光纤通信第二版答案
光纤通信_第二版_刘增基_参考答案光纤通信第二版刘增基
光纤通信_第二版_刘增基_参考答案光纤通信第二版刘增基1-1光纤通信的优缺点各是什么？答与传统的金属电缆通信、磁波无线电通信相比，光纤通信具有如下有点：14（1）通信容量大。
首先，光载波的中心频率很高，约为2×10Hz，最大可用带宽一般取载波频率的10%，则容许的最大信号带宽为20000 GHz（20 THz）；如果微波的载波频率选择为20 GHz，相应的最大可用带宽为2GHz。
两者相差10000倍。
其次，单模光纤的色散几乎为零，其带宽距离（乘）积可达几十GHz*km；采用波分复用（多载波传输）技术还可使传输容量增加几十倍至上百倍。
目前，单波长的典型传输速率是10 Gb／s，一个采用128个波长的波分复用系统的传输速率就是1.28 Tb／s。
（2）中继距离长。
中继距离受光纤损耗限制和色散限制，单模光纤的传输损耗可小于0.2 dB／km，色散接近于零。
（3）抗电磁干扰。
光纤由电绝缘的石英材料制成，因而光纤通信线路不受普通电磁场的干扰，包括闪电、火花、电力线、无线电波的干扰。
同时光纤也不会对工作于无线电波波段的通信、雷达等设备产生干扰。
这使光纤通信系统具有良好的电磁兼容性。
（4）传输误码率极低。
光信号在光纤中传输的损耗和波形的畸变均很小，而且稳定，噪声主要来源于量子噪声及光-9检测器后面的电阻热噪声和前置放大器的噪声。
只要设计适当，在中继距离内传输的误码率可达10甚至更低。
此外，光纤通信系统还具有适应能力强、保密性好以及使用寿命长等特点。
当然光纤通信系统也存在一些不足：(1) 有些光器件(如激光器、光纤放大器)比较昂贵。
(2) 光纤的机械强度差。
为了提高强度，实际使用时要构成包含多条光纤的光缆，在光缆中要有加强件和保护套。
(3) 不能传送电力。
有时需要为远处的接口或再生的设备提供电能，光纤显然不能胜任。
为了传送电能，在光缆系统中还必须额外使用金属导线。
(4) 光纤断裂后的维修比较困难，需要专用工具。
《光纤通信系统》第二版-李履信-沈建华——习题解答
<< 光电子器件导论 >> 习题解答1-1.光纤通信有哪些优点？答：光纤通信具有下面一些优点：1、传输容量大；2、传输损耗小，中继距离长；3、泄漏小，保密性好；4、节约大量有色金属；5、抗电磁干扰性能好；6、重量轻，可挠性好，敷设方便。
1-2.比较五代光纤通信系统的主要特点与差别。
答：五代光纤通信系统的主要特点与差别如下：1、第一代光纤通信系统在20世纪70年代后期投入使用，工作波长在850nm波长段的多模光纤系统。
光纤的衰减系统为 2.5~4.0 dB/Km，系统的传输速率在20～100Mbit/s之间，实用的系统容量为脉冲编码调制（PCM）三次群，最高传输速率为34Mbit/S，中继距离为8～10km。
20世纪80年代初，工作波长在1310nm波长段的多模光纤系统投入使用，光纤衰减系数为0.55～1.0dB/Km，传输速率达140Mbit/s，中继距离为20~30Km。
2、第二代光纤通信系统在20世纪80年代中期投入使用，工作波长在1310nm波长段的单模光纤通信系统。
光纤衰减系数为0.～0.5 dB/Km，可传送准同步数字体系（PDH）的各次群信号，最高传输速率可达1.7Gbit/s，中继距离约为50Km。
3、第三代光纤通信系统在20世纪80年代后期投入使用，工作波长在1550nm波长段的单模光纤系统。
光纤衰减系数为0.2 dB/Km，应用在同步数字体系（SDH）光纤传输网，传输速率达2.5～10Gbit/s，中继距离可超过100Km。
4、第四代光纤通信系统采用光放大器来增加中继距离，同时采用波分复用/频分复用（WDM/FDM）技术来提高传输速率。
已完成的有单信道传输速率为40Gbit/s，不采用电中继器，结合先进的调制技术和编码技术等，实现传输距离达10000Km的试验。
20世纪90年代初光纤放大器的研制成功并投入使用，已经引起了光纤通信的重大变革。
目前在实验室中最高的系统容量已经达到10Tbit/s级。
光纤通信第二版答案光纤通信顾畹仪答案
光纤通信第二版答案光纤通信顾畹仪答案1．纤光信通的缺点优各是么？什答：点有优带宽：资源丰，通信富量大；容损低耗中，距继长离无串音干；，扰密性保好适应能；力强；积小体、量轻、重便于工维护；原施料材源丰富来，潜价在低格廉。
