Môn thi: hệ thống thông tin sợi quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG MÔN THI: HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG LỚP CAO HỌC KHOÁ 1 (2004-2007) ĐỀ THI SỐ 1 Thời gian làm bài: 50 phút Hãy đánh dấu chéo (x) vào trước phương án trả lời a hoặc b hoặc c hoặc d mà anh chị cho là đúng nhất. (mỗi câu chỉ chọn một phương án) Câu 1: Đặc điểm của hệ thống thông tin sợi quang so với hệ thống thông tin vi ba số và vệ tinh: Băng thông rộng nhất và khoảng cách truyền dẫn xa nhất Dung lượng lớn nhất và chất lượng truyền dẫn tín hiệu cao nhất Tính bảo mật cao nhất và thích hợp với thông tin quảng bá Cả ba câu trả lời a, b, c đều đúng Câu 2: Các loại sợi quang tiêu biểu có các đặc điểm sau: Tổn hao do ion hydroxyl (OH) hấp thụ là một trong các tổn hao chủ yếu Sợi quang đa mode có dung lượng lớn hơn sợi đơn mode vì nó có nhiều mode truyền ánh sáng hơn Trong sợi đơn mode, tán sắc mode lớn hơn nhiều so với loại tán sắc khác của nó Câu a, b,c đều đúng. Câu 3: Hai đặc điểm của sợi quang được quan tâm nhất khi thiết kế hệ thống là: Giá thành và tính bảo mật Độ rộng băng tần và trọng lượng Tán sắc và tổn hao công suất quang Độ rộng băng tần và tổn hao trên sợi quang Câu 4: Cửa sổ quang 1550nm là vùng bước sóng ánh sáng có tính chất sau đây: Tán sắc bé nhất Suy hao bé nhất Tán sắc và suy hao bé nhất Tất cả các câu trả lời a, b, c đều đúng Câu 5: Suy haovà tán sắc trong sợi quang ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn tín hiệu như sau: Suy hao làm giảm tốc độ bít truyền dẫn Tán sắc làm giảm nghiêm trọng khoảng cách giữa hai trạm trung gian Tán sắc làm tăng tỉ lệ lỗi bit (BER) Suy hao làm giảm băng thông của tín hiệu truyền Câu 6: Laser, Led phát mặt, Led phát cạnh có các đặc tính như sau: Laser có công suất phát lớn nhất và phát ra ánh sáng không kết hợp Led phát cạnh và Laser đều tạo ánh sáng dựa vào nguyên lý phát xạ kích thích Laser có độ rộng đường phổ hẹp và nhạy với nhiệt độ nhiều hơn so với Led phát mặt, Led phát cạnh Led phát mặt có công suất phát tương đương Laser nhưng giá thành cao hơn. Câu 7: Laser cổ điển và Laser hồi tiếp phân bố (DFB) có những tính chất như sau: Laser DFB có nhiều mode dọc hơn so với Laser cổ điển Laser DFB hoạt động với tốc độ bít lớn hơn so với Laser cổ điển Cả hai đều có cấu trúc phản xạ Bragg d. Cả ba câu trả lời a, b, c đều sai Câu 8: Photodiode PIN và Photodiode APD có các đặc tính như sau: Photodiode PIN hoạt động dựa trên nguyên lý hiệu ứng quang điện còn APD dựa trên hiệu ứng cảm nhiệt và cơ chế khuếch đại dòng điện. Cả hai photodiode PIN và APD đều được phân cực nghịch để tạo ra vùng nghèo. Photodiode PIN có điện áp cung cấp thấp hơn so với Photodiode APD nhưng bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi điện áp cung cấp nhiều hơn Cả hai câu b và c đều đúng Câu 9: Các thông số nào cần phải biết khi thiết kế hệ thống thông tin sợi quang: Khoảng cách truyền