全國(guó)2007年10月高等教育自學(xué)考試
光纖通信原理試題
課程代碼：02338
一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)
在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。
1.通常，根據(jù)傳播方向上有無(wú)電場(chǎng)分量或磁場(chǎng)分量，可將光(電磁波)的傳播形態(tài)分成（ ）
A．TEM波，TE波，EH波
B．TEM波，TE波，HE波
C．TEM波，TE波，TM波
D．TE波，TM波，EH波
2.薄膜波導(dǎo)中形成導(dǎo)波的條件是（ ）
A．90°＞θ1＞θc13
B．90°＞θ1＞θc12
C．90°＜θ1＜θc13
D．θc13＜θ1＜θc12
3.在階躍型(弱導(dǎo)波)光纖中，導(dǎo)波的基模為（ ）
A．LP00
B．LP01
C．LP11
D．LP10
4.光信號(hào)在光纖中沿軸向傳播一段距離所需的時(shí)間稱為（ ）
A．時(shí)延
B．時(shí)延差
C．脈沖延遲
D．脈沖展寬
5.處于高能級(jí)E2上的電子，當(dāng)受到外來(lái)光子的激發(fā)而躍遷到低能級(jí)E1上，同時(shí)放出一個(gè)能量為hf=E2-E1的光子，這個(gè)躍遷過(guò)程稱為（ ）
A．自發(fā)輻射
B．受激吸收
C．受激輻射
D．光電效應(yīng)
6.摻鉺光纖放大器的工作波長(zhǎng)所處范圍是（ ）
A．0.85 μm～0.87 μm
B．1.31 μm～1.35 μm
C．1.45 μm～1.55 μm
D．1.53 μm～1.56 μm
7.傳送1幀STM-16信號(hào)的時(shí)間為（ ）
A．125 μs
B．62.5 μs
C．31.25 μs
D．25 μs
8.STM-1的幀結(jié)構(gòu)中，AU指針區(qū)域的位置是在（ ）
A．第4列，1～3行
B．第4列，1～9行
C．1～3列，第4行
D．1～9列，第4行
9.二次群PCM端機(jī)輸出端口的接口碼速率和碼型分別為（ ）
A．2.048 Mb/s，HDB3
B．8.448 Mb/s，HDB3
C．2.048 Mb/s，CMI
D．8.448 Mb/s，CMI
10.不屬于影響接收靈敏度的因素是（ ）
A．光發(fā)送消光比
B．光電檢測(cè)器的響應(yīng)度
C．平均發(fā)送光功率
D．光接收噪聲
二、填空題(本大題共20小題，每小題1分，共20分)
請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無(wú)分。
11.目前光纖通信中所使用的光波的波長(zhǎng)范圍是________。
12.光纖通信就是利用光波作為_(kāi)_______和光纖作為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。
13.在薄膜波導(dǎo)中，導(dǎo)波的截止條件為_(kāi)_______。
14.在薄膜波導(dǎo)中，可能產(chǎn)生的三種波型是導(dǎo)波、襯底輻射模和________。
15.在光纖中，子午光線是指________的光線。
16.按照射線理論，階躍型光纖是根據(jù)光線在纖芯與包層分界面上的________原理，將光線集中在纖芯中沿軸向傳輸?shù)摹?BR> 17.階躍型光纖中，導(dǎo)波徑向歸一化相位常數(shù)U=________。
18.在熱平衡條件下，一個(gè)電子占據(jù)一個(gè)能量為E的能級(jí)的概率f(E)=________。
19.半導(dǎo)體發(fā)光二級(jí)管(LED)與激光器(LD)在結(jié)構(gòu)上的根本區(qū)別是前者_(dá)_______。
20.作為一個(gè)被調(diào)制的光源，希望在“0”碼時(shí)沒(méi)有光功率輸出，否則它將使光纖通信系統(tǒng)產(chǎn)生________，從而使接收機(jī)靈敏度降低。
21.光纖通信系統(tǒng)的輸入抖動(dòng)容限是指系統(tǒng)允許________產(chǎn)生抖動(dòng)的范圍。
22.mB1C碼是將信號(hào)碼流每m個(gè)比特分為一組，然后在末位之后插入一個(gè)________碼。
23.EDFA常用的泵浦波長(zhǎng)有0.98 μm和________兩種。
24.在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，由于光纖色散會(huì)使傳輸波形產(chǎn)生失真，引起________，從而使接收靈敏度降低。
25.EDFA噪聲系數(shù)的定義為F=________。
26.在SDH幀結(jié)構(gòu)中，段開(kāi)銷又分為_(kāi)_______和復(fù)用段開(kāi)銷兩種。
27.在PIN光電二極管中，半導(dǎo)體P-N結(jié)上外加負(fù)偏壓產(chǎn)生的電場(chǎng)方向與________方向一致，
這有利于耗盡層的加寬。
28.虛容器是一種SDH中重要的信息結(jié)構(gòu)，它由________和通道開(kāi)銷來(lái)組成。
29.光接收機(jī)噪聲的主要來(lái)源有光電檢測(cè)器引入的噪聲和________兩類。
30.同步復(fù)接是指各支路信號(hào)在________的控制下進(jìn)行復(fù)接。
三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題3分，共15分)
31.光發(fā)射機(jī)的消光比
32.單模光纖
33.直接強(qiáng)度調(diào)制
34.接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍
35.抖動(dòng)
四、畫圖題(本大題共2小題，36小題7分，37小題8分，共15分)
36.畫出用數(shù)字電信號(hào)對(duì)LD直接強(qiáng)度調(diào)制的原理圖。
37.畫出光接收機(jī)中單個(gè)脈沖在均衡器前后的波形比較圖。
五、簡(jiǎn)答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)
38.何謂弱導(dǎo)波光纖?它對(duì)光纖的數(shù)值孔徑和模式色散分別會(huì)產(chǎn)生什么影響?
