光纤通信原理试题讲解学习
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光纤通信简明教程习题及题解《光纤通信简明教程》习题及题解1-1 光程差计算波长为1.55 µm 的两束光沿z ⽅向传输,从A 点移动到B 点经历的路径不同,其光程差为20 µm ,计算这两束光的相位差。
解:两束光的相位差由式(1.2.8)可知2z φλπΔΔ== 2π×20/1.55 = 25.8 π弧度2-1 mW 和dBm 换算⼀个LED 的发射功率是3 mW ,如⽤dBm 表⽰是多少?经过20 dB 损耗的光纤传输后还有多少光功率?解:LED 的输出功率⽤式(B.1)计算为dBm = 10 log P = 10 log 3 ≈ 4.77 dBm或者从附录D 中查表也可以近似得到。
经过20 dB 损耗的光纤传输后,还有4.77 ? 20 = ?15.23 dBm 的光功率。
2-2 光纤衰减注⼊单模光纤的LD 功率为1 mW ,在光纤输出端光电探测器要求的最⼩光功率是10 nW ,在1.3 µm 波段⼯作,光纤衰减系数是0.4 dB/km ,请问⽆需中继器的最⼤光纤长度是多少?解:由式(2.3.3)可得3in 9dB out 111010lg 10lg 125 km 0.41010P L P α===????×???? 2-3 材料⾊散光源波长谱宽λΔ和⾊散τΔ指的是输出光强最⼤值⼀半的宽度,21λΔ称为光源线宽,它是光强与波长关系曲线半最⼤值⼀半的宽度,21τΔ是光纤输出信号光强与时间关系曲线半最⼤值⼀半的宽度。
已知光纤的材料⾊散系数为(1.55 µm )。
11m nm km ps 22??=D 请计算以下2种光源的硅光纤每千⽶材料⾊散系数:当光源采⽤⼯作波长为1.55 µm 、线宽为100 nm 的LED 时;当光源采⽤⼯作波长仍为1.55 µm 、但线宽仅为2 nm 的LD 时。
解:对于LED ,nm 10021=Δλ,由式(2.3.7)可以得到()()()ps 200 2nm 100nm km ps 22km 1111m 21==Δ≈Δ??λτD L ,或者 2.2ns 。
光纤通信原理习题库及答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、下列属于有源光器件的是( )。
A、光连接器B、光隔离器C、半导体激光器D、耦合器正确答案:C2、( )的主要功能有补偿衰减的光信号,对畸变失真的信号波形进行整形,以延长通信距离。
A、光电检测器B、光中继器C、电光中继器D、全光中继器正确答案:B3、光纤是利用光的以下哪种现象传送光信号的?()A、辐射B、散射C、折射D、全反射正确答案:D4、目前使用的光纤一般是()光纤。
A、阶跃型单模光纤B、渐变型单模光纤C、阶跃型多模光纤D、渐变型多模光纤正确答案:A5、SDH的复用采用()。
A、按比特间插B、同步复用、按字节间插C、异步复用、D、按字节间插正确答案:B6、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()。
A、光纤连接器B、光功率衰减器C、光功率隔离器D、光耦合器正确答案:D7、渐变型多模光纤一般纤芯直径为()μm,A、300μmB、600μmC、200μmD、50μm正确答案:D8、加强元件一般采用圆形钢丝、扇形( )丝、钢绞线或钢管等。
A、玻璃B、钢C、木头D、塑料正确答案:B9、光纤通信指的是()。
A、以水作载波、以电缆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、以电作载波、以光纤为传输媒介的通信方式D、以空气作载波、以导线为传输媒介的通信方式正确答案:B10、光纤通信是以以下哪一选项为载体()。
A、微波B、卫星C、电信号D、光波正确答案:D11、光发射机中实现电/光转换的关键器件是()。
A、光放大器B、调制电路C、光源D、光检测器正确答案:C12、下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是()。
A、两者通道连接变动时间相同B、两者改变连接都由网管系统配置C、两者都能提供动态的通道连接D、两者输入输出都是单个用户话路正确答案:C13、下列属于()的是半导体激光器。
A、光定向耦合器B、光纤功率连接器C、光衰减隔离器D、有源光器件正确答案:D14、光合波器是()。
