光纤通信课后答案
光纤通信课后习题参考答案
光纤通信课后习题答案
第一章习题参考答案
1、第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？
答：第一根光纤大约是1950年出现的。传输损耗高达1000dB/km左右。
2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。
答：光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。
中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。
第二章光纤和光缆
1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？
答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。
2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G.652光纤（常规单模光纤）、G.653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。
（2）阶跃型光纤的折射率分布
渐变型光
纤的折射率分布
7．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n1=1.50，n2=1.45，光纤的长度L=10Km。
光纤通信课后习题参考答案-邓大鹏
光纤通信课后习题参考答案-邓大鹏第一章习题参考答案
1、第一根光纤是什么时候显现的？其损耗是多少？
答：第一根光纤大约是1950年显现的。传输损耗高达1000dB/km左右。
2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。
答：光纤通信系统要紧由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号通过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。
中继器确实是用于长途传输时延长光信号的传输距离。
3、光纤通信有哪些优缺点？
答：光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节约有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。
第二章光纤和光缆
1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？
答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和不处的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是爱护光纤不受水汽的腐蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。
2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？
答：（1）按照截面上折射率分布的不同能够将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，能够将光纤分为多模光纤和单模
光纤；按光纤的工作波长能够将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，能够将光纤分为G .651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G .654光纤（截止波长光纤）和G .655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）能够将光纤分为松套光纤和紧套光纤。
光纤通信原理课后答案
光纤通信原理课后答案
【篇一：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?
1-3 bl积中b和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—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。
1-5 试叙述光纤通信的现状和发展趋势。
略
1
第二章习题
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；
1）??c3?108
（??3?1013?10?5m
（2）?w
s?100
10?10?9(10?2)2?3.18?1013j/ms2
（3）?c?3.18?1013
3?108?1.06?105j/m2s
（4）i??3.18?1013j/ms2
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1m。
（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；
（1）??ax
d??k?
《光纤通信》课后习题答案
《光纤通信》课后习题答案
第一章
1.光纤通信的优点和缺点是什么？
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。
缺点包括：接口昂贵、强度差、无法传输电源、需要专用工具、设备和培训、无法经
受长期检查等。
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
