【正文】 。（二）、按題要求畫圖或據(jù)圖回答問題（共2小題，共15分）2請畫出EDFA的典型結(jié)構(gòu)。（3）圖中的均衡器目的是對放大器出來的 的電信號進行補償，使輸出信號的波形適合于判決，以消除 ，減小誤碼率。試計算：（1）數(shù)值孔徑NA（3）入射光線的激勵角范圍試問：（1）當(dāng)光波長分別為λ1=，λ2=，λ3=，光纖中能傳輸哪些導(dǎo)波模？（2）從（1）中能看出波長與歸一化頻率、可傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量有何關(guān)系？可傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量與歸一化頻率的近似關(guān)系表達式是？表1 若干HEmn模的截止頻率模式HEmnHE21HE22HE23HE24HE31HE32HE33HE34截止頻率Vc表2 若干EHmn模的截止頻率模式EHmnEH11EH12EH13EH14EH21EH22EH23EH24截止頻率Vc20092010年度教學(xué)質(zhì)量綜合評估測驗試卷《光纖通信》試題注：開課學(xué)院：通信與信息工程學(xué)院。 請考生用黑色或藍色中性筆作答，考試前提前帶好必要物件（含計算器）。1由物理學(xué)可知，光具有 和波動性，對其分析也有兩種：一是幾何光學(xué)分析法，二是 。1弱導(dǎo)波階躍光纖芯子和包層的折射指數(shù)分別為n1=, n2=,則纖芯和包層的相對折射指數(shù)差Δ為 。三、 簡答畫圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡答各題（每小題5分，共3小題，共15分）2光線中的非線性效應(yīng)有哪些？2什么是直接調(diào)制？什么是間接調(diào)制？各有何特點？2簡述自動交換網(wǎng)絡(luò)ASON的優(yōu)點。（2）在摻鉺光纖(EDF)中，鉺離子(Er3+)有三個能級：能級1代表基態(tài)， 能量最低；能級2是 ，處于中間能級；能級3代表 ， 能量最高。四、 綜合解答題（請按各題題意解答，要求寫出必要的解題思想與具體公式，本題共3小題，共20分）2（本小題8分）設(shè)PIN光電二極管的量子效率為80%。則：（1）計算該光纖的V參數(shù)；（2）估算在該光纖內(nèi)傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量；（3）計算該光纖的數(shù)值孔徑；（4）計算該光纖單模工作的波長。 試卷滿分：100分。光放大器可以代替再生中繼器。假設(shè)光檢測器具有理想特性，則其量子效應(yīng)為0，且無熱噪聲，無暗電流。根據(jù)理論分析，只有當(dāng)輸出的光脈沖為嚴格地雙曲正割脈沖，光孤子才能穩(wěn)定地傳輸。1數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)中常用的碼型是5B6B碼和 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）1光接收機的靈敏度： 。2簡述光碼分多址OCDMA的特點。（2）摻鉺光纖的模場直徑為36μm，比常規(guī)光纖小很多，這是為了提高信號光和泵浦光的能量密度，從而提高其 。（5）雙向泵浦對信號的放大特性與信號傳輸方向 。試問：（1）此光纖能否傳輸波長λ=？說明理由。(3)若此激光器的中心波長λ=1310nm，與此相應(yīng)的縱模序數(shù)。 試卷滿分：100分。比特率和帶寬是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)的主要指標(biāo)。PIN光檢測器反向偏壓可以取較小的值，因為其耗盡區(qū)厚度基本上是由I區(qū)的寬度決定的。目前有兩種途徑可以提高傳輸速率：波分復(fù)用WDM和光時分復(fù)用OTDM。1在光纖通信系統(tǒng)中采用外差或零差檢測方式可以顯著提高接收靈敏度和選擇性，這就是 。1光孤子： 。（二）、按題要求畫圖或據(jù)圖回答問題（共2小題，共15分）2試用22耦合器構(gòu)成一個88空分開關(guān)陣列，畫出連接圖和輸入、輸出端口信號間的流向。（4分）（3） 試依上圖畫出光的自發(fā)輻射（發(fā)光二極管）機理過程。