等缺点有接：口昂贵，度差，强不能传送力，需电要专门的具工、备以及设训，未经受长培时的间验检等2。
光．纤信系通由统几哪部分成组各部分？功的能什么？是答：纤通信光系统由部三组分成：光射发机、接光机和收纤光路。
链发射机由光模或拟数字接电口电压—电、流动驱路和光电组件组源。
光成源件包括光组、光源源—光耦纤合和器一光纤（尾纤或段纤跳线光组）。
成模拟数或电字接作用是实现口的抗阻配匹和信号电平匹配（限输入制信号振的）作用幅光。
源是L DE LD 或这两，种二管极光功率与的动电驱流成比。
电压正—流驱电电动是输路电路入光源间的与电接口，用来将输入信号的压电换转成流电以驱动光源光。
—源纤光合器耦作的是用光源把发的光出合到光耦纤或光缆中。
光接收机光由检测器组、件放电路和模大拟数或字接电口成。
光检组测组器包件括段一光纤（纤或光尾纤跳）线、纤—光检光波器耦器合光、检器和测电流—压电换转器光。
检器测光将号转信为化流电信号常用的器件有。
PIN 和PD。
然A后再过电流—电通压转器换变，电成信压号出。
输拟或数模电接字对输出电路其口阻抗配匹信号和电匹平配用。
光作链路纤光由光纤、光缆连纤器、光缆终端接盒、光缆路盒线和继中1器组成等。
光光缆由纤英或塑石料光纤、属金包层和套外组管。
成光线缆盒：路缆生产厂家光产的光缆一般生2为mk一，盘而因如，光发送与光接果之收间的离超距2多k m，时隔每2mk 将要需用缆线光路把盒缆连光起接。
来缆终端盒：光主要于用将光从户缆（外或内）引户入户到内或（户）外，光将缆的中纤光光缆中从分来，出一放置在般光设备机房内光。
连纤器接：主用于要将光发机送或（接光收）机与光缆终端盒出来的分光纤连起接，即来接连光纤线跳光与缆中光纤的3．。
光纤通信第二版课后答案顾畹仪.docx
光纤通信第二版课后答案顾畹仪【篇一：光纤通信系统中常用的调制方法】txt> 一．光纤通信概况1. 发展1966 年，美籍华人高锟(c.k.kao) 和霍克哈姆(c.a.hockham) 发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。
1970 年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20db ／km 的光纤，光纤通信时代由此开始。
由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。
光纤通信系统的传输容量从1980 年到2000 年增加了近一万倍，传输速度在过去的10 年中大约提高了100 倍。
2. 基本组成光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。
最基本的光纤通信系统由光发射机、光纤线路和光接收机组成，具体如下图所示二．光调制与解调1. 基本概念类似于电通信中对高频载波的调制与解调，在光通信中叶对光信号进行调制与解调。
不管是模拟系统还是数字系统，输入到光发射机带有信息的电信号，都通过调制转换为光信号。
光载波经过光纤线路传输到接收端，再由接收机通过解调把光信号转换为电信号。
2. 常用的调制方式根据调制和光源的关系，光调制可分为直接调制和间接调制两类。
直接调制方法是把要传送的信息转变为电信号注入ld 或led ，从而获得相应的光信号，是采用电源调制的方法。
间接调制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，有电光调制、磁光调制、声光调制、电吸收效应和共振吸收效应等。
本文将详细介绍现在常用的是电光调制和声光调制两种。
三、调制方式的详细介绍1. 直接调制(1)调制原理直接对光源进行调制，通过控制半导体激光器的注入电流的大小来改变激光器输出光波的强弱。
传统的pdh 和2.5gbit/s 速率以下的sdh 系统使用的led 或ld 光源基本上采用的都是这种调制方式。
《光纤通信》第二版(刘增基)课后作业题
nm；两种，应用较多的是 980nm 泵
浦源，其优点是
。
（4）其泵浦方式按泵浦所在位置分为三种：①如图（a）为
；② 如图（b）为
；
③双向泵浦。
（5）双向泵浦对信号的放大特性与信号传输方向
