南邮光纤通信系统第4章3节作业
光纤通信作业[大全5篇]
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光纤通信作业[大全5篇]第一篇：光纤通信作业2-1光纤由哪几部分组成？答：光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。
2-2在光脉冲信号的传播过程中，光纤的损耗和色散对其有何影响？2-3单模光纤有哪几种类型？各有何特点？答：单模有G.652、G.653、G.654、G.655四种类型。
G.652光纤的特点是当工作波长在1310nm时，光纤色散很小，系统的传输距离只受光纤损耗的限制。
G.653光纤的特点是色散零点在1550nm附近。
G.654光纤的特点是降低1550nm波段的衰减，一般为0.15~0.19dB/km,典型值为0.185dB/km,其零色散点仍然在1310nm 附近，但在1550窗口的色散较高，课达18ps/(nm·km)。
G.655光纤的特点是色散点在1550nm附近，WDM系统在零色散波长处工作很容易引起四波混频效应，导致信道间发生串扰，不利于WDM系统工作。
2-4光纤的归一化频率和各模式的归一化截止频率的关系是什么？光纤单模传输的条件是什么？2-5光纤的特性有哪些？答：几何特性、传输特性、机械特性、温度特性四种。
2-6光缆的结构有哪些？答：光缆一般由缆芯、护层和加强芯组成。
2-7常用的光缆有哪几种类型？答：层绞式结构光缆、骨架式结构光缆、束管式结构光缆、带状结构光缆、单芯结构光缆、特殊结构光缆。
第二篇：光纤通信作业1一、填空题1、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为、。
2、光源的作用是将变换为光检测器的作用是将3、在光波系统中得到广泛应用的两种光检测器是。
4、光传输设备包括5、光纤通信是以为载频，以6、光发送机主要由、和组成。
7、被称为“光纤之父”的是8、中国第一条海底光缆建成于二、简答题1、光纤通信主要有哪些优点？2、简述未来光网络的发展趋势及关键技术。
3、全光网络的优点是什么？第三篇：光纤通信_结课作业光纤通信学院：学号：姓名：电子信息工程学院1xxxxxxxxx摘要：光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。
光纤通信原理参考答案.doc
光纤通信原理参考答案第一章习题1-1什么是光纤通信？光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
1-2光纤通信工作在什么区，其波长和频率是什么？目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为Si02的光纤。
它是工作在近红外区，波长为0. 8〜1. 8 5,对应的频率为167〜375THZ。
1- 3 BL积中B利L分别是什么含义？系统的通信容量用BL积表示，其含义是比特率一距离积表示，B为比特率，L为中继间距。
1-4光纤通信的主要优点是什么？光纤通信之所以受到人们的极大重视，是因为和其他通信手段相比，具有无以伦比的优越性。
主要有：(1)通信容量大(2)中继距离远(3)抗电磁干扰能力强，无串话(4)光纤细，光缆轻(5)资源丰富，节约有色金属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。
因而经济效益非常显著。
1-5试画出光纤通信系统组成的方框图。
一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
发端收端1-5试叙述光纤通信的现状和发展趋势。
略第二章习题2-1有一频率为3xio,3//z的脉冲强激光束，它携带总能量W=100J,持续时间是丁=10ns(lns=10-9s)。
此激光束的圆形截面半径为r=lcm°求：(1)激光波长；(2)平均能流密度；(3)平均能量密度；(4)辐射强度；(2)S =—=----------- 厂瓯------ =3.18X10I3J//??52zA5 10x10 一9x〃x(10—2)2S、- S 3.18X1O13 1 12(3)w = — = ------- ；— = 1.06x 10 J1 sc 3xlO8(4)/ = f = 3.18x10”//*2- 2 以单色光照射到相距为0. 2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为"(1)从第一级明纹到同侧旁第四级明纹间的距离为7. 5mm,求单色光的波长；(2)若入射光的波长为6X10-7m,求相邻两明纹间的距离。
南邮光纤通信与数字传输实验指导
