光纤通信复习题13

光纤通信复习题库（整合版）一、填空题1.有规律地破坏长连“0”和长连“1”的码流，以便时产生信号的提取，称_扰码电路 __ 。

2.PIN光电二极管是在P型材料和N型材料之间加一层_ _I___型材料，称为__耗尽层。

3.APD中促使其电流猛增的是__倍增效应。

碰撞电离4．在半导体激光器的P—I 曲线上，当I＞It 时，激光器发出的是激光，反之为荧光5. EDFA在光纤通信系统中主要的应用形式主要有作前置放大器使用、作功率放大器使用和作_线路放大器使用。

6. SDH网有一套标准化的信息结构等级，称为_同步传送模块STM-N_。

7.从波动理论的观点看，光波作为一种电磁波来处理。

8.目前光纤通信的长波波长低损耗工作窗口是 1.31μm和1.55um 。

9.光纤主要由纤芯和包层两部分构成。

10.LED适用于模拟的光纤传输系统。

11．光纤中的传输信号由于受到光纤的损耗和色散的影响，使得信号的幅度受到衰减，波形出现失真。

12．光纤数值孔径的物理意义是表示光纤端面_ 集光 _的能力。

接受和传输光13.准同步数字体系的帧结构中，如果没有足够的开销字节，就不能适应网络管理、运行和维护。

14.SDH中STM—1的速率是 155Mb/s 。

15. 按照泵浦方式的不同，EDFA可分为正向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构等三种形式。

16.响应度和量子效率都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。

17.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85um ,1.55um 和__1.31um_。

18.PDH复用成SDH信号必须经过映射、定位、复用三个步骤。

19.受激辐射过程中发射出来的光子与外来光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向、传播方向都相同，因此，称它们是_相干光 ___。

20. SDH中STM—4的速率是 622 Mb/s 。

21.常用的SDH设备有：终端复用器、__再生器_和数字交叉连接设备等。

22.在光接收机中，与___光检测器__紧相连的放大器称为前置放大器。

光纤通信考试试题一、选择题（每题 2 分，共 40 分）1、光纤通信中使用的光源一般是（）A 发光二极管B 半导体激光器C 白炽灯D 日光灯2、以下哪种光纤的传输损耗最小（）A 多模光纤B 单模光纤C 塑料光纤D 石英光纤3、光纤通信系统中，光接收机的主要作用是（）A 将光信号转换为电信号B 将电信号转换为光信号C 对光信号进行放大D 对电信号进行放大4、下面哪个不是光纤通信的优点（）A 传输容量大B 抗干扰能力强C 成本低D 保密性好5、光在光纤中传输时，其模式数量取决于（）A 光纤的长度B 光纤的芯径C 光的波长D 光纤的材料6、以下哪个不是光纤通信系统的基本组成部分（）A 光源B 光放大器C 光检测器D 光耦合器7、单模光纤的纤芯直径一般为（）A 50μmB 625μmC 8μmD 100μm8、光纤通信中常用的波长窗口是（）A 850nmB 1310nmC 1550nmD 以上都是9、光信号在光纤中传输时产生的损耗主要有（）A 吸收损耗B 散射损耗C 弯曲损耗D 以上都是10、以下哪种不是光纤的分类方式（）A 按照传输模式分类B 按照折射率分布分类C 按照工作波长分类D 按照制造材料分类11、光纤通信系统中，能够延长传输距离的器件是（）A 光调制器B 光隔离器C 光中继器D 光环行器12、对于光的偏振态，在单模光纤中传输时通常是（）A 线偏振B 椭圆偏振C 随机偏振D 圆偏振13、下面哪个参数不是衡量光检测器性能的指标（）A 响应度B 量子效率C 带宽D 发光功率14、光纤的数值孔径反映了光纤的（）A 集光能力B 传输能力C 抗干扰能力D 损耗特性15、以下哪种光纤适用于短距离通信（）A 多模阶跃型光纤B 多模渐变型光纤C 单模光纤D 塑料光纤16、光放大器中，掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长范围是（）A 850nm 附近B 1310nm 附近C 1550nm 附近D 1625nm 附近17、在光纤通信系统中，用于实现不同类型光纤连接的器件是（）A 光纤连接器B 光分路器C 光耦合器D 光开关18、以下哪种不是常见的光纤通信系统（）A 强度调制直接检测（IM/DD）系统B 相干光通信系统C 光孤子通信系统D 无线光通信系统19、光在光纤中传输时，引起色散的主要原因是（）A 材料色散B 波导色散C 模式色散D 以上都是20、光纤通信系统的设计中，需要考虑的主要因素有（）A 传输距离B 传输速率C 误码率D 以上都是二、填空题（每空 2 分，共 20 分）1、光纤通信是以为信息载体，以为传输媒介的通信方式。

