16、已知某阶跃光纤参数如下：?=0.003，纤芯折射率为n1=1.46，已知光波长 λ=1.31μm，则单模传输时光纤具有的纤芯半径a< 。 （三）、名词解释填空（每小题2分，共3小题，共6分） 17、光接收机的灵敏度： 。 18、散射损耗： 。 19、光时分复用(OTDM)： 。 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、激光器谐振腔激光振荡是如何产生的？ 21、简述雪崩光电二极管的雪崩倍增效应。 22、简述光码分多址OCDMA的特点。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，共15分）
23、请对以下模拟、数字电流信号对激光器的调制示意图进行一定的补画，且要求表明阈值电压。（5分）
P（mW） P（mW）
O IF(mA) O IF(mA)
24、阅读下图EDFA的结构，按要求完成各题。（10分）
掺铒光纤
输入 输出 光隔离器 波分复用器 光隔离器 滤波器 光信号 光信号 熔接点 泵浦源 图（a）
掺铒光纤
输入 输出 光隔离器 波分复用器 光隔离器 滤波器 光信号 光信号 图（b）
泵浦源 （1） 是EDFA的核心部件，它以石英光纤作为基质，在纤芯中掺入固
体激光工作物质—— 。
（2）掺铒光纤的模场直径为3--6μm，比常规光纤小很多，这是为了提高信号
光和泵浦光的能量密度，从而提高其 。但由于其芯径的减小其与常规光纤模场不匹配，解决方法有：①在纤芯中掺入 ；②在熔接时进行一定处理减小 （填英文缩写）的不匹配。
（3）实用的EDFA泵浦源都是LD，其泵浦波长有980nm和 nm；两种，
应用较多的是980nm泵浦源，其优点是 。
（4）其泵浦方式按泵浦所在位置分为三种：①如图（a）为 ；②
如图（b）为 ；③双向泵浦。 （5）双向泵浦对信号的放大特性与信号传输方向 。（填“有关”或“无关”） 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3小题，共22分） 25、（本小题8分）
一光纤通信系统的光纤损耗为0.35 dB/km，光发射机的平均发送光功率为-1 dBm，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，无中继传输距离为70 km。求：
（1）满足上述要求，光接收机灵敏度至少应取多少？
（2）若要求系统允许的最大接收功率为－10 dBm，则光接收机的动态围至少应取多少？
26、（本小题6分）
某光纤通信系统，其发送光功率为-4dBm，光接收机灵敏度为-40dBm，设备富余度为6 dB，光缆富余度为0.1dB/km，光纤接头损耗为0.2dB/km，且不考虑色散的影响，求当无光缆配线架时，如果希望最长中继距离为60 km，此时的光缆的衰减系数为多大？ 27、（本小题8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？
五、 分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共1题，共10分） 28、（本小题10分）
有一GaAlAs半导体激光器，其谐振腔长为300?m，材料折射率n=3.0，两端的解理面的反射率为0.35。则： (1)求因非全反射导致的等效损耗系数。
(2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。
(3)若此激光器的中心波长λ=1310nm，与此相应的纵模序数。
2011-2012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、 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、光在光纤中传输的工作波长由载波频率决定。
2、比特率和带宽是衡量数字通信系统和模拟通信系统的主要指标。
3、辐射模是指电磁场在纤芯中按简谐函数变化，在包层中按指数规律衰减的模式。
4、激光器的横模决定了激光光束的空间分布，它直接影响到器件和光纤的偶和
效率。
5、数字光纤传输系统中常采用的码型是3B4B和插入码。
6、PIN光检测器反向偏压可以取较小的值，因为其耗尽区厚度基本上是由I区的宽度决定的。
7、滤波器属无源器件，故从严格意义上讲，可调谐滤波器属于无源器件。 8、CWDM可采用不带冷却器的半导体激光器。
9、SDH的第一级传输速率为155.52Mb/s，SDH在北美地区常常采用。
10、目前有两种途径可以提高传输速率：波分复用WDM和光时分复用OTDM。 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、我们把 nm的波长围称为C波段。
12、光纤的主模是 ，阶跃折射率光纤单模传输的条件是 。 13、色散补偿光纤是具有 特性的光纤，其实现色散补偿的基本思想是
在具有 特性的标准单模光纤之后接入一段色散补偿光纤。 14、在光纤通信系统中采用外差或零差检测方式可以显著提高接收灵敏度和选择
性，这就是 。 （二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分） 15、光检测器的响应度R表明了光检测器将光信号转化成电信号的效率，现知光
检测器的光电流Ip=1.0A，其入射光功率为Pin=1.4286W，则响应度R的大
小为 。
16、当光放大器的增益比较大时，自发辐射因子nsp=2,则其噪声系数Fn的大小为 。 （三）、名词解释填空（每小题2分，共3小题，共6分）
17、杂质吸收损耗： 。 18、光孤子： 。 19、波分复用（WDM）： 。 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、什么是激光器的阈值条件？
21、EDFA的泵浦方式有哪些？每一方式作简要说明。 22、简述PDH和SDH的特点与不同。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，共15分）
23、试用2×2耦合器构成一个8×8空分开关阵列，画出连接图和输入、输出端
口信号间的流向。（7分） 24、阅读下图，按要求完成各题。（8分） EC1 高能带 EC2 EC3 hv hv 输入光 hv 输出光
EV1 低能带 EV2 EV3
（1）上图为光的 机理过程图。（1分）
（2）实现上述过程需要两个条件：一是 ，这种
状态称为粒子数反转，可采用通过向半导体激光二极管注入 的方式来实现粒子数反转；二是半导体激光器必须存在 ，并在其建立起确定的振荡，从而得到 的激光输出。（4分） （3） 试依上图画出光的自发辐射（发光二极管）机理过程。（3分）
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）
弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为n1?1.5，n2?1.45，试计算： （1）纤芯和包层的相对折射率?； （2）光纤的数值孔径NA。 26、（本小题10分）
有一段由阶跃折射率光纤构成的5km长的光纤链路，纤芯折射率n1?1.49，相对折射率差??0.01。求：
（1）接收端最快和最慢的模式之间的时延差；
（2）由模式色散导致的均方根脉冲展宽；
（3） 假设最大比特率就等于带宽，则此光纤的带宽距离积是多少？
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）
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。
光纤通信试卷题与答案