39.半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光的機(jī)理是什么?
40.光接收機(jī)電路中，自動(dòng)增益控制的主要作用是什么?
41.簡(jiǎn)述光隔離器的主要作用和要求。
六、計(jì)算題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)
42.已知階躍型光纖中傳輸?shù)目倢?dǎo)模數(shù)M=18，纖芯折射率n1=1.50，包層折射率n2=1.48，工作波長(zhǎng)λ=0.85 μm。
試求：(1)纖芯與包層分界面上的臨界角；
(2)光纖的纖芯半徑a。
43.一光纖通信系統(tǒng)采用的光纖的損耗為0.33 dB/km，光發(fā)射機(jī)的平均發(fā)送光功率為0.8 mW，全程光纖接頭損耗為4 dB。設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)富裕度為6 dB，無(wú)中繼傳輸距離為100 km?，F(xiàn)若選擇接收機(jī)的靈敏度為0.2 μW，試核算該接收機(jī)能否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
光纖通信原理試題
課程代碼：02338
一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)
在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。
1.通常，根據(jù)傳播方向上有無(wú)電場(chǎng)分量或磁場(chǎng)分量，可將光(電磁波)的傳播形態(tài)分成（ ）
A．TEM波，TE波，EH波
B．TEM波，TE波，HE波
C．TEM波，TE波，TM波
D．TE波，TM波，EH波
2.薄膜波導(dǎo)中形成導(dǎo)波的條件是（ ）
A．90°＞θ1＞θc13
B．90°＞θ1＞θc12
C．90°＜θ1＜θc13
D．θc13＜θ1＜θc12
3.在階躍型(弱導(dǎo)波)光纖中，導(dǎo)波的基模為（ ）
A．LP00
B．LP01
C．LP11
D．LP10
4.光信號(hào)在光纖中沿軸向傳播一段距離所需的時(shí)間稱為（ ）
A．時(shí)延
B．時(shí)延差
C．脈沖延遲
D．脈沖展寬
5.處于高能級(jí)E2上的電子，當(dāng)受到外來(lái)光子的激發(fā)而躍遷到低能級(jí)E1上，同時(shí)放出一個(gè)能量為hf=E2-E1的光子，這個(gè)躍遷過(guò)程稱為（ ）
A．自發(fā)輻射
B．受激吸收
C．受激輻射
D．光電效應(yīng)
6.摻鉺光纖放大器的工作波長(zhǎng)所處范圍是（ ）
A．0.85 μm～0.87 μm
B．1.31 μm～1.35 μm
C．1.45 μm～1.55 μm
D．1.53 μm～1.56 μm
7.傳送1幀STM-16信號(hào)的時(shí)間為（ ）
A．125 μs
B．62.5 μs
C．31.25 μs
D．25 μs
8.STM-1的幀結(jié)構(gòu)中，AU指針區(qū)域的位置是在（ ）
A．第4列，1～3行
B．第4列，1～9行
C．1～3列，第4行
D．1～9列，第4行
9.二次群PCM端機(jī)輸出端口的接口碼速率和碼型分別為（ ）
A．2.048 Mb/s，HDB3
B．8.448 Mb/s，HDB3
C．2.048 Mb/s，CMI
D．8.448 Mb/s，CMI
10.不屬于影響接收靈敏度的因素是（ ）
A．光發(fā)送消光比
B．光電檢測(cè)器的響應(yīng)度
C．平均發(fā)送光功率
D．光接收噪聲
二、填空題(本大題共20小題，每小題1分，共20分)
請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無(wú)分。
11.目前光纖通信中所使用的光波的波長(zhǎng)范圍是________。
12.光纖通信就是利用光波作為_(kāi)_______和光纖作為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。
13.在薄膜波導(dǎo)中，導(dǎo)波的截止條件為_(kāi)_______。
14.在薄膜波導(dǎo)中，可能產(chǎn)生的三種波型是導(dǎo)波、襯底輻射模和________。
15.在光纖中，子午光線是指________的光線。
