光纤通信期末考试试卷与答案解析

"光纤通信试卷题及答案" 光纤通信是一门涉及光信号传输、处理和接收的学科，广泛应用于现代通信网络中。以下是对试卷中涉及的一些核心知识点的详细解释： 1. **色散**：光纤通信中的色散是指光信号在光纤中传播时，不同频率或不同波长的光有不同的传播速度，导致信号失真。色散分为模式色散、材料色散和波导色散，其中题目中提到的单模光纤主要关注材料色散和波导色散，而多模光纤主要受模式色散影响。 2. **激光器阈值电流**：激光器在工作时，需要达到一定的注入电流才能产生激光，这个最小电流称为阈值电流。随着使用时间的增加，激光器的阈值电流通常会逐渐增大，这是激光器老化的一个表现。 3. **薄膜波导中的波型**：薄膜波导中，当入射角变化时，可能产生导波、TE波（横电波）和TM波（横磁波）。TE和TM波是电磁场在波导边界上的约束模式。 4. **平方律型折射指数分布光纤中的模数量**：这个问题没有提供足够的信息来确定答案，但通常光纤中的模数量与光纤的几何尺寸和折射率分布有关。 5. **光接收机中的信号恢复模块**：在光接收机中，升余弦频谱脉冲信号恢复为数字信号（"和"码或"1"码）的过程由均衡器和判决器及时钟恢复电路共同完成。均衡器用于校正信号失真，判决器根据信号幅度判断是"0"还是"1"，时钟恢复电路则从信号中提取同步时钟。 6. **EDFA（掺铒光纤放大器）的应用**：在光纤通信系统中，EDFA通常作为前置放大器使用，以提高光接收机的灵敏度，减少信号在传输过程中的损失。 7. **降低EDFA噪声的器件**：光滤波器可以用来降低放大器噪声，通过过滤掉不需要的频率成分，减少噪声光谱带宽。 8. **PIN和APD的偏置电压**：PIN光电二极管通常处于反向偏置状态，以增加其响应速度和动态范围；而雪崩光电二极管（APD）则需要反向偏置并超过雪崩阈值，以实现雪崩增益，提高探测灵敏度。 9. **提高信息容量的技术**：DWDM（密集波分复用）是一种有效提高光纤信道容量的技术，通过在一根光纤上同时传输多个不同波长的光载波，从而增加信息传输速率。 10. **不能传输HDB的原因**：在光纤数字通信系统中，由于光源一般只能产生正电压对应的正信号光，无法产生负信号，因此无法直接传输HDB（双极性码），因为这种码型需要正负两种信号来表示"0"和"1"。 11. **填空题答案**： - 对于单模光纤，主要是材料色散和波导色散。 - 渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的现象称为群速度色散现象。 - EDFA中的关键器件是掺铒光纤和泵浦源。 - SDH（同步数字体系）的帧结构包括信息净负荷区域、再生段开销、复用段开销等。 这些知识点涵盖了光纤通信的基本原理、光纤的特性、激光器的工作原理、光接收机的设计以及光纤通信系统的优化技术等方面。理解并掌握这些内容对于学习和工作在光纤通信领域的人员至关重要。