PAGE——————————————裝——————————————————————————————裝————————————————訂————————————————線————————————————————————————————一、填空題（每空1分，共20分）1、1966年7月，英籍華人（）博士從理論上分析證明了用光纖作為傳輸介質(zhì)以實現(xiàn)光通信的可能性。2、光在光纖中傳輸是利用光的（）原理。3、數(shù)值孔徑越大，光纖接收光線的能力就越()，光纖與光源之間的耦合效率就越()。4、目前光纖通信所用光波的波長有三個，它們是：（）、（）、（）。5、光纖通信系統(tǒng)中最常用的光檢測器有：（）、（）。6、要使物質(zhì)能對光進(jìn)行放大，必須使物質(zhì)中的()強(qiáng)于()，即高能級上的粒子數(shù)多于低能級上的粒子數(shù)。物質(zhì)的這一種反常態(tài)的粒子數(shù)分布，稱為粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)分布。7、在多模光纖中，纖芯的半徑越()，可傳輸?shù)膶?dǎo)波模數(shù)量就越多。8、光纜由纜芯、()和外護(hù)層組成。9、（）是指由光纖的光譜寬度和光纖的幾何結(jié)構(gòu)所引起的色散。10、按光纖傳導(dǎo)模數(shù)量光纖可分為多模光纖和()。11、PDH的缺陷之一：在復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)中，由于()的數(shù)量很少，不能提供足夠的運(yùn)行、管理和維護(hù)功能，因而不能滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)對監(jiān)控和網(wǎng)管的要求。12、光接收機(jī)的主要指標(biāo)有光接收機(jī)的動態(tài)范圍和（）。13、激光器能產(chǎn)生激光振蕩的最低限度稱為激光器的（）。14、光纖的（）是引起光纖帶寬變窄的主要原因，而光纖帶寬變窄則會限制光纖的傳輸容量。15、誤碼性能是光纖數(shù)字通信系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)生誤碼的主要原因是傳輸系統(tǒng)的脈沖抖動和（）。二、選擇題：（每小題2分，共20分。1-7:單選題，8-10：多選題）1、光纖通信是以（A）為載體，光纖為傳輸媒體的通信方式。A、光波B、電信號C、微波D、衛(wèi)星2、要使光纖導(dǎo)光必須使（B）A、纖芯折射率小于包層折射率B、纖芯折射率大于包層折射率C、纖芯折射率是漸變的D、纖芯折射率是均勻的3、（D）是把光信號變?yōu)殡娦盘柕钠骷嗀、激光器B、發(fā)光二極管C、光源D、光檢測器4、CCITT于（C）年接受了SONET概念，并重新命名為SDH。A、1985 B、1970 C、1988 D、19905、SDH傳輸網(wǎng)最基本的同步傳送模塊是STM-1，其信號速率為（A）kbit／s。A、155520 B、622080 C、2488320 D、99532806、摻鉺光纖放大器（EDFA）的工作波長為（B）nm波段。A、1310B、1550C、1510D、8507、發(fā)光二極管發(fā)出的光是非相干光，它的基本原理是（B）。A、受激吸收B、自發(fā)輻射C、受激輻射D、自發(fā)吸收8、光纖通信系統(tǒng)的是由（ABCD）組成的。A、電端機(jī)B、光端機(jī)C、中繼器D、光纖光纜線路9、要精確控制激光器的輸出功率，應(yīng)從兩方面著手：一是控制（B）；二是控制（D）。A、微型半導(dǎo)體制冷器B、調(diào)制脈沖電流的幅度C、熱敏電阻D、激光器的偏置電流10、光纖傳輸特性主要有（AB）A、色散D、損耗C、模場直徑D、截止波長三、簡答題（1、2題各6分，3題8分，共20分。）1、什么是光纖色散光纖色散主要有幾種類型其對光纖通信系統(tǒng)有何影響2、什么是直接調(diào)制什么是間接調(diào)制各有何特點(diǎn)3、畫圖分析說明摻鉺光纖放大器主要由幾部分構(gòu)成各部分的作用是什么四、計算分析題（1、2題各15分，3、4題各5分，共40分）1、某SI型光纖，光纖的芯徑d=2a為100μm，折射率n1=，包層的折射率n2=，在該光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ牟ㄩLλ=850nm。