或数字电气接口、电压电流驱动电路和光源组件组成。光源组件由光源、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。
光接收机由光探测器组件、放大电路和模拟或数字电气接口组成。光检测器组件包括
一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤检测器耦合器、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。
一
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。
光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套组成。光缆线路箱：光缆厂家生产的光缆一
般为2km。因此，如果光传输和光接收之间的距离超过2km，则需要每隔2km将光缆与光
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全书习题参考答案
第1章概述
1.1 填空题
（1）光导纤维
（2）掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用(WDM) 非零色散光纤(NIDSF) 光电集成(OEIC)
（3）0.85µm 1.31µm 1.55µm 近红外
（4）光发送机 光接收机 光纤链路
（5）光纤 C=BW×log2(1+SNR) 信道带宽
（6）大 大
（7）带宽利用系数
（8）可重构性可扩展性透明性兼容性完整性生存性
1.2 解：利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。即以光波为载频，以光纤为传输介质的通信方式称为光纤通信。
1.3 解：（1）传输频带宽，通信容量大
（2）传输距离长
（3）抗电磁干扰能力强，无串音
（4）抗腐蚀、耐酸碱
（5）重量轻，安全，易敷设
（6）保密性强
(7) 原料资源丰富
1.4 解：在光纤通信系统中，最基本的三个组成部分是光发送机、光接收机和光纤链路。
光发送机由电接口、驱动电路和光源组件组成。其作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。
光接收机是由光检测器组件、放大电路和电接口组成。其作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。
光纤链路由光纤光缆、光纤光缆线路(接续)盒、光缆终端盒、光纤连接器和中继器等构成。光纤光缆用于传输光波信息。中继器主要用于补偿信号由于长距离传送所损失的能量。光缆线路盒：将光缆连接起来。光缆终端盒：将光缆从户外引入到室内，将光缆中的光纤从光缆中分出来。光纤连接器：连接光纤跳线与光缆中的光纤。
1.5解：“掺铒光纤放大器(EDFA)+波分复用(WDM)+非零色散光纤(NIDSF)+光电集成(OEIC)”正成为国际上光纤通信的主要发展方向。
光纤通信课后习题答案
习题二
1．光波从空气中以角度1θ=33°投射到平板玻璃表面上，这里的1θ是入射光与玻璃表面之间的夹角。根据投射到玻璃表面的角度，光束一部分被反射，另一部分发生折射，如果折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，请问玻璃的折射率等于多少？这种玻璃的临界角又是多少？
解：入射光与玻璃表面之间的夹角1θ=33°，则入射角57i θ=°，反射角57r θ=°。由于折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，所以折射角33y θ=°。
由折射定律sin sin i i y y n n θθ=，得到
sin /sin sin67/sin33y i y n θθ==（自己用matlab 算出来）
其中利用了空气折射率1i n =。这种玻璃的临界角为
1
arcsin
c y
n θ=（自己用matlab 算出来） 2．计算1 1.48n =及2 1.46n =的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果光纤端面外介质折射率 1.00n =，则允许的最大入射角max θ为多少？
解：阶跃光纤的数值孔径为
max sin 0.24NA θ=
允许的最大入射角
()max arcsin 0.24θ=自己用matlab 算出来
3．弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为1 1.5n =，2 1.45n =，试计算
（1）纤芯和包层的相对折射率∆；
（2）光纤的数值孔径NA 。
解：阶跃光纤纤芯和包层的相对折射率差为
22
12
2
10.032n n n -∆=≈
光纤的数值孔径为
0.38NA =
4．已知阶跃光纤纤芯的折射率为1 1.5n =，相对折射（指数）差0.01∆=，纤芯半径25a m μ=，若01m λμ=，计算光纤的归一化频率V 及其中传播的模数量M 。
光纤通信课后习题解答参考答案
思考题参考答案
1、SDH帧由哪几部分组成？SDH有哪些显著特点？
答：SDH帧由净负荷，管理单元指针和段开销三部分组成。
SDH主要优点有：高度标准化的光接口规范、较好的兼容性、灵活的分插功能、强大的网络管理能力和强大的自愈功能。其缺点有：频带利用率不如PDH高、设备复杂性增加、网管系统的安全性能要求高。
2、根据帧结构，计算STM-1、STM-4的标称速率。
解：STM-1的标称速率：