内嵌MPLS 以太网处理单板MSE
MSE 板完成10 M/100 M 自适应和1000 M 以 太网业务的接入、L2 层的数据转发、MPLS 报文处理以及以太网数据向SDH 数据的映射。 MSE 板提供2 个1000 M 以太网接口。10 M/100 M 以太网接口由接口板/接口倒换板 提供，通过更换接口板/接口倒换板可提供 10 M/100 M 光接口或电接口。
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S385 单板列表 1
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S385 单板列表 2
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S385 子架插板
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S385 支持的复用映射结构
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S385 硬件平台构架
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网元控制板NCP 及Qx 接口板QxI
网元控制板NCP 提供设备网元管理功能，是 系统网元级监控中心。 Qx 接口板QxI 提供电源接口、告警指示单元 接口、列头柜告警接口、辅助用户数据接口、 网管Qx 接口和扩展框接口。
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性能管理
性能管理负责监视网络的性能，完成收集
传送网中通道和有关网元实际运行的质量数据，
为管理人员提供评价、分析、预测传输性能的
手段。
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性能管理主要内容
性能数据的采集和存储 性能门限的管理 性能显示和分析 性能数据报告
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ห้องสมุดไป่ตู้
配置管理
配置管理负责网络及其网元设备的配置信息 指配管理（Provisioning） 网元状态的监视和控制 安装功能
综合传输分析仪平台 EXFO FTB-8130 NG 光纤传输性能测试平台 EXFO FTB-5800 光源和光谱分析平台 EXFO FTB-5240 光接入网测试平台 EXFO FTB-3932
光纤通信课后习题解答-第4章习题参考答案
习题参考答案1.光纤连接器的作用是什么？答：光纤连接器的作用是实现光纤之间活动连接的光无源器件，它还具有将光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。
2.我国常用的光纤连接器有哪些类型？答：我国常用的光纤连接器有FC、SC和ST三种类型连接器。
3.光纤连接器的结构有哪些种类？分析各自的优缺点。
答：光纤连接器的结构主要有套管结构、双锥结构、V形槽结构、球面定心结构和透镜耦合结构。
套管结构设计合理，加工技术能够达到要求的精度，因而得到了广泛应用。
双锥结构的精度和一致性都很好，但插针和基座的加工精度要求极高。
V形槽结构可以达到较高的精度，但其结构复杂，零件数量多。
球面定心结构设计思想巧妙，但零件形状复杂，加工调整难度大。
透镜耦合结构降低了对机械加工的精度要求，使耦合更容易实现，但其结构复杂、体积大、调整元件多、接续损耗大。
4.光纤耦合器的作用是什么？答：光纤耦合器的作用是将光信号进行分路、合路、插入、分配。
5.光纤耦合器常用的特性参数有哪些？如何定义这些参数。
答：光纤耦合器常用的特性参数主要有：插入损耗、附加损耗、分光比、方向性、均匀性、偏振相关损耗、隔离度等。
插入损耗定义为指定输出端口的光功率相对全部输入光功率的减少值。
附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于全部输入光功率的减小值。
分光比定义为耦合器输出端口的输出功率相对输出总功率的百分比。
方向性定义为在耦合器正常工作时，输入端非注入光端口的输出光功率与总注入光功率的比值。
均匀性定义为在器件的工作带宽范围内，各输出端口输出功率的最大变化量。
偏振相关损耗是指当传输光信号的偏振态发生360 变化时，器件各输出端口输出光功率的最大变化量。
隔离度是指某一光路对其他光路中的信号的隔离能力。
6.简述系统对波分复用器与解复用器要求的异、同点。
答：系统对波分复用器与解复用器共同的要求是：复用信道数量要足够多、插入损耗小、串音衰减大和通带范围宽。
