自考光纤通信原理.docx

全国2009年1月高等教育自学考试
光纤通信原理试题 课程代码:02338
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.速率为fb的NRZ码经4B1H码型变换后,其线路码的速率为（　　）
A.1.25fb B.1.2fb C.fb D.0.8fb ？
2.通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是（　　）
A.光纤色散 B.噪声 C.光纤衰减 D.光缆线路长度
3.STM-1一帧的字节数为（　　）
A.9×270×N B.9×261×N C.9×270 D.9×261
4.在薄膜波导中,导波的轴向相位常数k1z＝（　　）
A.k0sinθ1 B.k0n1θ1 C.n1θ1 D.k0n1sinθ1
5.在阶跃型光纤中,当导波处于截止的临界状态时,其特性参数（　　）
A.W＝0 B.β＝0 C.V＝0 D.U＝0 ？
6.目前,掺铒光纤放大器噪声系数可低至（　　）
A.－3dB～0dB B.0dB～3dB C.3dB～4dB D.10dB～15dB
7.不属于半导体激光器特性参数的是（　　）
A.输出光功率 B.阈值电流 C.转换效率 D.消光比 光发射机的
8.光纤衰减系数的单位是（　　）
A.dB B.dBm C.dBm/km D.dB/km ？
9.在EDFA中,用于降低放大器噪声的器件是（　　）
A.光耦合器 B.波分复用器 C.光滤波器 D.光隔离器
10.薄膜波导中,导波的基模是（　　）
A.TE0 B.TM0 C.TE1 D.TM1
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.
11.在光纤通信系统中起主导作用的是光源、__光电检测器___？和光缆线路等三种部件.
12.在光（电磁波）的传播形态中,TEM波的含义是__在传播方向上没有电场和磁场分量__（横电磁波）______.
13.在薄膜波导中,可能产生的三种类型的波是导波、__衬底辐射模_和敷层辐射模.
14.对称薄膜波导中截止波长的表达式为_2∏d/m 乘以根号下N12-N22_________.
15.光纤中的传输信号由于受到光纤衰减和色散的影响,使得信号的幅度受到衰减,波形_畸变___？
16.所谓光纤的最佳折射指数分布是指__能够产生自聚焦现象的折射率分布.
17.常用通信光缆的缆芯结构有层绞式、单位式、_带状式_和骨架式等几种.
18.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.
19.光发射机的消光比过大,会使接收机的_灵敏度 ？特性变坏.
20.光发射机中,光源过流保护电路_的作用是使光源不至于因通过的电流过大而损坏.
21.半导体P-N结上外加负偏电压产生的电场方向与_内建电场__方向一致,这有利于耗尽层的加宽.
22.光接收机的灵敏度和__动态范围_是光接收机的两个重要特性指标.
23.光定向耦合器的主要特性参数有:插入损耗、分光比和___隔离度（A）等.
24.利用光纤来传输光纤通信系统的监控信号时,通常可采用时分复用和_频分复用_两种传输模式.
25.SDH网由一系列_SDH网络单元_组成,是一个高度统一的、标准的智能化网络.
26.STM-1帧结构中信息净负荷区域的位置是第1～9行,第_10~270_列.
27.管理单元AU是SDH的一种信息结构,它是由一个相应的高阶VC和一个相应的管理单元指针构成的.
28.目前EDFA采用的泵浦光波长为0.98μm和_1.48um_两种.
29.EDFA的主要特性指标有:功率增益、输出饱和功率和_噪声系数__等.
30.EDFA作前置放大器使用时,其作用为__提高接收机的灵敏度.
三、名词解释题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
31.光纤的时延 设一个单一的载频f0，携带一个调制信号，当光波频率很高，相对调制带宽很窄时，它在传输过程中的速度可用群速vg表示，则它传输每一单位长度时，所需要的时间T就称作每单位长度的时延。T=1/vg
32.受激辐射 处于高能级E2的电子，当受到外来光子的激发而跃迁到低能级E1，同时放出一个能量为hf的光子，由于这个过程是在外来光子的激发下产生的，因此叫受激辐射。
33.光电检测器的响应时间 是指半导体光电二极管产生的光电流跟随入射光信号变化快慢的状态。
34.单位间隔（UI） 就是一个比特传输信息所占的时间。
35.网络自愈 指在无需人为干涉情况下，网络能在极短的时间内，从失效的故障状态自动恢复传输所携的业务
四、画图题(本大题共2小题,36小题7分,37小题8分,共15分)
36.画出半导体激光器（LD）数字信号的直接调制原理图.
光信号
时间
Ig
ID
电信号
时间
解：

