《光纤通信》自测题第一章一、填空题通信是为传输媒质。

以为载波的通信方式。

目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是、和。

光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的区，波长范围为。

二. 选择题（有一个或者多个答案）1. 目前光纤通信常用的窗口有（）。

A、0.85 μmB、2 μmC、1.31 μmD、1.55 μm2. 目前纤光通信常用的光源有（）。

A、LEDB、LDC、PCMD、PDH3. 光纤通信是以光波为载波，以（）为传播介质的通信方式。

A、电缆B、无线电磁波C、光纤D、红外线三、简答题1．光纤通信有哪些优点？2．为什么说光纤通信比电缆通信的容量大？3．纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。

答案：一、光纤光波0.85 μm 1.31 μm 1.55 μm近红外区0.7～1.7μm二、1、ACD 2、AB 3、C三、1、通信容量大，中继距离长，保密性能好，抗电磁干扰，体积小、重量轻、便于施工和维护，价格低廉。

2、光纤通信的载波是光波，电缆通信的载波是电波。

虽然光波和电波都是电磁波，但频率差别很大。

光纤通信用的近红外光（波长约1μm）的频率（约300THz）比电波（波长为0.1m～1mm）的频率（3～300GHz）高三个数量级以上。

载波频率越高，频带宽度越宽，因此信息传输容量越大。

第2章一、填空题：1．光纤中的纤芯折射率必须包层折射率，单模光纤和多模光纤中中两者的相对折射率差一般分别为和。

2．单模光纤纤芯直径一般为，多模光纤纤芯直径为，光纤包层直径一般为。

3. 光纤通信的最低损耗波长是（），零色散波长是（）。

4.单模光纤中不存在（）色散，仅存在（）色散，具体来讲，可分为（）和（）。

5、光缆大体上都是由（）、（）和（）三部分组成的。

6、允许单模传输的最小波长称为（）。

7、数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越（），光纤与光源之间的耦合效率就越（）。

二、选择题（多选）1、从横截面上看，光纤基本上由３部分组成：（）、（）、（）。

A、折射率较高的芯区B、折射率较低的包层C、折射率较低的涂层D、外面的涂层E、外面的包层2、单模光纤只能传输一个模式，即（），称为光纤的基模。

A、HE00模B、HE11模C、HE10模D、HE01模3、限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是（）和（）。

A、光纤色散B、光纤折射C、光纤衰减D、光纤损耗三、简述题1、典型光纤由几部分组成？各部分的作用是什么?2、为什么包层的折射率必须小于纤芯的折射率？3、光纤损耗主要有几种原因？其对光纤通信系统有何影响？4、光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？5、分别说明G.652 、G.653、G.654、G.655光纤的性能及应用。

四、计算1、一段30km长的光纤线路，其损耗为0.5dB／km。

（1）如果在接收端保持0.3μW的接收光功率，则发送端的功率至少为多少？（2）如果光纤的损耗变为0.25dB／km，则所需的输入光功率又为多少？2、均匀光纤，若n１＝1.5，λ０＝1.3μm，试计算：（1）若Δ＝0.25，为了保证单模传输，其纤芯半径应取多大？（2）若取a＝5μm，为了保证单模传输，Δ应取多大？答案：一、填空题1、大于、0.3%～0.6%、1%～2%。

2、8～10μm，50～80μm，125μm。

3、1.55μm 1.31μm4、模间模内材料色散波导色散5、缆芯加强元件护层6、截止波长7、强高二、选择题1、ABD2、B3、AD4、BC四、计算1、（1）Pmin＝9.49μW （2）Pmin＝1.69μW2、（1）a≤0.47μm （2）Δ≤0.0022第3章1.常用光源LD是以为基础发光。

LED以为基础发光。

2.光与物质作用时有、和三个物理过程。

3. 对于半导体激光器的温度特性,温度升高阈值电流若此时注入电流不变，输出光功率 .增加、减少4. 半导体光检测器主要有和两种，基本原理是通过过程实现。

PIN、APD、受激吸收、光电转换5.在光纤通信系统中，对光源的调制可分和两类。

直接调制、外调制1.LD具有输出功率（）、输出光发散角（）、与单模光纤耦合效率（）、辐射光谱线（）等优点。

2、LED的主要特性参数为（）、（）、（）。

3、PIN二极管的特点包括（）、（）及（）。

4、对光检测器的基本要求是高的（），低的（）和快的（）。

5、影响光源与光纤耦合效率的主要因素是（）和（）。

6、光纤和光纤连接的方法有两大类（）和（）。

7、在一根光纤中同时传播多个不同波长的光载波信号称为（）。

8、影响光纤耦合性能的主要因素有（）、（）、（）和（）。

答案1、高窄高窄2、输出功率与效率输出光谱特性响应速率与带宽3、耗尽层很宽偏置电压很小附加噪声小4、响应度噪声响应速度5、光源的发散角光纤的数值孔径6、活动连接固定连接7、光波分复用8、插入损耗附加损耗分光比(耦合比) 隔离度作业：3-4 ①LED的P-I特性呈线性，而LD的P-I特性呈非线性。