波分复用器与波分解复用器的不同在于：解复用器的输出光纤直接与光检测器相连，芯径与数值孔径可以做得大些，因此制造低插入损耗的解复用器并不太难；而复用器的输出光纤必须为传输光纤，不能任意加大芯径和数值孔径，而减小输入光纤的芯径和数值孔径，又会增加光源到输入光纤的耦合损耗，所以复用器的插入损耗一般比较大。
光纤通信第四版习题答案
光纤通信第四版习题答案光纤通信第四版习题答案光纤通信是一门重要的通信技术，它利用光信号在光纤中传输信息。
光纤通信的发展已经进入到第四版，这意味着在这一版本中，有更多的新问题和挑战需要解决。
在本文中，我将为大家提供一些光纤通信第四版习题的答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这一领域的知识。
1. 什么是光纤通信？它有哪些优点？光纤通信是一种利用光信号在光纤中传输信息的通信技术。
它通过将信息转换为光信号，利用光的高速传输特性，实现远距离的数据传输。
光纤通信具有以下优点：- 高带宽：光纤通信可以提供很高的传输带宽，可以满足大容量数据传输的需求。
- 长距离传输：光纤通信可以实现几十公里乃至几百公里的远距离传输，而且信号质量不会衰减。
- 低损耗：与传统的电缆相比，光纤通信的信号损耗非常小，可以减少信号衰减和失真。
- 抗干扰性强：光纤通信的信号不容易受到外界的干扰，可以提供更稳定的通信质量。
2. 光纤通信的基本原理是什么？光纤通信的基本原理是利用光的全反射特性，在光纤中传输信息。
当光信号从光纤的一端进入时，由于光的入射角度大于临界角，光信号会在光纤内部发生全反射，沿着光纤的轴向传播。
光纤通信系统由光源、调制器、光纤、接收器等组成。
光源产生的光信号经过调制器进行调制，将信息转换为光信号。
光信号经过光纤传输到目的地，然后由接收器接收并解调，将光信号还原为原始的信息。
3. 光纤通信中常用的调制技术有哪些？光纤通信中常用的调制技术包括：- 直接调制：将信息直接转换为光信号的强度或频率的变化。
常用的直接调制技术有强度调制、频率调制等。
- 相位调制：通过改变光信号的相位来表示信息。
常用的相位调制技术有二进制相移键控（BPSK）、四进制相移键控（QPSK）等。
- 调幅调制：将信息转换为光信号的幅度变化。
常用的调幅调制技术有振幅键控（ASK）、脉冲幅度调制（PAM）等。
4. 光纤通信中常用的传输模式有哪些？光纤通信中常用的传输模式包括：- 单模传输：在单模光纤中传输的光信号只有一个传播模式，传输距离较长，适用于长距离通信。
南邮光纤通信系统第4章3节作业
第4章第3节作业1、图示光接收机的噪声及其分布，并说明各自噪声的概念。
答：⊿ 量子噪声量子噪声(或散弹噪声)来自单位时间内到达光检测器上信号光子数的随机性，因此它与信号电平有关。
在采用APD 作光检测器时，倍增过程的统计特征产生附加的散弹噪声，它随倍增增益而增加。
⊿ 暗电流噪声当没有光信号照射光检测器时，外界的一些杂散光或热运动亦会产生一些电子—空穴对，光检测器还会产生一些电流，这种残留电流称为暗电流Id ，暗电流也要产生散粒噪声。
⊿ 漏电流噪声光检测器表面物理状态不完善和加有偏置电压，也会引起很小的漏电流噪声，但这种噪声并非本征性噪声，可通过光检测器的合理设计，良好的结构和严格的工艺降低。
⊿ 热噪声热噪声是在有限温度下，导电媒质内自由电子和振动离子间热相互作用引起的一种随机脉动。
一个电阻中的这种随机脉动，即使没有外加电压也表现为一种电流波动。
在光接收机中，前端负载电阻中产生的这种电流波动将叠加到光检测器产生的光电流中。
⊿ 放大器噪声前端的前置放大器要增加噪声，而且其影响远远超过后级元器件产生的噪声。
2、写出PIN 光接收机与APD 光接收机的信噪比表达式，分析在何种条件下何种光接收机信噪比占优势。
解：（1）PIN 信噪比与噪声的关系()242pPINn e P d e L I SR kTF B e I I B R =++220042n ee LR P kTF B eR PB R =+散粒噪声限制下：222000222PPINP e eeR P I SR eI B eR PB R P eB ===（SNR 随入射功率线性增加，且只与量子效率、光子能量和接收机带宽有关）热噪声限制下：22220044LPINn e n eLR P R P R S R kTF B kTF B R ==（显示SNR 随入射功率平方倍变化，增加负载电阻可以提高信噪比） （2）APD 信噪比与噪声的关系()22242PAPDx n eP d e LG I S R kTF B e I I G B R +=++22202042x n ee LG R PkTF B eR PG B R +=+散粒噪声限制下：2222202200222P xx APDP e e x eG R P G ISR eI G B eR PG B R P eG B ++===（在受限于散粒噪声下，SNR 降低了G X倍。