37.画出光接收机自动增益控制的工作原理框图.
光信号～光电检测器~前置放大器~主放大器~均衡器~~。~~判决器~
。 。
APD高压电路~~·~~~AGC放大器~峰值检波器
五、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
38.何为单模光纤的截止波长λc？写出在阶跃型光纤中λc的计算公式.
答：光纤的单模传输条件是以第一高次模（LP11模）的截止频率而给出的。归一化截止频率为VC=2παn1√2∆ /λ.对应着归一化截止频率的波长为截止波长，用λc表示，
λc=2παn1√2∆VC λc=2παn1√2∆ /2.40483
39.简述光源直接调制方式的主要优缺点. 答：优点：简单方便，成本低，技术成熟（可以适当发挥）；缺点：会使得激光器的动态谱线增宽，造成在传输时色散加大，从而限制了通信容量和传输速率。在调制速率上相对较低。
40.在数字光接收机电路中,为什么要采用均衡器？答 在数字光纤通信系统中，调制好的矩形脉冲数字信号从光发射机到接收机主放大器输出的脉冲形状将不再会是矩形了。将可能出现很长的拖尾，这种拖尾现象将会是前后码元的波形重叠产生码间干扰，严重时，造成判决电路误判，产生误码。而均衡器恰使经过均衡的波形成为有利于判决的波形。
41.在数字光纤通信系统中,线路码型应满足哪些条件？
答；1）避免在信码流中出现长“0”和长“1”；2）能进行不中断业务的误码监测；3）尽量减少信码流中直流分量的起伏。
六、计算题（本大题共2小题,每小题10分,共20分） 计算结果保留两位小数.
42.弱导波阶跃型光纤的纤芯折射率为n1＝1.50,相对折射率差Δ＝0.25,纤芯的半径a＝5μm,工作波长λ＝1.31μm.
计算:（1）该光纤的数值孔径NA； NA=n1*….
（2）光纤中传输模式的数量； M= V2/2
（3）为保证光纤的单模传输,光纤的芯径应取多大？
解：1）NA=n1=1.50* 。。。。。
2）v=n1a
M==n21a2。。。。。
3）阶跃光纤单模传输条件为0<v<2.40483
而V=n1a
0<a< 。。。。。

