自考光纤通信试题09.1答案

全国2009年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案

一、单项选择题(本大题共10小题,每小题1分,共10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

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 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 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 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 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（ ） 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、_？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N1-N2________.

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？

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_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. 2221.半导体P-N结上外加负偏电压产生的电场方向与_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.

解：

37.画出光接收机自动增益控制的工作原理框图.

·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=λ.对应着归一化截止频率的波长为截止波长，用λc表示，

λc= λc= /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

2）v=n1a2=1.50* 。。。。。 0.5 22V2

222M==n1a。。。。 。2

3）阶跃光纤单模传输条件为0

而V=n1a

22 2.40483 。。。。。 2 n 1 0

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=