光纤通信试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 光纤通信中，光纤的传输介质是什么？A. 铜线B. 玻璃纤维C. 塑料D. 无线电波答案：B2. 下列哪个是光纤通信的优点？A. 传输距离短B. 抗干扰能力差C. 传输容量大D. 传输速度慢答案：C3. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪一项？A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：D4. 在光纤通信中，下列哪种光纤损耗最小？A. 多模光纤B. 单模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：B5. 光纤通信系统中，光信号的接收设备是什么？A. 调制解调器B. 光端机C. 路由器D. 交换机答案：B二、多选题（每题3分，共15分）1. 光纤通信中，下列哪些因素会影响光纤的传输性能？A. 光纤的折射率B. 光纤的直径C. 光纤的弯曲度D. 光纤的材质答案：A, B, C, D2. 下列哪些是光纤通信系统的主要组成部分？A. 光纤B. 光端机C. 路由器D. 光放大器答案：A, B, D3. 光纤通信中，下列哪些是光信号的调制方式？A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：A, B, C4. 在光纤通信中，下列哪些是光纤的类型？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：A, B, C5. 光纤通信中，下列哪些是光信号的传输特性？A. 高频带宽B. 低损耗C. 抗电磁干扰D. 传输距离远答案：A, B, C, D三、判断题（每题1分，共10分）1. 光纤通信的传输介质是铜线。

（错）2. 光纤通信的传输容量比传统的铜线通信大。

（对）3. 光纤通信中，光信号的调制方式包括调时。

（错）4. 单模光纤的损耗比多模光纤大。

（错）5. 光纤通信系统中，光信号的接收设备是调制解调器。

（错）6. 光纤的折射率不会影响光纤的传输性能。

（错）7. 光纤通信系统的主要组成部分包括光纤和光端机。

（对）8. 光纤通信中，光信号的调制方式只有调幅。

光纤通信技术复习题（非考试题序）一、填空题P9 1、（1）：光纤通信是指利用（光纤）作为传输介质，实现（光信号）传输的通信方式。

（5）WDM的含义是（波分复用），FTTH的含义是（光纤入户）。

（这是名词解释的题目）SDH:同步数字系统WDM:波分复用系统DWDM：密集波分复用系统OTDR:光时域反射仪P44 1、（3）：未经涂覆和套塑的光纤称为裸光纤，是由（纤芯）和（包层）构成的。

（6）纤芯的折射率n1（大于）（大于或小于）包层的折射率n2。

（7）按折射率分布划分，光纤可分为（阶跃型光纤）、（渐变型光纤）。

（9）光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是（0.85）（1.31）（1.55），最低损耗窗口的中心波长是（1.55）。

（24）按缆芯结构的特点，光缆可分为（层绞式）光缆、（中心管式）光缆和（骨架式）光缆等。

（25）按线路敷设方式分类，光缆可分为（架空）光缆、（管道）光缆、（直埋）光缆、隧道光缆和水底光缆等。

P65 1、（3）：光的发射和吸收行为，包括三种基本过程，即（自发辐射）、（受激吸收）和（受激辐射）。

（8）激光器是由三个部分组成的，即：（工作物质）、（谐振腔）和（泵浦源或激励源）。

（14）发光二级管，发出的是（荧光），光谱的谱线（宽），发散角（大）。

而半导体激光器，发出的是（激光），光谱的谱线（窄），发散角很（小）。

P113 （9）光发送机的消光比越（大）越好，即全“0”时，发光功率越（小）越好，但在实际上，消光比越（大），光接收机的灵敏度会下降。

（10）在光端机中，除了光发送机外，还有（光发射机）机。

（11）当光电检测器受到光束照射时，光束横截面上包括（光子）数目的随机起伏，引起（电子--空穴对）的随机起伏，使光电检测器的（光生载流子）了随机起伏，这种随机起伏产生的的噪声就是量子噪声。

（12）暗电流是指（无光）照射时光电检测器中产生的电流。

（13）光接收机灵敏度是指在保证给定的（误码率）条件下，所需的最（小）平均接收光功率。

光纤通信基础考试题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1.110kV及以上光传输成环率指标属()类指标。

A、通信运行B、通信管理C、通信服务能力D、通信规模正确答案：C2.电力安全事故，是指电力生产或者电网运行过程中发生的影响电力系统()或者影响电力正常供应的事故。

A、可靠运行B、经济运行C、安全稳定运行D、环保运行正确答案：C3.电力二次系统包括自动化、()、安全自动、继电保护。

A、通信B、调度C、方式D、输电正确答案：A4.通信设备发生故障，运行维护单位应立即向()汇报。

A、领导B、网调C、本级通信调度D、省中调正确答案：C5.设备风险分为几个级别？A、3B、4C、6D、5正确答案：C6.整个电力二次系统原则上分为两个安全大区()。

A、生产控制大区、生产应用大区B、实时控制大区、信息管理大区C、实时控制大区、生产管理大区D、生产控制大区、管理信息大区正确答案：D7.通信管理类指标是指用以反映通信运行管理及()管理的情况，包括检修计划完成情况、机构和人员、科技等方面的统计指标。

A、设备B、专业C、业务D、网络正确答案：B8.进行光纤线路损耗测量和光纤背向散射信号曲线测量，抽检数量不少于光纤芯数()。

A、75%B、50%C、25%D、100%正确答案：C9.通信故障处理完毕，当值通信调度员可要求运行维护单位提交书面故障处理报告，运行维护单位必须在几个工作日内提交。