43.某工程采用单模光纤通信系统,其发射机光源的入纤光功率为0.5mW,接收机的灵敏度为1μW,全程光纤平均接头损耗为0.1dB/km,系统富裕度为6dB.现要求该系统的中继传输距离达65km,请核算选用单位长度损耗为0.27dB/km的光纤是否满足传输的要求.
解：L=（PT——PMIN——M）/（0.1+A） 灵敏度SR=10logPmin/10-3 (dBm) Pmin的单位瓦，10-3的单位是指1mw的光功率。
A=
结束
全国2008年10月高等教育自学考试
光纤通信原理试题 课程代码：02338
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.不宜在光纤中传输的码型为（　　　）
A.CMI码 B.HDB3码 光状态不能为负 C.5B6B码 D.8B1H码
2.已知某Si-PIN光电二极管的响应度R0＝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％ R0=eη /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。
11.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。
12.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_折射率相同_的薄膜波导。
13.光学谐振腔的谐振条件的表示式为__λG=2L/q______。
14.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。
15.利用_光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。
16.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。
17.STM-1帧结构中信息净负荷区域的位置是第__1~9_行，第10～270列。
18.光发射机的消光比为_EXT=_全0码时的平均光功率P0/全1码时平均光功率P1。
19.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。
20.在薄膜波导中，导波的特征方程是__2k1xd-212-213=2mπ_。
21.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。
22.EDFA的工作波长范围是__1.53~1。56um。
23.光缆主要由缆芯、加强元件_和外护层等几部分组成。
24.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。
25.LD适用于长距离、大容量_的光纤传输系统。
26.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。
27.对光隔离器的主要要求是：插入损耗低和_隔离性好_。
28.SDH的帧结构除行、列、字节、帧长等外，还包括信息净负荷区域、_支路单元指针区域 ？和管理单元指针区域。
29.支路单元TU是SDH的一种信息结构，它是由VC和一个相应的支路单元指针_组成的。
30.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=IM/IP IM有雪崩倍增时光电流的平均值。IP无雪崩倍增时光电流的平均值。G再40~100之间。
34.误码率 BER=错误接受的码元数传输的码元总数
35.同步复接是指各支路信号在__同一个时钟系统？的控制下进行复接。
四、画图题（本大题共2小题，36小题7分，37小题8分，共15分）
36.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。

37.画出在光接收机中，单个脉冲在均衡器前后的波形图。

五、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
38.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 导波的径向归一化相位常数U, 导波的径向归一化衰减常数W;U= α k02n12-β 2 W=αβ2-k02n12
39.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0.01Mw~5Mw; 2)有较好的消光比EXT <=10% ；3)调制特性好
40.什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。
41.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。
六、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
42.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）sinθc=n2/n1 所以临界角θc=arcsinn2/n1=78.56。
由题意知 当 θc <θ1<90。 可以产生全反射。
（2）因为sinΦmax=n1*2∆ ∆≈1.51-1.481.51
(3)最大时延τmax=L/v1*sinθc=Ln12/cn2 最小时延 τ0=L/V1=Ln1/c ∆τmax= Ln12/cn2-- Ln1/c
=(Ln12-Ln1n2)/cn2≈∆Ln1c
43.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：PT=Pmin+La+Lai+M 且PT=10lg0.5*10-3/10-3
所以PMIN= PT- La-Lai-M=

