2014光纤答案(尚磊)修改.doc

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1、2013《光通信技术基础》标准答案及评分标准一、填空题（每空1分，共20分）1.在光纤通信的三个通信窗口中，最低损耗窗口是1550nm，零色散窗口是1310nm。2.光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由芯层、包层和涂覆层三部分组成。3.光电二极管的噪声包括：量子噪声、暗电流噪声和热噪声。4.在光纤通信中，光源通常加正向偏压，光检测器通常加反向偏压。5.光与物质粒子体系的相互作用主要有三种过程，产生激光最主要的过程是受激辐射，而LED属于受激吸收过程。6.EDFA的泵浦结构方式有：a.前向泵浦；b.后向泵浦；c.双向泵浦。7.数字光纤通信系统常用的线路

2、码型有：扰码、mBnB码和插入码。9.光纤的色散分为模式色散、材料色散和波导色散。10.由于双折射效应的存在，将导致光波的偏振状态沿光纤长度变化，导致偏振模色散。11.目前EDFA采用的泵浦波长是0.98μm和1.48μm。二、单项选择题（每小题1分，共10分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.在光纤通信系统中，当需要保证在传输信道光的单向传输时，采用(B)。A.光衰减器B.光隔离器C.光耦合器D.光纤连接器2.以工作波长属于通信光纤窗口的是(B)。A.632.8nmB.13

3、10nmC.2000nmD.10.6μm3.在下列因素中，不是引起光纤传输衰减的原因为(B)A.光纤弯曲B.波导色散C.光纤接头D.杂质吸收4.随着输入光功率的逐步增加，EDFA输出光功率的变化趋势为(A)A.先逐步增大，后保持不变B.先保持不变，后逐步降低C.先保持不变，后逐步增大D.一直保持不变5.如果信道间隔为200GHz，工作波长在1534-1566nm波段，可以容纳的信道数为(B)A.16B.20A.32B.406.基于铌酸锂晶体的光调制器是利用(B)效应进行光强调制的A.声光B.电光C.磁光D.热光7.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流

4、会(C)A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增大D.先逐渐增大，后逐渐减少8.下面说法正确的是：(C)A光纤通信只能用于数字通信，不能用于模拟通信；B光纤通信不能用于数字通信，只能用于模拟通信；C光纤通信即可以用于数字通信，也可用于模拟通信；D光纤通信不能用于数字通信，也不能用于模拟通信。9.STM-16信号的码速率为(C)A．155.520Mb/sB．622.080Mb/sC．2488.320Mb/sD．9953.280Mb/s10.注入光纤的光功率为10mW，经过10Km的传输过后输出的光功率为1mW，则这段光纤的损耗系数为（B）A．0.1dB/Km

5、B．1dB/KmC．10dB/KmD．100dB/Km三、简答题（每题5分，共25分）1.光纤通信的优点。答：(1)容许频带宽，传输容量大；(2)传输损耗小，中继距离长且误码率小；(3)重量轻、体积小；(4)抗电磁干扰性能好；(5)泄露小，保密性能好；(6)节约金属材料，有利于资源合理使用；2.比较半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）的异同。答：LD和LED的不同之处：工作原理不同，LD发射的是受激辐射光，LED发射的是自发辐射光。LED不需要光学谐振腔，而LD需要。和LD相比，LED输出光功率较小，光谱较宽，调制频率较低。但发光二极管性能稳定

6、，寿命长，输出功率线性范围宽，而且制造工艺简单，价格低廉。所以，LED的主要应用场合是小容量（窄带）短距离通信系统；而LD主要应用于长距离大容量（宽带）通信系统。LD和LED的相同之处：使用的半导体材料相同，结构相似，LED和LD大多采用双异质结（DH）结构，把有源层夹在P型和N型限制层中间。3.解释电光延迟和张驰震荡现象，并说明它们的危害。答：激光器的输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在的初始延迟时间为电光延迟。当电流注入激光器后，输出光脉冲出现的幅度逐渐衰减的振荡称为张弛振荡。电光延迟和张弛振荡的后果是限制调制速率。4.光纤通信为什么向长波长、单模光

7、纤方向发展？答：长波长，单模光纤比短波长，多模光纤具有更好的传输特性。（1）单模光纤没有模式色散，不同成分光经过单模光纤的时间延迟不同的程度小于经过多模光纤时不同的程度。（2）由光纤损耗和波长的关系曲线知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在1.55处有最低损耗值；而且1.31和1.55处的色散很小。故目前长距离光纤通信一般都工作在1.55。5.简述掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理。在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：基态E1、亚稳态E2和激发态E3。当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态

8、不稳定，电子很快返回到E2，若输入的信号光的光子能量等于E2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受