16.按照射線理論，階躍型光纖是根據(jù)光線在纖芯與包層分界面上的________原理，將光線集中在纖芯中沿軸向傳輸?shù)摹?BR> 17.階躍型光纖中，導(dǎo)波徑向歸一化相位常數(shù)U=________。
18.在熱平衡條件下，一個(gè)電子占據(jù)一個(gè)能量為E的能級(jí)的概率f(E)=________。
19.半導(dǎo)體發(fā)光二級(jí)管(LED)與激光器(LD)在結(jié)構(gòu)上的根本區(qū)別是前者_(dá)_______。
20.作為一個(gè)被調(diào)制的光源，希望在“0”碼時(shí)沒(méi)有光功率輸出，否則它將使光纖通信系統(tǒng)產(chǎn)生________，從而使接收機(jī)靈敏度降低。
21.光纖通信系統(tǒng)的輸入抖動(dòng)容限是指系統(tǒng)允許________產(chǎn)生抖動(dòng)的范圍。
22.mB1C碼是將信號(hào)碼流每m個(gè)比特分為一組，然后在末位之后插入一個(gè)________碼。
23.EDFA常用的泵浦波長(zhǎng)有0.98 μm和________兩種。
24.在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，由于光纖色散會(huì)使傳輸波形產(chǎn)生失真，引起________，從而使接收靈敏度降低。
25.EDFA噪聲系數(shù)的定義為F=________。
26.在SDH幀結(jié)構(gòu)中，段開(kāi)銷又分為_(kāi)_______和復(fù)用段開(kāi)銷兩種。
27.在PIN光電二極管中，半導(dǎo)體P-N結(jié)上外加負(fù)偏壓產(chǎn)生的電場(chǎng)方向與________方向一致，
這有利于耗盡層的加寬。
28.虛容器是一種SDH中重要的信息結(jié)構(gòu)，它由________和通道開(kāi)銷來(lái)組成。
29.光接收機(jī)噪聲的主要來(lái)源有光電檢測(cè)器引入的噪聲和________兩類。
30.同步復(fù)接是指各支路信號(hào)在________的控制下進(jìn)行復(fù)接。
三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題3分，共15分)
31.光發(fā)射機(jī)的消光比
32.單模光纖
33.直接強(qiáng)度調(diào)制
34.接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍
35.抖動(dòng)
四、畫圖題(本大題共2小題，36小題7分，37小題8分，共15分)
36.畫出用數(shù)字電信號(hào)對(duì)LD直接強(qiáng)度調(diào)制的原理圖。
37.畫出光接收機(jī)中單個(gè)脈沖在均衡器前后的波形比較圖。
五、簡(jiǎn)答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)
38.何謂弱導(dǎo)波光纖?它對(duì)光纖的數(shù)值孔徑和模式色散分別會(huì)產(chǎn)生什么影響?
39.半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光的機(jī)理是什么?
40.光接收機(jī)電路中，自動(dòng)增益控制的主要作用是什么?
41.簡(jiǎn)述光隔離器的主要作用和要求。
六、計(jì)算題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)
42.已知階躍型光纖中傳輸?shù)目倢?dǎo)模數(shù)M=18，纖芯折射率n1=1.50，包層折射率n2=1.48，工作波長(zhǎng)λ=0.85 μm。
試求：(1)纖芯與包層分界面上的臨界角；
(2)光纖的纖芯半徑a。
43.一光纖通信系統(tǒng)采用的光纖的損耗為0.33 dB/km，光發(fā)射機(jī)的平均發(fā)送光功率為0.8 mW，全程光纖接頭損耗為4 dB。設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)富裕度為6 dB，無(wú)中繼傳輸距離為100 km?，F(xiàn)若選擇接收機(jī)的靈敏度為0.2 μW，試核算該接收機(jī)能否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。