光纤通信与数字传输通信原理_南邮_习题指导.docx
光纤通信与数字传输习题解题指导南京邮电大学通信与信息工程学院Chap.1 No.2比较五代光纤通信系统的主要特点与差别O参见1.1,注意各代系统在传输容量和关键技术上的区别。
Chap.1 No.1光纤通信有哪些优点?参见1.2.1 oChap.1 No.3为什么使用石英光纤的光纤通信系统中，工作波长只能选择850nm、131 Onm、1550nm 三种。
参见1.3.2,由丁•口前使用的光纤均为石英光纤，而石英光纤的损耗一波长特性中有三个低损耗的波长区，即波长为850nm、1 31 Onm > 1 550nm三个低损耗区。
为此光纤通信系统的工作波长只能是选择在这三个波长窗口。
Chap.2 No.1光纤产生衰减的原凶是什么？衰减对通信有什么影响？……则该光纤的衰减系数a为多少？光纤产生衰减的原因包括吸收、散射和辐射。
衰减会导致信号功率损失，造成接收困难。
^(i55On m)= Wlg(P i yP(J/L=101g(4/3)/5-0.25dB/km Chap.2 No.3光纤中产生色散的原因是什么？色散对通信有什么影响？光纤的色散是由于光纤中所传输的光信号不同的频率成分和不同模式成分的群速度不同而引起的传输信号畸变的一种物理现象。
色散会导致传输光脉冲的展宽，继而引起码间干扰，增加误码。
对于高速率长距离光纤通信系统而言，色散是限制系统性能的主要因素之一。
Chap.2 No.2光脉冲在光纤中传输时，为什么会产生瑞利散射？瑞利散射损耗的大小与什么有关？瑞利散射是由于光纤内部的密度不均匀引起的，从而使折射率沿纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸比光波波长还要小。
光在光纤中传输时，遇到这些比波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生了散射。
瑞利散射损耗的大小与1//成正比。
Q押3忧磴彳并6Chap.2 No.4光纤中色散有儿种？单模传输光纤中主要是什么色散？多模传输光纤中主要存在什么色散？从产生机理而言，光纤中的色散主要包括材料色散、波导色散和模式间色散。
南邮现代信号处理最后大作业4道题目(含答案)
南邮研究生“现代信号处理”期末课程大作业（四个题目任选三题做）1. 请用多层感知器（MLP ）神经网络误差反向传播（BP ）算法实现异或问题（输入为[00;01;10;11]X T =，要求可以判别输出为0或1），并画出学习曲线。
其中，非线性函数采用S 型Logistic 函数。
2. 试用奇阶互补法设计两带滤波器组(高、低通互补)，进而实现四带滤波器组；并画出其频响。
滤波器设计参数为：F p ＝1.7KHz , F r ＝2.3KHz , F s ＝8KHz , A rmin ≥70dB 。
3. 根据《现代数字信号处理》（姚天任等，华中理工大学出版社，2001）第四章附录提供的数据(pp.352-353)，试用如下方法估计其功率谱，并画出不同参数情况下的功率谱曲线：1） Levinson 算法2） Burg 算法3） ARMA 模型法4） MUSIC 算法4. 图1为均衡带限信号所引起失真的横向或格型自适应均衡器(其中横向FIR 系统长M =11), 系统输入是取值为±1的随机序列)(n x ，其均值为零；参考信号)7()(-=n x n d ；信道具有脉冲响应：12(2)[1cos()]1,2,3()20 n n h n W π-⎧+=⎪=⎨⎪⎩其它式中W 用来控制信道的幅度失真(W = 2～4, 如取W = 2.9,3.1,3.3,3.5等)，且信道受到均值为零、方差001.02=v σ(相当于信噪比为30dB)的高斯白噪声)(n v 的干扰。
试比较基于下列几种算法的自适应均衡器在不同信道失真、不同噪声干扰下的收敛情况(对应于每一种情况,在同一坐标下画出其学习曲线):1） 横向/格-梯型结构LMS 算法2） 横向/格-梯型结构RLS 算法并分析其结果。
图1 横向或格-梯型自适应均衡器一、请用多层感知器（MLP）神经网络误差反向传播（BP）算法实现异或问题（输入为[00;01;10;11]X T，要求可以判别输出为0或1），并画出学习曲线。
《光纤通信》第4章课后习题答案――免费
第 4 章无源光器件1.光纤的连接损耗有哪些？如何降低连接损耗？解：连接损耗可分为外部损耗和内部损耗。
外部损耗主要有轴向位移、连接间隔、倾斜位移、截面不平整。
内部损耗主要是由于光纤的波导特性和几何特性差异导致的损耗，包括纤芯的直径、纤芯区域的椭圆度、光纤的数值孔径、折射率剖面等。
