光纤通信试卷

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1、武汉理工大学考试试题纸（A卷）课程名称光纤通信专业班级通信0301-0304题号一二三四五六七八九十十一总分题分820888888888100备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题一、（8分）什么是光纤色散，如何衡量色散？二、（20分）画出光发射机的原理框图，并简述各部分功能。三、（8分）解释光接收机的灵敏度和动态范围。四、（8分）画出掺饵光纤放大器的同向泵浦结构图。五、（8分）解释误码率、劣化分、严重误码秒、误码秒。六、（8分）画出光波分复用器光传输原理图，并解释复用过程。七、（8分）解释绝对稳频和相对稳频。八、（8分

2、）画出相干光通信系统原理框图，并说明其与强度调制-直接检测系统相比的区别。九、（8分）非线性效应在光通信系统中带来的利弊。十、（8分）什么是光孤子，它在光纤通信中的作用。十一、（8分）画出插入法衰减测试方框图，并说明测量步骤。武汉理工大学教务处试题标准答案及评分标准用纸课程名称光纤通信（A卷）一、信号在光纤中是由不同的频率成分和不同模式成分携带的，这些不同的频率成分和模式成分有不同的传播速度，从而引起色散。也可以从波形在时间上展宽的角度去理解，即光脉冲在通过光纤传播期间，其波形在时间上发生了展宽，这种现象就称为色散。（6分）色散的程度是

3、用时延差表示，时延差越大，色散就越严重。（2分）二、（图中各部分1分）1）均衡放大补偿码流经过电缆的传输产的生衰减电平、均衡畸变的波形（1分）2）解码完成双极性码变为单极性码（1分）3）时钟取出PCM中的时钟信号供给解码、扰码，编码电路用。（1分）4）扰码有规律的“破坏”长“0”长“1”码流。（1分）5）编码便于不间断进行误码检测，克服直流分量的波动。（1分）6）调制（驱动）让光源发出的光强跟随经过编码后的信码流变化，形成相应的光脉冲送入光导纤维。（1分）7）自动功率控制使输出光功率维持稳定。（1分）8）自动温度控制防止由于半导体光源受

4、环境温度的变化使输出光功率出现变化。（1分）三、光接收机灵敏度是描述接收机被调整到最佳状态时，在满足给定的误码率指标下，光接收机接受微弱信号的能力。用三种物理量来体现1）最低接受平均光功率（1分）2）每个光脉冲最低接收光子的能量（1分）3）每个光脉冲最低接收平均光子数（1分）光接收机的动态范围D，是在保证系统的误码率指标要求下，接收机的最低输入光功率（用dBm来描述）和最大允许输入光功率（用dBm来描述）之差（dB）即D=10Lg（Pmax/10-3）－10Lg（Pmin/10-3）=10Lg(Pmax/Pmin)因为当环境温度变化时，

5、光纤的损耗将产生变化，所以要求光接收机有一个动态范围。（5分）四、（8分）五、误码率BER定义为：(2分)劣化分是以每分钟误码这种数量级来描述误码性能；(2分)严重误码秒衡量误码出现的频繁程度；(2分)误码秒是数据通信中有误码发生的秒。(2分)六、(图2分)光波分复用器是对光波波长进行分离与合成的光器件。它既可以作为光复用器，也可以作为光解复用器。其原理如图所示，其中的一个端口作为器件的输出/输入端，而N个端口作为器件的输入/输出端。(2分)作为对光波波长起合成作用（复用）的器件时，从N个发送端口各自注入不同波长的光信号，将其组合起来并

6、耦合进同一根光纤传输，最终在一个端口将获得按一定光波波长顺序分开的光波信号。(4分)七、绝对稳频是指以某些原子、分子的吸收或辐射作为频率基准的自动频率控制方法，它是用吸收谱线的微分曲线作为鉴频使用，当激光器的输出频率因某种原因而发生偏移时，则可从吸收谱线的微分曲线上反映出来，随后启动自动频率控制装置，促使频率返回到原规定值，通常所能达到的频率稳定度为10-10，可将半导体激光器的频偏控制在几个兆赫以内。(4分)相对稳频是指使用法布里-珀罗标准具作为频率基准的自动频率控制方法，由于达布里-珀罗标准具在很宽的波长范围内具有频率鉴别能力，这样

7、一旦频率产生偏移，则比较器便给出一误差信号，同时驱动自动频率控制装置，通常可获得10的频率稳定度，半导体激光器的频偏可控制在几百兆以内。(4分)八、(图中各部分0.5分)与强度调制-直接检测系统相比，其主要差别在于光接收机中增加了外差接收所需要的本级振荡器（简称本振）和光混频器。(4分)九、当入纤光功率比较大时，光与光纤介质相互作用而产生的非线性高阶极化，会导致受激喇曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS），四波混频（FWM）及光克尔（Kerr）效应，这就是所谓光纤非性效应。(2分)当光纤处于非线性工和状态时，会造成信道串音、ASE的

8、迅速增加，从而影响系统性能。(3分)同时利用这些非线性效应，可以获得参量放大，自相位调制和交叉相位调制等效果。(3分)十、在光纤的反常色散区，由于光纤色散的与非线性效应的相互作用，从而形成一种独特的非线性现