光纖通信概論考題,復(fù)習(xí)題及答案

1、光纖通信概論參考題庫1、 光電二極管的主要功能是什么：將信號光功率轉(zhuǎn)化成信號電流2、P-I-N代表什么意思？P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間夾有一層厚的本征型半導(dǎo)體。3、與P-N光電二極管相比P-I-N的優(yōu)點是什么？大大提高了光電轉(zhuǎn)換效率，同時還提高了PIN管的響應(yīng)速度。4、與P-I-N光電二極管相比APD的優(yōu)點是什么？內(nèi)置放大，不引入外部電路相關(guān)噪聲，偏壓電路簡單、價格低，超高速和較高靈敏度的接收器。5、APD的缺點是什么？極大的溫度倚賴性，存在倍增隨機噪聲，偏壓電路復(fù)雜、價格高。6、光電二極管的響應(yīng)度是0.85A/W，飽和輸入光功率是1.5mW，當入射光功率是1mW和2mW時，光電流分別是多少？

2、解：當輸入光功率是1mW時，由I=RP，可得，I=RP= 0.85A/W ×1mW= 0.85mA當輸入光功率是2mW時，公式I=RP不適用，因此我們無法得到光電流的值。7、光波長解復(fù)用器的作用是什么?把在同一根光纖中傳輸?shù)牟煌ㄩL信道分別送到不同的光纖中傳輸。（即：分解同一根光纖中傳輸?shù)牟煌ㄩL信道）8、解釋電吸收調(diào)制器的工作原理：電吸收調(diào)制器的工作原理為，由激光器發(fā)射的連續(xù)光穿過半導(dǎo)體波導(dǎo)管。 當不加電壓時，光直接穿過，因為它的截止波長C小于入射光的波長；當加上了調(diào)制電壓后，波導(dǎo)材料的禁帶Eg變窄了。這稱為弗朗茲-科爾迪希效應(yīng)，它是理解EA調(diào)制器工作原理的關(guān)鍵。由于禁帶Eg變窄，

3、因而截止波長增大（C =1024/ Eg ），波導(dǎo)材料開始吸收入射光。因此，通過對半導(dǎo)體波導(dǎo)管施加調(diào)制電壓，可以改變其吸收特性。9.寫出幾種無源器件，它們的用途？1.光纖連接器：連接光纖2.光衰減器：減少傳輸光功率3.光纖定向耦合器：實現(xiàn)光的分路、合路4.波分復(fù)用器：5.光隔離器：阻擋背向光，保護激光器、光纖放大器6.光環(huán)行器7.光濾波器：對光波進行篩選，允許特定波長范圍光通過8.光開關(guān)：用光控制電路的通路或斷路9.光調(diào)制器10.把你所知道的光纖通信元件分為兩組：有源的和無源的。11、比較發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器的3dB光譜寬度： LED的3dB光譜寬度>FP-LD的3dB光譜寬度>

4、;DFB-LD的3dB光譜寬度12、比較適用場合：適合做高速長距離光纖通信系統(tǒng)光源是？LED、FP-LD和DFB-LD13、比較發(fā)光機理：發(fā)光二極管：自發(fā)輻射發(fā)光器件；半導(dǎo)體激光器：受激輻射發(fā)光器件14、比較LED和LD的輸出NA大小。 LED>LD15、全光纖型F-P激光器怎么構(gòu)成？16、全光纖型DFB激光器怎么構(gòu)成？17、光纖通信指的是：（c）a以光波作載波、以電纜為傳輸媒介的通信方式； b以電波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式； c以光波作載波、以光纖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。18、 光纖通信所使用的波段為：( a )ü a

5、0.8um-2.0um ； b 0.01um-0.39um ； c 0.39um-0.79um ； d 100um-1000um 。19、 下面說法正確的是：( a )ü a為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必須小于纖芯的折射率;ü b 為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必須大于涂覆層的折射率； c 為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必須大于纖芯的折射率; d為了使光波在纖芯中傳輸，包層的折射率必須等于纖芯的折射率；20、 下列哪種色散類型只有在多模光纖中才存在：（a）ü a 模間色散 ； b 材料色散 ； c 偏振模色散 ； d 波導(dǎo)色散。21、 下面說法

