2007-2008年度教学质量综合评估测验试卷
《光纤通信》试题
注：1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·延锋
2、考试时间：90分钟。 试卷满分：100分。 3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答，考试前提前带好必要物件（含计算器）。 4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上，考试结束后请将试卷与答题
纸一并上交。 总分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 100 20 18 30 20 12 试题如下： 一、 选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的，共10小题，每小题2
分，共20分）
1、表示光纤色散程度的物理量是
A.时延 B.相位差 C.时延差 D.速度差 2、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
3、当平面波的入射角变化时，在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是
A.TEM波、TE波和TM B.导波、TE波和TM波 C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模 D.TEM波、导波和TM波 4、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于
n1?n2V2V2A. B. n12? C. D.
n1245、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为 A. 均衡器 B. 判决器和时钟恢复电路 C. 放大器 D. 光电检测器 6、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度 A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用 7、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.光衰减器 8、关于PIN和APD的偏置电压表述，正确的是
A.均为正向偏置 B.均为反向偏置C.前者正偏,后者反偏 D.前者反偏,后者正偏
9、下列哪项技术是提高每个信道上传输信息容量的一个有效的途径？ A.光纤孤子(Soliton)通信 B. DWDM C. OTDM D. OFDM 10、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是 A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大
二、 填空题（本题共三部分，每部分6分，共18分） （一）、基本概念及基本理论填空（每空1分，共4小题6小空，共6分） 11、以色散为基，对于单模光纤来说，主要是材料色散和 ，而对于
多模光纤来说， 占主要地位。 12、渐变型光纤中,不同的射线具有相同轴向速度的现象称为 现象。 13、EDFA中的关键器件是 和 。
14、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 区域。 （二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分）
15、某种光纤的纤芯和包层的折射率分别是1.48和1.46，则其临界传播角为 。 16、设PIN光电二极管的量子效率为75％，渡越时间为10ps，则该检测器的3dB带宽为 。 （三）、名词解释填空（每小题2分，共3小题，共6分）
17、光纤色散： 。 18、插入码： 。 19、啁啾： 。 三、 简答画图题（本题共两部分，每部分15分，共30分） （一）、按要求简答各题（每小题5分，共3小题，共15分） 20、简述半导体激光器由哪三个部分构成？试分别加以说明。
21、简述光电检测器的响应度和量子效率描述的是什么？二者有什么联系？ 22、解释光纤通信为何越来越多地采用WDM+EDFA方式。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，共15分）
23、SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。试画
出SDH帧结构。（7分）
24、阅读下图同学的，按要求完成各题。（8分）
增益 增益
G G R=0.3 ?1 R=0 ?2
O w0 频率w O w0 频率w
图（a） 图（b）
（1）SOA表示 ，它分为法布里-珀罗放大器FPA和行波放大器
TWA两大类。
（2）图（a）中 放大器的增益频谱是一条振荡的曲线，其R=0.3；
同样 放大器的增益频谱就为 型曲线，其R=0。且R代表的容是 。
（3）图（b）中，?1是 放大器的带宽，通常该值不超过 GHz，
同样?2是 放大器的带宽。
（4）SOA的增益依赖于输入信号的偏振状态的原因是 所致。 （5）一般减少SOA的偏振增益差可采用：①是有源区的横截面成 ；②
通过 （选填“串联”或“并联”或“串联或并联”）两个SOA来补偿增益差。
四、 综合解答题（请按各题题意解答，要求写出必要的解题思想与具体公式，
本题共2小题，每小题10分，共20分） 25、（本小题10分）
一阶跃折射率光纤，纤芯折射率n1=1.5，相对折射率差??1%，工作波长为1310nm，试计算：
(1) 为了保证单模传输，其芯径应取多大？ (2) 若取芯径a?5?m，求其数值孔径及其模式数。