一帧的比特数：9×270×8＝19440（比特），传送一帧所用时间为125μs，故标称速率为：19440/(125×10－6)＝155520（kb/s）。
STM-4的标称速率：
STM-4帧为9行，270×4列，传送一帧所用时间为125μs。可以看出STM-4的列数是STM－1的4倍，其余都一样，所以：STM－4的标称速率为：155520×4＝622080（kb/s）
3、STM-N帧长、帧频、周期各为多少？帧中每个字节提供的通道速率是多少？
答：STM-N帧长为9×270N×8比特，帧频8000帧/秒，周期为125μs。
帧中每个字节提供的通道速率为：8比特/帧×8000帧/秒＝64kb/s。
4、段开销分几部分？每部分在帧中的位置如何？作用是什么？
答：段开销分为再生段开销和复用段开销两部分。
再生段开销位于STM-N帧中的1~3行的1~9×N列，用于帧定位，再生段的监控、维护和管理。
复用段开销分布在STM-N帧中的5~9行的1~9×N列，用于复用段的监控、维护和管理。
5、管理单元指针位于帧中什么位置？其作用是什么？
1光纤通信习题答案
1.说明光纤通信的主要优点。(1) 传输频带宽，通信容量大。(2) 损耗低，中继距离远。(3) 抗电磁干扰能力强，无串话。(4) 光纤细，光缆重量轻，体积小，便于敷设和运输。(5) 材料丰富，成本低。
2.光纤通信系统由哪几部分组成?简述各部分作用? 光发射机、光中机器、光接收机、传输电缆光发射机把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把信号最大限度地注入光纤线路。光中继器基本功能延长通信距离，光中继器将从光纤中接收到弱光信号经光检测器转换成电信号，再生或放大后，再次激励光源，转换成较强的光信号，送入光纤继续传输。光接收机作用：把从光纤线路输出，产生畸变和衰减的微弱光信号转为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。传输光缆作用：把来自光发射机的光信号以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
1、光纤通信的概念。答：用光波作为载波，以光导纤维作为传输介质的一种通信方式。
2、通常光纤通信所用的光是（激光）。光纤通信的三个低损耗窗口。答：波长0.85 um 、1.31 um 、1.55 um。
3、光纤的损耗包括哪些？光纤的损耗可以降为零吗？答：吸收损耗包括:本征吸收和杂质吸收。散射损耗包括:瑞利散射和结构缺陷散射。光纤工程应用中造成的损耗分为：弯曲损耗、微弯损耗、接头损耗。
4、光纤色散的概念，分类。答：（1）概念：光纤中的不同频率成分或不同的模式，在光纤中传输时，由于速度不同而使得传播时间不同，因此造成光信号中的不同频率成分或不同模式到达光纤终端有先有后，从而产生波形畸变的一种现象称为光纤色散。（2）分类： 模式色散 材料色散 波导色散。
光纤通信第三版习题答案
光纤通信第三版习题答案
光纤通信第三版习题答案
光纤通信是一种高速传输信息的技术，它利用光信号在光纤中传输数据。光纤通信的发展已经进入到第三版，为了帮助读者更好地理解和掌握相关知识，本文将提供一些光纤通信第三版习题的答案。
第一章：光纤通信基础知识
1. 什么是光纤通信？
光纤通信是利用光纤作为传输介质，将信息以光信号的形式传输的一种通信方式。
2. 光纤通信的优点有哪些？
光纤通信具有大带宽、低损耗、抗干扰能力强等优点。
3. 光纤通信的基本组成部分有哪些？
光纤通信的基本组成部分包括光源、调制器、光纤、解调器和接收器等。
4. 光纤通信的工作原理是什么？
光纤通信的工作原理是利用光的全反射特性将光信号在光纤中传输，通过调制器和解调器的处理，将光信号转换为电信号进行传输和接收。
第二章：光纤通信系统设计
1. 光纤通信系统的设计包括哪些方面？
光纤通信系统的设计包括光源的选择、光纤的布线和连接、调制器和解调器的设计等方面。
2. 光纤通信系统中如何选择合适的光源？
选择合适的光源需要考虑光源的功率、频率范围和调制方式等因素。
3. 光纤通信系统中如何设计光纤的布线和连接？
光纤的布线和连接需要考虑光纤的长度、弯曲半径和连接方式等因素，以保证
光信号的传输质量。
4. 光纤通信系统中如何设计调制器和解调器？
调制器和解调器的设计需要考虑调制方式、解调方式和信号处理的算法等因素，以实现光信号的调制和解调。
第三章：光纤通信的性能评估
1. 光纤通信系统的性能评估指标有哪些？
光纤通信系统的性能评估指标包括传输速率、误码率、信噪比和带宽等。
《光纤通信》课后习题答案
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A PD。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
《光纤通信》课后习题答案
《光纤通信》课后习题答案
习题二
1．光波从空气中以角度1θ=33°投射到平板玻璃表面上，这里的1θ是入射光与玻璃表面之间的夹角。根据投射到玻璃表面的角度，光束一部分被反射，另一部分发生折射，如果折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，请问玻璃的折射率等于多少？这种玻璃的临界角又是多少？
解：入射光与玻璃表面之间的夹角1θ=33°，则入射角57i θ=°，反射角57r θ=°。由于折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，所以折射角33y θ=°。
由折射定律sin sin i i y y n n θθ=，得到
sin /sin sin67/sin33y i y n θθ==（自己用matlab 算出来）