A、3B、4C、2D、5正确答案：A10.装设接地线()，且必须接触良好。

拆接地线的顺序与此相反。

A、必须先接导体端，后接接地端B、必须先接接地端，后接导体端C、导体端、接地端同时接D、上述两种方式均可正确答案：B11.月检修计划完成率指标属()类指标。

A、通信管理B、通信服务能力C、通信运行D、通信规模正确答案：A12.IP地址采用4分组，每组()位，用4个字节来表示A、16B、8C、4D、32正确答案：B13.发生二级事件，由()组织调查组进行调查。

一、重要知识点：1、在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ满足0°<θ<θc2、影响光接收机灵敏度的主要因素是噪声3、在阶跃型(弱导波)光纤中，导波的基模为LP014、在薄膜波导中，导波的截止条件为λ0<λC，5、在光纤中，单模传输的条件为V≤2.4056、EDFA在作光中继器使用时，其主要作用是使光信号放大7、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HE波;二为TE波;三为TM波。

8、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9、利用光波作为载体并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信10、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I层11、STM-1帧结构12、光纤的色散主要有：13、光纤的损耗主要有：14、EDFA在光纤通信系统中的主要应用形式有：前置放大器、后置放大器和作光中继器。

15、EDFA的工作波长范围16、EDFA的泵浦光的波长17、光纤损耗的原因，归结起来主要包括两大类：吸收和散射损耗，吸收损耗又分为：散射损耗包括：18、LD适用于长距离、中容量的光纤传输系统，LED适用于：19、光纤通信的发展趋势：大容量（高速）、长距离20、光隔离器的作用是保证光信号只能正向传输21、PIN和APD的特点22、数字光纤通信系统中继距离主要受光纤损耗和带宽的限制23、光隔离器的主要指标24、时延：25、EDFA作前置放大器使用时，要求其有高增益和低噪声的特性26、激光器主要由能够产生激光的工作物质、泵浦源和光学谐振腔等三部分组成.27光向耦合器的指标、类型28、光开关的功能、类型29、数字光纤通信系统的主要指标30、模拟光纤通信系统的主要指标31、光发射机、光接收机的组成及性能指标32、光接收机的主指标：灵敏度和动态范围32、决定期光接收机的灵敏度的主要因素为噪声（量子噪声、暗电流噪声、热噪声）33、适于光纤通信的线路码？34、SDH的主要设备35、列出几种光纤通信新技术36、二、简答：1-1，1-2，1-5，2-6，2-7，3-4，3-19，半导体材料的光电效应。

光纤通信复习题及答案一、选择题1. 光纤通信中使用的光导纤维是由什么材料制成的？A. 塑料B. 玻璃C. 金属D. 陶瓷答案：B2. 光纤通信中，光信号的传输方式主要是什么？A. 反射B. 折射C. 散射D. 透射答案：A3. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪一项？A. 强度调制B. 频率调制C. 相位调制D. 极化调制答案：D4. 在光纤通信中，信号衰减的主要原因是什么？A. 光的散射B. 光的吸收C. 光的反射D. 光的折射答案：B5. 光纤通信中，光纤的类型不包括以下哪一项？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 同轴光纤D. 有源光纤答案：C二、填空题6. 光纤通信的基本原理是利用_________作为传输介质，通过_________来实现信息的传输。

答案：光导纤维；光信号7. 光纤通信具有_________、_________、_________等优点。

答案：传输距离远；传输带宽大；抗干扰能力强8. 光纤通信中，光信号的传输速度可以达到_________。

答案：光速9. 光纤通信中，信号的衰减与_________、_________、_________等因素有关。

答案：光纤材料；光纤长度；光的波长10. 光纤通信中，光纤的损耗主要由_________损耗和_________损耗组成。

答案：材料；弯曲三、简答题11. 简述光纤通信系统的组成。

答案：光纤通信系统主要由光发射机、光纤、光接收机和光放大器等部分组成。

12. 光纤通信中，单模光纤与多模光纤有何区别？答案：单模光纤只允许单一模式的光波在其中传播，具有较高的传输速率和较长的传输距离；而多模光纤允许多个模式的光波传播，传输速率较低，传输距离较短。

