全國2007年10月高等教育自學考試
光纖通信原理試題
課程代碼：02338
一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)
在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題後的括號內。錯選、多選或未選均無分。
1.通常，根據傳播方向上有無電場分量或磁場分量，可將光(電磁波)的傳播形態分成( )
A.TEM波，TE波，EH波
B.TEM波，TE波，HE波
C.TEM波，TE波，TM波
D.TE波，TM波，EH波
2.薄膜波導中形成導波的條件是( )
A.90°>θ1>θc13
B.90°>θ1>θc12
C.90°
D.θc13
3.在階躍型(弱導波)光纖中，導波的基模為( )
A.LP00
B.LP01
C.LP11
D.LP10
4.光信號在光纖中沿軸向傳播一段距離所需的時間稱為( )
A.時延
B.時延差
C.脈衝延遲
D.脈衝展寬
5.處於高能級E2上的電子，當受到外來光子的激發而躍遷到低能級E1上，同時放出一個能量為hf=E2-E1的光子，這個躍遷過程稱為( )
A.自發輻射
B.受激吸收
C.受激輻射
D.光電效應
6.摻鉺光纖放大器的工作波長所處範圍是( )
A.0.85 μm～0.87 μm
B.1.31 μm～1.35 μm
C.1.45 μm～1.55 μm
D.1.53 μm～1.56 μm
7.傳送1幀STM-16信號的時間為( )
A.125 μs
B.62.5 μs
C.31.25 μs
D.25 μs
8.STM-1的幀結構中，AU指針區域的位置是在( )
A.第4列，1～3行
B.第4列，1～9行
C.1～3列，第4行
D.1～9列，第4行
9.二次群PCM端機輸出埠的接口碼速率和碼型分別為( )
A.2.048 Mb/s，HDB3
B.8.448 Mb/s，HDB3
C.2.048 Mb/s，CMI
D.8.448 Mb/s，CMI
10.不屬於影響接收靈敏度的因素是( )
A.光發送消光比
B.光電檢測器的響應度
C.平均發送光功率
D.光接收噪聲
二、填空題(本大題共20小題，每小題1分，共20分)
請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。
11.目前光纖通信中所使用的光波的波長範圍是________。
12.光纖通信就是利用光波作為________和光纖作為傳輸媒質的一種通信方式。
13.在薄膜波導中，導波的截止條件為________。
14.在薄膜波導中，可能產生的三種波型是導波、襯底輻射模和________。
15.在光纖中，子午光線是指________的光線。
16.按照射線理論，階躍型光纖是根據光線在纖芯與包層分界面上的________原理，將光線集中在纖芯中沿軸向傳輸的。
17.階躍型光纖中，導波徑向歸一化相位常數U=________。
18.在熱平衡條件下，一個電子佔據一個能量為E的能級的概率f(E)=________。
19.半導體發光二級管(LED)與雷射器(LD)在結構上的根本區別是前者________。
20.作為一個被調製的光源，希望在「0」碼時沒有光功率輸出，否則它將使光纖通信系統產生________，從而使接收機靈敏度降低。
21.光纖通信系統的輸入抖動容限是指系統允許________產生抖動的範圍。
22.mB1C碼是將信號碼流每m個比特分為一組，然後在末位之後插入一個________碼。
23.EDFA常用的泵浦波長有0.98 μm和________兩種。
24.在數字光纖通信系統中，由於光纖色散會使傳輸波形產生失真，引起________，從而使接收靈敏度降低。
25.EDFA噪聲係數的定義為F=________。
26.在SDH幀結構中，段開銷又分為________和復用段開銷兩種。
27.在PIN光電二極體中，半導體P-N結上外加負偏壓產生的電場方向與________方向一致，
這有利於耗盡層的加寬。
28.虛容器是一種SDH中最重要的信息結構，它由________和通道開銷來組成。
29.光接收機噪聲的主要來源有光電檢測器引入的噪聲和________兩類。
30.同步復接是指各支路信號在________的控制下進行復接。
三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題3分，共15分)
31.光發射機的消光比
32.單模光纖
33.直接強度調製
34.接收機的動態範圍
35.抖動
四、畫圖題(本大題共2小題，36小題7分，37小題8分，共15分)
36.畫出用數字電信號對LD直接強度調製的原理圖。
37.畫出光接收機中單個脈衝在均衡器前後的波形比較圖。
五、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)
38.何謂弱導波光纖?它對光纖的數值孔徑和模式色散分別會產生什麼影響?
39.半導體雷射器產生雷射的機理是什麼?
40.光接收機電路中，自動增益控制的主要作用是什麼?
41.簡述光隔離器的主要作用和要求。
六、計算題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)
42.已知階躍型光纖中傳輸的總導模數M=18，纖芯折射率n1=1.50，包層折射率n2=1.48，工作波長λ=0.85 μm。
試求：(1)纖芯與包層分界面上的臨界角;
(2)光纖的纖芯半徑a。
43.一光纖通信系統採用的光纖的損耗為0.33 dB/km，光發射機的平均發送光功率為0.8 mW，全程光纖接頭損耗為4 dB。設計要求系統富裕度為6 dB，無中繼傳輸距離為100 km。現若選擇接收機的靈敏度為0.2 μW，試核算該接收機能否滿足系統設計要求。