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(jià)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(jī)、光纖線路和光接收機(jī)，若配置適當(dāng)?shù)墓馄骷?，可以組成傳輸能力更強(qiáng)、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(zhǎng)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(jī)把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的過程(簡(jiǎn)稱為電/光或E/O轉(zhuǎn)換)，是通過電信號(hào)對(duì)光的調(diào)制實(shí)現(xiàn)的。對(duì)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(hào)直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流，使輸出輸出光隨電信號(hào)變化而實(shí)現(xiàn)的。這種方案技術(shù)簡(jiǎn)單，成本較低，簡(jiǎn)單實(shí)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(jìn)制原始碼流進(jìn)行分組，每組有m個(gè)二進(jìn)制碼，記為mB，稱為一個(gè)碼字，然后把一個(gè)碼字變換為n個(gè)二進(jìn)制碼，記為nB，并在同一個(gè)時(shí)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(qiáng)調(diào)制、模擬間接光強(qiáng)調(diào)制和頻分復(fù)用光強(qiáng)調(diào)制三種。（2039）

9、單模光纖協(xié)同LD光源適合大容量長(zhǎng)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(jìn)行分插復(fù)用(OADM)和交織連接(OXC)，目的是減輕電結(jié)點(diǎn)的壓力。由于WDM全光網(wǎng)絡(luò)能夠提供靈活的波長(zhǎng)選路能力，又稱為波長(zhǎng)選路網(wǎng)絡(luò)。（1008）

11、目前常用的光檢測(cè)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(chǎng)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(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)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(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化和編碼而實(shí)現(xiàn)的。一路話音轉(zhuǎn)換成傳輸速率為64kb／s的數(shù)字信號(hào)，然后用數(shù)字復(fù)接器把24路或30路PCM信號(hào)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(jī)。(1038)

14、單模光纖的損耗機(jī)理包括吸收損耗和散射損耗兩部分。

15、光纖損耗測(cè)量有兩種基本方法：一種是測(cè)量通過光纖的傳輸光功率，稱剪斷法和插入法；另一種是測(cè)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(cè)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(jī)、接收機(jī)、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(jiǎn)單，但靈敏度較低。

1、在光纖通信系統(tǒng)中，從電端機(jī)輸出的是適合于電纜傳輸?shù)模娦盘?hào)）。光源不可能發(fā)射負(fù)光脈沖，因此必需進(jìn)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(jìn)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?。?，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(zhǎng)，輸出光功率線性范圍寬，而且制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)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(shí)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。

１

5、光交換主要有三種方式，（時(shí)分）、（空分）和（波分）。

6、我國(guó)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的功能，是由半導(dǎo)體PN結(jié)的（光電效應(yīng)）實(shí)現(xiàn)的。

8、物質(zhì)原子中，存在大量能級(jí)，最低能級(jí)E1稱為基態(tài)，能量比基態(tài)大的能級(jí)EJ(J＝2，3，4…)稱為激發(fā)態(tài)。電子在低能級(jí)的基態(tài)和高能級(jí)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(cè)量中，在滿注入或欠注入的條件下，被測(cè)短光纖的長(zhǎng)度要（等于或大于）光纖耦合長(zhǎng)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(jí)。最低的等級(jí)也就是最基本的模塊稱為（STM-1），傳輸速率為（155.520Mb/s）；4個(gè)STM-1同步復(fù)接組成STM-4，傳輸速率為（622.080Mb/s）,16個(gè)STM-1組成STM-16，傳輸速率為（1488.320Mb/s），以此類推。

13、實(shí)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(jiǎn)稱為色散，它是時(shí)間延遲隨（波長(zhǎng)）變化產(chǎn)生的結(jié)果。15、數(shù)字光接收機(jī)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(zhǎng)為（1310nm）和（1550nm）。

