全国2010年1月高等教育自学考试光纤通信原理试题

全国2010年1月高等教育自学考试光纤通信原理试题
课程代码:02338

一、单项选择题(本大题共10小题,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.处于高能级E₂上的电子,当受到外来光子的激发而跃迁到低能级E₁时,同时放出一个能量为hf=E₂-E₁的光子,这个跃迁过程为( )
A.自发辐射
B.受激吸收
C.受激辐射
D.电光效应

2.影响光接收机灵敏度的一个主要因素是( )
A.光纤色散
B.光电检测器噪声
C.光纤衰减
D.光缆线路长度

3.对于8448kb/s码速率的数字信号,UI的抖动对应的时间为( )
A.118ns
B.118μs
C.488ns
D.488μs

4.STM-4信号每秒可传的帧数是( )
A.1000
B.2000
C.8000
D.16000

5.EDFA中将光信号和泵浦光混合起来送入掺铒光纤中的器件是( )
A.光滤波器
B.光耦合器
C.光环形器
D.光隔离器

6.由EDFA功率增益与泵浦功率之间的关系曲线,可以看出输入泵浦功率和输出放大器增益变化关系为( )
A.先逐步增大,后不变
B.先不变,后逐步增大
C.一直不变
D.先不变,后逐渐降低

7.在薄膜波导中,形成导波的条件是( )
A.90°＞θ₁＞θ_c12
B.θ_c13＜θ₁＜θ_c12
C.θ=0°
D.θ₁＜θ_c13＜θ_c12

8.薄膜波导中导波的轴向相位常数k1z等于( )
A.k₀sin θ₁
B.k₀n₁cos θ₁
C.k₀cos θ₁
D.k₀n₁sin θ₁

9.目前,大多数通信用光纤的纤芯和包层的组成材料是( )
A.多组分玻璃
B.石英
C.石英和塑料
D.塑料

10.表示光纤色散程度的物理量是( )
A.时延
B.相位
C.时延差
D.群速度

二、填空题(本大题共15小题,每小题1分,共15分)
请在每小题的空格中填上正确答案.错填、不填均无分.
11.激光器主要由能够产生激光的工作物质、泵浦源和_________等三部分构成.
12.光发射机的消光比过大,会使接收机的_________特性变坏.
13.在PIN光电二极管中,P型材料和N型材料之间加的一层轻掺杂N型材料,称为_________层.
14.光接收机中,由APD引入的噪声主要有量子噪声、暗电流噪声和_________等三种.
15.光纤通信系统中的监控信号除了可借助光缆中的金属导线传输外,还可利用_________来传输.
16.在准同步数字体系中,我国和欧洲采用的基础速率为_________.
17.在SDH的帧结构中段开销又可分为再生段开销和_________两种.
18.按照泵浦方式的不同,EDFA可分为_________、反向泵浦结构和双向泵浦结构等三种形式.
19.EDFA功率增益的定义式为_________.
20.目前光纤通信系统中,长波长低损耗的工作窗口是_________和1.55μm.
21.在光（电磁波）的传播形态中,TEM波是_________波的英文缩写.
22.在薄膜波导中,可能产生的三种类型的波是导波、衬底辐射模和_________.
23.薄膜波导中导波的基模是_________模.
24.所谓弱导波光纤是指纤芯折射指数_________包层折射指数的光纤.
25.常用通信光缆的缆芯结构有层绞式、单位式、_________和骨架式等几种.

三、名词解释题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
26.APD的雪崩倍增因子
27.误码率
28.网络自愈
29.波导色散
30.光源的直接强度调制

四、画图题(本大题共2小题,每小题10分,共20分)
31.画出光发射机输入盘的原理方框图.
32.画出最简单的光中继器原理方框图.

五、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
33.简述光隔离器的主要作用和要求.
34.何谓渐变型光纤的最佳折射指数分布?最佳折射指数分布形式又是什么?
35.光纤通信系统对光发射机有哪些要求?
36.什么是APD的雪崩倍增效应?

六、计算题(本大题共2小题,每小题10分,共20分)
37.阶跃型光纤纤芯和包层的折射指数分别为n₁=1.51,n₂=1.49,纤芯半径a=4μm,工作波长λ=1.31μm.
试计算:（1）相对折射指数差△；
（2）光纤的数值孔径NA；
（3）光纤中传播的模式数量.
38.已知一光纤通信系统发射机的平均发送光功率为0.5mW,接收机灵敏度为-38dBm,光纤损耗为0.34dB/km,全程光纤平均接头损耗为0.05dB/km,设计要求系统富裕度为6dB.试核算该系统的无中继传输距离是否满足100km的要求.