專業(yè)班級通信專業(yè)班級通信0301-0304題號——二三四五六七八九十十總分題分820888888888100課程名稱光纖通信備注：學生不得在試題紙上答題（含填空題、選擇題等客觀題―、（8分）什么是光纖色散，如何衡量色散？二、 （20分）畫出光發(fā)射機的原理框圖，并簡述各部分功能。三、 （8分）解釋光接收機的靈敏度和動態(tài)范圍。四、 （8分）畫出摻餌光纖放大器的同向泵浦結(jié)構(gòu)圖。五、 （8分）解釋誤碼率、劣化分、嚴重誤碼秒、誤碼秒。六、 （8分）畫出光波分復用器光傳輸原理圖，并解釋復用過程。七、 （8分）解釋絕對穩(wěn)頻和相對穩(wěn)頻。八、 （8分）畫出相干光通信系統(tǒng)原理框圖，并說明其與強度調(diào)制-直接檢測系統(tǒng)相比的區(qū)別。九、 （8分）非線性效應在光通信系統(tǒng)中帶來的利弊。十、（8分）什么是光孤子，它在光纖通信中的作用。十一、（8分）畫出插入法衰減測試方框圖，并說明測量步驟。武漢理工大學教務處試題標準答案及評分標準用紙課程名稱光纖通信（A卷）信號在光纖中是由不同的頻率成分和不同模式成分攜帶的，這些不同的頻率成分和模式成分有不同的傳播速度，從而引起色散。也可以從波形在時間上展寬的角度去理解，即光脈沖在通過光纖傳播期間，其波形在時間上發(fā)生了展寬，這種現(xiàn)象就稱為色散。（6分）色散的程度是用時延差表示，時延差越大，色散就越嚴重。（2分）圖中各部分1分）?來自盍機溫制t動控白【度I均―??來自盍機溫制t動控白【度I均―?解碼 >擾 ?編放HDEs碼碼鐘

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□H告警輸出1）均衡放大 補償碼流經(jīng)過電纜的傳輸產(chǎn)的生衰減電平、均衡畸變的波形（1分）2）解碼 完成雙極性碼變?yōu)閱螛O性碼（1分）3）時鐘 取出PCM中的時鐘信號供給解碼、擾碼，編碼電路用。（1分）4）擾碼 有規(guī)律的“破壞”長“0”長“1”碼流。（1分）5）編碼 便于不間斷進行誤碼檢測，克服直流分量的波動。（1分）6）調(diào)制（驅(qū)動）讓光源發(fā)出的光強跟隨經(jīng)過編碼后的信碼流變化，形成相應的光脈沖送入光導纖維。1分）7） 自動功率控制使輸出光功率維持穩(wěn)定。（1分）8） 自動溫度控制防止由于半導體光源受環(huán)境溫度的變化使輸出光功率出現(xiàn)變化。（1分）三、光接收機靈敏度是描述接收機被調(diào)整到最佳狀態(tài)時，在滿足給定的誤碼率指標下，光接收機接受

微弱信號的能力。用三種物理量來體現(xiàn)1）最低接受平均光功率（1分）2）每個光脈沖最低接收光子的能量（1分）3）每個光脈沖最低接收平均光子數(shù)（1分）光接收機的動態(tài)范圍D,是在保證系統(tǒng)的誤碼率指標要求下，接收機的最低輸入光功率（用dBm來描述）和最大允許輸入光功率（用dBm來描述）之差（dB）即D=10Lg（Pmax/10-3）—lOLg（Pmin/10-3）=10Lg（Pmax/Pmin）因為當環(huán)境溫度變化時，光纖的損耗將產(chǎn)生變化，所以要求光接收機有一個動態(tài)范圍。（5分）四、（8分）五、誤碼率四、（8分）五、誤碼率BER定義為BER錯誤接收的碼元數(shù)

