光纤通信概论考试题及答案

第1页共5页光通信概论总复习1、原子的三种基本跃迁过程是：（1、2、4）（1）自发辐射；（2）受激辐射；（3）自发接受；（4）受激吸收。2、光纤型光放大器可分为：（1、2、3）（1）光纤拉曼放大器（2）掺铒光纤放大器（3）光纤布里渊放大器（4）半导体光放大器3、下面说法正确的是：（3）（1）为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率；（2）为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率；（3）为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须小于纤芯的折射率；（4）为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂覆层的折射率。4、光纤的单模传输条件是归一化频率满足：（1）（1）V2.405；（2）V2.405；（3）V3.832；（4）V3.832。5、STM-4一帧的传输速率是（1）。（1）9×270×8×8000；（2）9×270×8×8000×4；（3）9×270×8；（4）9×270×8×4。6、光纤通信主要应用的3个波长是：（1、2、3、4）（1）850nm；（2）1310nm；（3）1550nm；（4）上述全部7、下面说法正确的是：（1、3）（1）F-P激光器的谱线宽度大于DFB激光器的线宽；（2）DFB激光器的线宽大于LED的线宽；（3）白炽灯的线宽大于DFB激光器的线宽；（4）LED的线宽小于DBR激光器的线宽。8、下面说法正确的是：（1）（1）损耗对光纤通信系统传输距离的限制可用光纤放大器克服；（2）当损耗限制比色散限制距离短时，称这种光纤通信系统为色散限制系统；（3）色散对光纤通信系统传输距离的限制可用光纤放大器克服；（4）色散对光纤通信系统传输距离的限制可用光纤非线性克服。第2页共5页9、多模光纤中存在的色散：（1、2、3、4）（1）模间色散；（2）材料色散；（3）波导色散；（4）偏振模色散。10、作为光中继器使用的掺饵光纤放大器在传输系统中的主要作用是（3）（1）提高光纤中的信噪比；（2）消除传输光脉冲的相位抖动；（3）补偿光纤损耗；（4）调节光纤色散。11、EDFA泵浦光源的典型工作波长是（2）。（1）0.85μm；（2）0.98μm；（3）1.3μm；（4）1.55μm。12、半导体激光器是通过受激辐射产生光的器件；半导体激光器的激射条件为：粒子数反转、受激辐射和正反馈。13、光纤色散的种类有:模间色散、材料色散、波导色散、偏振模色散等。14、引起光纤损耗的主要因素有:吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗等。15、掺铒光纤放大器主要由掺铒光纤、波分复用器、光隔离器和泵浦激光器等光电器件构成。16、现有码流信号为110110010001001011110110，采用8B1P编码方式，当P为奇校验码时的码流信号为110110010000100101111101101，偶校验码时的码流信号为110110011000100100111101100。17、石英光纤的三个低损耗窗口的中心波长分别位于850nm、1310nm和1550nm。18、光接收机的主要作用是光电变换、信号再生和信号放大。19、根据增益介质的不同，目前主要有两类光发大器：一类是采用活性介质，如半导体材料和掺稀土元素光纤，利用受激辐射机制实现光的直接放大，如半导体光放大器和掺杂光纤放大器；另一类基于光纤的非线性效应，利用受激散射机制实现光的直接放大，如光纤拉曼放大器和光纤布里渊放大器。20、STM-1帧结构信息净负荷位置在1-9行中的第10~270列。第3页共5页21、SDH信号“组装”为标准的同步传输模块STM-N，主要步骤是：指针处理、映射、复用和定位校准。22、画出数字光发射机各组成部分方框图，并简要说明各所填方框的主要功能。线路编码功能：将数字码流转换成适合于光纤传输的码型、送入光纤线路。调制电路功能：把要传送的信息转变为电流信号注入LD，从而获得相应的光信号。LD功能：实现信号的光电转换。控制电路的功能：控制激光器的直流偏置电流，使其自动跟踪阈值的变化，从而使LD总是偏置在最佳工作状态。23、画出数字光接收机各组成部分方框图，并简要说明各所填方框的主要功能。光电变换——光电检测器把光信号转换成电流信号。前置放大器——前置放大器的噪声对整个放大器的输出噪声影响甚大。主放大器及AGC电路——主放大器的作用除提供足够的增益外,它的增益还受AGC电路控制，输出信号的幅度在一定的范围内不受输入信号幅度的影响。均衡滤波——均衡滤波器的作用是保证判决时不存在码间干扰。判决及时钟恢复电路——对信号进行再生。译码器——如果在发射端进行了线路编码(或扰乱),则在接收端需要有相应的译码(或解扰)电路。第4页共5页24、画出一个2.5Gb/s单通道光纤通信系统点到点传输结构图（光纤长度大于100公里）。25、画出一个10Gb/s单通道光纤通信系统点到点传输结构图（光纤长度大于100公里）。26、画出双向泵浦掺铒光纤放大器的结构图，指出各器件的作用。27、画出波分复用光纤通信系统的原理图，指出各器件的作用。第5页共5页28、比较DWDM和OTDM光纤通信系统的特点，包括各自采用了哪些关键技术?各自的优缺点是什么。DWDM的关键技术：激光器调制技术（直接调制技术、外调制技术）；波分复用/解复用器；光放大器（增益带宽、带内增益平坦特性、噪声指数的饱和输出功率）。DWDM的优点：充分利用光纤的低损耗波段，大大增加光纤的传输容量，降低成本；对各信道传输的信号的速率、格式具有透明性；节省光纤和光中继器；可提供波长选路。DWDM的缺点：WDM系统可复用的光波长数目和传输的距离都是有限的；WDM系统间的互操作性以及WDM系统与传统系统间互连互通太差。OTDM的关键技术:超短光脉冲产生，光脉冲压缩；超短光脉冲传输和色散管理；全光时钟恢复；全光解复用；全光采样；全光时分分插复用。OTDM的优点：使用极窄脉冲产生较大的带宽，可以更加有效地利用光纤的频谱资源；产生极高比特率的合成数据流；可实现多路信号同时接入到同一根光纤。OTDM的缺点：该技术不如WDM技术成熟，真正实用化还需时日。29、一单模光纤传输系统由两段光纤构成，在1310nm处，第一段光纤的损耗值为0.35dB/km，色散值为2＝15ps2/km；第二段光纤的损耗值为0.6dB/km，色散值为D＝150ps/kmnm。如果在光纤输入端的入纤功率为4mW，系统要求到达接收端的光功率不低于1W，同时脉冲的波形在输出端不能有任何畸变或展宽。试计算：（1）该系统所能达到的最大传输距离。（2）在达到最大传输距离的情况下，两段光纤的长度分别是多少km。（c为真空中的光速，c=3×108m/s，λ是光信号的波长）解：⑴先统一单位：4mW=6dBm,1W=-30dBm;群速度色散：2＝15ps2/km,则色散系数：⑵列光纤损耗等式：接收端的光功率=入纤功率−第一段光纤的损耗值−第二段光纤的损耗值；所以有：-30dBm=6dBm-0.35L1-0.6L2⑶列光纤色散等式：第一段光纤的色散值=第二段光纤的色散值；所以有：16.47L1=150L2⑷联立损耗和色散等式得：L1=86.56km;L2=9.50km该系统所能达到的最大传输距离为：L=L1+L2==86.56km+9.50km=96.06km