近结束
全国2008年1月高等教育自学考试
光纤通信原理试题 课程代码：02338
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.目前光纤通信中所使用的光波的波长区域是( )
A.红外区 B.远红外区 C.紫外区 D.近红外区
2.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≤1.55 μm
3.表示光纤色散程度的物理量是( )
A.时延 B.频带带宽 C.时延差 D.相位差
4.在阶跃型弱导波光纤中，第一高次模为( )
A.LP01 是基模 B.LP00 值为0 C.LP11 D.LP02
5.在外来光子的激发下，低能级E1上的电子吸收了光子的能量hf(=E2-E1)而跃迁到高能级E2的过程称为( )
A.自发辐射 B.受激辐射 C.受激吸收 D.康普顿效应
6.EDFA中，光滤波器的主要作用是( )
A.使泵浦光和信号光耦合 B.滤除光放大器的输出噪声 ？
C.提高光放大增益 D.使信号再生
7.目前，掺铒光纤放大器的噪声系数可低达( )
A.-3 dB～0 dB B.0 dB～3 dB C.3 dB～4 dB D.10 dB～15 dB
8.STM-1的帧结构中，段开销区域的位置是在( )
A.1～9列，1～3行和5～9行 B.1～9列，1～9行
C.1～3列和5～9列，1～9行 D.1～3列和5～9列，1～3行和5～9行
9.在下列数字光纤通信系统的传输码型中，不属于插入比特码的是( )
A.mB1P 奇偶校验码 B.5B6B 分组码 C.4B1H 混合码 D.mB1C 反码
10.不属于PIN光电二极管特性参数的是( )
A.暗电流 B.消光比 它是发射机的。 C.响应度 D.响应时间
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。
11.利用光波作为载频的通信方式称为__光通信。
12.通常根据传播方向上有无电场分量或磁场分量，可将光(电磁波)的传播形态分成TE波，TEM波和TM波_三类。
13.薄膜波导由衬底、敷层和_薄膜_三层介质构成。
14.在薄膜波导中，导波的基模是__TE0模_。
15.按照射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有子午线_和斜射线两类。
16.渐变型光纤中，子午射线的自聚焦是指光纤中不同的射线具有_相同的轴向速度_的现象。
17.光纤是一种介质光波导,具有把光封闭在其中进行传播的导波结构。它是由直径大约只有_0.1mm_的细玻璃丝构成。
18.处于粒子数反转分布状态的工作物质称为___激活物质或增益物质__。
19.激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的_阀值条件_。
20.随着激光器温度的上升，其输出光功率会_减小_。
21.EDFA的输出饱和功率是指当饱和增益下降3dB_时所对应的输出功率。
22.EDFA作为发射机功率放大器使用的主要作用是提高输出功率，增加入纤光功率，延长传输距离_。
23.在光纤通信系统中，利用光纤来传输监控信号时，通常可采用频分复用和_时分复用两种传输方式。
24.对光隔离器的主要要求是：插入损耗低和_隔离性能好_。
25.光纤通信系统中常用的线路码型有：mBnB码（又称分组码）、插入比特码和伪双极性码（CMI/DMI）等。
26.STM-1帧结构中，管理单元指针的位置在第1~9_列中的第4行。
27.虚容器是SDH中最重要的一种信息结构，它由容器输出的信息净负荷和通道开销POH_来组成。
28.STM-1信号中，一帧中包含的字节数为9×270。
29.由光电检测器引入的噪声主要有量子噪声、__光电检测器的暗电流噪声__和雪崩管倍增噪声等三种。
30.在保证系统误码率指标的要求下，测得接收机的最低输入光功率为0.1 μW，最大允许输入光功率为0.1 mW，则该接收机的动态范围为_30__dB。 D=10lgpmaxpmin
三、名词解释题(本大题共5小题，每小题3分，共15分)
31.光纤中的模式 是指光纤中的电磁场的一种场型结构分布形式，模式不同其 场型结构分布形式亦不同。
32.本地数值孔径 渐变型光纤芯子中的折射率指数n1,随半径r而变化，因此数值孔径是芯子端面上位置的函数，所以把射入纤芯某点r处的光线的数值孔径，称为该点的本地数值孔径。
33.激光器的温度特性 激光器的阀值电流和光输出功率随温度变化的特性称为激光器的温度特性。阀值电流随温度的升高而加大。
34.误码率(BER) BER=错误接受的码元数传输的码元总数
35.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指标的条件下，接收机接受微弱信号的能力。
四、画图题(本大题共2小题，36小题7分，37小题8分，共15分)
36.画出光纤数字通信系统中光发射机的基本组成原理框图。