其中利用了空气折射率1i n =。这种玻璃的临界角为
1
arcsin
c y
n θ=（自己用matlab 算出来） 2．计算1 1.48n =及2 1.46n =的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果光纤端面外介质折射率1.00n =，则允许的最大入射角max θ为多少？
解：阶跃光纤的数值孔径为
max sin 0.24NA θ=
允许的最大入射角
()max arcsin 0.24θ=自己用matlab 算出来
3．弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为1 1.5n =，2 1.45n =，试计算
（1）纤芯和包层的相对折射率?；
（2）光纤的数值孔径NA 。
解：阶跃光纤纤芯和包层的相对折射率差为
22
12
2
10.032n n n -?=≈
光纤的数值孔径为
0.38NA =
4．已知阶跃光纤纤芯的折射率为1 1.5n =，相对折射（指数）差0.01?=，纤芯半径25a m μ=，若01m λμ=，计算光纤的归一化频率V 及其中传播的模数量M 。
光纤通信课后习题答案.docx
光纤通信课后答案
1-1 用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出
答：1966年7月英籍华人高锟提出用光导纤维可进行通信。
1-2 光纤通信有哪些优点
光纤通信具有许多独特的优点，他们是： 1. 频带宽、传输容量大； 2. 损耗小、中继距离长； 3. 重量轻、体积小； 4. 抗电磁干扰性能好； 5. 泄漏小、保密性好；
6．节约金属材料，有利于资源合理使用。
1-3 简述通信网络的分层结构
构成通信网络的基础设施可用图1.1.3所示的分层模型来描述。这种分层网络支持传统的电复用信号传输，但是也可以提供全光端对端透明连接。在光层中传输的网络功能，如分插复用（ADM ）、交叉连接、信号存储以及业务调度均在光层中完成。
电交换/复接层( 层)LAN POTS CATV
OXC
OXC
OXC
业务和应用层
光传送/网络层光接入声音视频网络管理
OADM
OADM
OADM: OXC ：
光分插复用光交叉连接SDH/ATM
图1.1.3 通信网络的分层结构
1-4 比较光在空气和光纤中传输的速度，哪个传输得快
答：当光通过比真空密度大的光纤时，其传播速度要减慢，如图1.2.3所示，减慢的程
度与介质折射率n 成反比。
图1.2.3 光通过密度大的介质时传播速度要减慢
1-5 简述抗反射膜的工作原理。
答：当光入射到光电器件的表面时总会有一些光被反射回来，除增加耦合损耗外，还会对系统产生不利的影响，为此需要在器件表面镀一层电介质材料，以便减少反射，如图1.3.6所示。在该例中，空气折射率11=n ，器件材料是硅，5.33=n ，电介质材料选用43N S i ，其折射率9.12≈n ，在空气和硅器件折射率之间。当入射光到达空气和抗反射膜界面时，标记为A 的一些光被反射回来，因为它是外反射，所以反射光与入射光相比有180o 的相位变化。该光波在电介质材料中传播，当到达抗反射膜和器件界面时，除大部分光进入器件外，一些光又被反射回来，标记为B 。因为23n n >，还是外反射，B 光仍有180o 的相位变化，而且当它从抗反射膜出来时，已经受了2d 距离的传输延迟，d 为抗反射膜的厚度。其相位差为()d k c 2，这里c k 是电介质材料的波矢量，并且c c π2=k ，式中c λ是光在电介质材料抗反射膜中的波长。因为2c n λλ=，这里λ是自由空间波长，反射光A 和B 间的相位差是
光纤通信第二版 课后答案
光纤通信第二版课后答案
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
梁瑞生《现代光纤通信技术及应用》课后习题及参考答案
第1章概述
1－1、什么是光纤通信？
参考答案：光纤通信(Fiber-optic communication)是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式，其先将电信号转换成光信号，再透过光纤将光信号进行传递，属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。光纤通信利用了全反射原理，即当光的注入角满足一定的条件时，光便能在光纤内形成全反射，从而达到长距离传输的目的。
1－2、光纤通信技术有哪些特点？
参考答案：(1)无串音干扰，保密性好。 (2)频带极宽，通信容量大。
(3)抗电磁干扰能力强。 (4)损耗低，中继距离长。
(5)光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设。
除以上特点之外，还有光纤的原材料资源丰富，成本低;温度稳定性好、寿命长等特点。
1－3、光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。
参考答案：光纤通信系统最基本由光发送机、光接收机、光纤线路、中继器以及无源器件组成。其中光发送机负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，光纤线路负责传输信号，而光接收机负责接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
(1)光发送机：由光源、驱动器和调制器组成，实现电/光转换的光端机。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。