dẫn và suy hao trên sợi quang Tốc độ bít và tỉ lệ lỗi bít (BER) Tỉ số tín hiệu trên nhiễu và độ nhạy của máy thu Tất cả các thông số trên Câu 10: Độ nhạy của máy thu có các đặc điểm như sau: Là công suất tối ưu đến máy thu sao cho nó đạt được giá trị BER cho trước. Độ nhạy của một máy thu khác nhau tương ứng với tốc độ bít truyền khác nhau Độ nhạy của một máy thu thay đổi tỉ lệ thuận với BER yêu cầu Các câu trả lời a, b đều đúng Câu 11: Khẩu độ số NA có các đặc điểm như sau: NA liên quan đến hiệu suất ghép nối giữa sợi quang và máy thu NA càng lớn thì góc nhận ánh sáng càng lớn NA tỉ lệ nghịch với chiết suất n1 của lõi sợi Tất cả các câu trả lời a, b, c đều đúng Câu 12: Các loại sợi quang tiêu biểu có các đặc điểm sau: Sợi quang đa mode chiết suất phân bậc (MM-SI) có độ giãn nở xung nhỏ hơn sợi quang đa mode chiết suất thay đổi đều (MM-GI) Cả hai loại sợi MM-SI và MM-GI đều có chiết suất lõi nhỏ hơn chiết suất võ sợi. Sợi quang đơn mode SM cho khoảng cách truyền dẫn xa nhất so với 2 loại sợi đa mode nếu cùng công suất máy phát và cùng một bước sóng làm việc Cả 3 câu a, b, c đều đúng. Câu 13: Truyền dẫn quang trong sợi quang có đặc điểm như sau: Dựa vào hiện tượng phản xạ toàn phần với góc của tia tới lớn hơn góc tới hạn. Ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất thấp đến môi trường có chiết suất cao hơn Góc nhận ánh sáng đến sợi quang phải lớn hơn góc nhận trong đó sin =NA Các câu a, c đều đúng Câu 14: Trong tính toán thiết kế tuyến, công suất dự phòng có ý nghĩa như sau: Dự phòng cho sự gia tăng tổn hao không tính toán hết được Dự phòng cho sự già cỗi của các thành phần chủ yếu cấu tạo nên tuyến Khả năng dự phòng tuỳ thuộc vào công suất của nguồn phát Các câu a, b, c đều đúng Câu 15: Cấu trúc dị thể là cấu trúc được tạo bởi: Hai vật liệu có vùng cấm (Bandgap) bằng nhau Hai vật liệu có vùng cấm khác nhau Hai vật liệu có vùng cấm gián tiếp (Indirect Bandgap) Hai vật liệu có vùng cấm trực tiếp (Direct Bandgap) Câu 16: Các vùng bước sóng được sử dụng trong thông tin sợi quang lần lượt theo thời gian là: 800nm, 1550nm, 1300nm 1300nm, 1550nm, 800nm 1330nm, 800nm, 1550nm 800nm, 1300nm, 1550nm Câu 17: Sợi quang sử dụng ánh sáng trong vùng bước sóng 1330nm đặc điểm như sau: Tán sắc bé nhất Suy hao bé nhất Tán sắc và suy hao bé nhất Các câu a,b,c đều đúng Câu 18: Cấu trúc dị thể kép có đặc điểm: Có khả năng giam các hạt mang (điện tử và lỗ trống) Được sử dụng trong Laser nhưng không được sử dụng trong LED Là cơ sở để tạo ra điều kiện phát xạ kích thích Các câu a,b,c đều đúng Câu 19: Lớp hoạt tính (lớp tích cực) n trong Laser có đặc điểm sau: Có chiết suất nhỏ hơn lớp N và lớp P Có chiết suất lớn hơn lớp N và lớp P Có chiết suất lớn hơn lớp N và nhỏ hơn lớp P Có chiết suất nhỏ hơn lớp N và lớn hơn lớp P Câu 20: LED phát xạ mặt và phát xạ cạnh có các đặc điểm: Cả hai đều phát ra ánh sáng không kết hợp Độ rộng phổ của LED phát xạ mặt