采用较好的连接方法，改善连接器的性能。
2•试用2X2耦合器构成一个8Xg空分开关阵列，画出连接图和输入输出端口信号间流向，计算所需开关数。
解：123456781234578需开关数12 个。
3.讨论图 5.22 所示平面阵列波导光栅的设计思想和方法。
解：设计思想：将同一输入信号分成若干路分别经历不同的相移后又将它们合在一起输出；设计方法：将N个输入波导和N个输出波导，二个聚焦平面波导（星型耦合器）和通道阵列波导，集成在单一衬底上。
使得输入／输出波导的位置和阵列波导的位置满足罗兰圆规则。
4.简述光耦合器和WDM 分波器有什么不同。
解：在宽带光纤耦合器中，通常通过改变熔融拉锥工艺，使耦合器输出端口的分光比不受波长的影响。
相反，在WDM 器件中则改变熔融拉锥工艺，使分光比随波长急剧变化。
5.光滤波器有哪些种类，滤波器应用在什么场合？解：光滤波器主要有F-P腔滤波器、M-Z干涉滤波器、阵列波导光栅滤波器、声光可调滤波器，光纤光栅滤波器。
光滤波器用于滤出特定波长的光信号。
6.光开关有哪些性能参数，在光纤通信中有什么作用？解：光开关的性能参数主要有开关时间、通断消光比、插入损耗、串扰、偏振依赖损耗；光开关在光纤通信技术中作光路切换之用，如系统的主备切换等。
它是光交换的关键器件，在光网络中有许多应用场合。
7•简述F-P腔可调谐滤波器的工作原理。
解：F-P腔型滤波器的主体是F-P谐振腔，是由一对高度平行的高反射率镜面构成的腔体，当入射光波的波长为腔长的整数倍时光波可形成稳定振荡，输出光波之间会产生多光束干涉，最后输出等间隔的梳状波形。
通过改变腔长L 或腔内的折射率n 来改变滤波器的中心波长。
第4章课后习题答案及讲解
4-2 根据图P4—1所示的调制信号波形，试画出DSB及AM信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
解：DSB信号及包络检波后输出AM信号及包络栓波后输出由此可见，对DSB信号采用包络检波法不能正确还原基带信号。
4-3已知调制信号m(t)=cos(2000πt)+cos(4000πt)载波为cos104πt，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表示式，并画出频谱图。
解：DSB信号为:S DSB(t)= [cos(2000πt)+ cos(4000πt)] cos104πt= 1/2[cos(12000πt)+cos(8000πt)] +1/2[cos(14000πt)+cos(6000πt)]SSB 信号为：上边带S SSB (t)= 1/2·cos(12000πt)+ 1/2·cos(14000πt)-8000π 0 6000π ω 下边带S SSB (t)= 1/2·cos(6000πt)+ 1/2·cos(8000πt)-14000π 012000π ω4-6 某调制系统如图P4-4所示。
为了在输出端同时分别得到f 1(t)及f 2(t)，试确定接收端的c 1(t)和c 2(t)。
解：该调制系统采用相干解调，设c1(t)=cos(ω1t+φ1)则接收端相乘器输出r1(t)=[f1(t) cosω0t + f2(t) sinω0t] cos(ω1t+φ1)= f1(t) cosω0t cos(ω1t+φ1) + f2(t) sinω0t cos(ω1t+φ1)=1/2 f1(t) [ cos(ω0t+ω1t+φ1)+ cos(ω0t- ω1t- φ1)]+1/2 f2(t) [ sin(ω0t+ω1t+φ1)+ sin(ω0t- ω1t- φ1)]若要经过低通滤波器后得到f1(t)，应有ω1=ω0，φ1=0，即c1(t)= cosω0t同理可得c2(t)= sinω0t思考题：4-11 什么是频分复用？答：频分复用(Frequency Division Multiplexing) 是按频率分割多路信号的方法，即将信道的可用频带分成若干互不交叠的频段，每路信号占据其中的一个频段。
光纤通信作业
数字光纤通信系统一般由光发射机、光中继器、光纤和光接收机组成。
一、光纤和光缆光纤是光导纤维的简称，由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。
光缆是一根或多根光纤或光纤束制成的符合光学、机械和环境特性的结构体。
二、通信用光器件（有源光器件和无源光器件）1、光源光源的作用是将电信号转换成光信号并送入光纤线路中进行传输。
有半导体激光器（LD，有阈值器件）和半导体发光二极管（LED，无阈值器件）。
激光器的工作原理所谓激光器就是激光自己振荡器。