(2)光接收机：由光检测器和光放大器组成，实现光/电转换的光端机。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端机去。
光纤通信课后答案
第一章根本理论
1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么？答：当归一化频率V小于二阶模LP11归一化截止频率，即0＜V＜2.40483时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。
2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响？答：在光纤通信系统中，光纤损耗是限制无中继通信距离的重要因素之一，在很大程度上决定着传输系统的中继距离；光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。
3、光纤中有哪几种色散？解释其含义。答：〔1〕模式色散：在多模光纤中存在许多传输模式，不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，而产生了模式色散。〔2〕材料色散：由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数，从而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此引起的色散称为材料色散。〔3〕波导色散：统一模式的相位常数随波长而变化，即群速度随波长而变化，由此引起的色散称为波导色散。
5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响？答：光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用，一方面可引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道之间的串话以及信号载波的移动等，另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。
6、单模光纤有哪几类？答：单模光纤分为四类：非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。 12、光缆由哪几局部组成？答：加强件、缆芯、外护层。
*、光纤优点：巨大带宽〔200THz〕、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。 *、光纤损耗：光纤对光波产生的衰减作用。
《光纤通信》练习册和答案
练习一
1．光纤通信系统是由________、_________和______三部分组成。P4
2．光纤通信三个低损耗窗口是______ 、_______和_______。P4
3．红外线是_ _不可见_ _光。
4. 红外线是不可见光。（√）5．光纤通信中的光是可见光。（╳）6．光纤通信的容量与微波通信的容量是一样。（╳）7．光纤通信的波长是可以任意选取的。( ╳) 8．光通信与一般电通信的载波是相同的。（╳）9．什么是光纤？P3
10．什么是光纤通信？P3
11．光纤通信与电通信的主要差别有哪两点？P3
12．光纤通信的特点是什么? P3
13．什么是强度调制、直接检波? P4
14．画出单信道-电-光中继数字通信系统图。在盘上
15．画出波分复用+掺铒光纤放大器数字通信系统图。在盘上
16．光发射机的作用是什么？光接收机的作用是什么？在盘上
练习二
1．光纤按折射率分类有_____________和____________两类。P5 2．光纤按材料分类主要有________ ________ ________和_______。P5 3．光纤按模式分类有___________和___________ 两类。P5
4．光纤是由纤芯包层和涂敷层三部分组成。
5．产生全反射条件为_____________________________。P6
6．什么是均匀光纤？什么是非均匀光纤？在盘上
7．均匀光纤和非均匀光纤的主要区别是什么？在盘上
8．什么是单模光纤？什么是多模光纤？在盘上9．什么是临界角？写出其表达式？P6
10．什么是全反射？产生全反射条件是什么？P6 11．什么是辐射波：产生辐射波条件是什么？P6 12．什么是反射定律？什么是折射定律？P5
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第一章基本理论
1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么答：当归一化频率V小于二阶模LP11归一化截止频率，即0＜V＜时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。
2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响答：在光纤通信系统中，光纤损耗是限制无中继通信距离的重要因素之一，在很大程度上决定着传输系统的中继距离；光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。
3、光纤中有哪几种色散解释其含义。答：（1）模式色散：在多模光纤中存在许多传输模式，不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，而产生了模式色散。（2）材料色散：由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数，从而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此引起的色散称为材料色散。（3）波导色散：统一模式的相位常数随波长而变化，即群速度随波长而变化，由此引起的色散称为波导色散。