（1）計算該光纖的V參數(shù)（2）估算在該光纖內(nèi)傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量（3）計算該光纖的數(shù)值孔徑（4）計算該光纖單模工作的波長2、有一GaAlAs半導(dǎo)體激光器，其諧振腔長為300，材料折射率n=，兩端的解理面的反射率為。(1)求因非全反射導(dǎo)致的等效損耗系數(shù)。(2)求相鄰縱模間的頻率間隔和波長間隔。(3)若此激光器的中心波長λ=1310nm，與此相應(yīng)的縱模序數(shù)。3、設(shè)140Mb/s的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，工作波長1300nm，其他參數(shù)如下：發(fā)射光功率為-3dBm，接收機(jī)的靈敏度為-38dBm（BER=10-9），系統(tǒng)余量為4dB，連接器損耗為dB/個，平均接頭損耗為dB/km，光纖損耗為dB/km，試計算損耗限制傳輸距離。4、分光比為3：1的定向耦合器，假設(shè)從輸入口0輸入的功率為1mW，從輸入口0到輸入口1的插入損耗為，求兩個輸出口的輸出光功率。參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（每空1分，共20分）1、高錕2、折射3、強(qiáng)；高4、μm、μm、μm5、PIN光電二極管；雪崩光電二極管6、受激輻射；受激吸收7、大8、加強(qiáng)元件(或加強(qiáng)芯)9、波導(dǎo)色散10、單模光纖11、開銷比特12、靈敏度13、閾值條件14、色散15、噪聲二、選擇題：（每小題2分，共20分）1、A2、B3、D4、C5、A6、B7、B8、ABCD9、BD10、AB三、簡答題（1、2題各6分，3題8分，共20分。）1.答：由于光纖中傳輸?shù)男盘柊煌念l率成分或各種模式成分，在傳輸過程中，因群速度不同互相散開，引起傳輸信號波形失真、脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散。(2分)光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘柮}沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。(2分)從機(jī)理上說，光纖色散分為材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。前兩種色散由于信號不是單一頻率所引起，后一種色散由于信號不是單一模式所引起。(2分)2、答：直接調(diào)制是用電信號直接調(diào)制光源器件的偏置電流，使光源發(fā)出的光功率隨信號而變化。光源直接調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是簡單、經(jīng)濟(jì)、容易實現(xiàn)，但調(diào)制速率受載流子壽命及高速率下的性能退化的限制。光纖通信中光源多采用直接調(diào)制方式。(3分)間接調(diào)制一般是基于電光、磁光、聲光效應(yīng)，讓光源輸出的連續(xù)光載波通過光調(diào)制器，電信號通過調(diào)制器實現(xiàn)對光載波的調(diào)制。間接調(diào)制方式需要調(diào)制器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可獲得優(yōu)良的調(diào)制性能，特別適合高速率光通信系統(tǒng)。(3分)3、答：(2分)摻鉺光纖放大器主要由一段摻鉺光纖、泵浦光源、光耦合器及光隔離器等構(gòu)成(2分)。采用摻鉺單模光纖作為增益物質(zhì)，在泵浦光激發(fā)下產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在信號光誘導(dǎo)下實現(xiàn)受激輻射放大(2分)。泵浦光和信號光一起通過光耦合器注入摻鉺光纖(1分)；光隔離器作用是只允許光單向傳輸，用于隔離反饋光信號，提高穩(wěn)定性。(1分)四、計算分析題（1、2題各15分，3、4題各5分，共40分）1、解：(1)由于歸一化頻率(4分)(2)傳播的模式總數(shù)(3分)(3)該光纖的數(shù)值孔徑:(4分)(4)該光纖單模工作的波長:(μm)(4分)2、解：已知QUOTEQUOTEQUOTE(1分)1)因非全反射導(dǎo)致的等效損耗系數(shù)QUOTEQUOTE(mm-1)(4分)2)由QUOTEq=1,2,3….QUOTEQUOTE(Hz)波長間隔QUOTE(m)(6分)3）由QUOTE1374(4分)3、解：根據(jù)題意得，，，，(2分)/個,由