1月全国自考光纤通信原理试题及答案解析全国2018年1月高等教育自学考试光纤通信原理试题课程代码:02338一、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.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2.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3.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.0.90μmC.3.0μmD.4.8μm4.1mW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.10kmC.18kmD.20km5.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)6.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7.若发射机的上升时间是1ns,则其理论带宽是多少?()A.1Gbit/sB.350MHzC.350kHzD.350Mbit/s8.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9.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110.衰减器()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。
全国2018年10月高等教育自学考试光纤通信原理试题课程代码:02338第一部分 选择题一、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选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.薄膜波导中,导波的特征方程为( )A.π=Φ-φ-m 222d k 213120B.π=Φ-Φ-m 222d k 213121C.π=Φ-Φ-m 222d k 21312z 1D.π=Φ-Φ-m 222d k 21312x 12.在薄膜波导中,导波的横向相位常数k x =( )A.10cos k θB.110cos n k θC.11cos n θD.11sin k θ3.阶跃光纤中,子午线在包层和纤芯分界面上形成全反射的条件为( )A.1θ≥211n n sin - B.1θ<121n n sin - C.1θ≥121n n sin - D.1θ<211n n sin - 4.光中继器中均衡器的作用是( )A.放大B.消除噪声干扰C.均衡成矩形脉冲D.均衡成有利于判决的波形5.表示光纤色散程度的物理量是( )A.时延B.相位差C.时延差D.速度差6.STM-1每秒可传的帧数是( )A.8000B.4000C.2000D.10007.处于高能级E 2的电子,在未受外界激发的情况下,自发地跃迁到低能级E 1,从而发射出一个能量为hf (=E 2-E 1)的光子的过程称为( )A.自发辐射B.受激吸收C.受激辐射D.非辐射复合8.目前在光纤通信系统中已获得广泛应用的光放大器是( )A.半导体光放大器B.掺铒光纤放大器C.拉曼光纤放大器D.布里渊光纤放大器9.通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是( )A.光纤色散B.光接收机噪声C.光纤衰减D.暗电流10.EDFA 中用于降低放大器噪声的器件是( )A.光耦合器B.波分复用器C.光滤波器D.光衰减器第二部分 非选择题二、填空题(本大题共20小题,每小题1分,共计20分)11.光纤通信就是利用光波作为 和光纤作为传输媒质的一种通信方式。
光纤通信原理习题库与参考答案一、单选题(共10题,每题1分,共10分)1、光缆形式分类代号GY表示()。
A、室内光缆B、通信用室外光缆C、海底光缆D、特殊光缆正确答案:B2、光电型中继器主要由( )和光发送部分组成。
A、区间通信接口B、再放大(re-amplifying)C、再定时(re-timing)D、光接收部分正确答案:D3、()为客户提供端到端的传送网络业务,即提供客户信号端到端的传送。
A、段层B、通路层C、伪线层D、通道层(TMC)正确答案:D4、SDH的复用采用()。
A、按比特间插B、同步复用、按字节间插C、异步复用、D、按字节间插正确答案:B5、它有全世界统一的网络节点接口(NNI),从而简化了信号的互通以及信号的传输,交叉连接和交换过程。
它有一套标准化的信号结构等级,称为同步传输模块( )。
A、STM-16B、STM-1C、STM-4D、STM-N正确答案:D6、以下不是光有源器件的是()。
A、开关B、光检测器C、光放大器D、光源正确答案:A7、光缆中的GY指()。
A、室(局)内光缆B、通信用室(野)外光缆C、特殊光缆D、设备内光缆正确答案:B8、SDH系统是()。
A、准同步数字系列B、同步数字系列C、码分数字复用系统D、频分复用系统正确答案:B9、下列哪项是光纤的光学特性?( )A、偏心度B、带宽C、直径D、折射率分布正确答案:D10、基群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为()。
A、2.048Mb/s,HDB3B、8.448Mb/sC、2.048Mb/sD、8448Mb/s正确答案:A二、多选题(共40题,每题1分,共40分)1、光纤的特性主要包括()、()、()、()。