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

一、判斷題（正確的打√，錯(cuò)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(dòng)現(xiàn)象嚴(yán)重限制系統(tǒng)傳輸速率和通信質(zhì)量。×4、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(zhǎng)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(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化和編碼而實(shí)現(xiàn)的。一路話音轉(zhuǎn)換成傳輸速率為8kb／s的數(shù)字信號(hào)。8、外調(diào)制最常用的是電光調(diào)制器?！?、相對(duì)折射率差對(duì)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(duì)光纖傳輸系統(tǒng)的帶寬沒有影響?！?1、LD激光振蕩對(duì)相位條件沒要求。

12、激光束的空間分布在近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)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(chǎng)合。14、光隔離器尋常采用偏振器實(shí)現(xiàn)光隔離。

15mBnB碼是把輸入的二進(jìn)制原始碼流進(jìn)行分組，每組有m個(gè)二進(jìn)制碼，記為mB，稱為

一個(gè)碼字，然后把一個(gè)碼字變換為n個(gè)二進(jìn)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(hào)。（）×17對(duì)于多路模擬電視傳輸，可用攝像機(jī)把圖像轉(zhuǎn)換為6MHz的模擬基帶信號(hào)后同時(shí)直接

輸入光發(fā)射機(jī)。（）

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(zhǎng)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(shí)分復(fù)用(TDM)技術(shù)，復(fù)用又分為若干等級(jí)，因而

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

2、在電于和空穴擴(kuò)散過程中，導(dǎo)帶的電子可以躍遷到價(jià)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(jìn)步，使1970年成為光纖通信發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。×4、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(jī)的核心。

8、目前光纖通信中廣泛使用的光檢測(cè)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?！?1、FP-LD的譜線寬度與驅(qū)動(dòng)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(guó)PDH的基礎(chǔ)速率為2.048Mb／s。

15對(duì)于數(shù)字電話傳輸，目前我國(guó)采用的脈沖編碼調(diào)制(PCM)方式是通過對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽

樣、量化和編碼而實(shí)現(xiàn)的。（）×16PDH一次群速率為8×8×30kb/s。（）×17光發(fā)射機(jī)把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的過程(簡(jiǎn)稱為電/光或E/O轉(zhuǎn)換)，只能通過電信號(hào)對(duì)半

導(dǎo)體發(fā)光器件的調(diào)制來實(shí)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(duì)折射率差Δ越大，把光能量

束縛在纖芯的能力越強(qiáng)，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(cè)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(jí)。最低的等級(jí)也就是最基本的模塊稱為

STM1，傳輸速率為(261+9)×9×8Kb/s。（）

二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共80分）

1、光纖通信發(fā)展的第一個(gè)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(jī)的功能是把輸入電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并用耦合技術(shù)把光信號(hào)最大限度地注入光纖線路。光發(fā)射機(jī)由哪3部分組成？什么是光發(fā)射機(jī)的核心？P106、目前光纖通信中廣泛使用的光檢測(cè)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(jì)算：(1)光纖芯與包層的相對(duì)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(zhǎng)?P369、圖3.7是FP-LD的光譜特性，簡(jiǎn)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(diǎn)？P5711、波分復(fù)用器和解復(fù)用器的功能如何？P150

12、簡(jiǎn)述右圖所示LED光發(fā)射機(jī)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(shí)間常數(shù)變小13、光接收機(jī)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(hào)，選擇什么波長(zhǎng)的泵浦光源較好？為什么？

波長(zhǎng)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(gè)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(zhǎng)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(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、

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

6、相對(duì)折射率差對(duì)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(qiáng)，信息傳輸容量越小7、色散對(duì)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(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)來描述，試解釋什么是近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。P5410、APD和PIN-PD分別應(yīng)用于什么場(chǎng)合？高速遠(yuǎn)距離光纖通信（APD）….11、光隔離器中有一個(gè)空間分開偏振器SWP，這個(gè)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(shí)應(yīng)考慮哪幾個(gè)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(duì)，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，