。（填“有关”或“无关”）
。 的能量转换为信号光的结果。为提高放大器增益，
应提高对
的吸收。
阅读下图 EDFA 的结构，按要求完成各题。
掺铒光纤
输 输出
光隔离器
波分复用器
光隔离器
入 滤波器
光信号
光
信号
泵浦源
熔接点
输 输出
光信号 信号
光隔离器
掺铒光纤 熔接点
图（a）
波分复用器
光隔离器
泵浦源
入 滤波器
光
图（b）
（1） —
是 EDFA 的核心部件，它以石英光纤作为基质，在纤芯中掺入固体激光工作物质— 。
（2）掺铒光纤的模场直径为 3‐‐6µm，比常规光纤小很多，这是为了提高信号光和泵浦光的能量密度，从
而提高其
。但由于其芯径的减小其与常规光纤模场不匹配，解决方法有：①在纤芯中掺
入
；②在熔接时进行一定处理减小
（填英文缩写）的不匹配。
（3）实用的 EDFA 泵浦源都是 LD，其泵浦波长有 980nm 和
第七章 1.EDFA 工作原理是什么？有哪些应用方式？
阅读下图，按要求完成各掺铒光纤(EDF)中，铒离子(Er3+)有三个能级：能级 1 代表基态， 能量最低；能级 2 是
，处于
中间能级；能级 3 代表
， 能量最高。
（3）据图分析，请阐述该工作原理： （4）从该工作原理可以看出，光放大是由于
光纤通信第二版答案完全版（随书附赠）光纤通信原理第二版
光纤通信第二版答案完全版(随书附赠) 光纤通信原理第二版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。
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，节省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。
n1nr （2）阶跃型光纤的折射率分布n2r ar a2 r nm 12 渐变型光纤的折射率分布n r ancr a r a3．阶跃型光纤和渐变型光纤的数值孔径NA是如何定义的？两者有何区别？它是用来衡量光纤什么的物理量？n 答：阶跃型光纤的数值孔径NA si 0 n120 渐变型光纤的数值孔径NA sinn0-nc n0222两者区别：阶跃型光纤的数值孔径是与纤芯和包层的折射率有关；而渐变型光纤的数值孔径只与纤芯内最大的折射率和包层的折射率有关。
光纤通信技术（第2版）习题答案孙学康张金菊第五章习题
Pout 10000.36/16 62.5mW
Pout 18 20.5 28.5(dBm)
答： P137 最后一段
8.请画出光传送网的分层结构图，并简单介绍各层的功 能。
答： P152 图5-25 传送网的分层模型 各层功能：P151 ”1.基于SDH的光传送网”中的内容
9Hale Waihona Puke 什么是OADM？其所具有的功能有哪些？
答： OADM：光分插复用器 功能：P141 ”（1）OADM的功能”中的内容
10.试计算STM-1段开销的比特数？
答： 利用P125中 图5-2 STM-N的帧结构来计算
STM-1段开销的比特数=8×9×8=576bit
11.计算STM-16的码率。
答： 先利用P125中图5-2计算出其一帧比特数，再除以 一帧的周期
STM-16的码率= 2709816 =2488.32Mb/s
125 106
12.已知某波分复用系统的信道间隔 v 为100GHz。请计 算该系统中所使用光源谱宽的最大值是多少？（取 f=193.10×1012Hz）
答：
v 2
C
100109 (1552.52)2 3108
0.8nm
13.如果某WDM系统中的技术参数如下：
中心波长为1552.52nm（对应中心频率为193.10THz）， OSNR=7（满足BER=10-12时），N=10，NF=5.5dB， Δλ=0.1nm，Lα=15dB，BWeff=2.5THz 。请算出实用16路 WDM系统所要求的光放大器的输出光功率范围？
5.请画出SDH的帧结构图。 答： P125 图5-2 STM-N的帧结构
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。
光纤通信第二版课后答案柳春锋
光纤通信第二版课后答案柳春锋对于通信行业，相信大家都不陌生，光纤光缆的传输效果是非常的好的。