②LED产生是非相干光，功率低，方向性差；而LD发出的是相干光，功率高，方向性好。

③LED的波谱宽度比LD的宽。

④LED基本不受温度影响，而LD对温度变化敏感。

⑤LED使用寿命比LD长。

3-9 λ≈0.87μm（GaAs），λ≈1.29μm（InGaAsP）第4章1、光发送机指标主要有和。

平均发送光功率、消光比2、光接收机指标主要有、和。

误码率、灵敏度、动态范围3、为增大光接收机的接收动态范围，应采用电路。

AGC4．画出数字光发射机组成方框图，并简述个部分功能。

输入码型变换电路均衡放大——补偿经电缆传输后产生的数字电信号失真。

码型变换——将电端机送入的信号码型从HDB3或CMI码变为NRZ码。

扰码——将信号中的长连“0”或“1”有规律地进行消除。

线路编码----时钟提取——提取与网络同步的时钟供给扰码与线路编码等电路。

光发送电路调制电路—用经过编码的数字信号对光源进行直接光强度调制，完成电/光转换。

自动温度控制电路ATC——保持光源的温度恒定在室温左右，以稳定LD的阈值电流，从而稳定发送光功率。

自动功率控制电路APC——检测发送光功率变化，动态调节光源的偏置电流，以稳定发送光功率。

其余保护及告警检测电路——实现LD过流保护、LD无光告警及寿命告警。

5．画出数字光接收机组成方框图，并简述个部分功能。

(见教材)6.按照转换步骤，试将二进制信号“1010000000001”转换成为HDB3码。

7按照转换步骤，试将二进制信号“1000011000001”转换成为CMI码。

8.将以下HDB3码还原为二进制NRZ码（写出数字序列并画出波形），指出其中是否有误码。

解：该HDB3码中无误码9.将以下CMI码还原为二进制NRZ码（写出数字序列并画出波形），指出其中是否有误码。

解：10画出半导体激光器（LD）数字信号的直接调制原理图（见教材）。

11.画出光接收机自动增益控制的工作原理框图（见教材）。

第5章1.SDH的常用设备有、、和。

TM 终端复用器、ADM 分/插复用设备、DXC数字交叉连接设备DXC 再生中继器2. STM-1中我国允许采用的支路接口有2.048Mb/s、34.368 Mb/s和139.264Mb/s 三种PDH接口。

一个STM-1可传63个2Mb/s信号。

相当于传1890个话路。

思考题3.什么是SDH ? SDH的特点？SDH帧结构？4．简述SDH的复用过程？STM_N的复用过程有如下6个步骤：（1）首先，异步信号被放入相应尺寸的容器C。

容器的主要作用就是进行速率调整。

（2).由标准尺寸容器C加上通道附加字节POH便形成虚容器VC，即C+POH →VC。

(3).VC加TUPTR指针便形成支路单元TU。

低阶VC+ TUPTR →TU(4)多个支路单元TU复用后形成支路单元组TUG，即N×TU→TUG。

(5)高阶VC，VC_3或VC_4加上管理单元指针便形成管理单元AU，即VC_4+ AUPTR →AU_4AUPTR 用来指明高阶VC在STM_N帧的位置。

一个或多个在STM_N帧内占有固定位置的AU组成管理单元组AUG，即N ×AU→AUG N=1或3(6).最后在N个AUG基础上加上段开销（SOH）便形成STM_N帧结构，即N ×AUG+SOH→STM_N从以上的复接过程来看，SDH的形成包含三个过程:映射（ C→ VC）将PDH信号经打包成C，再加上相应的通道开销而成VC这种信息结构，这个过程就叫映射定位校准（ VC→ TU及 VC→ AU ）定位是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VC帧的起点在TU净负荷中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的具体位置，使收端能据此正确地分离相应的VC。

同步复用N ×AU→ AUG）复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层（例如TU12(×3)→TUG2(×7)→TUG3(×3)→VC4）或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程（例如AU-4(×1)→AUG(×N)→STM-N）。

复用也就是通过字节间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程。

由于经过TU 和AU指针处理后的各VC支路信号已相位同步，因此该复用过程是同步复用5. 140Mbit/s复用进STM-N信号的过程(1)首先将140Mbit/s的PDH信号经过码速调整（比特塞入法）适配进C4，C4是用来装载140Mbit/s的PDH信号的标准信息结构。

容器的主要作用就是进行速率调整。

这个过程也就相当于C4装入异步140Mbit/s的信号。

C4的帧结构如图1所示。

8000帧/秒图 1 C4的帧结构图C4信号的帧有260列×9行（PDH信号在复用进STM-N中时，其块状帧一直保持是9行），那么E4信号适配速率后的信号速率（也就是C4信号的速率）为：8000帧/秒×9行×260列×8bit=149.760Mbit/s 。

（2）为了能够对140Mbit/s 的通道信号进行监控，在复用过程中要在C4的块状帧前加上一列通道开销字节（高阶通道开销VC4-POH ），此时信号成为VC4信息结构，见图2所示。

1261图2 VC4结构图VC4是与140Mbit/sPDH 信号相对应的标准虚容器，此过程相当于对C4信号再打一个包封，将对通道进行监控管理的开销（POH ）打入包封中去，以实现对通道信号的实时监控。

在将C4打包成VC4时，要加入9个开销字节，位于VC4帧的第一列，这时VC4的帧结构，就成了9行×261列。

从中发现了什么没有？STM-N 的帧结构中，信息净负荷为9行×261×N 列，当为STM-1时，即为9行×261列，（3）SDH 采用在VC4前附加一个管理单元指针（AU-PTR ）来，以进行定位。