[精品]光纖復(fù)習(xí)

1、一、填空(共10題，每題3分)1、 均勻光纖的導(dǎo)光原理為，它的數(shù)值孔徑表示了o2、 單模光纖的色散包括色散和 色散。3、線極化波是指，以表示。4、 在弱波導(dǎo)光纖中，光射線幾乎與平行，因此，弱波導(dǎo)光纖中的方和萬(wàn)分布是一種05、 在研究光和物質(zhì)相互作用時(shí)，愛因斯坦指岀存在二種不同的基本過(guò)程：、o6、諧振腔的諧振條件是。7、光纖通信系統(tǒng)所使用的光源與光纖色散相互作用，給系統(tǒng)引進(jìn)了的干擾和噪聲主要有三 種，即、和 o8發(fā)送機(jī)的消光比是.9、 判決器和時(shí)鐘恢復(fù)電路和起來(lái)構(gòu)成o10、STM-N幀結(jié)構(gòu)分為三個(gè)區(qū)域：、和。二、選擇題：(共5題，每題2分)1、平方律型折射指數(shù)分布光纖中總的模數(shù)量等于。(a) %

2、(b)2(c) n 盡(d)42、當(dāng)物質(zhì)中處于高能級(jí)上的粒子數(shù)大于處于低能級(jí)上的粒子數(shù)時(shí)，則物質(zhì)處于(a)全反射 (b)粒了數(shù)反轉(zhuǎn)(c)受激吸收3、 光電檢測(cè)器是利用材料的來(lái)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的。(a)光電效應(yīng) (b)能量(c)時(shí)延4、傳輸網(wǎng)主要由和構(gòu)成的。(a)傳輸設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) (b)交換設(shè)備、路由器(c)網(wǎng)關(guān)、節(jié)點(diǎn)設(shè)備(d)信令設(shè)備、節(jié)點(diǎn)5、在SDH幀結(jié)構(gòu)中，是用于傳送網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)的附加字節(jié)。狀態(tài)。(d)自發(fā)輻射(d)衰減(a)容器(b)支路單元(c)段開銷 (d)信息凈負(fù)荷、畫圖題(共 1題，每題10 分)1、畫岀采用直接調(diào)制的數(shù)字光纖通信光發(fā)射端機(jī)的方框圖。四、問(wèn)答題：(共1題，每

3、題15分)1、什么是模分配噪聲？它是如何產(chǎn)生的五、計(jì)算題：(共3題。共35分)1、 .已知階躍光纖的 ni=1.62, 8=1.52,試計(jì)算：相對(duì)折射率 A (2)數(shù)值孔徑2、 計(jì)算STM-1幀結(jié)構(gòu)中段開銷 S0H的容量(速率)=3、 某光纖通信系統(tǒng)，其發(fā)送光功率為-4dBm,光接收機(jī)靈敏度為-40dBm,設(shè)備富余度為6 dB,光纜富余度為0.1dB/km,光纖接頭損耗為 0.2dB/km,且不考慮色散的影響，求當(dāng)無(wú)光纜配線架時(shí)，如果希望最長(zhǎng)中繼距離為60 km,此時(shí)的光纜的衰減系數(shù)為多大?答案1一、填空(共30分)1、全反射原理，光纖收集光線的能力。2、材料色散和波導(dǎo)色散3、 波的電場(chǎng)矢量空

4、間取向不變，即合成矢量的端點(diǎn)的軌跡為一直線的波，LP4、光纖軸線，近似的 TEM 波 5、自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射6、G = a = a. + In 7、碼間干擾、模分配噪聲、喟啾聲內(nèi) 2L 化8、全 “ 0碼”時(shí)的平均輸出光功率與全 “ 1碼”時(shí)的輸出光功率之比、9、碼形成電路 10、段開銷區(qū)、凈負(fù)荷區(qū)和管理單元指針二、選擇題：（共 10 分） 1、d； 2A b; 3A a； 4、a;5A c.二、畫圖題：（共 10分）1、見教材P?。圖4-2 （a）, 四、計(jì)算題： （35 分）I" i1 （1522（ 10、 ）2x1.622（2） NA = V2A = 1.62 x J

