全國2010年1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備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。
1.處于高能級E2上的電子，當(dāng)受到外來光子的激發(fā)而躍遷到低能級E1時，同時放出一個能量為hf=E2-E1的光子，這個躍遷過程為( )
A.自發(fā)輻射
B.受激吸收
C.受激輻射
D.電光效應(yīng)
2.影響光接收機靈敏度的一個主要因素是( )
A.光纖色散
B.光電檢測器噪聲
C.光纖衰減
D.光纜線路長度
3.對于8448kb/s碼速率的數(shù)字信號，UI的抖動對應(yīng)的時間為( )
A.118ns
B.118μs
C.488ns
D.488μs
4.STM-4信號每秒可傳的幀數(shù)是( )
A.1000
B.2000
C.8000
D.16000
5.EDFA中將光信號和泵浦光混合起來送入摻鉺光纖中的器件是( )
A.光濾波器
B.光耦合器
C.光環(huán)形器
D.光隔離器
6.由EDFA功率增益與泵浦功率之間的關(guān)系曲線，可以看出輸入泵浦功率和輸出放大器增益變化關(guān)系為( )
A.先逐步增大，后不變
B.先不變，后逐步增大
C.一直不變
D.先不變，后逐漸降低
7.在薄膜波導(dǎo)中，形成導(dǎo)波的條件是( )
A.90°＞θ1＞θc12
B.θc13＜θ1＜θc12
C.θ=0°
D.θ1＜θc13＜θc12
8.薄膜波導(dǎo)中導(dǎo)波的軸向相位常數(shù)k1z等于( )
A.k0sin θ1
B.k0n1cos θ1
C.k0cos θ1
D.k0n1sin θ1
9.目前，大多數(shù)通信用光纖的纖芯和包層的組成材料是( )
A.多組分玻璃
B.石英
C.石英和塑料
D.塑料
10.表示光纖色散程度的物理量是( )
A.時延
B.相位
C.時延差
D.群速度
二、填空題(本大題共15小題，每小題1分，共15分)
請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。
11.激光器主要由能夠產(chǎn)生激光的工作物質(zhì)、泵浦源和_________等三部分構(gòu)成。
12.光發(fā)射機的消光比過大，會使接收機的_________特性變壞。
13.在PIN光電二極管中，P型材料和N型材料之間加的一層輕摻雜N型材料，稱為_________層。
14.光接收機中，由APD引入的噪聲主要有量子噪聲、暗電流噪聲和_________等三種。
15.光纖通信系統(tǒng)中的監(jiān)控信號除了可借助光纜中的金屬導(dǎo)線傳輸外，還可利用_________來傳輸。
16.在準同步數(shù)字體系中，我國和歐洲采用的基礎(chǔ)速率為_________。
17.在SDH的幀結(jié)構(gòu)中段開銷又可分為再生段開銷和_________兩種。
18.按照泵浦方式的不同，EDFA可分為_________、反向泵浦結(jié)構(gòu)和雙向泵浦結(jié)構(gòu)等三種形式。
19.EDFA功率增益的定義式為_________。
20.目前光纖通信系統(tǒng)中，長波長低損耗的工作窗口是_________和1.55μm。
21.在光（電磁波）的傳播形態(tài)中，TEM波是_________波的英文縮寫。
22.在薄膜波導(dǎo)中，可能產(chǎn)生的三種類型的波是導(dǎo)波、襯底輻射模和_________。
23.薄膜波導(dǎo)中導(dǎo)波的基模是_________模。
24.所謂弱導(dǎo)波光纖是指纖芯折射指數(shù)_________包層折射指數(shù)的光纖。
25.常用通信光纜的纜芯結(jié)構(gòu)有層絞式、單位式、_________和骨架式等幾種。
三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題3分，共15分)
26.APD的雪崩倍增因子
27.誤碼率
28.網(wǎng)絡(luò)自愈
29.波導(dǎo)色散
30.光源的直接強度調(diào)制
四、畫圖題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)
31.畫出光發(fā)射機輸入盤的原理方框圖。
32.畫出簡單的光中繼器原理方框圖。
五、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)
33.簡述光隔離器的主要作用和要求。
34.何謂漸變型光纖的佳折射指數(shù)分布？佳折射指數(shù)分布形式又是什么？
35.光纖通信系統(tǒng)對光發(fā)射機有哪些要求？
36.什么是APD的雪崩倍增效應(yīng)？
六、計算題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)
37.階躍型光纖纖芯和包層的折射指數(shù)分別為n1=1.51，n2=1.49，纖芯半徑a=4μm，工作波長λ=1.31μm。
試計算：（1）相對折射指數(shù)差△；
（2）光纖的數(shù)值孔徑NA；
（3）光纖中傳播的模式數(shù)量。
38.已知一光纖通信系統(tǒng)發(fā)射機的平均發(fā)送光功率為0.5mW，接收機靈敏度為-38dBm，光纖損耗為0.34dB/km，全程光纖平均接頭損耗為0.05dB/km，設(shè)計要求系統(tǒng)富裕度為6dB。試核算該系統(tǒng)的無中繼傳輸距離是否滿足100km的要求。
光纖通信原理試題