nhỏ hơn so với phát xạ cạnh Cả hai đều có kết cấu gương phản xạ Các câu a,b đều đúng Câu 21: Laser DBR và Laser DFB có những tính chất như sau: Laser DFB được sử dụng trong hệ thống WDM phổ biến hơn Laser DBR Laser DFB đặt phản xạ Bragg bên ngoài vùng tích cực. Cả hai đều có cấu trúc phản xạ Bragg Cả ba câu trả lời a, b, c đều đúng Câu 22: Phương pháp điều chế ngoài và điều chế trực tiếp Laser diode có các đặc điểm: Cả hai đều tạo ra hiệu ứng Chirp Điều chế ngoài có thể được dùng trong các phương pháp điều chế ASK và FSK Điều chế trực tiếp không thể áp dụng trong phương pháp điều chế PSK Cả ba câu trả lời a, b, c đều sai Câu 23: Từ “Coherence” trong thông tin sợi quang Coherence có nghĩa sau đây: Kết hợp về mặt thời gian Kết hợp về mặt không gian Kết hợp về mặt không gian và thời gian Cả ba câu trả lời a, b, c đều sai Câu 24: Hai hệ thống thông tin sợi quang IM-DD và Coherence có đặc điểm: Hệ thống Coherence có khoảng cách truyền dẫn dài hơn IM-DD nếu chúng có cùng công suất phát Hệ thống IM-DD chỉ sử dụng các phương pháp điều chế ASK và FSK. Hệ thống Coherence ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hơn so với IM-DD Cả ba câu trả lời a, b, c đều đúng Câu 25: Hệ thống Coherence có các đặc điểm: Chỉ sử dụng phương pháp điều chế ngoài Độ nhạy thu cao làm tăng khoảng cách thông tin Tách sóng đồng bộ làm tăng BER so với tách sóng không đồng bộ. Các câu trả lời a, b đều đúng Câu 26: Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng có các đặc điểm: Tăng được khoảng cách truyền dẫn Giảm được tán sắc so với hệ thống truyền dẫn đơn kênh khi cả hai có cùng dung lượng truyền dẫn Thuận lợi cho việc sử dụng các trạm lặp (Repeater) trên đường truyền Các câu trả lời a, b đều đúng Câu 27: Hệ thống thông tin sợi quang WDM với các EDFA mắc chuỗi có các đặc điểm: Tạo ra nhiễu FWM và nhiễu tán xạ Raleigh kép Nhiễu ASE sẽ đư ợc tích luỹ ở cuối đường truyền Các kênh phân bố càng đều nhau thì nhiễu FWM càng giảm. Cả ba câu trả lời a, b, c đều đúng Câu 28: Bộ khuếch đại EDFA và khuếch đại Laser bán dẫn (SLA) có đặc điểm: Đều sử dụng nguyên tắc phát xạ tự phát của các hạt mang khi nhảy từ mức năng lượng cao xuống mức năng lượng thấp SLA dễ ghép với sợi quang so với EDFA Dùng bước sóng bơm cao hơn bước sóng tín hiệu đến Cả ba câu trả lời a, b, c đều sai Câu 29: Hệ thống sử dụng khuếch đại ghép lai HFA có các đặc điểm: Dung lượng truyền dẫn lớn hơn so với hệ thống sử dụng EDFA Xuất hiện nhiễu ASE tại cuối tuyến do việc ghép lai tạo nên Tán sắc của hệ thống tăng lên Các câu a, c đều đúng Câu 30: Khuếch đại Raman và khuếch đại EDFA có các đặc điểm: Đều sử dụng bơm (ánh sáng) bên ngoài có bước sóng thấp hơn so với bước sóng ánh sáng được khuếch đại Khuếch đại EDFA kích thích phân tử môi trường lên mức năng lượng nào đó còn trong Raman là mức năng lượng nhất định. Đều sử dụng cơ chế tán xạ không đàn hồi và phát xạ kích thích khi các hạt mang nhảy