A、几何特性B、物理特性C、化学特性D、传输特性正确答案:ABCD2、光纤通信系统是由以下哪几部分组成的?()、()、()、()A、光端机B、中继器C、光纤光缆线路D、电端机正确答案:ABCD3、掺铒光纤放大器主要由()、()、()、()及光滤波器等组成。
光纤通信原理参考答案第一章习题1-1 什么是光纤通信?光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
1-2 光纤通信工作在什么区,其波长和频率是什么?目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤。
它是工作在近红外区,波长为0.8~1.8μm,对应的频率为167~375THz。
1-3 BL积中B和L分别是什么含义?系统的通信容量用BL积表示,其含义是比特率—距离积表示,B为比特率,L为中继间距。
1-4 光纤通信的主要优点是什么?光纤通信之所以受到人们的极大重视,是因为和其他通信手段相比,具有无以伦比的优越性。
主要有:(1) 通信容量大(2) 中继距离远(3) 抗电磁干扰能力强,无串话(4) 光纤细,光缆轻(5) 资源丰富,节约有色金属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。
因而经济效益非常显著。
1-5 试画出光纤通信系统组成的方框图。
一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
1-5 试叙述光纤通信的现状和发展趋势。
略第二章习题2-1 有一频率为Hz 13103⨯的脉冲强激光束,它携带总能量W=100J ,持续 时间是τ=10ns(1ns=10-9s)。
此激光束的圆形截面半径为r=1cm 。
求:(1) 激光波长; (2) 平均能流密度; (3) 平均能量密度; (4) 辐射强度;(1)m c513810103103-=⨯⨯==νλ (2)213229/1018.3)10(1010100ms J S W S ⨯=⨯⨯⨯=∆=--πτ (3)s m J c S w 25813/1006.11031018.3⨯=⨯⨯== (4)213/1018.3ms J S I ⨯==2-2 以单色光照射到相距为0.2mm 的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m 。
(1) 从第一级明纹到同侧旁第四级明纹间的距离为7.5mm ,求单色光的波长; (2) 若入射光的波长为6×10-7m ,求相邻两明纹间的距离。
光纤通信试题及答案一、选择题1. 光纤通信中,光信号的传输介质是?A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 卫星答案:B2. 下列哪项不是光纤通信的优点?A. 带宽大B. 抗干扰能力强C. 传输距离短D. 保密性好答案:C3. 光纤通信中,光信号的调制方式不包括以下哪项?A. 强度调制B. 频率调制C. 相位调制D. 振幅调制答案:D二、填空题1. 光纤通信的基本原理是利用_________传输光信号。
答案:光纤2. 光纤通信系统中,光信号的接收端设备通常称为_________。
答案:光接收机3. 光纤通信中,常用的光纤类型有单模光纤和_________。
答案:多模光纤三、简答题1. 简述光纤通信的基本原理。
答案:光纤通信的基本原理是利用光纤作为传输介质,通过激光器等光源产生光信号,然后通过光纤传输到接收端,接收端的光接收机将光信号转换为电信号,再经过解调等处理,还原成原始信息。
2. 光纤通信相比其他通信方式有哪些优势?答案:光纤通信相比其他通信方式具有传输带宽大、传输距离远、抗干扰能力强、信号损耗小、保密性好等优势。
四、计算题1. 假设光纤通信系统中,光信号的传输速率为10Gbps,光纤的损耗为0.3dB/km,求在100km距离上的信号损耗。
答案:根据损耗公式,损耗(dB) = 损耗系数(dB/km) × 距离(km),所以信号损耗= 0.3dB/km × 100km = 30dB。
五、论述题1. 论述光纤通信在现代通信网络中的应用及其重要性。
答案:光纤通信在现代通信网络中扮演着极其重要的角色。
由于其高带宽、长距离传输能力以及抗干扰性等特点,光纤通信已成为长距离数据传输、宽带接入、数据中心互联等场景的首选技术。
随着互联网和大数据的快速发展,光纤通信的需求日益增长,其在保障信息传输的高效性、稳定性和安全性方面发挥着不可替代的作用。
《光纤通信原理》习题及参考答案第1讲光纤通信概述1-1光纤通信是为传输媒质。
以为载波的通信方式。
光纤的工作波长为、和。
1-2光纤通信有哪些优点?第2讲光纤光缆的结构和分类2-1 光纤的主要材料是,结构从内到外依次是、、和。
其中是光纤导光部分。
2-2 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。