构成一个激光振荡器必须具备的部件有：必须有产生激光的工作物质（激活物质）；必须有能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源（泵浦源）；必须有能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。
2、光电检测器光电检测器是光接收端机的第一个部件，主要完成光信号到电信号的转换功能。
3、无源光器件无源光器件是指未发生光电能量转换的器件，它是构成光纤通信系统的基本而且必不可少的器件。
Ⅰ、光纤连接器（对应于电路中的电接插件）光纤连接器，又称光纤活动连接器，俗称活接头。
光纤连接器一般采用某种机械和光学结构，使两根光纤的纤芯对准并接触良好，保证90%以上的光能够通过。
Ⅱ、光衰减器（对应于电路中的电阻）光衰减器是用来对输入的光信号功率进行一定程度的衰减，以满足各种需要。
Ⅲ、光耦合器（对应于三通或多通）光耦合器是分路或合路光信号的器件。
它的功能是把一个输入的光信号分配给多个输出（分路），或把多个输入的光信号组合成一个输出（耦合）。
Ⅳ、光隔离器和光环形器（对应于电路中的普通二极管）光隔离器是保证光波只能正向传输的器件。
光环形器与光隔离器的工作原理基本相同，只是光隔离器一般为两端口器件，而光环行器则为多端口器件。
Ⅴ、光开关（对应于电路中的电开关）光开关是指能够控制传输通路中光信号通或断或进行光路切换作用的器件。
Ⅵ、光波长转换器光波长转换器是指能够将光信号从一个波长转换到另一个波长的器件。
Ⅶ、光波分复用器（对应于电路中的混频器）在一根光纤中能同时传输多个波长光信号的技术，称为光波分复用技术，波分复用系统的核心部件是波分复用器件，即光复用器和光解复用器（有时也称合波器和分波器），原理上讲，合波器与分波器是相同的。
光纤通信_南京邮电大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
光纤通信_南京邮电大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是答案:0.85um,1.31um,1.55um2.光纤是利用光的以下那种现象传送光信号的？答案:全反射3.光纤的纤芯折射率应包层折射率，光纤才能导光。
答案:大于4.在阶跃型光纤中，基模为。
答案:LP01模5.表示光纤色散程度的物理量是。
答案:时延差6.当光纤纤芯的折射率与包层的折射率时，称为弱导波光纤。
答案:差别极小7.光纤中产生衰减的主要原因是和。
答案:吸收损耗、散射损耗8.光发射机的消光比，一般要求小于或等于。
答案:10%9.在目前的实用光纤通信系统中采用___________ 调制方式，即将调制信号直接作用在光源上，使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。
答案:直接10.光发射机的光源经过一段时间使用将出现老化，使输出光功率降低，此时，通常使用。
答案:自动功率控制11.通常影响光接收机灵敏度的主要因素是。
答案:光接收机噪声12.下列有关光接收机灵敏度的表述不正确的是。
答案:光接收机灵敏度描述了光接收机的最高误码率13.关于PIN和APD的偏置电压表述，正确的是。
答案:均为反向偏置14.下列哪项不属于光无源器件。
答案:光检测器15.下列属于掺铒光纤放大器泵浦光源的典型工作波长是。
答案:980nm16.在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度。
答案:做前置放大器使用17.在SDH帧结构中，是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。
答案:段开销18.传送一帧STM-16所需的时间为。
答案:125μs19.利用一段___________光纤可以消除光纤中由于色散的存在使得光脉冲信号发生的展宽和畸变。
答案:色散补偿光纤20.EPON网络主要由三部分组成：、ODN和ONU。
答案:OLT21.G.653光纤无法使用在系统中。
答案:波分复用22.在误码性能参数中，严重误码秒的误码率门限值为。
《光纤通信》课后习题及答案
1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和APD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和 1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s的音频信道。
南京邮电大学光电子作业及答案
激光器的基本组成部分:
增益介质 谐振腔 泵浦源
优点：
结构很紧凑，避免了外加谐振腔可能产生的机械不稳定性； 半导体激光器的驱动电源也较简单，需要的电流、电压均很小，
因此工作较方便和安全。
2. 什么是半导体激光器的阈值条件?