26、（本小题10分）
若一个565Mbit/s单模光缆传输系统，其系统总体要求如下：光纤通信系统光纤损耗为0.4dB/km，光纤接头损耗为0.1dB/km，光源的入纤功率为-2.5dbm，接收机灵敏度为-37dbm，线路码型5B6B，传输速率为677990kbit/s,光源采用MLM－LD，光源谱宽为2nm，光纤的色散系数为2.5ps/(km nm)，ε光通道功率参数取0.115。设计中取光功率代价为1db,光连接器衰减为1db，光纤富余度为0.1db/km,设备富余度为5.5db。
试求：系统的最大中继距离。
五、 分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共1题，共12分） 27、（本小题12分）
已知某光纤参数如下：a=4.0μm,?=0.003,纤芯折射率为n1=1.48。 试问：
（1） 此光纤能否传输波长λ=1.31μm的TE01和TM01模？说明理由。 （2） 如要使TE01和TM01模能够传输，光波长应做怎样的调整？
2008-2009年度教学质量综合评估测验试卷
《光纤通信》试题
注：1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·延锋
2、考试时间：90分钟。 试卷满分：100分。 3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答，考试前提前带好必要物件（含计算器）。 4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上，考试结束后请将试卷与答题
纸一并上交。 总分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 100 20 18 30 22 10 试题如下： 一、判断题（每小题所诉只有对错之分，请判断正误，共10小题，每小题2分，共20分）
1、光纤中的孤子是光纤色散与非线性相互作用的产物。
2、NA表示光纤接受和传输光的能力，NA越大，光纤接收光的能力越强。
3、通常单模光纤的纤芯半径在几个微米之，这是从物理尺度上保证单模传输的必要条件。
4、在多模光纤中，模式色散是其主要的色散因素。
5、弛振荡是激光器部光电相互作用所表现出来的固有特性，增加直流偏置可对其进行抑制，而且预偏置越接近阈值，效果越显著。
6、散粒噪声属于白噪声，为了降低它的影响，通常在判决电路之前使用低通滤波器，使得信道的带宽变窄。 7、光纤通信系统最适合的参杂光纤放大器是工作在1550nm的掺铒光纤放大器和
工作在1300nm的掺镨光纤放大器。
8、电光效应、热光效应等是利用材料的折射率随电压和温度的变化而变化，从而实现光开关器件。
9、EDFA在WDM系统中工作时的模式有三种：自动增益控制模式，自动功率控制模式和自动电流控制模式。
10、时分复用可分为比特交错OTDM和分组交错OTDM，只有前一种方式需要利用信号区分不同的复用数据或分组。
二、填空题（本题共三部分，每部分6分，共18分） （一）、基本概念及基本理论填空（每空1分，共4小题6小空，共6分） 11、阶跃型光纤的单模传输条件是 。
12、由于双异质结激光器在有源区两侧，既限制了光波，又限制了 ，故它的光强分布基本被约束在有源区，而且大大降低 。
13、发光二极管依靠 发光，半导体激光器依靠 发光。 14、EDFA噪声系数的定义为 。 （二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分）
15、有一个由4信道组成的WDM传输系统。假设信道具有零带宽，则信道间隔应
为 ，才能保证被选信道比检测到的相邻信道的功率大10倍。 16、一个GaAsPIN光电二极管平均每两个入射光子，产生一个电子－空穴对，假设所有的电子都被接收，则该器件的量子效率为 。 （三）、名词解释填空（每小题2分，共3小题，共6分）
17、mBnB码： 。 18、子午射线： 。 19、光源的外调制： 。 三、简答画图题（本题共两部分，每部分15分，共30分） （一）、按要求简答各题（每小题5分，共3小题，共15分） 20、从形成色散的机理来看，光纤的色散可以分为哪几种？
色散对光纤通信系统性能有什么影响？
21、光放大器包括哪些种类？EDFA有哪些优点？
22、简述右图1所示平面阵列波导光栅的设计思想和方法。
图1 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，共15分）
23、请画出EDFA的典型结构。（7分） 24、阅读下图，按要求完成各题。（8分）
前置放大器主放大器 光信号再生码流 光检测器均衡器判决器
AGC电路时钟提取偏压控制（1）上图为 、直接检测方式的数字光接收机方框图。 （2）主放大器和AGC决定着光接收机的 。 （3）图中的均衡器目的是对放大器出来的 的电信号进行补偿，使
输出信号的波形适合于判决，以消除 ，减小误码率。
（4）图中的 和 就是我们所谓的再生电路，它的功
能是从放大器输出的信号与噪声混合的波形中提取 ，并逐个地对码元波形进行取样判决，以得到原发送的码流。时钟提取的目的是为了 。 四、 综合解答题（请按各题题意解答，要求写出必要的解题思想与具体公式，
本题共2小题，每小题10分，共20分） 25、（本小题10分）
已知阶跃型光纤的n1=1.5，?=0.01，芯子半径a=10μm，波长λ0=1.5μm, 试计算：
（1）数值孔径NA （2）归一化频率
（3）入射光线的激励角围
26、（本小题10分）
一段12km长的光纤线路，其损耗为1.5dB/km。试回答：
（1）如果在接收端保持0.3?W的接收光功率，则发送端的功率至少为多少？ （2）如果光纤的损耗变为2.5dB/km，则所需的输入光功率为多少？
光纤通信试卷题与答案
