光纤通信试题04254.docx

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光纤通信试题04254

1.光纤通信一般采用的电磁波波段为（）.

A。

可见光B。

红外光

C.紫外光D。

毫米波

2.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是（）。

A．0.85μm，1。

27μm,1。

31μm

B．0.85μm，1。

27μm，1。

55μm

C．0.85μm，1.31μm,1.55μm

D．1。

05μm,1.31μm,1.27μm

3.限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是（）和光纤色散。

A．光纤色散B．光纤折射

C．光纤带宽D．光纤损耗

4.一光纤的模色散为20ps/km，如果一瞬时光脉冲（脉冲宽度趋近于0）在此光纤中传输8km，则输出端的脉冲宽度为（）

A。

20psB。

40psC。

80psD。

160ps

5.下列说法正确的是（）

A．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率

B．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率

C．为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须小于纤芯的折射率

D．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂层的折射率

6.对于工作波长为1.31μm的阶跃折射率单模光纤，纤芯折射率为1。

5,包层折射率为1。

003（空气），纤芯直径的最大允许值为（　　　）。

A。

0.34μmB.0.90μm

C。

3.0μmD.4。

8μm

7.在阶跃型光纤中，导波的传输条件为（）

A．V＞0B．V＞Vc

C．V＞2.405D．V＜Vc

8.下列现象是光纤色散造成的，是（　　　）.

A。

光散射出光纤侧面B。

随距离的增加，信号脉冲不断展宽

C.随距离的增加，信号脉冲收缩变窄D.信号脉冲衰减

9.将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（　　　）。

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

10.1mW的光向光纤耦合时，耦合损耗为1。

0dB，而在光纤输出端需要0.1mW的信号，则在衰减为0.5dB/km的光纤中，可以将信号传输多远？

（　　　）.

A.1.8kmB。

10km

C。

18kmD。

20km

11.光纤的数值孔与（）有关。

A.纤芯的直径B。

包层的直径

C。

相对折射指数差D.光的工作波长

12.阶跃型光纤中数值孔径的计算式为（　　　）.

A.

B.

C.

D.

13.在SiO2单模光纤中,材料色散与波导色散互相抵消，总色散等于零时的光波长是（）。

A．0.85μmB．1。

05μm

C．1。

27μmD．1。

31μm

14.下面不属于光纤的衰减机理的是（）

A．光能量的折射损耗B．光能量的吸收损耗

C．光能量的散射损耗D．光能量的辐射损耗

15.单模光纤在信号波长处的材料色散和波导色散分别为20ps/（nm.km）和—15ps/（nm.km），则光纤总色散为（　　　）。

A。

35ps/（nm.km）B。

25ps/（nm。

km）

C。

5ps/（nm。

km）D。

0ps/（nm。

km）

16.激光是通过什么产生的?

（　　　）.

A.受激辐射B.自发辐射

C。

热辐射D.电流

17.激光器发射波长与（）有关.

A．基态能级能量B．激发态能级能量

C．基态与亚稳态级能量间隔D．基态与激发态级能量间隔

18.半导体光源的核心是（）

A．带隙B．PN结

C．半导体材料D．半导体结构

19.半导体激光二极管（LD）的一个缺点是（）.

