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光纤通信复习题13
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通信05光纤通信试卷答案（B卷）
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3秒自动关闭窗口浙江省2003年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案
一、填空题(每空1分，共20分)
1. 光纤通信系统的工作波长为1.31μm，则其对应的频率为___________。
2. 对于带宽为100MHz·km的光纤，说明50km容许传送_____5GHZ__?____带宽的信号。
3. 在薄膜波导结构中，__薄膜_________的折射指数最大。
4. 磁场矢量与分界面平行的平面波为___________。
5. 瑞利散射损耗随____波长的四次方_？__的增加而急剧下降。
6. 在弱导波光纤中，有___________个简并模式存在。 7. 当V→Vc时，光纤中能量大部分处于__纤芯__中。
8. 渐变型光纤中不同射线，具有相同轴向速度的现象，称为____自聚焦__现象。
9. 半导体激光器的阈值条件为_Gt=_。
10. 发光二极管与激光器的主要区别是在其内部没有。
11. 异质结激光器是通过加异质材料，从而对载流子和两个方面进行限制，降低了阈值电流。
12. 光发射机的消光比Ext为_全“0”码时的平均光功率P0/全“1”码时的平均光功率p1__。
13. 在半导体激光器中P—I曲线中，当驱动电流I小于阈值电流It时，激光器发出的是___荧光_。
14. PIN光电二极管在一定的反向偏压下，耗尽层遍及整个I层区。该层的加宽，使得_产生光电流的效率提高。
15. 入射到光检测器的光功率为1nW，光波长为1.3μm，每秒到达光检测器的光子数为___________。
16. 在数字光纤通信系统中，波形失真将引起码间干扰，使
17. 线路码型、工作波长范围、发送平均光功率范围、光源谱线宽度、最小消光比和最小接收灵敏度等，统称___________。
18. SDH网有一套标准化的信息结构等级，称为____同步传输模块（STM）_。
19. 在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧1—9N列第 20. EDFA在光纤通信系统中主要的应用形式主要有作前置放大器使用、作功率放大器使用和作中继器使用。
二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分)
1. 导波在薄膜波导的(
A. 薄膜和衬底
B. 薄膜和敷层
C. 衬底和敷层
A. 2πdn1-n2
22dn1-n23. 工作波长位于(
A. 0.85μm
B. 1.31μm
D. 1.27μm λ0
C. 222πn1-n2λ0α
D. 222π2n1-n2λ20α2
4. 只有当激光器的注入电流大于阈值后，谐振腔里的增益才大于损耗，此时产生(
A. 自发辐射
B. 瑞利散射
C. 受激吸收
5. 关于半导体光源和半导体光电检测器的偏置电压表述，正确的是(
A. 均为正向偏置 错
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
6. 量子噪声是光电检测器(
)的一种噪声。
A. 可以避免
B. 不可避免
D. 不可控制？ 前面有一题选择一定存在不一定对
7. 下述有关光接收机灵敏度的表述不正确的是(
浙江省2003年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案 1
A. 光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率
B. 光接收机灵敏度描述了最低接收平均光功率
C. 光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收光子能量
D. 光接收机灵敏度描述了每个光脉冲中最低接收平均光子数
8. 在光纤通信系统中，当需要从光纤的主传输信道中取出一部分光作为测试用时，需要(
A. 光衰减器
B. 光隔离器
C. 光耦合器 ？
D. 光纤连接器
9. 在SDH网中任何等级的STM传输一帧所有的时间均为(
10. EDFA和激光器的基本构成中都有(
A. 光学谐振腔
C. 掺铒光纤
D. 光隔离器
三、名词解释(每小题3分，共15分)
1. 散射损耗
由于光纤的材料、形状、折射指数分布等的缺陷或不均匀，使光纤中传导的光散射而产生的损耗称为散射损耗。
2. 材料色散
由于材料本身的折射率随频率而变化，使得信号各频率成分的群速不同而引起的色散。
3. 粒子数反转分布
4. 倍增噪声
由于雪崩管的光电倍增作用是随机的，是一个十分复杂的过程，这种随机性，必然要引起雪管输出信号的浮动，从而产生倍增噪声
每分钟的误码率劣于门限值1*10-6.