5、2 x 0.06 = 0.56S x 9 x S2、 解： =4.608Mbit/s（10 分）125Pt Pn M £3 、 a = （Xa McL-4-（ -40）-6= ' 0.2 - 0.1 = 0.2dB/km（15 分）60一、填空（共 10 題，每題 3 分）1 、 目前，實(shí)用光纖的三個(gè)低損耗窗口在、附近。2、在非均勻光纖中，處的折射率最大，因而此處的達(dá)到最大值，即表示該點(diǎn)捕捉光線的能力最 O3、 導(dǎo)波的徑向歸一化相位常數(shù) U 是表明 , 而波導(dǎo)的徑向歸一化衰減常數(shù) W 是表 明 。4、激活物質(zhì)是指 o5、接收靈敏度的定義是 o6、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口是指 。7、光波分

6、復(fù)用是指 o8、光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的抖動(dòng)定義是 , 抖動(dòng)的程 度目前大多用 來(lái)表示，其符號(hào)為 o9、摻餌光纖放大器的工作波長(zhǎng)范圍在 , 與光纖的 窗口一致。10、現(xiàn)有接入 MSTP 平臺(tái)的多業(yè)務(wù)包括、和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。二、選擇題：（共 5 題，每題 2 分）1 、 反射定律表明了 和 之間的關(guān)系。（a）入射波、反射波 （b）反射波、入射波 （c）折射波、反射波 （d）入射波、折射波2、 非零色散單模光纖的零色散點(diǎn)1.55 um.,而且色散值較。（a）等于、大 （b）不等于、小 （c）趨于、大（d）等于、小3、EDFA 的功率增益與 和 等因素有關(guān)。（ a） 光纖色散、光濾波器帶寬 （ b） 泵浦光功

7、率、光纖長(zhǎng)度（c） 光纖時(shí)延、隔離器帶寬（d）光纖衰減、工作頻率4、 激光器的P-I曲線隨溫度的變化而變化，從而導(dǎo)致的變化。（a）波長(zhǎng)（b）譜寬（c）輸岀光功率（d）頻率喟啾5、是指復(fù)用器與中繼器之間、中繼器與中繼器之間傳輸線路。（a）通道（b）耗盡層（c）復(fù)用段（d）再生段三、畫圖題：（共1題，每題10分）1、請(qǐng)畫岀用LD管進(jìn)行數(shù)字信號(hào)內(nèi)調(diào)制原理圖四、問(wèn)答題1、什么是弱導(dǎo)波光纖？為什么標(biāo)量近似解法只適用于弱導(dǎo)波光纖？五、計(jì)算題：（共3題，共35分）1、 .已知階躍型光纖的 ni=1.5, A =0.01,芯了半徑a=10u m,波長(zhǎng)入o=1.5um,試計(jì)算：（1）數(shù)值孔徑NA（ 2）歸一化頻

8、率（3）入射光線的激勵(lì)角范圍2、已知光功率為2.4mw,光波頻率為10” H那單位時(shí)間傳播的光子數(shù)。3、 有622Mbit/s速率的單模光纜傳輸系統(tǒng)，應(yīng)用InGaAs-LD,其It<50mA,標(biāo)稱波長(zhǎng)為1310nm,光譜寬度為 2nm,發(fā)送光功率為-2.3dBm,接收靈敏度為-38dBm,動(dòng)態(tài)范圍N20dB。采 用的光纜其固有損耗為0.3dB/km,接頭損耗為 0.1dB/km,光連接器衰減為IdB,光纖色 散系數(shù)<2.0ps/nm ? km,光纖富余度為 O.ldB/km。若考慮IdB色散代價(jià) 3取0.115） , 5dB設(shè)備富余 度，試計(jì)算在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，最大中繼距離為多少？答案

9、2一、填空（30分）1、0. 85 u 1.31pm、1.55 P m、1.55 u m 2、r=0,本地?cái)?shù)值孔徑，強(qiáng)3、在纖芯中，導(dǎo)波沿徑向場(chǎng)的分布規(guī)律，在纖芯包層中，場(chǎng)的衰減規(guī)律4、可以處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的物質(zhì)5、 在保證接收機(jī)達(dá)到給定的誤碼率或信噪比指標(biāo)條件下，光接收機(jī)所需要的最低的輸入平均光功率Pmino6、表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的接口7、 將兩種或多種各自攜帶有大量信息的不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)，在發(fā)射端經(jīng)復(fù)用器匯合，并將其耦合到同一跟光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端通過(guò)解復(fù)用器對(duì)各種波長(zhǎng)的光載波信號(hào)進(jìn)行分離，然后由光接收機(jī)做進(jìn)一步的處理，使原信號(hào)復(fù)原。& 數(shù)字信號(hào)的有效瞬間，與其理想時(shí)間