13. 光纤通信中，光信号的衰减对通信质量有何影响？答案：光信号的衰减会导致信号强度降低，从而影响通信质量，使得信号传输距离受限，严重时还可能导致通信中断。

四、论述题14. 论述光纤通信在现代通信中的重要性。

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。

光通信专业知识部分复习题一、填空题1、光纤通信是以为载波，以为传输介质的一种有限通信方式。

2、光纤通信的主要优点是、、、、抗腐蚀、体积小。

3、光纤的传输特性有、。

4、通信系统由、、、、五部分组成。

5、STM—1帧结构由：、、三部分构成。

6、段层开销包括、；通道层开销包括、。

7、S1是字节，表示质量，位于开销内。

8、单向通道保护环的触发条件告警。

9、双纤双向复用段保护环的触发条件、、、告警。

10、STM-1可复用进个2M信号，个34M信号，个140M信号。

11、PCM端机输出端口的接口码型为码。

12、30/32路PCM基群帧结构的每一个复帧包括帧，每帧有个时隙，每个时隙包含比特码。

13、产生误码的主要原因是传输系统的和。

14、光纤传输的三个低损耗窗口是、、。

15、在SDH传送网中，任何类型的通过光纤直接相连的两个网元之间构成段，两个相邻的ADM 或TM之间构成段。

16、DWDM设备类型有、、。

17、在二纤或四纤复用段保护环中，ADM网元个数最多只能是个，这是由字节的第5到第8比特决定的。

18、根据ITU-TG.707建议，各种PDH速率信号可以通过AU-3或AU-4复用成STM-N。

如果通过AU-4复用，PDH高阶通道的速率是Mbit/s。

19、根据ITU-TG.707建议，各种PDH速率信号可以通过AU-3或AU-4复用成STM-N。

如果通过AU-3复用，PDH高阶通道的速率是Mbit/s、Mbit/s和Mbit/s。

20、在正常情况下，两网元之间配制成功一条2M业务，由于某种原因，该2M业务即没有在DDF上做自环，也没有连接到任何终端设备。

此时，该2M业务会上报告警信息。

21、当连续帧收到无效指针或NDF后，网元上报AU-OLP告警。

22、SDH设备的供电方式主要有集中供电和供电两种。

10G设备采用供电方式。

23、10G设备最多有个10G的光方向。

24、在各类SDH保护网络中，155M速率光板不能用于段保护。

《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．光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：（）、（）、（）。

光纤通信考试试题及答案第一部分：选择题1. 光纤通信系统中，光信号的主要传输方式是：A. 广播传输B. 串行传输C. 并行传输D. 随机传输答案：B. 串行传输2. 光纤通信中，下列哪个参数不属于光纤特性：A. 折射率B. 纤芯直径C. 数字传输速率D. 衰减系数答案：C. 数字传输速率3. 光纤通信系统中，起到光信号放大作用的设备是：A. 光开关B. 光放大器C. 光电探测器D. 光纤衰减器答案：B. 光放大器4. 光纤传输速率的单位是：A. MbpsB. GbpsC. KbpsD. Hz答案：B. Gbps5. 光纤通信系统中，用于将光信号转换为电信号的设备是：A. 光开关B. 光放大器C. 光电探测器D. 光纤衰减器答案：C. 光电探测器第二部分：填空题6. 光纤通信中，被称为“光之窗”的波长范围是________。

