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  • 光纤通信原理试题_1,参考答案.doc

    时间:2020-11-23 15:16:34 来源:蒲公英阅读网 本文已影响 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索:光纤通信 参考答案 试题

      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.261

      B.270

      C.261×4 D.270×4 4.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<θc12 B.θ1=0°C.θ1<θc13<θc12

     D.θc12<θ1<90° 5.光纤色散系数的单位为(

      )

     A.ps/km B.ps/nm

      C.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 dB

      B.30 dB

      C.40 dB D.60 dB 7.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 0

      B.LP01

      C.LP11 为第一高次模 D.LP12 9.在薄膜波导中,导波的截止条件为(

      )

     A. λ0 ≥λC B.λ0<λC

     C.λ0≥0 D.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。错填、不填均无分。

     1.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_TEM_波;二为 TE 波;三为 TM 波。

     2.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_ 折射率相同_的薄膜波导。

     3.光学谐振腔的谐振条件的表示式为 __ 错误! 未找到引用源。______。qLcn 2 

      4.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。

      5.利用_ 光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。

     6.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 本征层(I )层。

     7. 光源的作用是将

     电信号电流变换为光信号功率

     ;光检测器的作用是将

     光信号功 转换为电信号电流

      。

     8.光发射机的消光比为_E XT =_。

     9.光纤通信系统中的监控信号除可借助光缆中的 金属导线传输外,还可利用 光纤来传输。

     10.在薄膜波导中,导波的特征方程是__2k 1x d-2  12 -2  13 =2m π_。

     11.EDFA 在光纤通信系统中的主要应用形式有:

     作前置放大器、作发射机的_ 功率放大器_和 作光中继器。

     12.EDFA 的工作波长范围是__1.53~1 。56um。

     13.光缆主要由 缆芯、 加强元件_和 外护层等几部分组成。

     14.形成光纤损耗的原因很多,归结起来主要包括两大类:_ 吸收损耗_和 散射损耗。

     15.LD 适用于 长距离、 大容量_的光纤传输系统。

     16.在保证达到系统误码率指标条件下,测得接收机的最低输入光功率为 0.1μW,则该接收机的接收灵敏度为____-40 ?_dBm。

     17.对光隔离器的主要要求是:

     插入损耗低和_ 隔离性好_。

     18.

     目前光纤通信所用光波的光波波长范围为:

      0.8~1.8μm

     ,属于电磁波谱中的

     近红外区

     。

     19. EDFA 作前置放大器使用时,要求其有_ 高增益_和 低噪声的特性。

      三、名词解释题(本大题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分)

     31.弱导波光纤

     纤芯折射率 N1 稍大于包层折射率 N2 的光纤。

     32.受激吸收

     物质在外来光子的激发下,低能级上的电子吸收了外来光子的能量,而跃迁到高能级上,这个过程叫做受激吸收。

      33.APD 的雪崩倍增因子

      G=I M /I P

     I M 有雪崩倍增时光电流的平均值。I P 无雪崩倍增时光电流的平均值。G 再 再 40~100 之间。

     34.误码率

      BER=

     35.

     光纤的典型结构是 多层同轴圆柱体,它由纤芯、包层和涂覆层三 部分组成。

     。

     四、简答题(本大题共 5 小题,每小题 7 分,37 小题 8 分,共 35 分)

     1.分别画出半导体发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)的典型输出特性曲线,并在 LD 的曲线上标出阈值电流点及荧光区和激光区的范围。

     2.阶跃型光纤中,导波特性参数 U、W 的名称和计算公式分别是什么? 答 答 导波的径向归一化相位常数 U, 数 导波的径向归一化衰减常数 W;U= 错误!未找到引用源。

     错误!未找到引用源。k 0 2 n 1 2 -错误!未找到引用源。

     2

      W= 错误 ! 未找到引用源。

     2 -错误!未找到引用源。

     3.光纤通信系统对光发射机有哪些要求?

      答:1) 有合适的输出光功率

      一般在 0.01 没 没 w~5mw; 2) 有较好的消光比 E XT

     <=10% ;3) 调制特性好 4.什么是半导体材料的光电效应? 当光照射到半导体的 P-N 结上时若光子能量足够大,则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量,从价带越过禁带到达导带,在导带中出现光子,在价带中出现光空穴,即产生光生载流子,这种现象称为半导体材料的光电效应。

      5.在光纤通信系统设计中,主要涉及哪些系统部件的选择? 答:1 )工作波长的选择

      2 )光源的选择

     3 )光电检测器的选择

      4 )光导纤维的选择。

     五、计算题(本大题共 2 小题,每小题 10 分,共 20 分)

     1.已知阶跃型光纤的 n1=1.51,n2=1.48,光纤长度为 L=10 km。

     求:(1)光线在纤芯和包层分界面上产生全反射时入射角θ1 变化的范围; (2)光线在光纤端面上的最大入射角Φmax;

      (3)该光纤的最大时延差 。

     解:(1 )(自己做的)sinθ θ c =n2/n1

      所以临界角θ c =arcsinn2/n1=78.56。

     。

     由题意知 当

      θ θ c

     < θ1<90。

     。

      可以产生全反射。

     ( (2 )因为 sinΦmax=n 1 * 错误! 未找到引用源。

     错误!未找到引用源。

     (3) 1 *sinθ θ c =Ln 1 2 /cn 2

     最小时延 错误!未找到引用源。=L/V 1 =Ln 1 /c

      错误!未找到引用源。

     Ln 1 2 /cn 2 -- Ln 1 /c =(Ln 1 2 -Ln 1 n 2 )/cn 2 错误 ! 未找到引用源。

     2.已知某光纤通信系统的光发射机输出光功率为 0 .5 mW,光纤传输损耗为 0.35 dB/km,全程光纤平均接头损耗为 0.1 dB/km,系统富裕度为 6 dB。若要求系统的中继传输距离达 60 km,则选择的光接收机的灵敏度至少应为多少? 解:P T =P min +La+Lai+M

     且 且 P T =10lg0.5*10 -3 /10 -3

     以 所以 P MIN = P T - La-Lai-M=

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