阈值条件： 光子在谐振腔内往返一次，不产生损耗而能维持稳定的
振荡或形成稳定的驻波。
（题目中取n=1018cm-3）
【解】
P
h I ph
h
I e
h
ndA
r
d
P r hnA
(5103W )(5109 s) (0.2)(1.43)(1.6 1019 J )(1018 cm3 )(100 108 cm2 )
5.5m
2.3节思考题:
1. 激光器的基本结构由哪几部分组成？ 半导体激光器有什么突出特点？
7.35mA
或 tot
P h Ie
I
eP tot h
1.6 1019 1.5 103 0.143 (1.43 1.6 1019)
7.35mA
【习题2.6】 GaAs材料的LED，输出功率为5 mW，横截面积100um2， 器件出光效率为0.2，载流子的辐射复合寿命为5ns。器件的非辐 射复合忽略不计，注入效率为1。计算有源层厚度是多少。
5 104
25 4 104 5 104
12 8 106 3.46 104
0.986
【习题2.2】 一个LED，正常工作情况下其有源区载流子的辐射复合寿 命为2ns，非辐射复合寿命为5ns，求此LED的3dB截止带宽。
【解】
1
1
r
fc1 nr
c 212
1 5
7 10
《光纤通信》课后作业.docx
1- 3假设数字通信系统能够在高达1 %的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55 um 的光载波上能传输多少路64 kb / s 的话路？解在5GHz微波载波上能传输的64kb/s的话路数K=(5*10A9*l%)/(64*10A3)=781 (路)在1. 55um的光载波上能传输的64kb/s的话路数K= ((3*10^8) /(1.55*10=6)) /(64*10=3) =3. 0242* 10"7 (路)1-4 简述未来光网络的发展趁势及关键技术。
答未來光网络发展趁于猖能化、全光化。
其关健技术包括：长波长激光器、低损耗单模光纤、高效光放人器、WDM复用技术和全光网络技术。
2-1均匀光纤芯与包层的折射率分别为nl=1.5O , n2=1.45 ,试计算：(1) 光纤芯与包层的相对折射率差△为多少？( 2 ) 光纤的数值孑L 径NA 为多少？(3 )在1米长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大吋延差△unax为多少？解(1)又纤芯利包层的相对折射率差△二(nl-n2) /nl得到A= (nl-n2) /nl= (1.50-1.45) /1.50=0.0 33(2) NA=sqrt (nl A2-n2A2) =sqrt(1.5A2-l .45A2)^0.384(3) Aimax^nl *L/c*A=1.5*l /(3*10A8)*0.384ns2- 3均匀光纤,若n1=1. 50 , X=1.30nm,试计算：(1)若△=(). 25,为了保证单模传输，其芯半径应取多大？(2) 若取a = 5 pm,为保证单模传输・，△应取多大？解(1)由单模传输条件V=2 n a /X*sqrt (nl A2 -n2A2) W2.405推导出aW2.405入/ (2 n *sqrt (nl A2-n2A2))其中,21.3pm, n2=n 1-A*nl=1.125 ,则a^2.405*1.3*10A-6/(2 n *sqrt(1.5A2-l .125A2))=0.5 01pm(2)当a=5|irn 时，sqrt (nl A2 -n2A2) W2.405 *入/ (2 n a)解得ZkW (nl-n2) /nl=0 .00162-4目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长：X 1=0 .85pm, X 2=1.31nm,入3=55屮n ?答入l=0.8 5m，X2=1.31nm, X3=1.55pm附近是光纤传输损耗较少或最小的波长“窗口”，相应的损耗分别为2~3dB/km、0.5dB/km、0.2dB/km,而在这些波段目前有成熟的光器件(光源、光检测器等)。
《光纤通信》第4章节总结复习计划思考题参考答案
原荣编著《光纤通讯（第 3版）》第4章复习思虑题参照答案4-1简述半导体发光基理答：在构成半导体晶体的原子内部，存在着不一样的能带。
假如占有高能带（导带）E c 的电子跃迁到低能带（价带）Ev上，就将此间的能量差（禁带能量）E g E c E v以光的形式放出，如图所示。
这时发出的光，其波长基本上由能带差E所决定。
能带差E和发出光的振荡频次v o之间有Ehv的关系，h是普朗克常数，等于1034Js。
由cv 得出hc8（m）（）E E式中，c为光速，E取决于半导体资料的本征值，单位是电子伏特（eV）。
图半导体发光原理4-2简述激光器和光探测器的实质差异答：发光过程，除自觉辐射外，还有受能量等于能级差 E E c E v hv的光所激发而发出与之同频次、同相位的光（激光），即受激发射，如图（b）所示。
图光的自觉辐射、受激发射和汲取反之，假如把能量大于hv 的光照耀到占有低能带 Ev 的电子上，则该电子汲取该能量后 被激励而跃迁到较高的能带E c 上。
在半导体结上外加电场后，能够在外电路上拿出处于高能 带E c 上的电子，使光能转变为电流，如图 （c ）所示，这就是光接收器件。