答案：1310nm-1550nm7. 光纤通信系统中，光纤的主要组成部分是由________和________组成。

答案：纤芯（core）和包层（cladding）8. 光纤通信中，衰减是指光信号在传输过程中的________损耗。

答案：光功率9. 光纤通信中，常用的光纤连接器有________和________两种类型。

答案：FC和LC10. 光纤通信中，光纤主要通过________的方式进行信号传输。

答案：全内反射第三部分：简答题11. 请简要介绍光纤通信的基本原理及优势。

答：光纤通信是利用光的全内反射原理，将信息信号转换为光信号，通过光纤进行传输的通信方式。

其优势包括传输速率高、信号衰减小、抗干扰性强、带宽大等。

12. 请简述光纤通信系统中的光放大器的作用及常见类型。

答：光放大器是光纤通信系统中起到放大光信号的作用的设备。

常见的光放大器类型包括EDFA（Erbium-Doped Fiber Amplifier）、Raman放大器等。

13. 请解释光纤衰减的原因及常见的衰减方式。

1.Make a choice （共十题 每题1分）10p(1).Which of the following dispersion (色散)dose not exist in single-mode optical fiber? （ D ）A .material （材料）dispersion B.waveguide （波导） dispersionC.polarization-mode （偏振）dispersionD.intermodal （联合） dispersion(2).The unit （单位）of the fiber attenuation coefficient （衰减系数）is (C)A. dBB. dBmC. dB/kmD. dBm/km(3).the bands of Optical fiber communication is (B)A.0.01um-0.39umB. 0.8um-2.0umC.0.39um-0.79umD.100um-1000um(4).If the optical input power of a Optical amplifier is 10mW ，and the optical output power is 100mW as well ,then its output gain level is (A)A.10dBB.20dBC.30dBD.40dB(5)In order to make sure of the system BER （比特误差率） conditions , if the minimum optical input power of the receiver is 1 uW, the sensitivity of the receiver must be (A)A.－30dBmB.－40dBmC.－20dBmD.－43dBm(6)The principal （主要）light sources used for fiber optical communications applications are ：（D ）A.OA 、LDB.PIN 、APDC.PD 、LEDD.LD 、LED(7)laser （激光） action is the result of three key process ，which one of the following is not be included ？（D ）A.photon absorption （光子吸收）B.spontaneous emission （自发发射）C.stimulated emission （受激发射）pound radiation （复合发射）(8) A single mode fiber usually has a core diameter （芯径）of A.A. 10mB. 62.5nmC. 125nmD. 50mm (9)To make sure that the APD photo-detector works properly, a sufficiently D is applied across the p-n junction.A. high forward-bias voltage （高的前置偏压）B. low forward-bias voltageC. low reverse-bias voltage （低的反相偏压）D. high reverse-bias voltage(10) When DFA fiber amplifier uses as light Repeaters （中继器）, its main effect is B.A. amplifying and regenerating the signalB. regenerating the signalC. amplifying the signalD. reducing the signal noise(11) In graded-index optical fiber, the numerical aperture （数值孔径） NA can be expressed as C. A. 21n n - B. ∆2a C. ∆2n 1 D. 21n n a -(12) In practical SMFs, the core diameter is just below the cutoff （截止） of the first higher-order （高阶）mode; that is, for V slightly A.A. <2.4B. > 2.4C. =3D. =3.5(13) It is well known that the total dispersion in the single-mode regime is composed of two components: C.A. mode-partition noise （电流分配噪声）, inter- symbol InterferenceB. frequency chirp, modal dispersionC. material dispersion, waveguide dispersionD. modal dispersion, waveguide dispersion(14)At present, erbium doped （涂饵的）fiber amplifier’s maximum small signal gain （小信号增益）is around A.A. 40 dBB. 30 dBC. 20 dBD. 10 dB(15)Which of the following doesn’t belong to passive optical components （无源光学组件）BA. Directional coupler（定向耦合器）B. Semiconductor laser（半导体激光）C. Optical fiber connector（光纤连接器）D. Optical attenuator（光学衰减器）(16) The A mode has no cut off（截止）and ceases（停止）to exist only when the core diameter （芯径）is zero.A. HE11B. TE01C. TM01D. EH11(17)When the phase difference（相位差）is an integral multiple（整数倍）of A, the two modeswill beat and the input polarization（偏振）state will be reproduced.A. 2πB. πC. 1800D. π/2(18)which one of the following model can transmit in the single-mode optical fiber ?(A)A.HE11B. TE01C. TM01D. EH112. Write the full name of the following acronym（共十题每题1分）10p(1)DCF: dispersion compensating fiber（色散补偿光纤）(2)CNR: carrier to noise ratio（载噪比）(3)SRS: Stimulated Raman Scattering（受激的拉曼色散）(4)SOA: Semiconductor optical amplifier（半导体激光放大器）(5)NA: numerical aperture（数值孔径）(6)PON: passive optical network（无源光网络）(7)SLM: single longitudinal mode（单纵向模式）(8)NEP: noise-equivalent power(噪声等效功率)(9)DSF: dispersion shift fiber（色散转移光纤）(10)SONET: synchronous optical network（同步光网络）(11)A TM: asynchronous transfer mode（异步传输模式）(12)ISDN: integrated services digital network（综合业务数字网）(13)WDM: wavelength-division multiplexing(波分多路复用)(14)SDH: Synchronous digital hierarchy(同步数据系列)(15)TLLM: transmission-line laser model(传输线激光模式)(16)ONSL: optical network simulation layer（光网络模拟层）(17)OVPO: outside vapor-phase oxidation（外气相沉积法）(18)V AD: vapor-phase axial deposition(汽相轴向沉积)(19)CDMA: code-division multiple access(码分多址)(20)FDM: frequency-division multiplexing（频分复用）(21)DSP: digital signal processing（数字信号处理）(22)MCVD: modified chemical vapor deposition（修正的化学汽相沉积）(23)EDFA: erbium-doped fiber amplifier(惨饵光纤放大器)(24)FDDI: fiber distributed data interface(光纤分布式数据接口)(25)SIOF: step index optical fiber(阶跃指数光纤)(26)GIOF: graded index optical fiber(渐变性光纤)(27)SQW: single quantum-well（单量子井）(28)ARQ: automatic reapt request(自动重发请求)(29)FEC: forward error correction（前向纠错）3. Filling blanks(共20空每空1分) 20p(1) According the mode which propagate（传播）in the fiber, the fiber can be divided into (single mode) fiber) and (multimode) fiber.(2) The most common misalignment（非线性）occurring in practice, which also causes the greatest power loss, is (axial displacement轴向移位).(3) The electromagnetic energy（电磁能）of a guided mode is carried partly in the (core) and partly in the (cladding包层).(4)The basic attenuation mechanisms（衰减机制）in a fiber are (absorption吸收), (scattering散射) and (radiative losses辐射损耗) of the optical waveguide.(5) The two main optical amplifier types can be classified as (SOAs半导体激光放大器) and (DFAs).(6) Networks are traditionally divided into: (LANs局域网), (MANs城域网),(W ANs广域网).(7)The principal light sources used for fiber optic communications applications are (ILDs注入型激光二极管) and (LEDs发光二级管) .(8) The dominant noise generated in an optical amplifier is (ASE).(9) The two most common samples of these spontaneous fluctuations（波动）are (shot noise) and (thermal noise热噪声).(10)According to the refractive index（折射率）of the core, the fiber can be divided into (step-index) fiber and (graded-index) fiber .(11)The total dispersion in single-mode fibers consists mainly of (material) and (waveguide) dispersion.(12) The most meaningful criterion（标准）for measuring the performance of a digital communication system is the (average error probability平均概率误差). In an analog system the fidelity criterion is usually specified in terms of a (peak signal-to-noise ratio).(13) The simplest transmission link is a (point-to-point line) that has a transmitter on one end an a receiver on the other.(14)The commonly used materials for fiber lasers are (erbium) and (neodymium).(15)Absorption is related to the fiber material, whereas scattering is associated both with the (fiber material) and with (structural imperfections) in the optical waveguide.(16)The two basic LED configurations being used for fiber optics are (surface emitters) and (edge emitters).(17) The basic schemes for improving the reliability are (ARQ自动重发请求) and (FEC前向纠错).4. Give a brief description of following terms and questions（共5题每题3分）15p (1) Briefly describe the key system features of WDM.波分复用1) capacity upgrade（容量升级）2) transparency （透明度）3) wavelength routing（波长选路）4) wavelength switching（波长转换）5) the connectors used to join individual fiber cables to each other and to the source anddetector(2) Briefly describe there major goals of SDH.同步数据系列1) Avoid the problems of PDH2) Achieve higher bit rates3) Better means for operation, administration and Maintenance(3) List at least three advantages of SOA半导体激光放大器.1) Small size, and easy to be integrated with semiconductor circuits.2) Fabrication（制造）is simple and with low power consumption（功耗）, long life-span and low cost.3) Gain response is very quick and well suited for switching and signal processing in optical networks application.4) Can amplify optical signal and process signal in the same time such as switch, so can be used in wavelength converting and optical switch.(4) List more than three disadvantages of SOA.1) The coupling loss with optical fiber is too large2) Sensitive to polarization3) Noise figure is high(~8 dB)4) crosstalk串音干扰5) Easy to be affected by temperature, low stability(5) Stimulated Emissions受激发射If a photon（光子）of energy hv12 impinges on（撞击）the system while the electron is still in its excited state, the electron is immediately stimulated to drop to the ground state and give off a photon of energy hv12.(6)Dynamic rangeSystem dynamic range is the maximum optical power range to which any detector must be able to respond.