光纤通信试题

一、填空题(20分)----1、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。----2、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。----3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长：0.85μm，1.31μm，1.55μm；最低损耗窗口的中心波长是在：1.55μm。----4、光纤的色散分为材料色散波导色散和模式色散。----5、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：自发辐射，受激吸收，受激辐射；产生激光的最主要过程是：受激辐射。----6、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。二、单项选择题(15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光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：[B]----A-V2.405------B-V2.405------C-V3.832-----D-V3.8323使用连接器进行光纤连接时，如果接续点不连续，将会造成：[C]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，或以反射波形式返回发送端。4在激光器中，光的放大是通过：[D]A光学谐振腔来实现；B泵浦光源来实现；C外加直流来实现；D粒子数反转分布的激活物质来实现。5掺铒光纤的激光特性：[A]A主要由掺铒元素决定；B主要由起主介质作用的石英光纤决定；C主要由泵浦光源决定；D主要由入射光的工作波长决定。三、（15分）如图所示，用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中的传输原理。---简答：---射线光学的基本关系式是反射和折射的菲涅耳定律：反射定律折射定律反射临界角：，相应的光纤端面的入射角为入射临界角。在图中如光线1所示。当子午光线以大于入射临界角从空气入射纤芯端面的入射角时，该光线将进入包层，并从光纤透射出来被损耗掉，如光线2所示。当子午光线以小于入射角从空气入射纤芯端面的入射角时，如光线3所示，进入纤芯的光线将会不断在芯包界面间产生全反射，从而使光波向前传播。这就是光纤的传光原理。四、(15分)简答下列问题：----1、什么是光纤色散？光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？简答：----由于光纤中所传信号的不同频率成分，或信号能量的各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真，脉冲展宽的物理现象称为色散。光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。从机理上说，光纤色散分为材料色散，波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。七、(15分)光纤通信系统构成的框图如图所示，分析说明各部分的作用。简答：-----（1）光发信机：----光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。---（2）光收信机：----光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。---（3）光纤或光缆：----光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。---（4）中继器：----中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。--（5）光纤连接器、耦合器等无源器件：由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。