光纤通信.docx

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1、光纤通信2、光在光纤中传输是利用光的折射原理。5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：PIN光电二极管、雪崩光电二极管。6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的(受激辐射)强于(受激吸收)，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。7、在多模光纤中，纤芯的半径越(大)，可传输的导波模数量就越多。9、波导色散是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何构造所引起的色散。11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧构造中，由于(开销比特)的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因此不能知足当代通信网对监控和网管的要求。12、光接收机的主要指标有光接收机的动

2、态范围和灵敏度。13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的阈值条件。14、光纤的色散是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一，产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和噪声。二、选择题：每题2分，共20分。1-7:单项选择题，8-10：多项选择题4、CCITT于年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。A、1985B、1970C、1988D、19906、掺铒光纤放大器EDFA的工作波长为nm波段。A、1310B、1550C、1510D、8507、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是。A、受激吸收B、自发

3、辐射C、受激辐射D、自发吸收9、要准确控制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是控制B；二是控制D。A、微型半导体制冷器B、调制脉冲电流的幅度C、热敏电阻D、激光器的偏置电流10、光纤传输特性主要有ABA、色散B、损耗C、模场直径D、截止波长三、简答题1、2题各6分，3题8分，共20分。1、什么是光纤色散？光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？由于光纤中传输的信号包含不同的频率成分或各种形式成分，在传输经过中，因群速度不同相互散开，引起传输信号波形失真、脉冲展宽的物理现象称为色散。(2分)光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，进而限制了光纤的传输容量和传输带宽。(2分)从机理上讲，光

4、纤色散分为材料色散、波导色散和形式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一形式所引起。(2分)2、什么是直接调制？什么是间接调制？各有何特点？答：直接调制是用电信号直接调制光源器件的偏置电流，使光源发出的光功率随信号而变化。光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现，但调制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化的限制。光纤通信中光源多采用直接调制方式。(3分)间接调制一般是基于电光、磁光、声光效应，让光源输出的连续光载波通过光调制器，电信号通过调制器实现对光载波的调制。间接调制方式需要调制器，构造复杂，但可获得优良的调制性能，十分合适高速率光通信系统。(3分)3、画图

5、分析讲明掺铒光纤放大器主要由几部分构成？各部分的作用是什么？答：四、计算分析题1、2题各15分，3、4题各5分，共40分1、某SI型光纤，光纤的芯径d=2a为100m，折射率n1=1.458，包层的折射率n2=1.450，在该光纤中传输的光波的波长=850nm。1计算该光纤的V参数2估算在该光纤内传输的形式数量3计算该光纤的数值孔径4计算该光纤单模工作的波长，材料折射率n=3.0，2、有一GaAlAs半导体激光器，其谐振腔长为300m两端的解理面的反射率为0.35。(1)求因非全反射导致的等效损耗系数。(2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。(3)若此激光器的中心波长=1310nm，与此相应的

6、纵模序数。3、设140Mb/s的数字光纤通信系统，工作波长1300nm，其他参数如下：发射光功率为-3dBm，接收机的灵敏度为-38dBmBER=10-9，系统余量为4dB，连接器损耗为0.5dB/个，平均接头损耗为0.05dB/km，光纤损耗为0.4dB/km，试计算损耗限制传输距离。4、分光比为3：1的定向耦合器，假设从输入口0输入的功率为1mW，从输入口0到输入口1的插入损耗为1.5dB，求两个输出口的输出光功率。参考答案及评分标准一、填空题每空1分，共20分1、高锟2、折射3、强；高4、0.85m、1.31m、1.55m5、PIN光电二极管；雪崩光电二极管6、受激辐射；受激吸收7、大8

7、、加强元件(或加强芯)9、波导色散10、单模光纤11、开销比特12、灵敏度13、阈值条件14、色散15、噪声二、选择题：每题2分，共20分1、A2、B3、D4、C5、A6、B7、B8、ABCD9、BD10、AB三、简答题1、2题各6分，3题8分，共20分。1.答：由于光纤中传输的信号包含不同的频率成分或各种形式成分，在传输经过中，因群速度不同相互散开，引起传输信号波形失真、脉冲展宽的物理现象称为色散。(2分)光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，进而限制了光纤的传输容量和传输带宽。(2分)从机理上讲，光纤色散分为材料色散、波导色散和形式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信

8、号不是单一形式所引起。(2分)2、答：直接调制是用电信号直接调制光源器件的偏置电流，使光源发出的光功率随信号而变化。光源直接调制的优点是简单、经济、容易实现，但调制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化的限制。光纤通信中光源多采用直接调制方式。(3分)间接调制一般是基于电光、磁光、声光效应，让光源输出的连续光载波通过光调制器，电信号通过调制器实现对光载波的调制。间接调制方式需要调制器，构造复杂，但可获得优良的调制性能，十分合适高速率光通信系统。(3分)3、答： (2分)掺铒光纤放大器主要由一段掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器及光隔离器等构成(2分)。采用掺铒单模光纤作为增益物质，在泵浦光激发下产生粒

9、子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大(2分)。泵浦光和信号光一起通过光耦合器注入掺铒光纤(1分)；光隔离器作用是只允许光单向传输，用于隔离反应光信号，提高稳定性。(1分)四、计算分析题1、2题各15分，3、4题各5分，共40分1、解：(1)由于归一化频率22122Vnn=-222501.4581.450.85=?-56.36=(4分)(2)传播的形式总数2/2MV=1588=(3分)(3)该光纤的数值孔径:NA=0.153=(4分) (4)该光纤单模工作的波长:22.405c=2.613=2.61350=?19.9=(m)(4分)2、解：已知错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未

10、找到引用源。(1分)1)因非全反射导致的等效损耗系数错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(mm-1)(4分)2)由错误!未找到引用源。q=1,2,3.错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(Hz)波长间隔错误!未找到引用源。109.510-?(m)(6分)3由错误!未找到引用源。1374(4分)3、解：根据题意得3SPdBm=-，38RPdBm=-，0.4/fdBkm=，0.05/sdBkm=，(2分)0.5cdB=/个,4MdB=由2SRcfsPPLML-=+(2分)得2SRcfsPPML-=+()33820.540.40.05-?-=+66.7km=(1分)4、解：由题意得R3S=即121212:RPPSPPPP=+(1分)故有123PP=(1分)已知1-10lg1.5PP=(1分)得-0.15110PP=由于01mwP=所以-0.15-0.15101010=0.70mwPP=(1分)-0.152111100.23mw33PP=(1分)