四、简答题(第1、2小题各5分，第3小题4分，第4小题6分，共20分)
1. 为什么弱导波光纤可以用标量近似法?
答：（总结的）因为若波导光纤的E和H 几乎与光纤的轴线垂直且E和H的分布是一种近似的横电磁波，而它的这些特性恰恰满足了标量的亥姆霍兹方程，可以通过解此方程求出弱波导光线的近似解。
2. 光发射机中发送盘的作用是什么?其组成部件有哪些?
答：主要完成将电信号转换成光信号，并将光信号送入光纤的任务。 组成部件：1）光源驱动电路 2）自动光功率控制（APC）和自动温度控制（ATC）电路 3）其他保护、监测电路。如：光源过流保护电路、无光告警电路、LD偏流（寿命）告警。
3. 光纤通信系统的总脉冲上升时间由哪些上升时间构成?
答：是分别由光发射机的上升时间，中继段光纤的上升时间，光接收机的上升时间所构成。即tS2=tT2+tM2+tN2+tR2
tS 光纤通信系统的总上升时间
tT 光发射机引起的10%~90%的上升时间
tR光接收机引起的10%~90%的上升时间
tM 中继段光纤模式色散引起的上升时间
tN中继段光纤材料色散引起的上升时间
4. 简述SDH网的基本特点。
答：1）SDH网是有一系列SDH网络单元组成；2）具有全世界统一的接口标准；
3）有一套标准化的信息结构等级，称为同步传输模块STM-N；4）帧结构是块状的，其中安排了丰富的管理比特可以再全程范围内实现管理和操作；
5）SDH网可以兼容现在的PDH中的两种（北美和欧洲）码速率进入进入SDH帧结构中。6）由于SDH网中采用同步复用方式和复用块结构，因此在帧结构中各种不同等级的码流是有规律排列的，而且与网络是同步的。
五、画图题(第1小题7分，第2小题8分，共15分)
1. 画出掺铒光纤放大器的结构示意图。（自己画得难和书上一样见谅）
答：输入光信号—
浙江省2003年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案
1. 画出数字光接收机的组成方框图。
各部分的功能：
光电检测器：将接收到的光信号转变为电信号。
均衡器：将放大后的信号均衡为无码间干扰的升余弦波形。
判决器：将均衡器输出的信号判为“1”或“0”码。
自动增益控制电路：利用电反馈环路来控制主放大器的增益）
六、计算题(每小题10分，共20分)
1. 由全反射条件推导光纤导波传输常数的变化范围。
2. 已知工作于1.3μm的单模光纤通信系统的参数为： 来自激光发送模块的平均功率
0.1dBkm-1 发送和接收模块处的连接器损耗
APD接收器所需的平均功率
35Mbits-1(BER10-9)时
400Mbits-1(BER10-9)时
(1)35Mbits-1
(BER10-9)工作时的最大中继距离。
(2)400Mbits-1(BER10-9)工作时的最大中继距离。 解：
浙江省2003年1月自学考试光纤通信原理试题参考答案 3
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实验二：实验7…………………………………………………………11
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实验四：实验25………………………………………………………19
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实验5 半导体光源P-I特性曲线测试
一、实验目的：
1.了解光源和光发送机的电光转换原理；
2.了解半导体光源的发光特性；
3.比较LD和LED的P-I特性的区别。
二、实验原理：
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在半导体激光器重要形成激光，需要具备以下两个基本条件，一是有源区里产生足够的粒子数反转分布，二是存在光学谐振腔机制，并在有源区里建立起稳定的震荡。
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图5.2所示为DH激光器的工作原理。由于限制层的带隙比有源层宽，施加正向偏压后，P层的空穴和N层的电子注入有源层。P层带隙宽，导带的能态比有源层高，对注入的电子形成了势垒，注入到有源层的电子不可能扩散到P层。同理，注入到有源层的空穴也不可能扩散到N层。这样，注入到有源层的电子和空穴被限制在厚的有源层内形成粒子束反转分布，这时只要很小的外加电流，就可以使电子和空穴浓度增加而提高效率。另一方面，有源层的折射率比限制层高，产生的激光
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