A．光谱较宽B．温度特性较差

C．与光纤的耦合效率较低D．平均发光功率较小

20.下面说法正确的是（）。

A．光纤、光源和光电检测器是光通信中不可缺少的三个部件

B．在接收机中，影响最大的是主放大器产生的噪声

C．自发辐射输出的是相干光，受激辐射输出的是非相干光

D．激光器中自发辐射占据主导地位

21.PIN光电二极管，因无雪崩倍增作用，因此其雪崩倍增因子为（）。

A.G＞1B.G＜1

C。

G＝1D。

G＝0

22.作为光纤探测器的光电二极管通常（　　　）

A.反向偏置B。

热电冷却

C。

正向偏置D。

像太阳能电池一样无偏置产生电压

23.为了使雪崩光电二极管正常工作，在其P－N结上应加（　　　）。

A.高正向偏压B.低正向偏压

C.低反向偏压D。

高反向偏压

24.光隔离器一般采用的机理是（）。

A.帕克耳效应B.法拉第旋转效应

C。

声光效应D。

电光效应

25.下面那个会影响两根光纤的对接损耗（）

A．数值孔径B．折射率分布

C．纤心直径D．光纤的色散

26.关于衰减器正确的是（　　　）。

A.一个阻挡某个波长的光而使其他波长的光透过的滤波器

B.使输入光偏振,引起其他偏振光的损耗

C。

在一定的波长范围内均匀减小光强

D.有选择地阻挡由自辐射产生的光子

27.影响光源与光纤的耦合效率的主要因素是（）。

A．光源的发射角B．光源的发射面

C．光源的发射波长D．光源的发射功率　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

28.不属于无源光器件的是（　　　）。

A.光定向耦合器B。

半导体激光器

C.光纤连接器D.光衰减器

29.利用光放大器是（　　　）.

A.为了驱动光源而克服阈值效应B。

为了补偿光纤损耗

C。

只在铜导线系统中使用D.将光信号转换成电信号

30.EDFA的泵浦光源的典型工作波长为（　　　）。

A.850nmB.980nm

C.1310nmD。

1550nm

31.EDFA光纤放大器作为光中继器使用时,其主要作用是（）

A．使信号放大并再生B．使信号再生

C．使信号放大D．降低信号的噪声

32.为了得到较高的信噪比，对光接收机中的前置放大器的要求是（）

A．高增益B．低噪声

C．低增益、低噪声D．高增益、低噪声

33.目前，掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（）

A．40dB左右B．30dB左右

C．20dB左右D．10dB左右

34.EDFA的最大输出功率常用（）来表示。

A.饱和输出功率B.3dB饱和输出功率

C。

功率增益D。

饱和功率增益

35.下面（）不是掺铒光纤放大器的优点

A。

高增益B。

宽增益带宽

C.工作在1300nm附近D.工作在1550nm附近

36.EDFA中光光隔离器的主要作用是（　　　）。

A。

降低光放大器输出噪声B。

消除反射光的影响

C。

提高光放大器增益D。

使光信号再生

37.在误码性能参数中，严重误码秒（SES）的误码率门限值为（　　　）。

A.10-6B.10-5

C。

10-4D.10—3

38.STM-16信号的码速率为（）

A．155。

520Mb/sB．622.080Mb/s

C．2488.320Mb/sD．9953。

280Mb/s

39.10Gb/s的单个比特间隔是（）。

A。

1nsB.1ps

C。

10psD.100ps

40.数字光接收机的灵敏度定义为接收机工作于（）的BER所要求的最小平均接受光功率。

A。

10-6B.10-8C。

10-9D。

10—11

1.在光纤通信系统中起主导作用的部件是光源、光纤和_________三种.

2.光纤通信系统光载波的频率为200THz，则其对应的波长为___________。

3.光纤通信的三个实用的低损耗工作窗口是0。

85μm，1。

31μm和____________。

4.根据折射率在横截面上的分布形状,有_____________光纤和____________光纤两类。

5.单模光纤中不存在___________色散，仅存在材料色散和波导色散。

6.高速长距离光波系统主要受_________限制，而不受光纤损耗的限制.

7.当两点间距离超过一定长度时,就必须补偿光纤________,否则信号将因衰减变得太弱而不能可靠检测。

8.光纤色散参数的单位为_________，代表两个波长间隔为1nm的光波传输1km后到达时间的延迟。

9.光纤的导光原理可用几何光学理论与___________理论两种方法进行分析.

10.影响光纤最大传输距离的主要因素是光纤的损耗和__________________。

11.目前通信上常用的三种通信光纤为阶跃型多模光纤、渐变型多模光纤和_____________。

12.零色散频移光纤是指工作波长为_____________的单模光纤,在该波长上可以获得最低损耗和最小色散.

13.光发射机的核心部件为__________。

14.要想物质能够产生光的放大，就必须使受激辐射作用大于__________作用。

15.光和物质相互作用时，存在的三种基本跃迁过程是自发辐射、受激吸收和__________.

