光纤通信第二章习题

(3) 由于使用了新技术后 石英光纤的零色散窗口可以移到 由于使用了新技术后,石英光纤的零色散窗口可以移到 更长的1.55µm处,并且此时的损耗要比使用 并且此时的损耗要比使用1.31µm波 更长的 处 并且此时的损耗要比使用 波 长传输更小,于是又开始使用工作波长为 于是又开始使用工作波长为1.55µm的光 长传输更小 于是又开始使用工作波长为 的光 纤.
波导色散是由于光纤的几何结构所引起的色散 波导色散是由于光纤的几何结构所引起的色散. 是由于光纤的几何结构所引起的色散 色散的危害:色散会引起接收端接收到的信号波形失 色散的危害 色散会引起接收端接收到的信号波形失 对于模拟信号,色散会限制系统带宽 真.对于模拟信号 色散会限制系统带宽 对于数字 对于模拟信号 色散会限制系统带宽.对于数字 信号,色散会引起脉冲展宽 色散会引起脉冲展宽. 信号 色散会引起脉冲展宽
光纤损耗产生的原因及其危害是什么? 7. 光纤损耗产生的原因及其危害是什么?
损耗是指由各种原因引起的光功率的损失. 答:损耗是指由各种原因引起的光功率的损失 损耗是指由各种原因引起的光功率的损失 吸收损耗:是指由于组成光纤的材料及其中的杂质 吸收损耗 是指由于组成光纤的材料及其中的杂质 对光的吸收,使一部分光能转变为散失是热能 使一部分光能转变为散失是热能,从 对光的吸收 使一部分光能转变为散失是热能 从 而造成光功率的损失. 而造成光功率的损失 散射损耗:是指由远小于波长的不均匀性 如折射率 散射损耗 是指由远小于波长的不均匀性(如折射率 是指由远小于波长的不均匀性 的不均匀,掺杂离子浓度的不均匀等 掺杂离子浓度的不均匀等)引起的光的 的不均匀 掺杂离子浓度的不均匀等 引起的光的 散射造成的光. 散射造成的光
2设PIN光电二极管的量子效率为 设 光电二极管的量子效率为80%，计 光电二极管的量子效率为 ， 算在1.3 µm和1.55 µm波长时的响应度。 算在 波长时的响应度。 3如果激光器在 如果激光器在0.5 µm上工作，输出 的连续 上工作， 如果激光器在 上工作 输出1W的连续
功率， 功率，计算每秒从激活物质的高能级跃迁到低 能级的粒子数。 能级的粒子数。
5Biblioteka Baidu
光纤通信为什么向长波长,单模光纤方向发展 光纤通信为什么向长波长 单模光纤方向发展? 单模光纤方向发展
答:(1)在长波长波段石英光纤可以实现零色散传输 从而使 在长波长波段石英光纤可以实现零色散传输,从而使 在长波长波段石英光纤可以实现零色散传输 系统带宽达到最大.同时光纤的损耗也随着波长的增加 系统带宽达到最大 同时光纤的损耗也随着波长的增加 而减小,即系统的无中继通信距离随着波长的增加而增 而减小 即系统的无中继通信距离随着波长的增加而增 因此光纤通信系统要向长波长方向发展. 长,因此光纤通信系统要向长波长方向发展 因此光纤通信系统要向长波长方向发展 (2) 从损耗角度来看 由多模突变型光纤、多模渐变型光 从损耗角度来看:由多模突变型光纤 由多模突变型光纤、 纤到单模光纤损耗依次减小,从而无中继距离依次增大 从而无中继距离依次增大. 纤到单模光纤损耗依次减小 从而无中继距离依次增大 从色散角度看:由多模突变型光纤、渐变型光纤到单 从色散角度看 由多模突变型光纤、 由多模突变型光纤 模光纤,色散依次减小 从而带宽依次增大,传输容量依 色散依次减小,从而带宽依次增大 模光纤 色散依次减小 从而带宽依次增大 传输容量依 次增大. 次增大
而通信的主要目的就是最大限度的实现远的传输距离和 大的传输容量,因此光纤通信的发展方向是由多模光纤到 大的传输容量 因此光纤通信的发展方向是由多模光纤到 单模光纤. 单模光纤
光纤色散产生的原因及其危害是什么? 6. 光纤色散产生的原因及其危害是什么?
光纤色散是指由于各种不同频率的光在光纤中传输的 答:光纤色散是指由于各种不同频率的光在光纤中传输的 光纤色散 速度不同,从而使得各个频率的光在到达终点时产生了一 速度不同 从而使得各个频率的光在到达终点时产生了一 个时间上的延迟,造成输出波形失真的一种现象 造成输出波形失真的一种现象. 个时间上的延迟 造成输出波形失真的一种现象 光纤色散一般包括模式色散 材料色散和波导色散 光纤色散一般包括模式色散,材料色散和波导色散 模式色散 材料色散和波导色散. 模式色散是指在光纤中由于个频率光的轴向速度不同 模式色散是指在光纤中由于个频率光的轴向速度不同 而引起的色散. 而引起的色散 材料色散是指由于构成光纤的材料的折射率随传输光 材料色散是指由于构成光纤的材料的折射率随传输光 波的频率变化而导致不同频率光信号的速度不同,从而引 波的频率变化而导致不同频率光信号的速度不同 从而引 起的色散. 起的色散
第二章习题
4、目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长： 、目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长： 0.85µm、1.31µm 、1.55 µm？ 、 ？
光纤通信使用0.85µm工作波长的光纤主要是受到 答:(1)光纤通信使用 光纤通信使用 工作波长的光纤主要是受到 早期光源发光波长的限制,早期发明的光源都是短波长 早期光源发光波长的限制 早期发明的光源都是短波长 光源,由于光纤损耗随波长的增加而减小 因而选择了相 光源 由于光纤损耗随波长的增加而减小,因而选择了相 由于光纤损耗随波长的增加而减小 对来说波长较长损耗较小的0.85µm作为光纤的工作波 对来说波长较长损耗较小的 作为光纤的工作波 长. (2)由于石英光纤在 由于石英光纤在1.31µm处可以达到零色散并且损耗 由于石英光纤在 处可以达到零色散并且损耗 也达到极小,因而在长波长光源问世后开始使用这种工 也达到极小 因而在长波长光源问世后开始使用这种工 作波长的光纤. 作波长的光纤
波导不完善损耗由于光不能全部进行全反射而造 波导不完善损耗由于光不能全部进行全反射而造 成的光功率损失. 成的光功率损失 附加损耗由于光纤弯折、 附加损耗由于光纤弯折、接续而引起的光功率的 由于光纤弯折 损失. 损失 光纤损耗的危害:限制通信系统的无中继通信距离 光纤损耗的危害 限制通信系统的无中继通信距离 附加题 1 已知单模光纤的材料色散系数为 已知单模光纤的材料色散系数为-2ps/km.nm， ， 光源谱线宽度为△ 光源谱线宽度为△λ=10nm，若光纤长度为 ， 20KM，问此光纤的脉冲展宽和带宽各是多少？ ，问此光纤的脉冲展宽和带宽各是多少？