37.画出光纤数字通信系统中光接收机的基本组成原理框图。
光纤2.40483
光信号
光电检测 器

前 置
放 大器
主放

大器
动增
益控制
电
信
号
均
衡
器
判
决
器

解

码2.40483
解

扰
编

码
输出至
电端机
时钟恢
复电路

五、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)
38.何谓渐变型光纤的最佳折射指数分布?其最佳折射指数分布形式又是什么?
答：具有不同起始条件的子午线，如果它们的空间周期长度相同，则这些子午线将同时达到终端，就可以再光纤中产生自聚焦。这种可以使光纤中产生自聚焦时的折射率分布，称为最佳折射指数分布。
平方律型折射指数分布光纤的折射指数表达式n(r)=n(0)[1-2Δ(r/a)2]1/2 亦称为渐变型光纤的最佳折射率分布表达式。
39.光纤通信对半导体光源有哪些基本要求?
答：1）光源的发光波长应符合目前光线的三个低损耗窗口，即短波长波段的0.85um和长波长波段的1.31um与1.55um。 2）能长时间连续工作，并能提供足够的光输出功率。
3）与光纤的耦和效率高。 4）光源的谱线宽度窄。 5）寿命长，工作稳定。
40.在我国采用的准同步数字体系中，PCM端机输出端口的接口码速率和接口码型分别是什么?
答 基群 二次群 三次群 四次群
接口码速率为2048 8448 34363 139264 （Mbit/s）
接口码型 HDB3 HDB3 HDB3 CMI
41.什么是雪崩光电二极管的雪崩倍增效应?
答：是在二极管的P-N结上加高反向电压（一般为几十伏到几百伏）再结区形成一个强电场，在高场区内的光生载流子被强电场加速，获得高的动能，与晶格的原子发生碰撞，使价带的原子得到能量，越过禁带到达导带，产生了新的电子-空穴对，新产生的电子-空穴对在强电场中又被加速，再次碰撞，又激发出新的电子-空穴对。。。。如此循环下去，像雪崩一样发展，从而使光电流在管子内部即获得了倍增。
六、计算题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)
42.阶跃型光纤，已知纤芯折射率n1=1.51，相对折射率差Δ=0.18%，纤芯半径a=3.5 μm，工作波长λ=1.31 μm。
求：(1)每公里光纤的模式色散； (2)光纤中可以传输的模式。
解：?（1）
(2) M=0.5*V2 下面这题供参考
42.阶跃型光纤中，已知纤芯折射率n1=1.51，n2＝1.49，纤芯半径a＝4μm，工作波长
λ＝1.31 μm。
求：（1）相对折射指数差； （2）光纤中传输的模式数量；
（3）每公里长度光纤的模式色散。
解：（1）n1=1.51，n2=1.49 ∆定义式为(N12-N22)/2N12 ∆≈n1-n2n1=（1.51-1.49）/1.51=0.013
（2）M=V2 /2 V=an12∆ 2π /λ
M≈11
(3) ∆τmax=∆Ln1c ∴∆τmaxL=n1c∆=6.5*10-8s/km
43.某光纤通信系统中，已知光接收机灵敏度为-38 dBm，光发射机光源的入纤光功率为0.5 mw，光纤衰减系数为0.34 dB/km，全程光纤平均接头损耗为0.05 dB/km。设计要求系统富裕度为6 dB，试核算该系统的无中继传输距离能否满足100 km的要求。
解：由L=(PT-PMIN-M)/(a+ai)=（0.5-38-6）/0.39 PT =10lg0.5