6、正確的是：（C）a 光纖的損耗決定光纖通信系統(tǒng)的通信容量； b；光纖的損耗決定光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率； c光纖的損耗決定光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離； d 光纖的損耗決定光纖通信系統(tǒng)的傳輸模式；22、下面關(guān)于“光纖通信的優(yōu)勢”說法不正確的是：（b）a損耗低，傳輸容量大； b資源豐富，成本低廉； c通信質(zhì)量高； d抗電磁，抗雷擊，抗雨水，保密性好。23、光纖耦合器是實現(xiàn)：（d）A 同一波長的光功率進行合路的器件； b不同波長的光功率進行分路的器件； c不同波長的光功率進行合路的器件； d光信號分路/合路的功能器件。24、下面哪一項不屬于光纖的基本傳輸特性：（d）a 色散； b 非線性； c 損耗； d

7、 放大。25、關(guān)于光環(huán)形器以下說法錯誤的是：a 光環(huán)行器除了有多個端口外，其工作原理與隔離器類似； b 光環(huán)形器一般用于光分插復(fù)用器中； c 光環(huán)行器是一種三端口的非互易磁性器件，在光網(wǎng)絡(luò)中用于信號的上、下載； d 典型的環(huán)行器一般有三個或四個端口，信號可以從任意一端口輸入和輸出。26、下面說法正確的是：（a）a光隔離器是一種只允許單向光通過的無源光器件； b光隔離器是一種只允許單向光通過的有源光器件； c光隔離器是一種只允許單一波長的光波通過的無源光器件； d光隔離器是一種不同光信號通過的無源光器件。27、光隔離器的工作原理是：（b）a基于圓柱型透鏡的聚焦原理； b基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性；

8、 c 基于光柵的衍射原理； d基于多層電介質(zhì)干涉膜的濾波原理。28、以下哪個不屬于構(gòu)成激光器的基本要素是：（d）a 泵浦源； b 光學(xué)諧振腔； c 處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的工作物質(zhì)； d 電源。29、光與物質(zhì)的相互作用有自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射三種過程。下面說法正確的是：（d）a受激吸收是產(chǎn)生激光的最重要的過程；b自發(fā)輻射的光稱為相干光；c自發(fā)輻射是產(chǎn)生激光的最重要的過程；d受激輻射是產(chǎn)生激光的最重要的過程。30、STM-16的一幀中段開銷的比特數(shù)是（ d ）。a) （3+5）×9 b) （3+5）×9×8c) （3+5）×16×9 d)

9、（3+5）×9×16×831、下面的四個選項中哪一個不屬于光發(fā)送機的功能（ c）。a電端機輸出的電信號轉(zhuǎn)換為光信號；b用耦合技術(shù)注入光纖線路；c從受到各種干擾的信號中恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)d用電信號對光源進行調(diào)制。32、作為光中繼器使用的摻餌光纖放大器在傳輸系統(tǒng)中的主要作用是（ d ）。a) 減小傳輸光脈沖的相位抖動b) 提高光纖中的信噪比c) 補償光纖色散d) 補償光纖損耗33、在外來光子的激發(fā)下，高能級E2上的電子躍遷到低能級E1，并發(fā)射出一個與外來光子完全相同的光子的過程稱為（ c ）。a) 自發(fā)輻射 b) 受激吸收c) 受激輻射 d) 非輻射復(fù)合。34、在保證系統(tǒng)

10、的誤碼率指標要求下，測得接收機的最低輸入光功率為1W，則該接收機的靈敏度為（ a ）。a) 30dBm b) 40dBm c) 20dBm d) 43dBm答：線性單位與對數(shù)單位換算接收機的靈敏度=1035、EDFA泵浦光源的典型工作波長是（ d ）。a) 0.85m b) 1.3m c) 1.55m d) 0.98m 36、光纖通信系統(tǒng)中常用的光源主要有：（d）a) 光檢測器、光放大器、激光器；b) PIN光電二極管、APD雪崩二極管；c) 半導(dǎo)體激光器、光電檢測器、發(fā)光二極管；d) 半導(dǎo)體激光器LD、半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED。37-40題：（看圖選擇） 數(shù)字光發(fā)射機的各組成部分的方框圖如下，