(7) What conditions should be met to achieve a high signal-to-noise ratio?1) The photodetector（光电探测器）must have a high quantum efficiency（量子效率）to generate a large signal power.2) The photodetector and amplifier noises should be kept as low as possible.(8) Please write the three basic categories（类别）of degradation of light sources1) internal damage2) ohmic contact degradation3) damage to the facets of laser diodes（激光二极管）(9)List the three factors largely determining the frequency response of an LED1) the doping level（掺杂度）in the active region2) the injected carrier lifetime Ti in the recombination region3) the parasitic capacitance(寄生电容) of the LED.(10)Write the three basic types of two-level binary line codes that can be used for optical fiber transmission links.1) non-return-to-zero (NRZ) format2) return-to-zero (RZ) format3) phase-encoded (PE) format(11) Please write the three different mechanisms causing absorption briefly1) Absorption by atomic defects （原子缺陷） in the glass composition.2) Extrinsic （非固有的） absorption by impurity atoms in the glass material.3) Intrinsic absorption by the basic constituent atoms of the fiber material.(12) The disadvantage of Raman amplifierNeed large output power pump laser. As Raman Scattering, the energy is transferred from high frequency to low frequency. Cross talk will affect signal.5. Figure （共1题 每题5分）5p（1）Please draw the basic step for an automatic-repeat-request (ARQ) error-correction scheme. Solution:（ARQ纠错机制）(2)Please draw out the basic elements of the optical receiver.(5p)（光接收器）Solution:(3)Please draw out the basic elements of an analog link and the major noise contributions. Solution:（模拟链路及噪声源）光发送机电模拟输入信号谐波失真互调失真RIN激光削波光纤信道模式失真损耗GVD 光放大器ASE 噪声光检测器散弹噪声热噪声放大器噪声APD 倍增噪声电模拟输出到RF 接收机(3) consider the encoder shown in Fig.1that changes NRZ data into a PSK ing this encoder,draw the NRZ and PSK waveforms for the data sequence 0001011101001101.clock/2PSK dataNRZ datafrequency Afrequency BFig.1Solution:6. Calculation Problems(共3-4题，统计40分) 40p(1) A wave is specified by 8cos 2(20.8)y t z π=-,where y is expressed in micrometers and the propagation constant （传播常数） is given in 1m μ-.Find (a) the amplitude,(b) the wavelength,(c) the angular frequency （角频率）, and (d) the displacement at time 0t = and 4z m μ=. Solution:The general form is:y = (amplitude) cos()cos[2(/)]t kz A vt z ωπλ-=-.Therefore(a) amplitude 8m μ=(b) wavelength: 11/0.8m λμ-= so that 1.25m λμ=(c) 22(2)4v ωπππ===(d) At 0t = and 4z m μ= we have 18cos[2(0.8)(4)]8cos[2( 3.2)] 2.472y m m πμμπ-=-=-=(2) A certain optical fiber has an attenuation of 0.6dB/km at 1300nm and 0.3dB/km at 1550nm.Suppose the following two optical signals are launched simultaneously into the fiber: an optical power of 150W μ at 1300nm and an optical power of 100W μ at 1550nm. What are the Solution:power levels in W μof these two signals at (a) 8km and (b) 20km?Since the attenuations are given in dB/km, first find the power levels in dBm for100W μ and 150W μ. These are, respectively,P(100W μ) = 10 log (100 W μ/1.0 mW) = 10 log (0.10) = - 10.0 dBmP(150W μ) = 10 log (150 W μ/1.0 mW) = 10 log (0.15) = - 8.24 dBm(a) At 8 km we have the following power levels:P 1300(8 km) = - 8.2 dBm – (0.6 dB/km)(8 km) = - 13.0 dBm = 50W μP 1550(8 km) = - 10.0 dBm – (0.3 dB/km)(8 km) = - 12.4 dBm = 57.5W μ(b) At 20 km we have the following power levels:P 1300(20 km) = - 8.2 dBm – (0.6 dB/km)(20 km) = - 20.2 dBm = 9.55W μP 1550(20 km) = - 10.0 dBm – (0.3 dB/km)(20 km) = - 16.0 dBm = 25.1W μ(3) A double-heterojunction （异质结） InGaAsP LED emitting at a peak wavelength of 1310nm has radiative and nonradiative recombination times of 25 and 90ns, respectively. The drive current is 35mA.(a) Find the internal quantum efficiency and the internal power level.(b) If the refractive index （折射率） of the light source material is n=3.5, find the power emitted from the device.Solution: (a) From Eq. int 11/r nr rτητττ==+, the internal quantum efficiency is int 10.783125/90η==+， and from Eq.int intint I hcI p hv q q ηηλ== the internal power level is int (35)(0.783)26(1310)hc mA p mW q nm ==(b) From Eq.int e int 2p (1)n t p P n n η==+, 21260.373.5(3.51)P mW mW ==+ (4) An LED with a circular emitting area of radius 20m μ has a lambertian emission pattern with a 1002()W cm sr ∙axial radiance at a 100mA drive current. How much optical power can be coupled into a step-index fiber having a 100m μ core diameter and NA=0.22? How much optical power can be coupled from this source into a 50m μ core-diameter graded-index fiber having 12.0, 1.48n α== and 0.01∆=?Solution:The source radius （半径） is less than the fiber radius,so Eq. 222222,1()2LED step s o s o P r B NA r B n ππ==∆ holds: 22223222,()(210)(100/)(0.22)191LED step s o P r B NA cm W cm W ππμ-==⨯= From Eq. 222,122[1()]2s LED graded s o r P r B n απαα=∆-+ 232222,122(210)(100/)(1.48)(0.01)[1()]15925LED graded P cm W cm W πμ-=⨯-=(5)Suppose an avalanche photodiode hasthe following parameters ：1/231,1,0.85,,10L D L I nA I nA F M R η=====Ω, and 1B kHz=.Consider a sinusoidally(正弦） varying 850nm signal, which has a modulation index m=0.85 and an average power level 050P dBm =-, to fall on the detector at room temperature. At what value of M does the maximum signal-to-noise ratio occur?Solution: Using Eq.2222()()24/p P D L B Li M S N q I I M F M B qI B k TB R <>=+++ we have 22005/2001()22()24/D L B LR P m M S N qB R P I M qI B k TB R =+++ 162235/2191.215102.17610 1.65610M M ---⨯=⨯+⨯ The value of M for maximum S/N is found from Eq.224/()x L B L opt P D qI k T R M xq I I ++=+, with x = 0.5:Moptimum = 62.1.(6)An LED operating at 1300 nm injects 25W μ of optical power into a fiber. If the attenuation （衰减） between the LED and the photodetector （光电探测器） is 40 dB and the photodetector quantum efficiency （量子效率） is 0.65, what is the probability that fewer than 5 electronhole pairs （电子空穴对） will be generated at the detector in a 1-ns interval ?Solution: From ⎰==τηη0)(hvN hv E dt t P ,the average number of electron-hole pairs generated in a time t is 6.10)/103)(106256.6()103.1)(101)(1025(65.0/8346910=⨯⨯⨯⨯⨯===----s m Js m s W hc Pt h E N ληνη Then,from Eq.(7-2)%505.0120133822!5)6.10(!)(6.106.105=====---e e n e N n P N n(7) An engineer has the following components available:(a) GaAlAs laser diode operating at 850 nm and capable of coupling 1 mW (0 dBm) into a fiber. (b) Ten sections of cable each of which is 500 m long, as a 4-dB/km attenuation, and hasconnectors on both ends.(c) Connector loss of 2dB/connector.(d) A pin photodiode receiver.(e) An avalanche photodiode receiver.Using these components, the engineer wishes to construct a 5-km link operating at 20 Mb/s. If the sensitivities of the pin and APD receivers are -45 and -56 dBm, respectively, which receiver should be used if a 6-dB system operating margin is required?Solution:(a)Use margin 2system L l P P P f C R S T ++=-=α，to analyze the link power budget.(a) For the pin photodiode,with 11 jointsdB L km dB dB dBm dBm insystemm L l P P P f C R S T 6)/4()2(11)45(0arg )(11++=--=++=-=αWhich gives L=4.25km. the teansmission distance cannot be met with these components. (b)For the APDdB L km dB dB dBm dBm 6)/4()2(11)56(0++=--Which gives L=7.0km. the transmission distance can be met with these components.(8) Suppose we want to frequency-division multiplex 60 FM signals. If 30 of these signals have a per-channel modulation index i m =3 percent and the other 30 signals have i m =4 percent, find the optical modulation index （调制指数） of the laser.Solution:The total optical modulation index is%4.27])04(.30)03(.30[][2/1222/12=+==∑ii m m(9) An optical transmission system is constrained to have 500-GHz channel spacings. How many wavelength channels can be utilized in the 1536-to-1556-nm spectral band （频谱带）? Solution: In terms of wavelength,at acentral wavelength of 1546nm a 500-GHz channel spacing isnm s sm nm f c 410500/103)1546(19822=⨯⨯=∆=∆-λλ The number of wavelength channels fitting into the 1536-to-1556 spectral band then is 54/)15361556(=-=nm nm N(10) The output saturation （饱和） power sat out P , is defined as the amplifier output power for which the amplifier gain G is reduced by 3 dB (a factor of 2) from its unsaturated value 0G . Assuming 0G >>1, show that in terms of the amplifier saturation power sat amp P ,, the output saturation power issat amp sat out P G G P ,00,)1(2ln -=Solution: Let 2/0G G = and 0,/22/G P P P sat out out in ==.then Eq.(11-15) yields2ln 212,,00satout sat amp P P G G += Solving for s a t out P , and with 10>>G ,we havesat amp sat amp sat amp sat out P P P G G P ,..00,693.0)2(ln 22ln =≈-=。