近结束
全国2007年10月高等教育自学考试
光纤通信原理试题 课程代码：02338
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.通常，根据传播方向上有无电场分量或磁场分量，可将光(电磁波)的传播形态分成（ ）
A.TEM波，TE波，EH波 B.TEM波，TE波，HE波
C.TEM波，TE波，TM波 D.TE波，TM波，EH波
2.薄膜波导中形成导波的条件是（ ）
A.90°＞θ1＞θc13 B.90°＞θ1＞θc12
C.90°＜θ1＜θc13 D.θc13＜θ1＜θc12
3.在阶跃型(弱导波)光纤中，导波的基模为（ ）
A.LP00 B.LP01 C.LP11 D.LP10
4.光信号在光纤中沿轴向传播一段距离所需的时间称为（ ）
A.时延 B.时延差 C.脉冲延迟 D.脉冲展宽
5.处于高能级E2上的电子，当受到外来光子的激发而跃迁到低能级E1上，同时放出一个能量为hf=E2-E1的光子，这个跃迁过程称为（ ）
A.自发辐射 B.受激吸收 C.受激辐射 D.光电效应
6.掺铒光纤放大器的工作波长所处范围是（ ）
A.0.85 μm～0.87 μm B.1.31 μm～1.35 μm
C.1.45 μm～1.55 μm D.1.53 μm～1.56 μm
7.传送1帧STM-16信号的时间为（ ）
A.125 μs B.62.5 μs C.31.25 μs D.25 μs
8.STM-1的帧结构中，AU指针区域的位置是在（ ）
A.第4列，1～3行 B.第4列，1～9行
C.1～3列，第4行 D.1～9列，第4行
9.二次群PCM端机输出端口的接口码速率和码型分别为（ ）
A.2.048 Mb/s，HDB3 B.8.448 Mb/s，HDB3
C.2.048 Mb/s，CMI D.8.448 Mb/s，CMI
10.不属于影响接收灵敏度的因素是（ ）
A.光发送消光比 B.光电检测器的响应度 ？
C.平均发送光功率 D.光接收噪声 是的
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。
11.目前光纤通信中所使用的光波的波长范围是0.8um~1.8um_。
12.光纤通信就是利用光波作为_载频的通信方式__和光纤作为传输媒质的一种通信方式。
13.在薄膜波导中，导波的截止条件为出现了辐射模？。
14.在薄膜波导中，可能产生的三种波型是导波、衬底辐射模和__敷层辐射模_。
15.在光纤中，子午光线是指_纤心中子午面内_的光线。
16.按照射线理论，阶跃型光纤是根据光线在纤芯与包层分界面上的全反射_原理，将光线集中在纤芯中沿轴向传输的。
17.阶跃型光纤中，导波径向归一化相位常数U=_a*k0n1平方-β平方_______。
18.在热平衡条件下，一个电子占据一个能量为E的能级的概率f(E)=___1/。。。_____。
19.半导体发光二级管(LED)与激光器(LD)在结构上的根本区别是前者_发出的是荧光，而后者发出的是激光。
20.作为一个被调制的光源，希望在“0”码时没有光功率输出，否则它将使光纤通信系统产生噪声_，从而使接收机灵敏度降低。
21.光纤通信系统的输入抖动容限是指系统允许_脉冲信号__？产生抖动的范围。
22.mB1C码是将信号码流每m个比特分为一组，然后在末位之后插入一个__反（又称补码）码。
23.EDFA常用的泵浦波长有0.98 μm和_1.48um_两种。
24.在数字光纤通信系统中，由于光纤色散会使传输波形产生失真，引起_码间干扰__？，从而使接收灵敏度降低。
25.EDFA噪声系数的定义为F=__放大器的输入信噪比/放大器的输出信噪比_。
26.在SDH帧结构中，段开销又分为再生段开销_和复用段开销两种。
27.在PIN光电二极管中，半导体P-N结上外加负偏压产生的电场方向与_内建电场方向一致，
这有利于耗尽层的加宽。
28.虚容器是一种SDH中最重要的信息结构，它由信息净负荷和通道开销来组成。
29.光接收机噪声的主要来源有光电检测器引入的噪声和_量子噪声_？两类。
30.同步复接是指各支路信号在__同一个时钟系统？的控制下进行复接。
三、名词解释题(本大题共5小题，每小题3分，共15分)
31.光发射机的消光比 EXT=全“0”码时的平均光功率P0/全“1“码时的平均光功率P1 一般《=10%
32.单模光纤 光纤中只传输一种模式时，叫做单模光纤。（单模光纤的纤芯直径较小，约为4um~10um。）
33.直接强度调制 即直接在光源上进行调制，这是目前广泛采用的调制方式，直接调制半导体激光器的注入电流。
34.接收机的动态范围 是在保证系统的误码率指标要求下，接收机的最低输入光功率（用dBm来描述）和最大允许输入光功率（用dBm来描述）之差。（dB） 即D=10logPMAXPMIN
35.抖动 是指数字信号的有效瞬间，与其理想时间位置的短时间偏离。
四、画图题(本大题共2小题，36小题7分，37小题8分，共15分)
36.画出用数字电信号对LD直接强度调制的原理图。

