民國108年 第1梯次 15600 通信技術(電信線路)甲級 術科考古題與答案
民國108年 第1梯次 15600 通信技術(電信線路)甲級 術科歷屆試題與官方答案與參考解答，共 7 題可線上瀏覽，適合查詢考古題、題庫與解答。
題目與答案
Step-index single-mode fiber：n1=1.5、n2=1.496、core diameter=8 um、cutoff V=2.405；求 cutoff wavelength、意義、1310 nm V 與 MFD。
參考解答
- NA=sqrt(n1^2-n2^2)=sqrt(1.5^2-1.496^2)=0.10947。
- λc=π*d*NA/Vc=π*8*0.10947/2.405=1.144 um。
- 截止波長為 V=2.405 的邊界；λ>λc 時 V<2.405，只傳 LP01 基模，λ<λc 則可能出現高階模態。
- λ=1.310 um 時，V=π*d*NA/λ=π*8*0.10947/1.310=2.100。
- 以 w/a=0.65+1.619/V^1.5+2.879/V^6、a=4 um 估算，MFD=2w=9.724 um。
EDFA 以 30 mW、980 nm 幫浦，提供 1550 nm 訊號 20 dB 增益；求最大輸入訊號光功率。
參考解答
- 量子效率上限下，可轉成訊號輸出功率約 Pout,max=Ppump*(λpump/λsignal)=30*(980/1550)=18.97 mW。
- 20 dB 增益為 100 倍，最大輸入 Pin,max=18.97/100=0.1897 mW=-7.22 dBm。
以光方向耦合器 A/B 與含/不含光隔離器的 FBG C/D 組成 OADM，並計算 C、D 光柵週期。
參考解答
- 可用模組順序：A -> C -> D -> B；C 設為 drop λ2=1500 nm，D 設為 add λ3=1560 nm。
- FBG 條件 λB=2neffΛ，neff=1.5；C 的 ΛC=1500/(2*1.5)=500 nm。
- D 的 ΛD=1560/(2*1.5)=520 nm。
線性傳輸線頻率響應：100 kHz 前 -2 dB，至 1 GHz 下降至 -29 dB。求 10 MHz 衰減與輸出振幅。
參考解答
- 100 kHz 到 1 GHz 共 4 decade，下降 27 dB，斜率=-6.75 dB/decade；10 MHz 距 100 kHz 為 2 decade，所以 H(10 MHz)=-15.5000 dB。
- 輸入 100 kHz 項振幅 2，H=-2 dB，a=2*10^(-2/20)=1.5887。
- 輸入 10 MHz 項振幅 4，H=-15.5 dB，b=4*10^(-15.5/20)=0.6715。
- LTI 系統不產生 1 GHz 新頻率，因此 c=0。
核心 n1=1.48、纖殼 n2=1.46、空氣 n0=1；求最大入射角與時間延遲限制 0.1 us 之最大距離。
參考解答
- NA=sqrt(1.48^2-1.46^2)=0.2425，最大入射角 θi=sin^-1(0.2425)=14.03 度。
- 單位長度最大延遲係數=(n1/c)*(n1/n2-1)=6.7580*10^-11 s/m。
- Lmax=0.1 us / 6.7580*10^-11=1479.73 m=1.48 km。
規劃 8-band、32-channel DWDM interleaver band filter，第一通道 1552.52 nm、spacing 0.8 nm，相鄰頻帶間需 1 個 guard channel。
參考解答
- 32-channel 表示實際資料通道總數為 32；8 band 平均每 band 4 個通道。
- 相鄰 8 個 band 之間有 7 個 guard channel，因此總格點跨度為 32+7=39 個位置，首末通道間隔數為 38。
- 總頻寬=38*0.8=30.40 nm。
- 第一個 guard channel 在第 4 個通道後，波長=1552.52+4*0.8=1555.72 nm。
- 最後一個實際通道波長=1552.52+38*0.8=1582.92 nm。
以 1進2出、3埠光纖耦合器架構 16 輸出樹狀耦合器；每級 50% split、excess 0.2 dB，級間 splice 0.1 dB。求插入損耗與 -6 dBm 輸入時輸出功率。
參考解答
- 16 輸出需 4 級二分；每級分光損失 10log10(2)=3.0103 dB，加 excess 0.2 dB。
- 級間有 3 次 splice，各 0.1 dB；總插入損耗=4*(3.0103+0.2)+3*0.1=13.14 dB。
- 輸出功率=-6-13.14=-19.14 dBm=12.19 uW。