（2）外调制下的光源是在 （选填“直流”或“交流”）状态下工作，
因而避免了激光器的 效应。（2分）
（3）光纤通信系统对调制的要求是：①高的调制效率和 ；②低的
驱动电压；③低的 ；④ 。
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2小题，每小题10分，共20分） 26、（本小题10分）
一阶跃折射率光纤，已知纤芯和包层的折射率分别是： , ,求：
（1） 其临界入射角 ； （2）其临界传播角 ； （3）其数值孔径NA； （4）其最大接收角 ；
（5）是否能得知相对折射率差 的大小？相对折射率差 和光纤与光源之间的耦
合效率有何关系？实际光纤对 有什么要求？ 27、（本小题10分）
设PIN光电二极管的量子效率为75％，渡越时间为10ps。 （1）计算该检测器的3dB带宽；
（2）计算在1.3um和1.55um波长时的响应度，并说明为什么在1.55um处光电二极管比较灵敏。
五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共1题，共12分） 28、（本小题12分）
已知某光纤参数如下： , ,纤芯折射率为 。若干 模的截止频率和若干 模的截止频率如表1和表2。
表1 若干 模的截止频率
模式 截止频率 模式 截止频率 2.045 5.520 8.654 11.792 3.832 7.016 10.173 13.32 表2 若干 模的截止频率
3.382 7.016 10.173 13.324 5.136 8.417 11.620 14.79 试问：
（1） 当光波长分别为 ， ， 时，光纤中能
传输哪些导波模？
（2） 从（1）中能看出波长与归一化频率、可传输的模式数量有何关系？可传
输的模式数量与归一化频率的近似关系表达式是？
（3） 归一化频率的值一般还决定了包层传输的功率占总功率的比例，对于上例
光波长为 而言，若假设总功率为1000dBm，则包层传输的功
率 包层为多少？
2014-2015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 20 12 试题如下： 一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的，共10小题，每小题2分，共20分）
1、以下哪种光纤是为了满足海底光缆长距离通信需求研制的？
A. G.651光纤 B. G.652光纤 C. G.653光纤 D. G.654光纤 2、多模光纤的芯径/包层直径或单模光纤的模场直径/包层直径的单位是 A．nm B．mm C．μm D．cm
3、外调制器的半波电压是指调制指数为以下哪个值时的调制电压？ A． B．2 C．3 D．4 4、当V→∞时，光纤中的光能
A. 大部分集中在纤芯，小部分在包层 B. 大部分集中在包层，小部分在纤芯 C. 都集中在纤芯中，包层中没有 D. 都集中在包层中，纤芯中没有 5、光发射机的消光比，一般要求小于或等于
A．5％ B．10％ C．15％ D．20％ 6、载流子在漂移的单位距离内产生的电子—空穴对是指
A.电离率 B.响应度 C.响应光谱 D.暗电流 7、转换光路，实现光交换的重要器件是
A. 耦合器 B. 隔离器 C. 光衰减器 D. 光开关 8、日前采用的LD的结构种类属于
A．F-P腔激光器（法布里—珀罗谐振腔） B．单异质结半导体激光器 C．同质结半导体激光器 D．双异质结半导体激光器 9、光孤子源主要有
A．掺铒光纤孤子激光器、信道频率激光器 B．掺铒光纤孤子激光器、窄纤谱半导体激光器 C．锁模半导体激光器、锁模半导体激光器 D．掺铒光纤孤子激光器、锁模半导体激光器 10、在SDH帧结构中， 以下哪项是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节？ A. 容器 B. 信息净负荷 C. 支路单元 D. 段开销 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、 和量子效率都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。
12、数字光接收机最主要的性能指标是灵敏度和 。
13、数字光纤传输系统的两种传输体制为准同步数字系列（PDH）和 。PDH有两种基础速率，一种是以1.544Mb/s为第一级基础速率；另一种是以 其 第一级基础速率。 14、光纤通信的光中继器主要是补偿衰减的光信号和对畸变失真信号进行整形等，
它的类型主要有 和全光型光中继器。 15、线路编码之所以必要，主要是因为电端机输出的数字信号是适合电缆传输的
双极性码，而光源不能发射负脉冲，所以要变换为适合于光纤传输的 。 （二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分） 16、He-Ne激光器的中心频率?0?4.74?1014 Hz，自发辐射谱线宽度为
???6?108 Hz，若想获得单模输出，腔长最长不能超过 。
17、有10km长NA?0.30的多模阶跃折射光纤，如果其纤芯折射率为1.45，则光
纤带宽B< 。 （三）、名词解释填空（每小题2分，共3小题，共6分） 18、数值孔径： 。 19、光波模式： 。 21、 网络自愈： 。 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） 21、简述光纤模拟通信系统中的预失真补偿原理。
22、简述数字光纤通信系统码型选择应满足的主要条件。 23、简述线性偏振模LPmn的m、n的物理意义。 （二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，共15分） 24、请画出数字光接收机的方框图。（7分） 25、阅读下图，按要求完成各题。（8分）
（1）上图为 的构成方框图。
（2）上图中的 作用是防止反射光影响光放大器的工作稳定性。 （3）其中光耦合器（在上图中是）的作用是把信号光和泵浦光混合起来。 （4）其中的掺珥光纤：长约10-100m， Er3+浓度约为 。
（5）泵浦光源使得形成粒子数反转分布，光功率为10-100mW，工作波长
为 。
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2小题，每小题10分，共20分） 26、（本小题10分）
已知阶跃型光纤的n1=1.5，△=0.5％，工作波长 =1.31 m光纤中的导模数
量M=2。求：
(1) 光纤的数值孔径NA。 (2) 全反射临界角 。 (3) 光纤的纤芯半径a。 27、（本小题10分）
一个GaAsPIN光电二极管平均每三个入射光子产生一个电子空穴对。假设所以的电子都被收集，那么 （1）计算该器件的量子效率；
（2）在0.8?m波段接收功率是10?7W，计算平均是输出光电流；
（3）计算波长，当这个光电二极管超过此波长时将停止工作，即长波长截止点?c。
五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共1题，共12分） 28、（本小题12分）
一直有一个565Mb/s单模光纤传输系统，其系统总体要求如下：
（1）光纤通信系统的光纤损耗为0.1dB/km，有5个接头，平均每个接头损耗为0.2dB，光源的入纤功率为-3dBm，接收机灵敏度为-56dBm（BER=10-19）。 （2）光纤线路上的线路码型是5B6B，光纤的色散系数为2ps/（km.nm），光源光谱宽度为1.8nm。
求：最大中继距离是多少？
注：设计中选取色散（功率）代价为1dB，光连接器损耗为1dB（发送和接收端各一个），光纤富于度为0.1dB/km，设备富于度为5.5dB。