1《光纤通信》第4章节总结复习计划思考题参考答案第4章复习思虑题参照答案4-3自觉辐射的光有什么特色答：关于大批处于高能带的电子来说，当返回E v能级时，它们各自独立地分别发射一个一个的光子。
所以，这些光波能够有不一样的相位和不一样的偏振方向，它们能够向各自方向流传。
同时，高能带上的电子可能处于不一样的能级，它们自觉辐射到低能带的不一样能级上，因此使发射光子的能量有必定的差异，这些光波的波长其实不完整同样。
所以自觉辐射的光是一种非相关光，如图（a）所示。
4-4受激发射的光有什么特色答：受激发射生成的光子与原入射光子如出一辙，即它们的频次、相位、偏振方向及流传方向都同样，它和入射光子是相关的。
4-5怎样才可能实现光放大？答：激光器工作在正向偏置下，当注入正向电流时，高能带中的电子密度增添，这些电子自觉地由高能带跃迁到低能带发出光子，形成激光器中初始的光场。
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第4章第3节作业
1、图示光接收机的噪声及其分布，并说明各自噪声的概念。
答：
⊿量子噪声
量子噪声(或散弹噪声)来自单位时间内到达光检测器上信号光子数的随机性，因此它与信号电平有关。
在采用APD作光检测器时，倍增过程的统计特征产生附加的散弹噪声，它随倍增增益而增加。
⊿暗电流噪声
当没有光信号照射光检测器时，外界的一些杂散光或热运动亦会产生一些电子—空穴对，光检测器还会产生一些电流，这种残留电流称为暗电流Id，暗电流也要产生散粒噪声。
⊿漏电流噪声
光检测器表面物理状态不完善和加有偏置电压，也会引起很小的漏电流噪声，但这种噪声并非本征性噪声，可通过光检测器的合理设计，良好的结构和严格的工艺降低。
⊿热噪声
热噪声是在有限温度下，导电媒质内自由电子和振动离子间热相互作用
引起的一种随机脉动。
一个电阻中的这种随机脉动，即使没有外加电压也表现为一种电流波动。
在光接收机中，前端负载电阻中产生的这种电流波动将叠加到光检测器产生的光电流中。
⊿ 放大器噪声
前端的前置放大器要增加噪声，而且其影响远远超过后级元器件产生的噪声。
2、写出PIN 光接收机与APD 光接收机的信噪比表达式，分析在何种条件下何种光接收机信噪比占优势。
解：（1）PIN 信噪比与噪声的关系
()2
42p
PIN
n e P d e L I S
R kTF B e I I B R =++2
2
0042n e
e L
R P kTF B eR PB R =+
散粒噪声限制下：
2
22
000222P
PIN
P e e
e
R P I S R eI B eR PB R P eB ==
=
（SNR 随入射功率线性增加，且只与量子效率、光子能量和接收机带宽有关）
热噪声限制下：
2
2
220044L
PIN
n e n e
L
R P R P R S
R kTF B kTF B R ==
（显示SNR 随入射功率平方倍变化，增加负载电阻可以提高信噪比） （2）APD 信噪比与噪声的关系
()22242P
APD
x n e
P d e L
G I S
R kTF B e I I G B R +=
++
2
2202042x n e
e L
G R P
kTF B eR PG B R +=
+
散粒噪声限制下：
2
2222
02200222P
x
x APD
P e e
x e
G R P G I S
R eI G B eR PG B R P eG B ++===
（在受限于散粒噪声下，SNR 降低了G X 倍。
） 热噪声限制下：
2
22220
44L P APD
n e n e
L
R P R G I
S
G R kTF B kTF B R =
=
（在受限于热噪声下，SNR 提高了G 2 倍）
PIN 与APD 信噪比与噪声的比较：
散粒噪声限制下：APD 的SNR 降低了G X 倍，PIN 占优。
热噪声限制下：APD 的SNR 提高了G 2 倍，APD 占优。
3、有一个光纤通信系统，光源为LED ，输出功率：10mW ，工作波长850nm ，LED 与光纤的耦合损耗为14 dB 。
系统光纤的总损耗20 dB ，其他损耗10 dB 。
PIN 光电二极管的R 0＝0.5 A ／W ，I D =2 nA ，负载电阻R L =50 Ω，接收带宽∆f =10 MHz ，T=300 K ．计算接收光功率、检测信号电流和功率、散弹噪声和热噪声功率，最后计算其信噪比。
解：(1)求出接收功率P R 和I P 值
（2）求散粒噪声<i 2s> 由式（4.3.27）得
2196717222 1.610()0.210()10()0.06410()
s P i eI Be
C A Hz A ---<>==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯
（3）求电路噪声<i 2c> 由式（4.4.18）得
223617244 1.38103001101050331.210()
c
L
kTFnBe
i R A --<>=
⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
=⨯
（4）求信噪比S/N
262
1717
121742(0.210)0.06410331.2100.041012(10.8)331.26410
P n e
P e L
I S R kTF B eI B R dB -----=
+
⨯=
⨯+⨯⨯=≈=⨯。