2-3 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。
2-4光缆结构包括、和。
常用光缆有、、、等结构。
第3讲光纤的导光原理2-5光纤的数值孔径NA=sin i n 它的含义是什么?2-6某阶跃折射率光纤的纤芯折射率n1=1.50,相对折射率差Δ=0.01,试求:1)光纤的包层折射率n2=?2)该光纤数值孔径NA=?2-7 阶跃光纤中相对折射率差Δ=0.005, n1=1.50,当波长分别为0.85μm和1.31μm时,要实现单模传输,纤芯半径a应小于多少?2-8 在渐变多模光纤中,n1=1.50,Δ=0.01,λ=0.85μm,a=60μm,试计算光纤能传输的模式数量N=?第4讲光纤的损耗特性2-9 光纤主要的传输特性是和。
2-10 什么叫光纤损耗?造成光纤损耗的原因是什么?2-11 当工作波长λ=1.31μm,某光纤的损耗为0.5dB/km,如果最初射入光纤的光功率是0.5mW,试问经过4km以后,以dB为单位的功率电平是多少?2-12 为什么光纤工作波长选择1.55μm、1.31μm、0.85μm三个窗口?第5讲光纤的色散特性2-13 什么叫光纤色散?试分析造成光脉冲展宽的原因?2-14 为什么光纤通信向长波长、单模传输方向发展?2-15 某激光二极管(LD)的谱线宽度Δλ1=1.5nm,某发光二极管(LED)谱线宽度Δλ2=40nm,某单模光纤在波长1.5μm时材料色散系数为20ps/km.nm,求经1 km光纤传播不同光源的光脉冲展宽值。
第1章1.光通信的优缺点各是什么?答:优点有:通信容量大;传输距离长;抗电磁干扰;抗噪声干扰;适应环境;重量轻、安全、易敷设;;寿命长。
缺点:接口昂贵;强度差;不能传送电力;需要专用的工具、设备以及培训;未经受长时间的检验。
2.光通信系统由哪几部分组成,各部分功能是什么?答:通信链路中最基本的三个组成部分是光发射机、光接收机和光纤链路。
各部分的功能参见1.3节。
3.假设数字通信系统能够在载波频率1%的比特率下工作,试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道?答:5GHz×1%/64k=781路(3×108/1.55×10-6)×1%/64k=3×107路4.SDH体制有什么优点?答:主要为字节间插同步复用、安排有开销字节用于性能监控与网络管理,因此更加适合高速光纤线路传输。
5.简述未来光网络的发展趋势及关键技术。
答:未来光网络的发展趋势为全光网,关键技术为多波长传输和波长交换技术。
6.简述WDM的概念。
答:WDM的基本思想是将工作波长略微不同,各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号,一起注入同一根光纤,进行传输。
这样就充分利用光纤的巨大带宽资源,可以同时传输多种不同类型的信号,节约线路投资,降低器件的超高速要求。
7.解释光纤通信为何越来越多的采用WDM+EDFA方式。
答:WDM波分复用技术是光纤扩容的首选方案,由于每一路系统的工作速率为原来的1/N,因而对光和电器件的工作速度要求降低了,WDM合波器和分波器的技术与价格相比其他复用方式如OTDM等,有很大优势;另一方面,光纤放大器EDFA的使用使得中继器的价格和数量下降,采用一个光放大器可以同时放大多个波长信号,使波分复用(WDM)的实现成为可能,因而WDM+EDFA方式是目前光纤通信系统的主流方案。
8.WDM光传送网络(OTN)的优点是什么?答:(1)可以极提高光纤的传输容量和节点的吞吐量,适应未来高速宽带通信网的要求。
2007-2008年度教学质量综合评估测验试卷《光纤通信》试题注:1、开课学院:通信与信息工程学院。
命题组:通信工程教研组•张延锋2、考试时间:90分钟。
试卷满分:100分。
3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答,考试前提前带好必要物件(含计算器)。
4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上,考试结束后请将试卷与答题纸一并上试题如下:一、选择题(每小题仅有一个选项是符合题意要求的,共10小题,每小题2分,共20分)1、表示光纤色散程度的物理量是A.时延B.相位差C.时延差D.速度差2、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3、当平面波的入射角变化时,在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是A.TEM波、TE波和TMB.导波、TE波和TM波C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模D.TEM波、导波和TM波4、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于V2V2A. B. m、2 C. 