光纤通信原理练习题+答案.doc

导论 一. 填空 1. 光纤通信的通信窗口波长范围为（ ）。 2. 光纤通信是以（ ）为载频，以（ ）为传输介质的通信方式。 3. 光纤通信的最低损耗波长是（ ），零色散波长是（ ）。 二. 选择题（有一个或者多个答案） 1. 目前光纤通信常用的窗口有（）。 A、 0.85 μm　　 B、 2 μm　　 C、1.31 μm　　 D、1.55 μm 2. 目前纤光通信常用的光源有（）。 A、 LED　　 B、　LD　　 C、PCM　　 D、PDH 3. 光纤通信是以光波为载波，以（）为传播介质的通信方式。 A、电缆　　B、无线电磁波　　 C、光纤　　D、红外线 三. 简答题 1. 光纤通信主要有哪些优点？ 2. 为什么说光纤通信比电缆通信的容量大？参考答案 一、1、0.7～1.7μm　 2、光波　光纤　3、1.55μm　　 1.31μm 二、1、ACD　　 2、AB　　 3、C 三、 1、通信容量大，中继距离长，必威体育官网网址性能好，抗电磁干扰，体积小、重量轻、便于施工和维护，价格低廉。 2、光纤通信的载波是光波，电缆通信的载波是电波。虽然光波和电波都是电磁波，但频率差别很大。光纤通信用的近红外光（波长约1μm）的频率（约300THz）比电波（波长为0.1m～1mm）的频率（3～300GHz）高三个数量级以上。载波频率越高，频带宽度越宽，因此信息传输容量越大。一、填空 1.单模光纤中不存在（）色散，仅存在（）色散，具体来讲，可分为（）和（）。 2. 光纤中的最低阶非线性效应起源于（）阶电极化率，它是引起（）、（）和（）等现象的原因。 3、光缆大体上都是由（）、（）和（）三部分组成的。4、散射损耗与（）及（）有关。5、允许单模传输的最小波长称为（）。6、数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越（），光纤与光源之间的耦合效率就越（）。二、选择（一个或多个答案） 1、从横截面上看，光纤基本上由３部分组成（）、（）、（）。A、折射率较高的芯区 B、折射率较低的包层C、折射率较低的涂层　D、外面的涂层E、外面的包层2、单模光纤只能传输一个模式，即（），称为光纤的基模。A、HE００模　B、HE１１模　C、HE１０模　D、HE０１模3、限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是（）和（）。A、光纤色散　B、光纤折射　C、光纤衰减 D、光纤损耗4、脉冲沿光纤的传输演变规律依赖于β２和β３的相对大小，而且它们又依赖于（）、（）的相对偏移程度。A、中心波长λ B、工作波长λ C、零色散波长 λ０ D、零损耗波长λ０三、简答 单模光纤中出现双折射现象的原因是什么？ 什么是光纤的色散？分析多模光纤和单模光纤的色散机理。 四、计算 1、一段30km长的光纤线路，其损耗为0.5dB／km。（1）如果在接收端保持0.3μW的接收光功率，则发送端的功率至少为多少？（2）如果光纤的损耗变为0.25dB／km，则所需的输入光功率又为多少？2、均匀光纤，若n１＝1.5，λ０＝1.3μm，试计算：（1）若Δ＝0.25，为了保证单模传输，其纤芯半径应取多大？ （2）若取a＝5μm，为了保证单模传输，Δ应取多大？参考答案 一、填空　1、模间　模内　材料色散　波导色散2、三　三次谐波　四波混频　非线性折射　自相位调制3、缆芯　　 加强元件　　 护层4、光纤材料　 光纤中的结构缺陷5、截止波长6、强　　高二、选择　　 1、ABD　　 2、B　　 3、AD　　 4、BC三、简答　 1、正交偏振的简并特性，只对具有均匀直径的理想圆柱形纤芯的光纤才能保持。实际光纤的纤芯形状沿光纤长度难免出现变化，光纤也可能受非均匀应力而使圆柱对称性受到破坏。这些因素使光纤正交偏振的简并特性遭到破坏，使光纤呈现双折射现象。2、色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。它包括模式色散、材料色散和波导色散。　多模光纤的色散是模式色散、材料色散和波导色散的总和，在多模光纤中，光以不同模式传播，高阶的模式传输较长的距离也就比低级的模式较晚到达接收器端，也就是说不同的模式有不同的群速度，从而导致脉冲的展宽。而单模光纤的色散只有材料色散和波导色散，材料色散和波导色散总称为色度色散，它是时间延迟随波长变化的结果。 四、计算　1、（1）Pmin＝9.49μW　（2）Pmin＝1.69μW2、（1）a≤0.47μm　（2）Δ≤0.0022一、填空1、LD是一种（）器件，它通过（）发射发光，具有输出功率（）、输出光发散角（）、与单模光纤耦合效率（）、辐射光谱线（）等优点。2、LED的主要特性参数为（）、（）、（）。3、PIN二极管的特点包括（）、（）及（）。4、对光检测器的基本要求是高的（），低的（）和快的（）。5、