20122013年度教學(xué)質(zhì)量綜合評估測驗試卷《光纖通信》試題注：開課學(xué)院：通信與信息工程學(xué)院。 請考生用黑色或藍色中性筆作答，考試前提前帶好必要物件（含計算器）。1光纖的 是引起光纖帶寬變窄的主要原因，而光纖帶寬變窄則會限制光纖的傳輸容量。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）1粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布： 。2簡述形成光纖損耗的主要原因。（8分）均衡濾波器摻鉺光纖 摻鉺光纖 摻鉺光纖（1）如上圖在摻鉺光纖鏈路上放置均衡濾波器的目的是 。2（本小題10分）弱導(dǎo)波階躍型光纖的纖芯折射率為n1＝，相對折射率差Δ＝，纖芯的半徑a＝5μm，工作波長λ＝。(3) 色度色散引起的脈沖展寬Δtch。 命題組：通信工程教研組 所有答案請寫于相應(yīng)答題紙的相應(yīng)位置上，考試結(jié)束后請將試卷與答題紙一并上交。1粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、 是激光器獲得激光的條件，除此之外，產(chǎn)生激光還必須滿足 。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）1消光比： 。2為了獲得EDFA較為平坦的增益特性，增大EDFA的帶寬，常采用的兩種方法是什么？。（3分）（2）外調(diào)制下的光源是在 （選填“直流”或“交流”）狀態(tài)下工作，因而避免了激光器的 效應(yīng)。五、分析題（請按要求寫出必要的解題過程，本題共1題，共12分）2（本小題12分）已知某光纖參數(shù)如下：a=6μm,?=,纖芯折射率為n1=。張延鋒 考試時間：90分鐘?？偡忠欢奈辶甙司攀?002018302012試題如下：一、選擇題（每小題僅有一個選項是符合題意要求的，共10小題，每小題2分，共20分）以下哪種光纖是為了滿足海底光纜長距離通信需求研制的？ A. B. C. D. 多模光纖的芯徑/包層直徑或單模光纖的模場直徑/包層直徑的單位是A．nm B．mm C．μm D．cm外調(diào)制器的半波電壓是指調(diào)制指數(shù)為以下哪個值時的調(diào)制電壓？A．π B．2π C．3π D．4π 當(dāng)V→∞時，光纖中的光能A. 大部分集中在纖芯，小部分在包層 B. 大部分集中在包層，小部分在纖芯C. 都集中在纖芯中，包層中沒有 D. 都集中在包層中，纖芯中沒有光發(fā)射機的消光比，一般要求小于或等于A．5％ 　 B．10％ 　 C．15％ 　 D．20％載流子在漂移的單位距離內(nèi)產(chǎn)生的電子—空穴對是指 轉(zhuǎn)換光路，實現(xiàn)光交換的重要器件是A. 耦合器　　 B. 隔離器 C. 光衰減器　　D. 光開關(guān)日前采用的LD的結(jié)構(gòu)種類屬于 A．FP腔激光器（法布里—珀羅諧振腔）　　B．單異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器C．同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器 　 D．雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器光孤子源主要有A．摻鉺光纖孤子激光器、信道頻率激光器B．摻鉺光纖孤子激光器、窄纖譜半導(dǎo)體激光器C．鎖模半導(dǎo)體激光器、鎖模半導(dǎo)體激光器D．摻鉺光纖孤子激光器、鎖模半導(dǎo)體激光器在SDH幀結(jié)構(gòu)中， 以下哪項是用于傳送網(wǎng)絡(luò)運行、管理和維護的附加字節(jié)？ A. 容器 B. 信息凈負荷 C. 支路單元 D. 段開銷二、填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）1 和量子效率都是描述光電檢測器光電轉(zhuǎn)換能力的一種物理量。1光纖通信的光中繼器主要是補償衰減的光信號和對畸變失真信號進行整形等，它的類型主要有 　 　 和全光型光中繼器。（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）1數(shù)值孔徑： 。2簡述數(shù)字光纖通信系統(tǒng)碼型選擇應(yīng)滿足的主要條件。