一 D.—5、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0"和“ T码信号的模块为A.均衡器B.判决器和时钟恢复电路C.放大器D.光电检测器6在光纤通信系统中,EDFA以何种应用形式可以显着提高光接收机的灵敏A.作前置放大器使用B. 度作后置放大器使用作光中继C.作功率放大器使甲D. 器使用7、EDFA中用于降低放大器噪声的器件是A.光耦合器B. 波分复用器C.光滤波器D.光衰减器8、尖于PIN和APD的偏置电压表述,正确的是A.均为正向偏置B均为反向偏置C.前者正偏,后者反偏D.前者反偏,后者正偏9、下列哪项技术是提高每个信道上传输信息容量的一个有效的途径A.光纤孤子(Soliton)通信B. DWDM C・O TDM D・OFDM10、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是A.光源不能产生负信号光B.将出现长连“「或长连“ 0”C.编码器太复杂D.码率冗余度太大填空题(本题共三部分,每部分6分,共18分)(一)、基本概念及基本理论填空(每空1分,共4小题6小空,共6分)11、以色散为基'对于单模光纤来说,主要是材料色散和_______________ ,而对于多模光纤来说,______________ 占主要地位。
一、填空1. 光纤是由中心的 纤芯 和外围的 包层 同轴组成的圆柱形细丝;为实现光能量在光纤中的传输,要求中心的 的折射率 稍高于 外围的 包层 的折射率。
2. 渐变型光纤的 自聚焦效应 说明不同入射角的光线,虽然经历的路程不同,但最终都会聚在 一点上。
3. 单模光纤传输的条件为 v=(2πa/λ)405.22122<=-n n 。
4. 由于 色散 的存在,使得在光纤中传输的光纤信号,无论是模拟信号还是数字信号的幅度都要减小;光纤的 损耗 决定了系统的 传输距离 。
(色散限制了带宽)5. 通信网由 SDH 传送网 、 WDM 光网络 、光接入网 组成。
6. PON 即 无源光网络 多址(TDMA) 波分多址(WDMA) (AON 有源光网络)7. 接入网由 业务节点接口(SNI ) 和 用户网络接口(UNI ) 之间的一系列传送实体组成,为供给电信业务而提供所需的传送承载能力,可经由网络管理接口 3Q 配置和管理。
8. 在SDH 中,将低速的支路信号复接为高速信号,需经过 传输媒质层网络 、通道层网络 、 电路层网络 。
9.DWDM系统可分为双纤单向传输 WDM系统和单纤双向传输 WDM系统。
光与物质互相作用时有三种基本过程:受激吸收/自发辐射/受激辐射二、选择题1.1970年,光纤研制取得了重大突破,美国康宁公司成功研制了损耗为( A )的石英光纤,从而展现了光纤通信美好的前景。
A)20 dB/km B)1000 dB/km C) 2.5 dB/km D) 4 dB/km2.光纤中传送的电磁场模式为 DA)TM波 B)EM波 C) TEM波 D) TM、EM及其混合波3.影响多模光纤中的色散主要是 C>A>BA)材料色散 B)波导色散 C) 模式色散 D)色度色散4.下列哪项不属于光无源器件 :DA)连接器 B)光耦合器 C)光隔离器 D)光检测器5.下列不属于数字光发射机调制特性的是 DA)电光延迟 B)弛张振荡 C)自脉动现象 D)暗电流噪声6.平均故障间隔时间常用下列哪项表示 BA)MTTR B)MTBF C)MFRB D)MRTT7.EDFA工作的窗口是 BA)1310 nm B)1550nm C)980nm D)1480nm8.下列哪项不属于我国在传输参考模型中提出的参考数字DA)420 km B)5000km C)280km D)6400km (美国)9.二纤单向复用段倒换环利用下列甚磨协议实现倒换环功能(A)A)APS B)AIS C)AC D)SOA10.STM-1是SDH的同步传输模块,传输速率是AA)155.520 Mb/s B)2.048 Mb/s C)1.544 Mb/sD)622.080 Mb/s三、判断正确与错误1.1960年,美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器(T )2.NA越大,则光纤中的信息传输量越大。
光纤通信(朱宗玖)习题解答讲解第一章1. 简述光纤通信的特点。
答:(1)频带宽、信息容量大(2)损耗低、传输距离长(3)体积小、重量轻、便于敷设(4)抗干扰性好、保密性强、使用安全(5)材料资源丰富2. 简述光纤通信系统中基本组成部分及其重要作用。
答:基本组成部分:光纤通信系统是以光纤作为传输介质、光波作为载波的通信系统。
它主要由光发射机、光纤、光中继器、光放大器、光接收机等组成,当然,一般系统中还包括一些连接器、隔离器、波分复用器、耦合器等器件。
重要作用:光发射机的作用是将电信号转换成光信号,并通过连接器将光信号注入光纤。