傳輸?shù)拇a元總數(shù)（2分）劣化分是以每分鐘誤碼這種數(shù)量級來描述誤碼性能；（2分）嚴重誤碼秒衡量誤碼出現(xiàn)的頻繁程度；（2分）誤碼秒是數(shù)據(jù)通信中有誤碼發(fā)生的秒。（2分）六、（圖2分）端口）端口）?hnPn（n#端口）光波分復用器是對光波波長進行分離與合成的光器件。它既可以作為光復用器，也可以作為光解復用器。其原理如圖所示，其中的一個端口作為器件的輸出/輸入端，而N個端口作為器件的輸入/輸出端。（2分）作為對光波波長起合成作用（復用）的器件時，從N個發(fā)送端口各自注入不同波長的光信號，將其組合起來并耦合進同一根光纖傳輸，最終在一個端口將獲得按一定光波波長順序分開的光波信號。（4分）七、絕對穩(wěn)頻是指以某些原子、分子的吸收或輻射作為頻率基準的自動頻率控制方法，它是用吸收譜線的微分曲線作為鑒頻使用，當激光器的輸出頻率因某種原因而發(fā)生偏移時，則可從吸收譜線的微分曲線上反映出來，隨后啟動自動頻率控制裝置，促使頻率返回到原規(guī)定值，通常所能達到的頻率穩(wěn)定度為10-10，可將半導體激光器的頻偏控制在幾個兆赫以內(nèi)。（4分）相對穩(wěn)頻是指使用法布里-珀羅標準具作為頻率基準的自動頻率控制方法，由于達布里-珀羅標準具在很寬的波長范圍內(nèi)具有頻率鑒別能力，這樣一旦頻率產(chǎn)生偏移，則比較器便給出一誤差信號，同時驅(qū)動自動頻率控制裝置，通?？色@得10的頻率穩(wěn)定度，半導體激光器的頻偏可控制在幾百兆以內(nèi)。（4分）八、（圖中各部分0.5分）與強度調(diào)制-直接檢測系統(tǒng)相比，其主要差別在于光接收機中增加了外差接收所需要的本級振蕩器（簡稱本振）和光混頻器。（4分）九、當入纖光功率比較大時，光與光纖介質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的非線性高階極化，會導致受激喇曼散射（SRS）、受激布里淵散射（SBS），四波混頻（FWM）及光克爾（Kerr）效應，這就是所謂光纖非性效應。（2分）當光纖處于非線性工和狀態(tài)時，會造成信道串音、ASE的迅速增加，從而影響系統(tǒng)性能。（3分）同時利用這些非線性效應，可以獲得參量放大，自相位調(diào)制和交叉相位調(diào)制等效果。（3分）十、在光纖的反常色散區(qū)，由于光纖色散的與非線性效應的相互作用，從而形成一種獨特的非線性現(xiàn)象，這種現(xiàn)象就是光孤子，這是一種可長距離地、無畸變傳輸?shù)碾姶挪ǎ词箖刹ㄏ嗷ヅ鲎?，也能保持彼此相對獨立、互不影響。?分）在單模光纖的正色散區(qū)，這種非線性效應使光纖中傳輸?shù)墓饷}沖前沿群速變大，光脈沖的后沿群速變小，其結(jié)果就將使脈沖縮窄。以上是在單模光纖的正色散區(qū)，由于光纖的非線性作用使光纖中傳輸?shù)墓饷}沖攣窄。另一方面單模光纖本的色散效應，將使在光纖中傳輸?shù)墓饷}沖波形展寬。（3分）這樣，如果光脈沖波的幅度、形狀合適，則就有可能實現(xiàn)在光纖中傳輸?shù)墓饷}沖壓縮和展寬的作用相平衡，在傳輸?shù)倪^程中不產(chǎn)生畸變，而且傳輸速度不變，并保持一個二個孤立的脈沖波形，形成人們所說的孤子波，從而實現(xiàn)光波信號在光纖中的大容量、超長距離的傳輸。（2分）一、（圖4分）

先將1,2兩點用一