từ mức năng lượng cao xuống mức thấp Khi cần nâng cấp hệ thống thì sử dụng khuếch đại EDFA kinh tế và thuận lợi hơn Câu 31: Độ khuếch đại quang sợi EDFA phụ thuộc các yếu tố nào sau đây: Chiều dài của sợi EDF và công suất bơm Cấu hình bơm Công suất ra (tương ứng với các mức bơm khác nhau) Các câu a, b, c đều đúng Câu 32: Các loại nhiễu điện trong máy thu quang trong IM-DD có các đặc điểm sau đây: Nhiễu nhiệt và nhiễu lượng tử phụ thuộc vào nhiệt độ của máy thu Nhiễu dòng tối và nhiễu nhiệt phụ thuộc vào cường độ ánh sáng đến Nhiễu nhiệt phụ thuộc vào độ rộng băng tần điện của máy thu Các câu a, b, c đều đúng Câu 33: Cơ chế tán xạ đàn hồi và không đàn hồi có đặc điểm: Khuếch đại Raman dựa vào cơ chế tán xạ không đàn hồi, khuếch đại EDFA thì dựa vào cơ chế tán xạ đàn hồi Tán xạ không đàn hồi tạo ra nhiễu trong khuếch đại Raman Tán xạ đàn hồi tạo ra nhiễu trong khuếch đại Raman Các câu a, b, c đều sai Câu 34: Khối PLL trong máy thu Coherence có các đặc điểm sau đây: Chỉ được sử dụng trong các máy thu FSK và PSK Cho phép máy thu thực hiện đồng phân cực ánh sáng so với máy phát Nâng cao độ nhạy cho máy thu Các câu b và c đều đúng Câu 35: Số mode trong sợi quang có đặc điểm: Tỉ lệ thuận với đường kính của sợi Tỉ lệ thuận với khẩu độ số NA Tỉ lệ nghịch với bước sóng ánh sáng sử dụng Các câu a, b, c đều đúng Câu 36: Sợi đa mode và sợi đơn mode có các đặc điểm: Sợi đơn mode có tán sắc vật liệu, phân cực nhưng không có tán sắc ống dẫn sóng Trong sợi đa mode có nhiều loại tán sắc hơn so với sợi đơn mode Tán sắc màu bao gồm tán sắc vật liệu và tán sắc phân cực Các câu a, b, c đều đúng Câu 37: Thời gian lên của hệ thống có các đặc điểm: Gồm thời gian lên của máy phát, thời gian lên do tán sắc màu, tán sắc mode và tán sắc phân cực Ảnh hưởng đến BER và dung lượng Không ảnh hưởng đến khoảng cách truyền dẫn Các câu b, c đều đúng Câu 38: Các biện pháp làm giảm hiệu ứng FWM: Tăng công suất của tất cả các kênh trong WDM để tăng cường tín hiệu hữu ích tại cuối tuyến Tăng bộ cân bằng phổ Equalizer dọc theo tuyến Thay đổi khoảng cách giữa các kênh một cách hợp lý Các câu b, c đều đúng Câu 39: Các bộ K. đại quang sợi YDFA, PDFA, TDFA, EDFA và Ramnan có các đặc điểm: EDFA được sử dụng rộng rãi hơn YDFA, PDFA, TDFA trong hệ thống thông tin sợi quang hiện nay vì có giá cấu trúc đơn giản và giá thành rẽ hơn EDFA có băng thông rộng nhất so với các loại nêu trên Khuếch đại Raman có thể sử dụng nhiều bước sóng bơm hơn các loại nêu trên Các câu a, b, c đều đúng Câu 40: Thiết kế tuyến quang điểm-điểm và thiết kế mạng quang có các đặc điểm: Thiết kế tuyến quang điểm-điểm dựa vào quỹ công suất còn thiết kế mạng quang dựa vào quỹ thời gian lên nhưng cả hai đều phải thoả mãn tốc độ bit theo yêu cầu Yêu cầu BER trong mạng quang thấp hơn so với tuyến nhưng yêu cầu hệ số phẩm chất Q cao hơn Dải động của máy thu được quan tâm hơn trong thiết kế mạng d. Các câu a, b, c đều đúng