37.画出光接收机中单个脉冲在均衡器前后的波形比较图。
五、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)
38.何谓弱导波光纤?它对光纤的数值孔径和模式色散分别会产生什么影响?
答：弱导波光纤：纤芯折射率N1稍大于包层折射率N2的光纤。
。。。。。。
39.半导体激光器产生激光的机理是什么?
答：（自己总结的）用泵浦源使工作物质在泵浦元的作用下变成激活物质即实现了粒子数的反转分布（产生光放大的前提），进而使光得到放大，在光学谐振腔内再提供必要的反馈以及进行频率选择，光产生振荡，当物质中的受激辐射大于受激吸收时，就产生了激光。
40.光接收机电路中，自动增益控制的主要作用是什么?
答：当信号强时使增益降低，当信号弱时使增益提高，从而达到使送到判决器的信号稳定，以利于判决的目的，它的主要作用是增加了光接收机的动态范围。
41.简述光隔离器的主要作用和要求。
答：作用：防止反射光影响光放大器的工作稳定性，保证光信号只能正向传输的器件。
要求：插入损耗低，隔离性能好。
六、计算题(本大题共2小题，每小题10分，共20分)
42.已知阶跃型光纤中传输的总导模数M=18，纤芯折射率n1=1.50，包层折射率n2=1.48，工作波长λ=0.85 μm。试求：(1)纤芯与包层分界面上的临界角； (2)光纤的纤芯半径a。
解：(1) sinϑc=n2/n1 ϑc=arcsinn2/n1
(2)M=0.5V2 V=N1a2∆ 2π/λ 可得a=
43.一光纤通信系统采用的光纤的损 耗为0.33 dB/km，光发射机的平均发送光功率为0.8 mW，全程光纤接头损耗为4 dB。设计要求系统富裕度为6 dB，无中继传输距离为100 km。现若选择接收机的灵敏度为0.2 μW，试核算该接收机能否满足系统设计要求。
解：见前面各题。 近结束。
全国2007年1月高等教育自学考试
光纤通信原理试题 课程代码：02338
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．目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是( )
A．0.85 μm,1.27 μm,1.31 μm B．0.85 μm,1.27 μm,1.55 μm
C．0.85 μm,1.31 μm,1.55 μm D．1.05 μm,1.31 μm,1.27 μm
2．在薄膜波导中，导波的基模是( )
A．TE0 B．TM0 C．TE1 D．TM1
3．在SiO2单模光纤中，材料色散与波导色散互相抵消，总色散等于零时的光波长是( )
A．0.85 μm B．1.05 μm C．1.27 μm 一定不可能 D．1.31 μm
4．在阶跃型光纤中，导波的传输条件为( )
A．V＞0 B．V＞Vc ？ C．V＞2.40483 D．V＜Vc
5．半导体激光二极管(LD)的一个缺点是( )
A．光谱较宽 LED的 B．温度特性较差 ？
C．与光纤的耦合效率较低 LED的 D．平均发光功率较小
6．EDFA光纤放大器作为光中继器使用时，其主要作用是( )
A．使信号放大并再生 B．使信号再生 C．使信号放大 D．降低信号的噪声
7．目前，掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达( )
A．40 dB左右 B．30 dB左右 C．20 dB左右 D．10 dB左右
8．STM-16信号的码速率为( )
A．155.520 Mb/s --1 B．622.080 Mb/s ---4
C．2 488.320 Mb/s ----16 D．9 953.280 Mb/s ----64
9．对于2.048 Mb/s的数字信号，1 UI的抖动对应的时间为( )
A．488 ns ？17179869.184 B．2048 ns C．488 μs D．2048 μs
10．为了得到较高的信噪比，对光接收机中的前置放大器的要求是( )
A．高增益 B．低噪声 C．低增益、低噪声 D．高增益、低噪声
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。
11．在光纤通信系统中起主导作用的部件是光源、光纤和__光电检测器？____三种。
12．光纤通信就是利用光波作为载频和_以光导纤维作为传输媒介的一种通信方式。
13．薄膜波导中形成导波的条件为_90°＞θ1＞θc12____。
14．所谓弱导波光纤是指纤芯折射率__稍大于_包层折射率的光纤。
15．在阶跃型光纤中，子午光线传输的特点是子午光线在传输过程始终位于__子午面内_。
16．在阶跃型(弱导波)光纤中，第一高次模为_LP11__。
17．薄膜波导中，导波的传输条件为_si