10、位置的短時(shí)間偏離，數(shù)字周期，UI9、1.53 ?1.56 rm,最小衰減 10、ATM和TDM業(yè)二、選擇題（10 分）1、a；2、b;3、b; 4、c;5、d.二、畫圖題：（10分）見教材鼻 圖4-1（c）四、見教材p22(15 分)五、計(jì)算題：（共 35 分）1、(1) NA :=nx 72A = 1.5 x V2 x 0.01 =0.2(10 分) 勺_(2) V = kn n,a42A = J2x0.01 x x 1.5x 10 = 8.90 11.5(3) W = ?oSin( Pmax =Sin( Pmax 0.2 = Sin( Pmax <P <<P max =1

11、1.52 "千=6.62 ; W"S2x10” 個(gè)-2.3 + 38-2-1-50.3 + 0.1 +0.1=55AkmPT -PR -2& -3 LA, + A,+MC、a£<1()60.115X"B x A2 x622 x單項(xiàng)選擇題(本大題共=46.2km10小題，每小題1分,最大中繼距離為共10分）1.輸?shù)拇a型為（）A.CMI碼B.HDB3碼不宜在光纖中傳 光狀態(tài)不能為負(fù)C.5B6B 碼D.8B1H 碼2.已知某Si-PIN光電二極管的響應(yīng)度 R0 = 0.5 A/W, 一個(gè)光子的能量為2.24X 1019J,電子電荷量為1.6X10

12、 19C,則該光電二極管的量子效率為（）A.40%B. 50% C.6Q% D.70% Rn=eiL /hf3.STM-4 一 幀中總的列數(shù)為（）A.261B.270 C.261'4 D.270x44. 在薄膜波導(dǎo)中，要形成導(dǎo)波就要求平面波的入射角。1滿足（）A.ecl3<01<0cl2 B.ei=0 oC.ei<0cl3<0cl2 D.0cl2<01<90。5. 光纖色散系數(shù)的單位為（）A.ps/km B.ps/ nm C.Ds/nm.km?D.nm/ps?km6. 目前摻鉗光纖放大器的小信號(hào)增益最高可達(dá)（）A.20 dB B.30 dBC. 40

13、 dB D.60 dB7. 隨著激光器使用時(shí)間的增長(zhǎng)，其閾值電流會(huì)（）A.逐漸減少B.保持不變C.逐漸增大D.先逐漸增大后逐漸減少8. 在階躍型（弱導(dǎo)波）光纖中，導(dǎo)波的基模為（）A.LP00 值為 0 B.LP01 C.LP11 為第一高次模 D,LP129. 在薄膜波導(dǎo)中，導(dǎo)波的截止條件為（）A.X0AXC B.入0入CC.入ONOD.X 0W1.55 u m10. EDFA在作光中繼器使用時(shí)，其主要作用是（）A.使光信號(hào)放大并再生？_B.使光信號(hào)再生 C.使光信號(hào)放大D.使光信號(hào)的噪聲降低二、填空題（本大題共20小題，每小題1分，共20分）11. 根據(jù)傳輸方向上有無(wú)電場(chǎng)分量或磁場(chǎng)分量，可將

14、光（電磁波）的傳播形式分為三類：一為TEM波;二為TE波；三為TM波。_津町12. 對(duì)稱薄膜波導(dǎo)是指敷層和襯底的折射率相同的薄膜波導(dǎo)。卜孑=A7A13. 光學(xué)諧振腔的諧振條件的表示式為。14. 漸變型光纖中，不同的射線具有相同軸向速度的這種現(xiàn)象稱為自聚焦現(xiàn)象。15. 利用光并在光纖中傳輸?shù)耐ㄐ欧绞椒Q為光纖通信。16. 在PIN光電二極管中，P型材料和N型材料之間加一層輕摻雜的 N型材料， 稱為本征層（D層。17.STM-1幀結(jié)構(gòu)中信息凈負(fù)荷區(qū)域的位置是第1? 9行，第10-270列。18. 光發(fā)射機(jī)的消光比為一旦£三_。19. 光纖通信系統(tǒng)中的監(jiān)京信號(hào)除可借助光纜中的金屬導(dǎo)線傳輸外，