16.随着半导体激光器温度的上升，其输出功率会__________.

17.在半导体激光器（LD）的P—I曲线上，当I＜It时，激光器发出的是_________。

18.在半导体激光器中P—I曲线中，当驱动电流I大于阈值电流It时,激光器发出的是_________。

19.激光器发射出的光功率为20dBm，为___________mW。

20.雪崩光电二极管具有________效应，使光电流在管子内部就获得了倍增.

21.当工作波长1.3μm时，每秒入射到PIN光电二极管的光子数为800，平均每秒产生550个电子，则光电二极管的响应度为___________。

22.光接收机中，PIN光电二极管引入的主要噪声有散粒噪声和_______.

23.EDFA的放大是将______________转换为信号光的结果。

24.EDFA中光耦合器（WDM）的主要作用是将__________和原泵浦光混合起来。

25.掺铒光纤放大器的工作原理是在泵浦光源的作用下，使得掺铒光纤处于粒子数反转分布状态,产生___________,实现光的直接放大。

26.在SDH帧结构中,段开销又可以分为_______和复用段开销两种。

27.目前研制的光放大器可分为半导体光放大器和___________两类。

28.光纤数字通信系统中,___________和抖动性能是系统传输性能的两个主要指标。

29.FDM与WDM相比，___________的光载波间隔更窄。

30.从光源的调制角度看，有两种方法实现光调制,他们是___________和间接调制。

31.光纤通信用的光检测器有两种，分别为_____________和______________.

32.光接收机噪声的主要来源是________________的噪声和前置放大器的噪声。

33.__________是防止反射光影响光放大器的工作稳定性，保证光信号只能正向传输的器件。

34.光接收机中存在的噪声包括___________和热噪声.

35.FDM与WDM的主要区别是____________。

36.SDH的桢结构分为三部分：

___________、信息净负荷和管理单元指针（AUPTR）

37.光接收机的核心部件为_______.

38.传送一帧STM—1信号所需的时间为_______。

39.半导体激光器要形成激光要有哪两个条件.

40.衡量光接收机性能优劣的主要技术指标是什么?

41.简述WDM系统的基本结构。

42.SDH传送网的功能结构

43.半导体激光器（LD）与半导体二极管（LED）的主要区别。

44.激光器谐振腔内激光振荡是如何产生的？

45.从形成色散的机理来看,光纤的色散可以分为哪几种?

色散对光纤通信系统性能有什么影响？

46.光发射机的消光比定义光电检测器的暗电流

47.光纤通信系统的最大中继距离受哪些因素的影响?

48.半导体激光器的优缺点

49.EDFA的组成

50.激光器谐振腔内激光振荡是如何产生的？

51.从形成色散的机理来看，光纤的色散可以分为哪几种？

色散对光纤通信系统性能有什么影响？

52.光发射机的消光比定义

53.光电检测器的暗电流

54.光纤通信系统的最大中继距离受哪些因素的影响？

55.半导体激光器的优缺点

56.EDFA的组成

57.简述WDM系统的基本结构。

58.SDH传送网的功能结构

59.简述光纤通信的优点。

60.半导体激光器要形成激光要有哪两个条件。

61.PDH与SDH的异同。

62.衡量光接收机性能优劣的主要技术指标是什么?

63.简述光发射机的组成及各部分的功能.

64.什么是直接调制，什么是外调制.

1.PIN光电二极管量子效率为0。

9,λ＝1。

3μm,计算：

（1）该器件的响应度；（5分）

（2）入射光功率为-30dBm时的光电流.（5分）

2.GaAs的折射率为3.6.GaAsLD的发射波长为0.87μm，纵模的频率间隔为278GHz，求光谐振腔的长度？

（10分）

3．已知两个半导体光源的有源层禁带宽度分别为1。

43eV和0。

8eV，求中心辐射波长各为多少？

（10分）

3.阶跃型光纤中，已知纤芯折射率n1=1。

51，n2＝1.49，纤芯半径a＝4μm,工作波长

λ＝1.31μm.