光接收机的主要作用是将光纤传输过来的光信号转换成发射端的电信号。
光纤的作用是将光信号以尽可能小的衰减及畸变传输到对端。
中继器的作用是延长光信号的传输距离,分为光/电/光中继器和光中继器(或称光放大器)两种。
3. 查阅相关资料,简述当前光纤研究的一些最新技术。
答:高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术、光波技术。
第二章全光网络的优点是什么?答:能充分利用光纤的带宽资源,故容量大,传输质量好,开放性,易于实现网络的动态结构,可扩展性,结构简单,透明性,可靠性高,可维护性好1.什么是单模光纤?什么是多模光纤?),即只能传输一个最低模式的光纤,其它模式均被截答:单模光纤是指只能传输基模(HE11止。
多模光纤是指可以传输多种模式的光纤,即光纤传输的是一个模群。
2.光纤和光缆的区别?答:光纤,即光导纤维,是一种传输光能波导全介质,通常由纤芯和包层组成,利用光在玻璃及塑料中的全反射原理而被用于光传导工具。
光缆由光导纤维和塑料保护套管及塑料外皮构成,光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心,外包有护套,有的还包覆外护层,用以实现光信号传输的一种通信线路,即由光纤经过一定的工艺而形成的线缆。
3.光纤的导光原理是怎么样的?答:光进入光纤后由于外包层的折射率低于芯层的折射率,光在芯层中进行传播,且损耗小。
光纤通信原理(终极资料)第一章1. 单模光纤芯径小(10m m 左右),仅允许一个模式传输,色散小,工作在长波长(1310nm 和1550nm ),与光器件的耦合相对困难2. 多模光纤芯径大(62.5m m 或50m m ),允许上百个模式传输,色散大,工作在850nm 或1310nm 。
与光器件的耦合相对容易3、目前的实用光纤通信系统中采用直接调制方式,即将调制信号直接作用在光源上,使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。
即(点—点光通信系统)包括:收发信电端机、传输信道、光接收端机等。
4、光纤通信与电通信的主要差异有两点:一是用光频作为载频传输信号,二是用光缆作为传输线路。
主要特点:(1)传输频带宽,通信容量大;(2)损耗低,传输距离远,通信质量高;(3)抗干抗能力强,应用范围广;(4)线径细,重量轻。
(5)线路易铺设;(6)、耐化学腐蚀;(7)、材料来源丰富,节约大量有色金属缺点:(1)光纤弯曲半径不宜过小;(2)光纤的切断和连接操作技术复杂;(3)分路、耦合麻烦。
5、概念:光纤通信是以光波为载体,以光纤为传输媒质的一种通信方式。
光纤通信技术是世界新技术革命的重要标志,是未来信息社会中各种信息网的主要传输工具。
PS:单模光纤一般用LD 、LED 做光源,多模用LD ,电--光转换(E/O ),光--电转换(O/E )。
多模光纤的带宽为50MHz~500MHz/Km ,单模光纤的带宽为2000MHz/Km 。
6、光纤工作波长:850nm,1300nm,1500nm ,波段:0.8~1.8μm第二章1、光纤典型结构多层同轴圆柱体,通常由高纯二氧化硅(SiO2),多模光纤的芯径大多为50μm,单模光纤的芯径仅4~10μm 。
包层外径一般为125μm 。
2、几种分类方法:(1).阶跃型和梯度型光纤(根据光纤的折射率分布函数):光纤中光线包括:子午光线和斜线光线。
梯度型:折射率沿光纤径向渐变。
纤芯折射率呈均匀分布,纤芯和包层相对折射率差Δ为1%~2%。
光纤通信原理试题_1参考答案光纤通信原理试题_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2.24×10-19 J ,电⼦电荷量为1.6×10-19 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。
/hf 3.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?km 6.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≤1.55µm 10.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。
