光纤通信原理试题＿1 参考答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1. 光纤通信指的是（ B ）A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。

2.已知某Si-PIN 光电二极管的响应度R 0＝0.5 A/W ，一个光子的能量为2.24×1019 J ，电子电荷量为1.6×1019 C ，则该光电二极管的量子效率为（）A.40％B.50％C.60％D.70％ R 0=e 错误!未找到引用源。

/hf3.STM-4一帧中总的列数为（ ）A.261B.270C.261×4D.270×44.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ1满足（ ）A.θc13<θ1<θc12B.θ1=0°C.θ1<θc13<θc12D.θc12<θ1<90°5.光纤色散系数的单位为（ ）A.ps/kmB.ps/nmC.ps/nm.km ?D.nm/ps?km6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（ ）A.20 dBB.30 dBC.40 dBD.60 dB7.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（ ）A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增大D.先逐渐增大后逐渐减少8.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（ ）A.LP00 值为0B.LP01C.LP11为第一高次模D.LP129.在薄膜波导中，导波的截止条件为（ ）A.λ0≥λCB.λ0<λCC.λ0≥0D.λ0≤1.55μm10.EDFA 在作光中继器使用时，其主要作用是（ ）A.使光信号放大并再生 ?B.使光信号再生C.使光信号放大D.使光信号的噪声降低二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。

错填、不填均无分。

1.根据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光（电磁波）的传播形式分为三类：一为_TEM_波；二为TE 波；三为TM 波。

2.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_折射率相同_的薄膜波导。

3.光学谐振腔的谐振条件的表示式为__错误!未找到引用源。

______。

q Lc n2=λ4.渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的这种现象称为_自聚焦_现象。

5.利用_光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。

6.在PIN 光电二极管中，P 型材料和N 型材料之间加一层轻掺杂的N 型材料，称为本征层（I ）层。

7. 光源的作用是将 电信号电流变换为光信号功率 ；光检测器的作用是将 光信号功转换为电信号电流。

8.光发射机的消光比为_E XT=_。

9.光纤通信系统中的监控信号除可借助光缆中的金属导线传输外，还可利用光纤来传输。

10.在薄膜波导中，导波的特征方程是__2k1x d-2Φ12-2Φ13=2mπ_。

11.EDFA在光纤通信系统中的主要应用形式有：作前置放大器、作发射机的_功率放大器_和作光中继器。

12.EDFA的工作波长范围是__1.53~1。

56um。

13.光缆主要由缆芯、加强元件_和外护层等几部分组成。

14.形成光纤损耗的原因很多，归结起来主要包括两大类：_吸收损耗_和散射损耗。

15.LD适用于长距离、大容量_的光纤传输系统。

16.在保证达到系统误码率指标条件下，测得接收机的最低输入光功率为0.1μW，则该接收机的接收灵敏度为____-40？_dBm。

17.对光隔离器的主要要求是：插入损耗低和_隔离性好_。

18.目前光纤通信所用光波的光波波长范围为: 0.8～1.8μm ,属于电磁波谱中的近红外区。

19. EDFA作前置放大器使用时，要求其有_高增益_和低噪声的特性。

三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）31.弱导波光纤纤芯折射率N1稍大于包层折射率N2的光纤。

32.受激吸收物质在外来光子的激发下，低能级上的电子吸收了外来光子的能量，而跃迁到高能级上，这个过程叫做受激吸收。

33.APD的雪崩倍增因子G=I M/I P I M有雪崩倍增时光电流的平均值。

I P无雪崩倍增时光电流的平均值。

G再40~100之间。

34.误码率BER=35.光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。

四、简答题（本大题共5小题，每小题7分，37小题8分，共35分）1.分别画出半导体发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）的典型输出特性曲线，并在LD的曲线上标出阈值电流点及荧光区和激光区的范围。

2.阶跃型光纤中，导波特性参数U、W的名称和计算公式分别是什么？答导波的径向归一化相位常数U, 导波的径向归一化衰减常数W;U= 错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

k02n12-错误!未找到引用源。

2 W=!2-错误!未找到引用源。

3.光纤通信系统对光发射机有哪些要求？答：1)有合适的输出光功率一般在0.01没w~5mw; 2)有较好的消光比E XT<=10% ；3)调制特性好4.什么是半导体材料的光电效应？当光照射到半导体的P-N结上时若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光子，在价带中出现光空穴，即产生光生载流子，这种现象称为半导体材料的光电效应。

5.在光纤通信系统设计中，主要涉及哪些系统部件的选择？答：1）工作波长的选择2）光源的选择3）光电检测器的选择4）光导纤维的选择。

五、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1.已知阶跃型光纤的n1＝1.51，n2＝1.48，光纤长度为L＝10 km。