求：

（1）光纤的数值孔径为多大？

（5分）

（2）若要实现单模传输,则纤芯半径应如何选择?

（5分）

一光纤通信系统的光纤损耗为0.35dB/km，光发射机的平均发送光功率为—1dBm，全程光纤平均接头损耗为0。

05dB/km.设计要求系统富裕度为6dB，无中继传输距离为

70km.

求:

（1）满足上述要求,光接收机灵敏度至少应取多少？

（5分）

（2）若要求系统允许的最大接收功率为－10dBm,则光接收机的动态范围至少应取多少？

（5分）

65.光纤链路长度6km，传输速率为20Mb／s，误码率为10－9。

在光发射机中,选择GaALAsLED，使其能够把50μW的平均光功率耦合进纤芯直径为50μm的尾纤中。

在光接收机中，选择工作在850nm的Si光电二极管,光接收机所需的信号功率为－42dBm。

假设尾纤与光缆间的连接损耗为1dB，在光缆-光检测器的连接点上也有1dB的连接损耗.设系统富余量为6dB，求光纤的损耗需低于多少dB／km?

试题3

一、填空题（40分，每空1分）

1、光纤通信是    光纤    为传输媒质.以   光波  为载波的通信方式。

光纤的工作波长为   0。

58um     、   1.31um  和    1.55um   。

2、无源器件主要有   光连接器   、  光隔离器    、  波分复用器    、   光衰减器  、    光耦合器  和  光调制器 、光开关等。

3、单模光纤纤芯直径一般为     8-10um   ,多模光纤纤芯直径为 50-80um   ，光纤包层直径一般为 125um .

4、光缆结构包括   缆芯      、   加强元件    和   护层   .常用光缆有 层绞式  、骨架式  、 带式 、 束管式  等结构。

5、光纤主要的传输特性是    损耗   和  色散  。

6、光纤接续的主要方法有 熔接法和 粘接法  。

7、在光纤通信系统中，对光源的调制可分 直接调制   和外调制 两类。

8、掺铒光纤放大器应用方式有 LA 、 PA和 BA 。

9、光与物质作用时有 受激辐射、 自发辐射和 受激吸收 三个物理过程。

10、EDFA的泵浦结构方式有：

a.______同向泵浦结构_____;b。

____反向泵浦结构；c.双向泵浦结构。

11、SDH的主要复用步骤是 映射、   定位    和  复用 。

12、光中继器实现方式有光-电—光形式中继器 和  光放大器 两种

二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内.每小题2分，共20分）

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  ）

 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.270

9       B。

274

N

9     C。

270

N

9       D。

261

N

9

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（   B  ）。

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（   B  ）

 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（   D  ）

 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

三、简答题（20分）

1、简述掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理.（9分）

在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：

基态E1、亚稳态E2和激发态E

2.当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态不稳定,电子很快返回到E2，若输入的信号光的光子能量等于E2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1,产生受激辐射光,故光信号被放大。

2、光纤通信有哪些优点？

（6分）

①传输衰减小，传输距离长。

 ②频带宽，通信容量大。

③抗电磁干扰，传输质量好.

④体积小、重量轻、便于施工。

⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保

⑥易碎不易接续。

3、什么叫光纤损耗？

造成光纤损耗的原因是什么?

（5分）

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。

四、综合题（20分）

1、已知SDH系统STM－1模块的帧结构为9行270列字节,每字节8bit，帧周期125μs,计算STM－1模块的比特传输速率。

（5分）

STM—1速率：

9*270*8＊8000b/s（1/125us）=155.520Mb/s

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）。

（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。

光纤通信试题答案（卷一）

（适用班级：

0620271班、0620272班）

2009/20010学年第一学期期末试题

题号

一

二

四

五

六

总分

一．单项选择题（每题1分,共20分）

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

7、目前EDFA采用的泵浦波长是（C）

A．0。

85μm和1。

3μmB．0。

85μm和1。

48μm

C．0.98μm和1.48μmD．0.98μm和1。

55μm

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．