1、精選優質文檔-傾情為你奉上2013-2014年度教學質量綜合評估測驗試卷光纖通信試題注：1、開課學院：通信與信息工程學院。 命題組：通信工程教研組·張延鋒 2、考試時間：90分鐘。 試卷滿分：100分。 3、請考生用黑色或藍色中性筆作答，考試前提前帶好必要物件（含計算器）。 4、所有答案請寫于相應答題紙的相應位置上，考試結束后請將試卷與答題紙一并上交。總分一二三四五六七八九十1002018302012試題如下：一、 選擇題（每小題僅有一個選項是符合題意要求的，共10小題，每小題2分，共20分）1、G.653光纖是指 A.漸變多模光纖 B.標準單模光纖 C.色散位移光纖 D.非零色散光

2、纖2、目前EDFA采用的泵浦波長是A0.85m和1.3mB0.85m和1.48m C0.98m和1.48m D0.98m和1.55m3、以下是階躍折射率光纖HE11低階模式的橫向電場截面分布圖的是 A B C D4、以下不是單模光纖的非線性效應的是A.自相位調制SPM B.交叉相位調制XPMC. 偏振模色散PMD D. 四波混頻FWM5、具有低閾值電流、可高溫工作、譜線寬度窄和調制速度高的優點的激光器是A.量子阱激光器 B.分布式反饋DFB激光器 C.垂直腔面發射激光器 D.分布式布拉格反射DBR激光器6、下面哪一種器件只允許光單方向傳輸A.隔離器 B.光開關 C.耦合器 D.連接器7、光纜的

3、架空辦法有兩種，分別是 用水泥管道安裝 定滑輪牽引法 纜盤移動放出法 在頂棚內敷設A. 和 B. 和 C. 和 D. 和8、ITU-T G.692建議，WDM系統的工作波長目前是在 A.S波段 B.C波段 C.L波段 D.P波段9、以下不是SDH/SONET網絡的基本設備的是A.終端復用器TM B.分插復用器ADM C.再生器REG D.光交叉連接器OXC10、下列哪一個不是自動交換光網絡ASON的特點？ A.實現靈活的Mesh組網 B.網絡拓撲自動發現 C.縮短業務建立時間 D.頻率選擇性極好二、 填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題

4、6小空，共6分）11、光纖通信與其他形式通信的主要區別有兩點，一是 ，二是用光纖作為傳輸介質。12、外調制器是利用晶體的電光、磁光和 等效應對光輻射進行調制，即在光源光輻射產生后再加載調制信號。13、幾何光學分析法是用射線光學理論分析光纖中光傳輸特性的方法，這種分析方法的前提條件是 。14、粒子數反轉、 是激光器獲得激光的條件，除此之外，產生激光還必須滿足 。15、數字傳輸系統設計的任務就是要通過器件的適當選擇以減少 的影響，確保系統達到要求的性能。（二）、基本運算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）16、光接收機的動態范圍D是指在保證系統誤碼率指標要求下，接收機的最低光功率Pmin和最大

5、允許光功率Pmax之比，現知Pmin和Pmax分別是10W和100W，則其動態范圍D為 。17、對于單縱模激光器，定義邊模抑制比MSR為主模功率P主與次邊摸功率P邊之比，它是半導體激光器頻譜純度的一種度量，若P主=10dBm，P邊=1dBm，則MSR為 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）18、消光比： 。19、暗電流： 。20、電光延遲： 。三、 簡答畫圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡答各題（每小題5分，共3小題，共15分）21、請簡述光波分復用技術的基本原理。22、為了獲得EDFA較為平坦的增益特性，增大EDFA的帶寬，常采用的兩種方法是什么？

6、。23、可調諧外腔激光器不用做WDM光源而只作為測試用光源的原因是什么？（二）、按題要求畫圖或據圖回答問題（共2小題，共15分）24、請畫出邊發光二極管、面發光二極管、超輻射發光二極管的P-I特性曲線，且畫在同一幅圖中。（7分）25、閱讀下圖，按要求完成各題。（8分）激光器驅動器外調制器未調制光信號 已調制光信號 電信號（1）在2.5Gb/s 的高速率光纖通信系統中，不采用直接調制方式，而必須使用外調制器的原因是 。（3分）（2）外調制下的光源是在 （選填“直流”或“交流”）狀態下工作，因而避免了激光器的 效應。（2分）（3）光纖通信系統對調制的要求是：高的調制效率和 ；低的驅動電壓；低的 ；

7、 。四、 綜合解答題（請按各題題意解答，要求寫出必要的解題思想與具體公式，本題共2小題，每小題10分，共20分）26、（本小題10分）一階躍折射率光纖，已知纖芯和包層的折射率分別是：n1=1.48,n2=1.46,求：（1） 其臨界入射角c；（2）其臨界傳播角C；（3）其數值孔徑NA；（4）其最大接收角0；（5）是否能得知相對折射率差的大小？相對折射率差和光纖與光源之間的耦合效率有何關系？實際光纖對有什么要求？27、（本小題10分）設PIN光電二極管的量子效率為75，渡越時間為10ps。（1）計算該檢測器的3dB帶寬；（2）計算在1.3um和1.55um波長時的響應度，并說明為什么在1.55u