11、將字母對應(yīng)的該組成部分名稱填入37-40題填空內(nèi)。數(shù)字信號入A B C光源光信號出D 圖1 數(shù)字光發(fā)射機的各組成部分37 C 實現(xiàn)信號的電光轉(zhuǎn)換38 B 把經(jīng)過線路編碼的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘栕⑷隠D或LED,從而獲得相應(yīng)的光信號。；39 A 把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成適合于光纖傳輸?shù)拇a型、送入光纖線路；40 D 控制激光器的直流偏置電流，使其自動跟蹤閾值的變化，從而使LD總是偏置在最佳的工作狀態(tài)； 41-44題（看圖選擇）：A 光電變換B 前置放大C主放大器D均衡濾波E判決器F譯碼器光信號輸出AGC電路時鐘恢復(fù)APD控制圖2 數(shù)字光接收機的各組成部分41如果在發(fā)射端進行了線路編碼(或擾亂),則在接收端

12、需要有相應(yīng)的 F 42_B_的任務(wù)是放大微弱的電信號，希望它低噪聲、高增益、寬帶。43_D_的作用是保證判決時不存在碼間干擾 44_C_的作用除提供足夠的增益外,它的增益還受AGC電路控制,傳輸出信號的幅度在一定的范圍內(nèi)不受輸入信號幅度的影響。 45、在某些高速長距離光纖傳輸線路，使用色散補償光纖，這是為什么？色散補償光纖是具有大的負色散光纖，為了使現(xiàn)已敷設(shè)的1.3m光纖系統(tǒng)采用WDM/EDFA技術(shù)，就必須將光纖的工作波長從1.3m轉(zhuǎn)為1.55m，而標準光纖在1.55m波長的色散不是零，而是正的（1720）ps/（nm·km），并且具有正的色散斜率，所以必須在這些光纖中加接具有負色散

13、的色散補償光纖，進行色散補償，以保證整條光纖線路的總色散近似為零，從而實現(xiàn)高速度、大容量、長距離的通信。46、比較G652光纖和G655光纖的色散曲線，找出兩種光纖色散曲線的不同有哪些？1）、G652在1310nm波長處的色散為0，在波長為1550nm波長附近衰減系數(shù)最小，色散系數(shù)最大，最佳工作波長在1310nm區(qū)域；G655在1550nm波長處色散低，同時其色散值又保持非零特性來抑制非線性效應(yīng)。2）、G655色散比G.652光纖小很多；47、第一，二，三代光纖通信系統(tǒng)所使用的光波長分別為_850nm ,1300nm,1310nm_。48、光纖通信系統(tǒng)的主要組成分別是 光發(fā)信機 ， 中繼器 和

14、 光收信機 三種部件。49、在光纖通信系統(tǒng)中，光纖作為傳輸媒質(zhì)其基本特性參數(shù)分別是 損耗特性 、 色散特性 、 非線性 。50、在光纖中單模傳輸?shù)臈l件是 V<2.40483，工作波長>截止波長，工作頻率<截止頻率。51、光纖拉曼放大器和光纖布里淵放大器是基于光纖的 非線性效應(yīng) ，利用受激散射機制實現(xiàn)光的直接放大。52、目前，通信用的光纖絕大多數(shù)是由 石英 材料構(gòu)成的。53、 NA(數(shù)值孔徑) 等于入射介質(zhì)的折射率與光纖端面最大受光角正弦的乘積。54、列舉制造光纖的四種汽相工藝：MCVD，PCVD，OVD，VAD。55、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中， 光接收機的輸出特性 是衡量傳輸性能的

