光通信原理自学考试04-01试题

浙江省2004年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案1浙江省2004年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案一、填空题(每空1分，共20分)1.在光纤通信中一般采用_直接强度调制_的方法，对模拟信号或数字信号的进行调制。2.薄膜波导中形成的导波条件sin__。3.n1和n2分别表示光纤纤芯和包层的折射率，对于弱导波光纤有__n1～n2_____。4.已知阶跃光纤的归一化频率为V，则其导波模数量M为_V2/2______。5.VVc时，根据模式的传输条件可判断模式_______在光纤中传输。6.采用渐变型光纤可以减小光纤中的_______色散。7.已知光的频率为f，一个光子所具有的能量E为__hf_____。8.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_解扰____。9.PIN光电二极管是在P型材料和N型材料之间加一层__I(本征)_____型材料。10.APD中促使其电流猛增的是__雪崩倍增_____效应。11.光接收机噪声的主要来源有光电检测器噪声和__量子噪声_____。12.光检测器的3dB带宽为500MHz，在理想情况下，其上升时间为_______。13.在微波站和电视台之间图像信号的传输，传输距离短，所传输信号的频带宽时，可以用_光纤模拟通信系统。14.在光纤通信系统中，采用时分复用方式传输监控信号时，是在电的主信号码流中插入_______。15.在数字通信系统中，抖动将引起脉冲的时间间隔__不均等？_____。16.STM-4的码速率为_622，080Mbit/s______。17.在光纤通信系统中，信号的码速不高，光纤带宽足够，则系统的最大中继距离仅受_____限制。18.EDFA泵浦可采用同向泵浦、反向泵浦和__双向泵浦__。19.描述了EDFA的放大能力的参数为_功率增益______。20.费米能级被电子占据的概率为_f(E)=1/(1+e(E-Ef/k0T))_。二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分)1.光信号在光纤中传播一段距离所需的时间称做()。A.时延差B.时延C.脉冲展宽D.色散2.薄膜波导中，薄膜层介质的折射指数是()。A.最小B.和衬底层的折射指数相等C.最大D.和敷层的折射指数相等3.薄膜波导中，导波的形式是()。A.TE波B.TM波C.TEM波？D.TE和TM波4.光纤中形成导波时，1必须满足的全反射条件是()。A.1cB.1cC.1=cD.1=05.光纤的单模工作条件决定于()。A.LP01模的截止特性B.LP11模的截止特性C.HE11模的截止特性D.LP02模的截止特性6.在5B6B码的编码方案中，以下()是禁字。A.000100B.000011C.011101D.1110007.双异质结构()。A.包含由二种不同材料组成的双层结构B.只起到限制光波的作用浙江省2004年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案2C.起到了同时限制载流子和光波的作用？是光子不是光波D.只起到限制载流子的作用8.发光二极管(LED)的特点为()。A.带宽大，调制速率高B.输出光功率较大低C.光谱较窄宽D.方向性差，发散度大？9.描述光电检测器光电转换能力的物理量有()。A.响应度B.响应时间C.量子效率D.A和C10.下列现象不是因光纤色散而引起的是()。A.码间干扰B.波形失真C.接收灵敏度下降？D.相位抖动三、名词解释(每小题3分，共15分)1.横电磁波在传播方向上没有电场和磁场分量，称为横电磁波。2.标量模对于弱导波光纤，已假定了其横向场的极化方向保持不变，因此可认为它的横向场是线极化波，以LP表示，在这种特定条件下传播的模式，称为标量模，或LPMN模。3.数值孔径表示光纤捕获光射线能力的物理量。4.简并模不同的模式有不同的场结构，但如果它们有相同的传输常数时，就认为这些模式是简并的，即简并模。5.光接收机灵敏度是描述接收机被调整到最佳状态时，在满足给定的误码率的条件下，接收机接收微弱信号的能力。四、简答题(每小题5分，共20分)1.阶跃型光纤和渐变型光纤的主要区别是什么?答：（总结的）1）定义不同，如果纤芯折射率n1沿半径方向保持一定，包层折射率n2沿半径方向也保持一定，而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯形变化的光纤，称为阶跃型光纤。如果纤芯折射率n1随半径方向加大而逐渐减小，而包层中的这折射率n2是均匀的，这种光纤叫做渐变型光纤；2）光纤中子午线的形状不同，阶跃型光纤中的是直线，而渐变型是曲线；3）模数量不同，在相同V的情况下，它比阶跃型光纤中的模数量减少一半。2.怎样才可能实现光放大?答：即掺铒光纤放大器的工作原理，与半导体激光器的相同，简单的说，是在泵浦源的作用下，在掺铒光纤中出现了粒子数的反转分布，产生了受激辐射，辐射出大量的全同光子，从而使光信号得到放大。3.对光电检测器的主要要求是什么?答：（不太准）1）转换效率高体现在响应度R0和量子效率2）响应速度快，体现在响应时间上，3）暗电流ID,越小越好。4）雪崩倍增因子G一般在40~100之间。4.简述光隔离器的工作原理。答：它的基本原理是法拉第旋转效应，。。。。。。。。。。。。。。。。。五、画图题(第1小题7分，第2小题8分，共15分)1.画出介质薄膜波导的结构示意图。2.画出光纤数字通信系统的方框图。六、计算题(每小题10分，共20分)1.弱导波阶跃光纤芯子和包层的折射指数分别为n1=1.5，n2=1.45，试计算：(1)纤芯和包层的相对折射指数差Δ。(2)光纤的数值孔径NA。解：（1）Δ（n1-n2）/n1=0.0333浙江省2004年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案3(2)NA=n1*=1.5*0.2581=0.38721.模拟光纤通信系统所采用的LED光源发射平均光功率为-3dBm。入射光纤的耦合损耗为12dB。光纤20km无中继器，其光纤损耗为0.5dBkm-1，接头损耗为1.1dBkm-1。此外在接收端连接器的损耗为1dB。PIN—FET接收器的接收灵敏度为-54dBm。对系统进行功率预算，并求富余量。解：设富余量为M由PT=PMIN+L(a+ai)+M故M=PMIN+L(a+ai)-PTL（a+ai）=20*1.6=32PMIN=-54dBm13dB的耦合损耗与连接损耗，所以M=-54+32+13+3=6dB。?薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