8、m處光電二極管比較靈敏。五、 分析題（請按要求寫出必要的解題過程，本題共1題，共12分）28、（本小題12分）已知某光纖參數如下：a=6m,=0.002,纖芯折射率為n1=1.5。若干HEmn模的截止頻率和若干EHmn模的截止頻率如表1和表2。表1 若干HEmn模的截止頻率模式HEmnHE21HE22HE23HE24HE31HE32HE33HE34截止頻率Vc2.0455.5208.65411.7923.8327.01610.17313.32表2 若干EHmn模的截止頻率模式EHmnEH11EH12EH13EH14EH21EH22EH23EH24截止頻率Vc3.3827.01610.17313

9、.3245.1368.41711.62014.79試問：（1） 當光波長分別為1=1.55m，2=1.31m，3=0.85m時，光纖中能傳輸哪些導波模？（2） 從（1）中能看出波長與歸一化頻率、可傳輸的模式數量有何關系？可傳輸的模式數量與歸一化頻率的近似關系表達式是？（3） 歸一化頻率的值一般還決定了包層傳輸的功率占總功率的比例，對于上例光波長為1=1.55m而言，若假設總功率為1000dBm，則包層傳輸的功率P包層為多少？評卷答案：一、 選擇題（每小題僅有一個選項是符合題意要求的，共10小題，每小題2分，共20分）1、 C 2、C 3、A 4、C 5、A6、A 7、D 8、B 9、D 10、

10、D二、填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）11、載波頻率很高 12、聲光13、光的波長要遠小于光線尺寸14、光學諧振腔，閾值條件15、系統噪聲（二）、基本運算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）16、1 dB，注意單位！ 17、10（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）18、分別代表邏輯1和邏輯0的最大功率與最小功率之比，通常以dB為單位衡量，它是數字傳輸時光源的一項重要參數。19、是指在PIN規定的反向電壓或者APDDE 90%擊穿電壓時，在無入射光情況下器件內部的反向電流。20、就是在電信號到來時，

11、光信號相對于電信號的時間延遲。三、簡答畫圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡答各題（每小題5分，共3小題，共15分）21、答：光波分復用技術的基本原理是在發送端將不同波長的光信號組合起來（復用）并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號分開（解復用），并作進一步處理，恢復出原始信號送入不同終端。22、為了獲得EDFA較為平坦的增益特性，增大EDFA的帶寬，常采用的兩種方法是采用新型寬譜帶摻雜光纖，如在纖芯中再加入鋁離子；在摻鉺光纖鏈路上放置均衡濾波器。23、調諧速度很慢，大約在ms量級。（二）、按題要求畫圖或據圖回答問題（共2小題，共15分）

12、24、 P 超輻射發光二極管 面發光二極管 邊發光二極管 O I發光二極管的P-I特性曲線25、（1）直接調制方式下，帶寬受半導體光源的震蕩頻率限制和光源啁秋效應的存在。（2）直流，啁秋（3）寬的調制帶寬，插入損耗，高消光比。 四、綜合解答題（請按各題題意解答，要求寫出必要的解題思想與具體公式，本題共2小題，每小題10分，共20分）26、（本小題10分）解：（1）臨界入射角c=arcsin（n2n1）=arcsin（1.461.48）=80.60。（2）C=arcsin1-（n2n1）2=arcsin1-（1.461.48）2=9.4°。（3）NA=sin0=（n12-n22）12=

13、（1.482-1.462）12=0.242(4) 0=arcsinNA=140(5)數值孔徑NA在實際計算時還有另外的計算公式為：NA=sin0=（n12-n22）12=（2n12）12×（n12-n22）12（2n12）12=n12則：=12（sin0n1）2=12（0.2421.48）2=0.。一般而言，相對折射率差大一些，光纖與光源之間的耦合效率就高一些，但是要過大的話，色散影響就越嚴重，實際光纖總有1。27、 （本小題10分）（1） （2）響應度R定義為光生電流與輸入光功率之比，即 因為入射光功率對應于單位時間內平均入射的光子數而入射光子以量子效率部分被吸收，并在外電路中產生

14、光電流，則有響應度 波長為1.3um時，(A/W)_ 波長為1.55um時，(A/W) 由上式可知，在量子效率一定時，響應度與波長成正比。所以由PIN在1.55um處的靈敏度高于在1.3um處。 五、 分析題（請按要求寫出必要的解題過程，本題共1題，共12分）28、（本小題12分）解：（1）我們先求出上述波長對應的歸一化頻率V，然后將它們與前述各種模式歸一化截止頻率Vc相比較，凡是滿足V>Vc條件的模式都可以在光纖中傳輸。因為V=2n1a2，所以有：V1=21n1a2=21.55×10-6×1.5×6×10-62×0.002=2.306V

15、2=22n1a2=21.31×10-6×1.5×6×10-62×0.002=2.73V3=23n1a2=20.85×10-6×1.5×6×10-62×0.002=4.21當1=1.55m時，0VcHE11<V1=2.306<2.045VcTE01，TM01，此時光纖中只能傳輸HE11導波模。當2=1.31m時， 2.045VcTE01，TM01，HE21<V2=2.73<23.832VcHE31,EH11，此時光纖中只能傳輸TE01，TM01，HE21和HE11導波模。當1=0.85m時，3.832VcHE31，EH11，HE12<V3=4.21<5.136VcEH21，此時光纖中只能傳輸HE31，EH11，HE12，TE01，TM01，HE21和HE11導波模。故光纖中能傳輸的導波模有HE31，EH11，HE12，T