15、一個主要指稱。56、光隔離器只允許光單方向傳輸，其主要由 、 和 三部分組成。57、規(guī)范一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口的先決條件，就是要有一個統(tǒng)一規(guī)范的信號速率 和信號幀結(jié)構(gòu)。58、在SDH體系傳輸速率中，模塊STM1、STM4和STM16所對應(yīng)的傳輸速率分別為 155.52Mb/s 、 622.08Mb/s 和 2.488Gb/s 。59、STM-1幀結(jié)構(gòu)信息凈負荷位置在1-9行中的第 10-270列。60、由線路編碼方案知，除了傳送信息外還需要傳送輔助信號。這種傳送其它信息的能力稱為 冗余度 。61、光源的作用是將電信號電流變換為 光信號功率 ；光檢測器的作用是將光信號功率轉(zhuǎn)換為 電信號電流 。6

16、2、光接收機中前置放大器的設(shè)計有三種不同的方案，分別是高阻抗前置放器 、 低阻抗前置放器 和 互阻抗前置放器 。63、光接收機的自動增益控制的作用是 擴大 光接收機的動態(tài)范圍。64、目前已應(yīng)用的光放大器可分為以下三類：半導(dǎo)體光放大器； 摻鉺光纖放大器 ；拉曼光纖放大器。65、摻餌光纖放大器的工作波長通常處在 1310-1550nm 波長范圍，泵浦光波長可以有 980nm和 1480nm兩種選擇。66、LD較LED具有較窄的譜線寬度和小的光束發(fā)散角，其一般適用于 數(shù)字 光纖通信系統(tǒng)。67、下圖分別是什么類型的光纜？a，層絞式b，骨架式c，帶狀d，束管式68對數(shù)字光接收機而言，靈敏度是指 在保證一

17、定誤碼率的 條件下，光接收機所需接收的 最小功率 。69 動態(tài)范圍是光接收機的一個重要性能指標，其表達式為 ，其數(shù)值越 大 越好70. 光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘柮}沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。從機理上說，光纖色散分為 材料 色散， 波導(dǎo) 色散、 偏振模 色散和 模間 色散。71、現(xiàn)有碼流信號為，采用8B1P編碼方式，請給P碼為偶校驗碼時的信號：（八位一組，數(shù)1，偶補0，奇補1）110110011 000100100 11110110072、如何定義數(shù)字光接收機靈敏度? 影響靈敏度的主要因素是什么？ 對數(shù)字光接收機而言， 靈敏度 是指保證一定的誤碼率條件下，光接收機所需接收的最小

18、功率；影響它的主要因素： 光源的不完善調(diào)制殘余光存在；光接收機的噪聲。73、對于一個NA=0.2, n1=1.4的階躍折射率多模光纖，如果一個光脈沖在此光纖中傳輸6km之后，子午光線的最大時延差是多少_ 納秒解： 74、已知某光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.1dB/km，光源的入纖功率為1mW，光纖的平均接頭損耗0.1dB/km，若要求設(shè)計系統(tǒng)的光纖長度為100公里，系統(tǒng)富余度7dB，則接收機的靈敏度為至少為 dBm。1mW=0 dBm接收機的靈敏度0 dBm(0.1dB/km)×100 km7dB(0.1dB/km)×100 km=27 dBm;75簡述EDFA的工作原理，在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用以及對光纖通信的重要性。原理：摻鉺光纖之所以能放大光信號的基本原理在于 吸收泵浦光的能量，由基態(tài) 躍遷至處于高能級的泵浦態(tài)，對于不同的泵浦波長電子躍遷至不同的能級，當用980nm波長的光泵浦時，從基態(tài)躍遷至泵浦態(tài) 。由于泵浦態(tài)上載流子的壽命時間只有1s，電子迅速以非輻射方式又泵浦態(tài)豫馳至亞穩(wěn)態(tài)，在亞穩(wěn)態(tài)上載流子有較長的壽命，在源源不斷的泵浦下，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子數(shù)積累，從而實現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。應(yīng)用： 1、可作功率放大器；2、前置放大電路；3、用作中繼或在線放大器；(具體 : 1、可作光距離放大器；