《光纤通信技术》复习题

《光纤通信技术》复习题

一．基本概念

1． 什么样的电磁波叫做“光”？目前的光纤通信用的是什么光？波长是多少？ 2． 光纤通信的特点？

3． 光纤的NA和LNA各是什么意义？什么是光线模式的分立性？

4． 什么是光纤的色散？光纤的色散分为哪几种？在单模光纤中有哪些色散？ 5． 归一化频率V和截止频率VC各如何定义？有何区别和联系？ 6． 什么是光纤的模式?简并模？线性极化模？ 7． 什么是单模光纤？单模传输的条件是什么？ 8． 什么是模耦合？什么EMD？

9． 什么是光纤的近场和远场？什么是模场直径？什么是光纤的截止波长？ 10． 什么是光子的自发辐射、受激吸收、受激辐射？ 11． 什么是信号的抖动？抖动的性能参数有哪些？ 12． 满注入和LPS注入条件是怎样规定的？ 13． PDH的基群速率？SDH的最低速率？

14． 容器、虚容器、终端复用器和分插复用设备的作用？ 15． SDH的分层结构及各层的作用？

二．基本原理

1．光在不同的界面上发生反射和折射的方向规律如何？发生全反射的条件是什么？

2．光在介质中传输为什么会发生损耗？什么是散射？光被介质吸收有几种形式？为什么“波长有选择性”？

3．光纤芯区折射率为什么比包层高？

4．光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？

5．为何渐变型多模光纤的色散小？（为什么渐变型多模光纤具有自聚焦效应？） 6．光时域反射仪的测量原理？光时域反射仪的作用？ 7．无源光器件有哪些？作用分别是什么？ 8．为什么发光二极管的发射谱线宽、发射角大，而半导体激光器的发射谱线窄、发射角小？ 9．试分析光通过介质时，在什么情况下，（1）光波被吸收；（2）光波被放大；（3）光波强度保持不变。 10． 简述LD和LED的工作原理 11． 简述PIN和APD管的工作原理 12． 光发射机是由几部分组成的？各部分的作用是什么？ 13． 光接收机是由几部分组成的？各部分的作用是什么？ 14． 辅助设备有哪些？作用是什么？ 15． 公务通信有几种方式？区间通信主要解决什么问题？ 16． 光纤通信系统中的接口电路的作用是什么？ 17． 实用化的光纤通信系统是由哪些部分组成的？各部分的作用分别是什么？

三．计算

1． 已知多模光纤的Δ=0.01， n0=1.5，将此光纤端浸没于水中（n水 ==1.33），求其

在水中的数值孔径。

2． 已知目前的单模光纤芯直径为10μm，Δ=0.004，n0=1.5，并为阶跃分布，若以

0.63μm波长的红光注入，其中导模约有多少？若想实现单模传输，芯经应作如何调整？

3． 某光纤损耗系数为2.5dB/km，长度为1.5km，输入光功率为10μW时，输出应

为多少？

4． 用脉冲展宽法测量某多模光纤链的带宽，光纤链长10km，输入光脉冲FWHM为

3ns，输出为5ns，求此光纤链的带宽。若用这种光纤只传5km，带宽可增大多少？

5． 某PIN光电二极管，在λ=0。8μm时，平均每3个入射光子要产生一电子空穴

对 ，如果产生的所有电子均被收集起来，试计算： （1）器件的量子效率η；

（2）其带隙能量的最大可能值为多少？

（3）当接受光功率为10 -2W时，其平均输出光电流为多少？ （4）光电探测器的响应度R0可用R0=η*e 0/hf表示，由上面已知条件计算此时R0 =？

6．已知某光纤通信系统的发射机的发射功率为-7dBm，接受机灵敏度为-34dBm，动

态范围为6dB，光纤线路总损耗为25dB，问系统能否正常工作？若发射光功率降低5dB或增加4dB，又当如何？（BER=10，不考虑系统富裕度）。

7． 某光源发出全“1”码时的功率为800μW，全“0”码时的功率为50μW，若信

号为伪随机码序列（NRZ码），问光源输出平均功率和消光比各为多少？

8． 某工程采用单模光纤组成4*139.264Mb/s长途系统，其中光源为SLM-LD，波长

-10

为1.551μm，Δλ=1nm，PS=-3dBm，Pr=-33dBm，（BER=10），AS=0.04dB/km，Ad=0.4dB/个，码型为5B6B，MC=0.1dB/km，Me=3dB，P0=1dB,若中继段长度为45km,问应采用怎么样性能的光纤(包括损耗系数和色散系数).

9． 某长途系统的各部分参数如下表所示,请对系统进行预算,并确定出一个合适的

中继距离范围,指出该系统是何种因素限制系统. 系统 速率为564.992Mb/s,码型为8B1H/1C, Me=3dB，P0=1dB -10

光发射机 光接受机 光纤和光缆 PS=-2.7dBm，λ=1.313μm，Δλ=1.6nm，(MLM-LD) Pr=-34dBm，Dr=24dB，（BER=10） Af=0.33dB/km，D=2.5ps/nm.km, MC=0.08dB/km，AS=0.04dB/km， Ad=0.5dB/个， -1010． 上题中的PS=-3dBm，中继距离长度要求43km,问系统能否正常工作?为什么?