1.决定光纤通信中继距离的主要因素是( B )A.光纤的型号B.光纤的损耗和传输带宽C.光发射机的输出功率D.光接收机的灵敏度2.弱导光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是( A )A.n1≈n2B.n1=n2C.n1>>n2D.n1<<n23.当V→∞时,光纤中的光能( D )A.大部分集中在纤芯,小部分在包层B.大部分集中在包层,小部分在纤芯C.都集中在包层中,纤芯中没有D.都集中在纤芯中,包层中没有4.下列哪一种吸收属于光纤的本征吸收?( A )A.SiO2的吸收B.OH-的吸收C.Cu2+的吸收D.V3+的吸收5.下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因?( C )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6.光隔离器的作用是( B )A.调节光信号的功率大小B.保证光信号只能正向传输C.分离同向传输的各路光信号D.将光纤中传输的监控信号隔离开7.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8.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9.映射是指( B )A.支路信号装入C的过程B.支路信号适配装入VC的过程C.VC和TU指针构成TU的过程D.N个STM-1同步复用进STM-N的过程10.目前EDFA采用的泵浦波长是( C )A. 0.85μm和1.3μmB. 0.85μm和1.48μmC. 0.98μm和1.48μmD. 0.98μm和1.55μm1.今后光纤通信的发展主方向是_ 扩大通信容量__延长中继距离_____。
2.由公式求得介质薄膜波导的导波模数量m=1.31,该波导中可传输的模式有___ TE0,TE1,TM0,TM1____。
3.在多模光纤中,纤芯的半径越__大_____,可传输的导波模数量就越多。
4.光缆由缆芯、__加强元件(或加强芯)_____和外护层组成。
5.激光振荡器必须包括增益介质、激励源和__光学谐振腔(或激光腔)_____。
6.对LD的直接调制将导致___激光器动态谱线增宽(或激光器光谱加宽)____,限制光纤通信系统的传输速率和容量。
7.LD属于受激发射发光,而LED属于__自发辐射_____发光。
8.APD的雪崩放大效应具有随机性,由此产生的附加噪声称为___自发辐射____。
9.限制光接收机灵敏度的主要因素是__噪声_____。
10.光纤通信系统中监控信号的传输途径有两个,一个是在光纤中传输,另一个是___通过光缆中附加的金属导线传输____。
11.在mBnB编码过程中不使用的码组称为__.禁字_____。
12.数字光纤通信系统的抖动常用___ UI(或码元时隙)____作单位来描述。
13.造成光纤中传输的光波信号出现畸变的重要原因是__光纤色散_____。
14.激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的___阈值条件____15.由于___双折射____的存在,将导致光波的偏振状态沿光纤长度变化。
16.数字光纤通信系统的抖动是指数字信号的____有效瞬间___与其理想时间位置的短时间偏离。
17.SDH传输系统每秒传送8000帧STM-16帧,则该系统的传送速率为_2.488Gbit/s(或2488.32Mbit/s ______。
18.在SDH网中,为了网络的OAM,在SDH的帧结构中设置了段开销和___通道开销(或路开销)____。
19.EDFA___不能____(能/不能)对1.3μm的光信号进行放大。
20.EDFA在光纤通信系统中的作用包括作前置放大器、作功率放大器和___作中继器____。
三、名词解释题(每小题3分,共15分)1.光纤的数值孔径 1.光纤的数值孔径是表示光纤捕获光射线能力的物理量。
2.偏振偏振是指场矢量的空间方位3.网络自愈.网络自愈是指在无需人为干预,网络在极短时间内从失效故障状态自动恢复传输所携的业务。
4.光波模式光波模式是指能够独立存在的电磁场的结构形式。
5.暗电流由于热激励、宇宙射线或放射性物质的激励,光电检测器在无光情况下仍有电流输出,这种电流称为暗电流。
四、画图题(第1题10分,第2题5分,共15分)1.画出典型的数字光纤通信系统接收端机的原理框图。
2.画出双向泵浦式EDFA的结构框图。
五、简答题(每小题5分,共20分)1.简述扰码的作用。
扰码的作用是有规律地破坏长连“0”和长连“1”的码流,达到“0”、“1”等概率出现。
2.简述光接收机中均衡器的作用。
均衡器的作用是使经过其处理后的信号波形成为有利于判决的波形3.简述光纤模拟通信系统中的预失真补偿原理。
在光纤模拟通信系统中,由于光源P-I曲线非线性导致输出光信号出现失真。
为了对这种失真进行补偿,在系统中加入预失真电路,它使调制信号预先产生一个与该失真特性相反的失真,从而补偿P-I曲线非线性的影响4.简述数字光纤通信系统码型选择应满足的主要条件。
码型选择应满足的主要条件为应避免出现长连“0”或长连“1”,能进行不中断业务的误码监测,尽量减少码流中直流分量的起伏。
六、计算题(每小题10分,共20分)1.已知阶跃折射率光纤中n1=1.52,n2=1.49。
a.光纤浸没在水中(n0=1.33),求光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大接收角;b.光纤放置在空气中,求数值孔径。