課程代碼：02338
一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)
在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。
1.處于高能級E2上的電子，當(dāng)受到外來光子的激發(fā)而躍遷到低能級E1時，同時放出一個能量為hf=E2-E1的光子，這個躍遷過程為( )
A.自發(fā)輻射
B.受激吸收
C.受激輻射
D.電光效應(yīng)
2.影響光接收機靈敏度的一個主要因素是( )
A.光纖色散
B.光電檢測器噪聲
C.光纖衰減
D.光纜線路長度
3.對于8448kb/s碼速率的數(shù)字信號，UI的抖動對應(yīng)的時間為( )
A.118ns
B.118μs
C.488ns
D.488μs
4.STM-4信號每秒可傳的幀數(shù)是( )
A.1000
B.2000
C.8000
D.16000
5.EDFA中將光信號和泵浦光混合起來送入摻鉺光纖中的器件是( )
A.光濾波器
B.光耦合器
C.光環(huán)形器
D.光隔離器
6.由EDFA功率增益與泵浦功率之間的關(guān)系曲線，可以看出輸入泵浦功率和輸出放大器增益變化關(guān)系為( )
A.先逐步增大，后不變
B.先不變，后逐步增大
C.一直不變
D.先不變，后逐漸降低
7.在薄膜波導(dǎo)中，形成導(dǎo)波的條件是( )
A.90°＞θ1＞θc12
B.θc13＜θ1＜θc12
C.θ=0°
D.θ1＜θc13＜θc12
8.薄膜波導(dǎo)中導(dǎo)波的軸向相位常數(shù)k1z等于( )
A.k0sin θ1
B.k0n1cos θ1
C.k0cos θ1
D.k0n1sin θ1
9.目前，大多數(shù)通信用光纖的纖芯和包層的組成材料是( )
A.多組分玻璃
B.石英
C.石英和塑料
D.塑料
10.表示光纖色散程度的物理量是( )
A.時延
B.相位
C.時延差
D.群速度
二、填空題(本大題共15小題，每小題1分，共15分)
請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。
11.激光器主要由能夠產(chǎn)生激光的工作物質(zhì)、泵浦源和_________等三部分構(gòu)成。
12.光發(fā)射機的消光比過大，會使接收機的_________特性變壞。
13.在PIN光電二極管中，P型材料和N型材料之間加的一層輕摻雜N型材料，稱為_________層。
14.光接收機中，由APD引入的噪聲主要有量子噪聲、暗電流噪聲和_________等三種。
15.光纖通信系統(tǒng)中的監(jiān)控信號除了可借助光纜中的金屬導(dǎo)線傳輸外，還可利用_________來傳輸。
16.在準同步數(shù)字體系中，我國和歐洲采用的基礎(chǔ)速率為_________。
17.在SDH的幀結(jié)構(gòu)中段開銷又可分為再生段開銷和_________兩種。
18.按照泵浦方式的不同，EDFA可分為_________、反向泵浦結(jié)構(gòu)和雙向泵浦結(jié)構(gòu)等三種形式。
19.EDFA功率增益的定義式為_________。
20.目前光纖通信系統(tǒng)中，長波長低損耗的工作窗口是_________和1.55μm。
21.在光（電磁波）的傳播形態(tài)中，TEM波是_________波的英文縮寫。
22.在薄膜波導(dǎo)中，可能產(chǎn)生的三種類型的波是導(dǎo)波、襯底輻射模和_________。
23.薄膜波導(dǎo)中導(dǎo)波的基模是_________模。
24.所謂弱導(dǎo)波光纖是指纖芯折射指數(shù)_________包層折射指數(shù)的光纖。
25.常用通信光纜的纜芯結(jié)構(gòu)有層絞式、單位式、_________和骨架式等幾種。
三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題3分，共15分)
26.APD的雪崩倍增因子
27.誤碼率
28.網(wǎng)絡(luò)自愈
29.波導(dǎo)色散
30.光源的直接強度調(diào)制
四、畫圖題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)
31.畫出光發(fā)射機輸入盤的原理方框圖。
32.畫出簡單的光中繼器原理方框圖。
五、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)
33.簡述光隔離器的主要作用和要求。
34.何謂漸變型光纖的佳折射指數(shù)分布？佳折射指數(shù)分布形式又是什么？
35.光纖通信系統(tǒng)對光發(fā)射機有哪些要求？
36.什么是APD的雪崩倍增效應(yīng)？
六、計算題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)
37.階躍型光纖纖芯和包層的折射指數(shù)分別為n1=1.51，n2=1.49，纖芯半徑a=4μm，工作波長λ=1.31μm。
試計算：（1）相對折射指數(shù)差△；
（2）光纖的數(shù)值孔徑NA；
（3）光纖中傳播的模式數(shù)量。
38.已知一光纖通信系統(tǒng)發(fā)射機的平均發(fā)送光功率為0.5mW，接收機靈敏度為-38dBm，光纖損耗為0.34dB/km，全程光纖平均接頭損耗為0.05dB/km，設(shè)計要求系統(tǒng)富裕度為6dB。試核算該系統(tǒng)的無中繼傳輸距離是否滿足100km的要求。