（8分）（1）上圖為 的構(gòu)成方框圖。（5）泵浦光源使得形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，光功率為10100mW，工作波長為 。 (3) 光纖的纖芯半徑a。（2）光纖線路上的線路碼型是5B6B，光纖的色散系數(shù)為2ps/（）。1插入比特碼是將信碼流中每m比特劃為一組,然后在這一組的末尾一位之后插入一個比特碼輸出。這時的工作物質(zhì)已被激活,成為激活物質(zhì)或增益物質(zhì)；③有能夠完成頻率選擇及反饋作用的光學(xué)諧振腔。A/W這即是說，光電二極管的響應(yīng)度和量子效率與入射光波頻率有關(guān)。 （1分）2（本小題10分）解：衰減的影響La=(PTPR2AcPpMe)/(Af+As+Mc)=(+)/(++)=(km) 色散的影響LD=(ε106)/(BΔλD)=(106)/(2)=由上述計算可以看出,可采取加接轉(zhuǎn)站的方法解決。二、填空題（本題共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理論填空（每空1分，共4小題6小空，共6分）10＜V＜1載流子，閾值電流1自發(fā)輻射，受激輻射1放大器的輸入信噪比/放大器的輸出信噪比（二）、基本運算能力填空（每小題3分，共2小題，共6分）1 1（三）、名詞解釋填空（每小題2分，共3小題，共6分）1把輸入信碼流中每m比特碼分為一組,然后變換為n比特(n＞m)輸出。2在光放大器包括半導(dǎo)體光放大器、光纖放大器（由可分為非線性光纖放大器和摻雜光纖放大器）。與陣列波導(dǎo)輸出端面相連的星型波導(dǎo)的輸入端面充當(dāng)衍射光柵的作用。（二）、按題要求畫圖或據(jù)圖回答問題（共2小題，共15分）2摻鉺光纖光隔離器波分復(fù)用器泵浦源濾波器光隔離器輸入 輸出光信號 光信號 熔接點2（1）直接強度調(diào)制（2）動態(tài)范圍（3）已產(chǎn)生畸變(失真)，碼間干擾（4）判決電路，時鐘提取電路，碼元時鐘，實現(xiàn)收發(fā)同步四、綜合解答題（請按各題題意解答，要求寫出必要的解題思想與具體公式，本題共2小題，每小題10分，共20分）2（本小題10分）2（本小題10分）解：（1）根據(jù)損耗系數(shù)定義得到發(fā)送端的功率至少為（2）如果光纖的損耗變?yōu)?，則所需的輸入光功率為五、分析題（請按要求寫出必要的解題過程，本題共1題，共12分）2（本小題12分）解：（1）我們先求出上述波長對應(yīng)的歸一化頻率V，然后將它們與前述各種模式歸一化截止頻率Vc相比較，凡是滿足VVc條件的模式都可以在光纖中傳輸。故光纖中能傳輸?shù)膶?dǎo)波模有HE31，EH11，HE12，TE01，TM01，HE21和HE11。三、簡答畫圖題（本題共兩部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求簡答各題（每小題5分，共3小題，共15分）2主要有四種：自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制、四波混頻和受激散射。間接調(diào)制一般是基于電光、磁光、聲光效應(yīng)，讓光源輸出的連續(xù)光載波通過光調(diào)制器，電信號通過調(diào)制器實現(xiàn)對光載波的調(diào)制。③簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（二）、按題要求畫圖或據(jù)圖回答問題（共2小題，共15分）2 2（1）摻鉺光纖放大器（2）亞穩(wěn)態(tài)，激發(fā)態(tài)（3）①當(dāng)泵浦(Pump, 抽運)光的光子能量等于能級3和能級1的能量差時，鉺離子吸收泵浦光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)(1→3)。因為響應(yīng)度正比于波長，故在處光電二極管比處靈敏?！? 原因：自脈沖現(xiàn)象是某些激光器在某些注入電流下發(fā)生的一種持續(xù)振蕩實際工作中常遇到這種器件，必須更換。因為：①LED所產(chǎn)生的光不是單波長的光，譜線很寬，約50~100nm；②LED的輸出功率比激光器低的多；③LED的最高調(diào)制效率約為幾百Mb/s。1插入碼1光功率（二）