīng)用中，為什么光纜松套管內(nèi)的光纖要留有一定的余長?P369、圖3.7是FP-LD的光譜特性，簡述模式及譜線與電流的關(guān)系.

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10、DFB激光器與F-P激光器相比。具有什么優(yōu)點？P5711、波分復(fù)用器和解復(fù)用器的功能如何？P150

12、簡述右圖所示LED光發(fā)射機中R1,R2,C1的作用。R1限流，沒有R1電壓直接加到了三極管上引起Ib過大；R2限流；C1改善頻率特性，使回路的時間常數(shù)變小13、光接收機的靈敏度是如何定義的？p8914、準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH有哪兩種基礎(chǔ)速率？p102

15、試畫出SDH幀的一般結(jié)構(gòu)。P106

16、根據(jù)右圖光纖放大器增益和吸收曲線，若要放大1.54~1.56?m的光信號，選擇什么波長的泵浦光源較好？為什么？

波長小于1.52UM即可

1、光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為哪三個階段？

（不做）2、電纜，波導(dǎo)管和光纖的低損耗頻率窗口是什么頻率范圍？

3、石英光纖在1.3?m和1.5?m波長的傳輸損耗值分別為什么范圍?0.5~1dbm/km;0.20~0.5dbm/km4、模／數(shù)轉(zhuǎn)換目前普遍采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)方式，這種方式是通過對模擬信號進行抽樣、

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量化和編碼而實現(xiàn)的。一路話音轉(zhuǎn)換成傳輸速率為多少的數(shù)字信號？如何計算？5、外調(diào)制是怎么工作的？畫出原理框圖。P10

6、相對折射率差對光能量束縛在纖芯的能力和信息傳輸容量的影響如何？折射率差越大，光能量束縛在纖芯的能力越強，信息傳輸容量越小7、色散對光纖傳輸系統(tǒng)的影響如何？p278、LD激光振蕩的相位條件是什么？p51

9、激光束的空間分布用近場和遠場來描述，試解釋什么是近場和遠場。P5410、APD和PIN-PD分別應(yīng)用于什么場合？高速遠距離光纖通信（APD）….11、光隔離器中有一個空間分開偏振器SWP，這個SWP的作用是什么？p7212、什么是LD的“結(jié)發(fā)熱效應(yīng)〞？p83

13、在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，選擇碼型時應(yīng)考慮哪幾個因素?p9314、試畫出SDH傳輸網(wǎng)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。15、設(shè)系統(tǒng)平均發(fā)射功率Pr??42dBm，設(shè)備余量Me?3dB，t??3dBm，接收靈敏度P連接器損耗?c?0.3dB/對，光纖損耗系數(shù)?f?0.35dB/km,光纖余量?m?0.1dB/km，每km光纖平均接頭損耗?s?0.03dB/kmαs=0.03dB/km，