2.一个二进制光纤传输系统采用LD发射机,工作波长为1.55μm,耦合入光纤的光功率为0dBm。
单模光纤在该波长处的衰减系数α=0.2dB/km。
假设光接收机灵敏度N R=1000个光子/比特。
若忽略色散的影响,当系统传输速率为2.5Gbit/s时,确定系统能提供的最长传输距离。
(h=6.626×10-34J·S).见右图,由折射定律可得n0sinα=n1sinβ(1)n1sin(90°-β)=n2sinγ(2)要使光波能在光纤中传输,右图中的A点必须满足全反射条件。
因此,当γ=90°时,式(2)变为cosβ=nn21(3)由式(1)和式(3)联立可得sinα=n nn1222-(4)将题中已知参量代入式(4),得到sinα=1521491330226 22....-≈∴α≈13.06°即光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大接收角为13.06°。
b.光纤放置在空气中,则n0=1NA=n n122222152149030-=-≈...2.解:根据光纤衰减系数的定义α=10LPPTRlg(1)式(1)中L为光纤长度,P T和P R分别为系统发射和接收到的平均功率。
∵P R=N R R b hυ(2)式中R b表示系统传输速率,υ表示光波频率。
将式(2)代入式(1),经变换后得L=1010αυαλlg lgPN R hPN R hcTR bTR b=(3)将题中已知参量代入式(3),得到L=1002101015510100025106626103101750369348.lg...⨯⋅⨯⋅⨯⋅⨯⋅⨯≈---km 即系统能提供的最长传输距离约为175公里。
一 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 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的:[ A ]A 近红外区;B 可见光区;C 远红外区;D 近紫外区。
3 目前光纤通信所用光波的波长范围是:[ D ]A0.4~2.0 μm;B0.4~1.8 μm ; C 0.4~1.5 μm ; D0.8~1.8 μm 。
4 目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们是:[ C ]A0.85 μm、1.20 μm、1.80 μm ; B0.80 μm、1.51 μm、1.80 μm ;C0.85 μm、1.31 μm、1.55 μm ; D0.80 μm、1.20 μm、1.70 μm。
5 下面说法正确的是:[ B ]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 ]A 光纤的传输频带极宽,通信容量很大;B 光纤的尺寸很小,所以通信容量不大;C 为了提高光纤的通信容量,应加大光纤的尺寸;D 由于光纤的芯径很细,所以无中继传输距离短。
7 下面说法正确的是:[ D ]A 光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线的途径传播;B 光纤的主要作用是引导光在光纤内沿弯曲的途径传播;C 光纤的主要作用是引导光在光纤内沿螺旋线的途径传播;D 光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。
8 下面说法正确的是:[ C ]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。
9 下面说法正确的是:[ C ]A 光纤弯曲半径不能无穷大;B 光纤弯曲半径不宜过大;C 光纤弯曲半径不宜过小;D 光纤弯曲半径可以为零。
10 下面说法正确的是:[ A ]A 与同轴电缆比较,光纤光缆的敷设安装复杂;B 与同轴电缆比较,光纤光缆的敷设安装方便;C 与同轴电缆比较,光纤光缆的接续方便;D 与同轴电缆比较,光纤光缆的抗电磁干扰差。
二 1 下面说法正确的是:[ B ]A 光纤的典型结构是多层同轴圆柱体,自内向外为包层、纤芯和涂覆层;B 光纤的典型结构是多层同轴圆柱体,自内向外为纤芯、包层和涂覆层;C 光纤的典型结构是两层同轴圆柱体,自内向外为纤芯和涂覆层;D 光纤的典型结构是两层同轴圆柱体,自内向外为包层和涂覆层。
2 下面说法正确的是:[ C ]A 单模光纤只能传输TE01模式; B 单模光纤只能传输一路信号;C 单模光纤只能传输一种模式;D 单模光纤只能传输EH11模式。
3 下面哪一种光纤是色散位移单模光纤?[ C ]A ITU-T G.655光纤;B ITU-T G.654光纤;C ITU-T G.653光纤;D ITU-T G.652光纤。
4 光纤的主模(基模)是:[ D ]A TE10模; B TM10模; C EH11模; D HE11模。
5 下面说法正确的是:[ B ]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。