一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850nm波长上可以支持1000个左右的传播模式。试问： （1）其纤芯直径为多少？

（2）在1310nm波长上可以支持多少个模？ 28、（本小题6分）

用纤芯折射率为n1?1.5，长度未知的弱导光纤传输脉冲重复频率f0?8MHz的光脉冲，经过该光纤后，信号延迟半个脉冲周期，试估算光纤的长度L。

五、 分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共1题，共10分） 29、（本小题10分）

某SI型光纤，光纤的芯径d=2a为100 m，折射率n1=1.458，包层的折射率n2=1.450，在该光纤中传输的光波的波长 =850nm。则： （1）计算该光纤的V参数；

（2）估算在该光纤内传输的模式数量； （3）计算该光纤的数值孔径； （4）计算该光纤单模工作的波长。

2010-2011年度教学质量综合评估测验试卷

《光纤通信》试题

注：1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·张延锋

2、考试时间：90分钟。 试卷满分：100分。 3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答，考试前提前带好必要物件（含计算器）。 4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上，考试结束后请将试卷与答题

纸一并上交。 总分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 100 20 18 30 22 10 试题如下： 一、 判断题（每小题所诉只有对错之分，请判断正误，共10小题，每小题2

分，共20分）

1、自发辐射光是一种相干荧光，即是单一频率、相位和偏振方向相同的光。 2、光放大器可以代替再生中继器。

3、最大接收角 越大，即纤芯与包层的折射率之差越大，光纤捕捉光线的能力越弱，这种能力用数值孔径NA来表示。 4、多模光纤通常用于短距离通信场合。

5、自脉冲现象是某些激光器在某些注入电流下发生的一种持续振荡，实际工作中常遇到这种器件，属正常现象，无需更换。

6、假设光检测器具有理想特性，则其量子效应为0，且无热噪声，无暗电流。 7、光放大器是基于自发辐射或光子吸收原理来实现对微弱入射光进行光放大的，

其机制与激光器类似。

8、LED比LD更适合作为WDM系统的光源。

9、大家每天使用的电话与本地交换局间的连接属于线性总线型网络结构。 10、根据理论分析，只有当输出的光脉冲为严格地双曲正割脉冲，光孤子才能稳定地传输。

二、 填空题（本题共三部分，每部分6分，共18分） （一）、基本概念及基本理论填空（每空1分，共4小题6小空，共6分） 11、衰减和色散是因光纤特性而导致的光纤通信系统的基本问题，其中衰减的主要原因有散射损耗、 和 ；色散主要包括模式色、材料色散和 。 12、我们将光纤内的光线分为两类：子午光线和斜光线。其中斜光线是 。 13、数字光纤传输系统中常用的码型是5B6B码和 。 14、衰减器的功能是对 进行预定量的衰减。 （二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分）

15、已知语音信道的带宽为3.4KHz，则接收机信噪比S/N=30dB是的信道容量

是 。

16、已知某阶跃光纤参数如下： ，纤芯折射率为 ，已知光波长 ，则单模传输时光纤具有的纤芯半径 。 （三）、名词解释填空（每小题2分，共3小题，共6分）

17、光接收机的灵敏度： 。 18、散射损耗： 。 19、光时分复用(OTDM)： 。 三、 简答画图题（本题共两部分，每部分15分，共30分） （一）、按要求简答各题（每小题5分，共3小题，共15分） 20、激光器谐振腔内激光振荡是如何产生的？ 21、简述雪崩光电二极管的雪崩倍增效应。 22、简述光码分多址OCDMA的特点。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，共15分）

23、请对以下模拟、数字电流信号对激光器的调制示意图进行一定的补画，且要求表明阈值电压。（5分）

P（mW） P（mW）

O O

24、阅读下图EDFA的结构，按要求完成各题。（10分）

掺铒光纤

输入 输出 光隔离器 波分复用器 光隔离器 滤波器 光信号 光信号 熔接点 泵浦源 图（a）

掺铒光纤

输入 输出 光隔离器 波分复用器 光隔离器 滤波器 光信号 光信号 图（b）

泵浦源 （1） 是EDFA的核心部件，它以石英光纤作为基质，在纤芯中掺入

固体激光工作物质—— 。

（2）掺铒光纤的模场直径为3--6 ，比常规光纤小很多，这是为了提高信号光

和泵浦光的能量密度，从而提高其 。但由于其芯径的减小其与常规光纤模场不匹配，解决方法有：①在纤芯中掺入 ；②在熔接时进行一定处理减小 （填英文缩写）的不匹配。

（3）实用的EDFA泵浦源都是LD，其泵浦波长有980nm和 nm；两

种，应用较多的是980nm泵浦源，其优点是 。

（4）其泵浦方式按泵浦所在位置分为三种：①如图（a）为 ；②

如图（b）为 ；③双向泵浦。 （5）双向泵浦对信号的放大特性与信号传输方向 。（填“有关”或“无关”）

四、 综合解答题（请按各题题意解答，要求写出必要的解题思想与具体公式，

本题共3小题，共22分） 25、（本小题8分）

一光纤通信系统的光纤损耗为0.35 dB/km，光发射机的平均发送光功率为-1 dBm，全程光纤平均接头损耗为0.05 dB/km。设计要求系统富裕度为6 dB，无中继传输距离为70 km。求：

（1）满足上述要求，光接收机灵敏度至少应取多少？

（2）若要求系统允许的最大接收功率为－10 dBm，则光接收机的动态范围至少应取多少？

26、（本小题6分）

某光纤通信系统，其发送光功率为-4dBm，光接收机灵敏度为-40dBm，设备富余度为6 dB，光缆富余度为0.1dB/km，光纤接头损耗为0.2dB/km，且不考虑色散的影响，求当无光缆配线架时，如果希望最长中继距离为60 km，此时的光缆的衰减系数为多大？ 27、（本小题8分）

已知某光纤参数如下： , ,纤芯折射率为 。 试问：

（1）此光纤能否传输波长 的 和 模？说明理由。 （2）如要使 和 模能够传输，光波长应做怎样的调整？

五、 分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共1题，共10分） 28、（本小题10分）

有一GaAlAs半导体激光器，其谐振腔长为300?m，材料折射率n=3.0，两端的解理面的反射率为0.35。则： (1)求因非全反射导致的等效损耗系数。

(2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。

(3)若此激光器的中心波长λ=1310nm，与此相应的纵模序数。