5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响答：光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用，一方面可引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道之间的串话以及信号载波的移动等，另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。
6、单模光纤有哪几类答：单模光纤分为四类：非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。
12、光缆由哪几部分组成答：加强件、缆芯、外护层。
*、光纤优点：巨大带宽（200THz）、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。*、光纤损耗：光纤对光波产生的衰减作用。
引起光纤损耗的因素：本征损耗、制造损耗、附加损耗。
*、光纤色散：由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，导致信号的畸变。
引起光纤色散的因素：光信号不是单色光、光纤对于光信号的色散作用。
色散种类：模式色散（同波长不同模式）、材料色散（折射率）、波导色散（同模式，相位常数）。
*、单模光纤：指在给定的工作波长上只传输单一基模的光纤。
第二章光源和光发射机
1、光与物质间的作用有哪三种基本过程它们各自的特点是什么
答：（1）自发辐射：处于高能级电子的自发行为，与是否存在外界激励作用无关；自发辐射可以发生在一系列的能级之间，用此材料的发射光谱范围很宽；即使跃迁过程满足相同能级差，它们也是独立的、随机的辐射，产生的光子能量相同而彼此无关，各列光波可以有不同的相位和偏振方向，而且向空间各个角度传播，是一种非相干光。
（2）受激辐射：感应光子的能量等于向下跃迁的能级之差；受激辐射产生的光子与感应光子全是全同光子，它们是相干的；受激辐射过程实质上是对外来入射光的放大过程。
（3）受激吸收：受激吸收时需要消耗外来光能；受激吸收过程对应光子被吸收，生成电子—空穴对的光电转化过程。
2、什么是粒子数反转分布答：处于高能态的粒子数多于处于低能态的粒子数。
3、怎样实现光放大答：使媒质中高能级上的电子密度大于低能级上的电子密度，则受激辐射占主导地位，光波经过媒质时强度按指数规律增长，光波被放大，则实现光放大。
4、构成激光器必须具备哪些功能部件
答：有源区，光反馈装置，频率选择元件，光束的方向选择元件，光波导。
5、有哪些方法实现光学谐振腔与之对应的激光器类型是什么答：（1）用晶体天然的解理面形成法布里-珀罗谐振腔（F-P腔），当光在谐振腔中满足一定的相位条件和谐振条件时，建立起稳定的光振荡；（2）利用有源区一侧的周期性波纹结构提供光耦合来形成光振荡。
*、激射的一般条件：（1）有源区里产生足够的粒子数反转分布；（2）存在光学谐振机制，并在有源区里建立起稳定的激光振荡
第三章光接收机
1、分析光电二极管和APD的工作原理。
答：光电二极管：受激吸收，电子—空穴对运动；APD：电子—空穴对多次碰撞产生雪崩光倍增。
2、分析光电二极管和APD性能参数上的异同点。
答：APD是有增益的光电二极管，在光接收机灵敏度要求较高的场合，用APD有利于延长系
统的传输距离，在灵敏度要求不高的场合，一般用没有增益的PIN光电检测器。
第四章光纤通信系统
2、什么是SDH简述出主要特点
答：（1）SDH技术是在信息结构等级、开销安排、同步复用映射结构、指针定位调整和网络节点接口等方面标准化的、主要采用光纤传输媒质（少量微波和电缆）的数字传送技术。（2）特点（优点）：①具有统一标准光接口；②开销比特丰富；③采用数字同步复用；④数字分插复用直接上下2Mbit/s；⑤数字交叉连接提高网络灵活性；⑥环形网具有“自愈”能力。
3、SDH的帧结构由哪几部分组成各部分的作用是什么
答：SDH的帧结构由三部分组成：（1）STM-N净负荷：存放STM-N传送的各种用户信息码块；（2）段开销SOH：保证信息净负荷正常传送所必须附加的运行、管理和维护（OAM）字节；（3）管理单元指针：指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准备位置。
4、目前使用的SDH信号的速率等级是如何规定的答：SDH信号的速率等级是在传输线路的基础上定义的，传输线路可以是光线，也可以是微波和卫星传输通道。
7、光纤放大器有哪些类型答：半导体光放大器、掺铒光放大器、拉曼放大器。
8、EDFA能放大哪个波段的光信号简述EDFA的结构工作原理
答：（1）EDFA能对1550nm波段的光进行放大；（2）结构：由掺铒光纤、泵浦源、波分复用器、光隔离器、滤波器组成；（3）原理：铒离子吸收泵浦光产生受激辐射光,使传输信号光得到放大。
9、对于980nm泵浦和1480nm泵浦的EDFA，哪种泵浦方式的功率转换效率高哪种泵浦方式的噪声系数小为什么答：（1）980nm泵浦的EDFA功率转换效率高，可达11dB/mW，而1480nm 的只有mW；（2）前者的噪声系数小，只有~，而后者最小约为4dB；（3）这是因为采用1480nm 泵浦的方向泵浦时，具有高的量子转换效率。
10、拉曼光纤放大器突出的优点是什么
答：（1）增益介质为普通传输光纤，与光纤具有良好的兼容性；（2）增益波长由泵浦光波长决定，不受其他因素限制；（3）增益高，串扰小，噪声系数低，频谱范围宽，温度稳定性好。