15、還可利用光纖來(lái)傳輸。20. 在薄膜波導(dǎo)中，導(dǎo)波的特征方程是 2kixd-2凸2二2里i3=2m *。21. EDFA在光纖通信系統(tǒng)中的主要應(yīng)用形式有:*乍福放大器、作發(fā)射機(jī)的次 率放大器和作光中繼器。22. EDFA的工作波長(zhǎng)范圍是 1.53? 1。56um。23. 光纜主要由纜芯、加強(qiáng)元件和外護(hù)層等幾部分組成。24. 形成光纖損耗的原因很多，歸結(jié)起來(lái)主要包括兩大類：吸收損耗和散射損 耗。25. LD適用于長(zhǎng)距離、大容量的光纖傳輸系統(tǒng)。26. 在保證達(dá)到系統(tǒng)誤碼率指標(biāo)條件下，測(cè)得接收機(jī)的最低輸入光功率為0.1UW,則該接收機(jī)的接收靈敏度為-40? dB m。27. 對(duì)光隔離器的主要要求是：插入

16、損耗低和隔離性好。28.SDH的幀結(jié)構(gòu)除行、列、字節(jié)、幀長(zhǎng)等外，還包括信息凈負(fù)荷區(qū)域、支路單 元指針區(qū)域？和管理單元指針區(qū)域。29. 支路單元TU是SDH的一種信息結(jié)構(gòu)，它是由VC和一個(gè)相應(yīng)的支路單元指針組成的。30. EDFA作前置放大器使用時(shí)，要求其有高增益和低噪聲的特性。三、名詞解釋題（本大題 共5小題，每小題3分， 共15分）31. 弱導(dǎo)波光纖纖芯折 射率Nl稍大于包層折射率 卬的光纖。32. 受激吸收物質(zhì)在外來(lái)光子的激發(fā)下，低能級(jí)上的電子吸收了外來(lái)光子 的能量，而躍遷到高能級(jí)上，這個(gè)過(guò)程叫做受激吸收。33. APD的雪崩倍增因子G=IWI E I虬有雪崩倍增時(shí)光電流的平均值。處34.

17、 誤碼BER=無(wú)雪崩倍增時(shí)光電流的平均值。 G再40? 100之間。35. 同步復(fù)接是指各支路信號(hào)在同一個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)？的控制下進(jìn)行復(fù)接。四、畫圖題（本大題共2小題，36小題7分，37小題8分，共15分）36. 分別畫出半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）和半導(dǎo)體激光器（LD）的典型輸出特性 曲線，并在LD的曲線上標(biāo)出閾值電流點(diǎn)及熒光區(qū)和；37. 畫出在光接收機(jī)中，單個(gè)脈沖在均衡器前后的波形.五、簡(jiǎn)答題（本大題共4小題，每小題5分，共20分）38. 階躍型光纖中，導(dǎo)波特性參數(shù) U、W的名稱和計(jì)算公式分別是什么？答導(dǎo)波的徑向歸一化相位常數(shù) U,導(dǎo)波的徑向歸一化衰減常數(shù) w ； u= ? ko2ni2-f 2W

18、=a5 淋 2-k02al239. 光纖通信系統(tǒng)對(duì)光發(fā)射機(jī)有哪些要求？答：1）有合適的輸出光功率一般在O.OIMw ? 5Mw; 2 ）有較好的消光比 Exi<=10% ; 3）調(diào)制特性好40. 什么是半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)？ 當(dāng)光照射到半導(dǎo)體的P-N結(jié)上時(shí)若光子能量 足夠大,則半導(dǎo)體材料中價(jià)帶的電子吸收光子的能量，從價(jià)帶越過(guò)禁帶到達(dá)導(dǎo) 帶, 在導(dǎo)帶中出現(xiàn)光子，在價(jià)帶中出現(xiàn)光空穴，即產(chǎn)生光生載流子，這種現(xiàn)象 稱為半導(dǎo) 體材料的光電效應(yīng)。41. 在光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要涉及哪些系統(tǒng)部件的選擇？答：1）工作波長(zhǎng)的選擇2）光源的選擇3）光電檢測(cè)器的選擇4）光導(dǎo)纖維的選擇。六、計(jì)算題42.已知階躍型光纖的nl = 1.51, n2=1.48,光纖長(zhǎng)度為L(zhǎng)=10km。求：（1）光線在纖芯和包層分界面上產(chǎn)生全反射時(shí)入射角9 1變化的范圍；（2）光線在光纖端面上的最大入射角中max；該光纖的最大時(shí)延差。解：（1）（自己做的）sin 9 c=n2/nl所以臨界角 9 c=arcsinnM 1=78.56由題意知當(dāng)ec<e I<90-可以產(chǎn)生全反射。（2）因