一．单项选择题（每题1分,共20分）1、在激光器中，光的放大是通过（Ａ）Ａ．粒子数反转分布的激活物质来实现的Ｂ．光学谐振腔来实现的Ｃ．泵浦光源来实现的Ｄ．外加直流来实现的2、下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因?( B )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3、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（Ｂ）Ａ．光衰减器Ｂ．光耦合器Ｃ．光隔离器Ｄ．光纤连接器4、使用连接器进行光纤连接时，如果接头不连续时将会造成（D）Ａ．光功率无法传输Ｂ．光功率的菲涅耳反射Ｃ．光功率的散射损耗Ｄ．光功率的一部分散射损耗或以反射形式返回发送端5、在系统光发射机的调制器前附加一个扰码器的作用是（A）A．保证传输的透明度 B．控制长串“1”和“0”的出现C．进行在线无码监测 D．解决基线漂移6、下列关于交叉连接设备与交换机的说法正确的是（A）A．两者都能提供动态的通道连接 B．两者输入输出都是单个用户话路C．两者通道连接变动时间相同 D．两者改变连接都由网管系统配置7、目前EDFA采用的泵浦波长是( C )A．0.85μm和1.3μm B．0.85μm和1.48μmC．0.98μm和1.48μm D．0.98μm和1.55μm8、下列不是WDM的主要优点是( D )A．充分利用光纤的巨大资源 B．同时传输多种不同类型的信号C．高度的组网灵活性，可靠性 D．采用数字同步技术不必进行玛型调整9、下列要实现OTDM解决的关键技术中不包括（ D ）A．全光解复用技术 B．光时钟提取技术C．超短波脉冲光源 D．匹配技术10、掺饵光纤的激光特性（A）Ａ．由掺铒元素决定Ｂ．有石英光纤决定Ｃ．由泵浦光源决定Ｄ．由入射光的工作波长决定11、下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是( A)A．光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率B．光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率C．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量D．光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数12、光发射机的消光比，一般要求小于或等于（B）A．5％ B．10％ C．15％ D．20％13、在误码性能参数中，严重误码秒（SES）的误码率门限值为（D）A．10-6B．10-5 C．10-4 D．10-314、日前采用的LD的结构种类属于（D）A．F-P腔激光器（法布里—珀罗谐振腔）B．单异质结半导体激光器C．同质结半导体激光器D．双异质结半导体激光器15、二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为（ B）A．2.048 Mb/s，HDB3 B．8.448 Mb/s，HDB3C．2.048 Mb/s，CMI D．8.448 Mb/s，CMI16、数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为（ A ）dBm。