求：（1）光线在纤芯和包层分界面上产生全反射时入射角θ1变化的范围；（2）光线在光纤端面上的最大入射角Φmax；（3）该光纤的最大时延差。

解：（1）（自己做的）sinθc=n2/n1 所以临界角θc=arcsinn2/n1=78.56由题意知当θc <θ1<90可以产生全反射。

（2）因为sinΦmax=n1*错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

(3)1*sinθc=Ln12/cn2最小时延错误!未找到引用源。

=L/V1=Ln1/c 错误!未找到引用源。

Ln12/cn2-- Ln1/c=(Ln12-Ln1n2)/cn2!2.已知某光纤通信系统的光发射机输出光功率为0 .5 mW，光纤传输损耗为0.35 dB/km，全程光纤平均接头损耗为0.1 dB/km，系统富裕度为6 dB。

若要求系统的中继传输距离达60 km，则选择的光接收机的灵敏度至少应为多少？解：P T=P min+La+Lai+M 且P T=10lg0.5*10-3/10-3所以P MIN= P T- La-Lai-M=一、问答题(20分)1.你如何理解有线通信和无线通信?两者区别?2.有线通信包含那些通信系统?3.最基本的光传输系统由 ------------ , ------------ 和 ------------组成。

4.要将交流220V电源转换成稳定的-48V直流电源输出，一般需经过 A. B. C. D. 四个步骤。

5. 光缆的基本结构由、和组成。

6.常用的光缆结构形式有式光缆、式光缆、式光缆和式光缆。

7 . 电话网组成部分包括、和。

8.我国和欧洲采用的PCM非均匀量化方式实现方法为，共分（）个量化级。

9.石英光纤的零色散波长在（1.31）um左右，损耗最小点在（）um左右。

10.光纤按传输模式可分为（光纤）和（光纤）二、选择题 (40分)1、通信网的基本结构形式有五种，以下正确的说法是（） A、网型、星型、T型、环型、总线型； B、网型、星型、线型、复合型、环型； C、网型、星型、复合型、环型、总线型； D、网型、环型、线型、复合型、树型。

2、衡量数字通信系统传输质量的指标是（）A、误码率B、信噪比C、噪声功率D、话音清晰度3、FTTB意思是光纤到、FTTH意思是光纤到 ,EPON意思20是。

4、光纤通信指的是：A以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式； D以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。

5、下面说法正确的是：A光纤是透明玻璃拉制成细长圆柱形的线； B光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称； C光纤是透明塑料拉制成细长圆柱形的线； D光纤是由高纯度石英玻璃制成细长圆柱形的线。

6、下面说法正确的是：A光纤通信只能用于数字通信，不能用于模拟通信；B光纤通信不能用于数字通信，只能用于模拟通信； C光纤通信即可以用于数字通信，也可用于模拟通信；D光纤通信不能用于数字通信，也不能用于模拟通信。

7、下面说法正确的是：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覆层的折射率。

8 下面说法正确的是：A光纤的损耗决定光纤通信系统的通信容量； B光纤的损耗决定光纤通信系统的传输距离； C光纤的损耗决定光纤通信系统的传输速率； D光纤的损耗决定光纤通信系统的传输模式。

9、下面说法正确的是：A光纤的色散决定光纤通信系统的通信容量；B光纤的色散决定光纤通信系统的传输距离；C光纤的色散决定光纤通信系统的传输速率； D光纤的色散决定光纤通信系统的传输模式。

10、为了使光纤能在各种敷设条件和各种环境中使用：A必须把光纤进行一次涂覆和二次涂覆处理； B必须把光纤与其他元件组合起来构成光缆； C必须把多根光纤放入同一根塑料管中； D 必须把多根光纤绞合在一起。

11、光纤的连接分为：A 固定连接和永久性连接； B固定连接和熔连接； C固定连接和活动连接； D粘连接和熔连接。

12、光合波器是：A将多个光波信号合成一个光波信号在一根光纤中传输；B将多路光信号合并成一路光信号在光纤中传输；C将同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输； D 将不同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输。

13、光纤通信系统中常用的光源主要有：A光检测器、光放大器、激光器；B半导体激光器LD、半导体发光二极管LED、半导体分布反馈激光器DFB；C PIN光电二极管、激光、荧光； D 半导体激光器、光检测器、发光二极管。

14、光纤通信系统中常用的光检测器主要有：A激光器、发光二极管； B分布反馈激光器、PIN光电二极管； C半导体PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管； D PIN光电二极管、半导体激光器LD。