练习一1．光纤通信系统是由________、_________和______三部分组成。

P42．光纤通信三个低损耗窗口是______ 、_______和_______。

P43．红外线是_ _不可见_ _光。

4. 红外线是不可见光。

（√）5．光纤通信中的光是可见光。

（╳）6．光纤通信的容量与微波通信的容量是一样。

（╳）7．光纤通信的波长是可以任意选取的。

( ╳) 8．光通信与一般电通信的载波是相同的。

（╳）9．什么是光纤？P310．什么是光纤通信？P311．光纤通信与电通信的主要差别有哪两点？P312．光纤通信的特点是什么? P313．什么是强度调制、直接检波? P414．画出单信道-电-光中继数字通信系统图。

在盘上15．画出波分复用+掺铒光纤放大器数字通信系统图。

在盘上16．光发射机的作用是什么？光接收机的作用是什么？在盘上练习二1．光纤按折射率分类有_____________和____________两类。

P5 2．光纤按材料分类主要有________ ________ ________和_______。

P5 3．光纤按模式分类有___________和___________ 两类。

P54．光纤是由纤芯包层和涂敷层三部分组成。

5．产生全反射条件为_____________________________。

P66．什么是均匀光纤？什么是非均匀光纤？在盘上7．均匀光纤和非均匀光纤的主要区别是什么？在盘上8．什么是单模光纤？什么是多模光纤？在盘上9．什么是临界角？写出其表达式？P610．什么是全反射？产生全反射条件是什么？P6 11．什么是辐射波：产生辐射波条件是什么？P6 12．什么是反射定律？什么是折射定律？P5练习三1．均匀光纤的数值孔径NA=__________________。

P72．均匀光纤的相对折射指数差Δ=__________________。

P73．均匀光纤的最大时延差Δτ=___________________。