它不仅能把电信号转换为光波，还可以传送信息给计算机等设备。
那么，光纤光缆能够传输数据吗？答案是 C。
一、答案解析光缆是用一种透明的、纤芯由玻璃或聚乙烯材料制成的一种复合式通信载体。
光纤光缆传输数据时，是将电信号转换为光信息，在介质中形成连续波进行信息传输；而把光信息再转换为电信息则是光纤通信中的一个重要应用。
通常情况下，数据和电之间是没有隔开的。
因此，信息传送时是不需要电火花的，而需要将光信息转变为电信息来进行传送。
如图3所示。
1、按功能分类光缆按功能分为光纤通信光缆和光电转换光缆。
光纤通信光缆可分为两大类：波分复用型(SFC)、非波分复用型(NRC)及多模光纤光缆。
一种是在光纤中注入石英玻璃和金属离子的混合体中引入的光纤复合体，使之形成光纤通信光缆；另一种是将这种光纤用特殊的制作工艺制成后再加入玻璃或聚乙烯材料制成的复合式光纤或超高分子光纤；另一种是用无源的半导体材料制成的光纤或用玻璃作为绝缘体，其在光波段与带电粒子进行辐射而不能发出光，这种光纤又叫单芯光纤；还有的光纤通信缆芯由玻璃制成；最常见的是玻璃光纤通信光缆，如图4所示。
(a)一种光纤，由于光纤的本质，光纤作为光纤通信系统（光纤通信）核心元件之一，同时又是一个复杂而庞大的系统；光纤和光缆组成！光纤光缆具有耐火性能好的特点，使用寿命长，可靠性好；又可以进行远距离传输；可根据实际情况，灵活应用光纤光缆，可根据不同的使用要求，使用不同材料，制造不同性能的光缆产品等因素来确定不同规模和规格的光纤光缆之间，又可以根据其功能来划分为光缆和无源光缆两大类。
2、按安装方式分类按安装方式，可以分为直埋式和波分多址光缆。
直埋式光缆是将光纤埋在地下，不用接地就能使用。
一般采用普通硅胶光缆作为干线光缆及数据通信系统的网络传输干线光纤。
光缆的特点是具有绝缘、强度高、重量轻（一般小于600 kg)及安装方便等优点；目前用于传输的光纤也大多采用此类结构和技术。
《光纤通信系统》第二版_李履信_沈建华——习题解答
hc 1.24 m E g E g eV
1、GaAs 的发射波长为：
1
1.24 0.867 m 1.43eV 1.24 1.292 m 0.96eV
2、InGaAsP 的发射波长为：
2
3-6. 在光纤通信系统中对 LD 驱动电路和偏置电路有什么要 求？在 LD 驱动电路中为什么一定要加偏置电流？偏置电流应加多大 才合适？若偏置电流加得过大或过小对 LD 的调制特性会产生什么影 响？ 答：1、对 LD 驱动电路和偏置电路的要求是： ①输出的光脉冲峰值保持恒定； ②光脉冲的通断比应>>10； ③激光发射的时间必须远短于码元时间； ④采用阻尼电路以避免驰张振荡。 2、因为 LD 是阈值器件，只有外加驱动电流超过阈值后才能发出 激光，为使得较小的数据电流 I D 亦可产生足够的光输出，因此需要
1
传输网，传输速率达 2.5～10Gbit/s，中继距离可超过 100Km。 4、第四代光纤通信系统采用光放大器来增加中继距离，同时采 用波分复用/频分复用（WDM/FDM）技术来提高传输速率。 已完成的有单信道传输速率为 40Gbit/s，不采用电中继器，结合 先进的调制技术和编码技术等，实现传输距离达 10000Km 的试验。 20 世纪 90 年代初光纤放大器的研制成功并投入使用，已经引起了光 纤 通信 的重 大 变革 。 目前 在实 验 室中 最 高的 系统 容 量已 经 达到 10Tbit/s 级。 5、第五代光纤通信系统是基于利用光纤的非线性效应，抵消由 于光纤色散产生的脉冲展宽而产生的光孤子， 来实现光脉冲信号的保 形传输。 20 世纪 90 年代后，各国的试验都取得了重大的进展。例如在日 本，实验室中已经实现了将 80 Gbit/s 和 160Gbit/s 的数据分别传输了 500Km 和 200Km，目前已经开始有商用化的光孤子通信系统面世。
[光纤通信]西电第二版课后习题答案
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第一章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。
《光纤通信网络（第2版）》习题及题解
1《光纤通信网络（第2版）》习题及题解3-16 从SDH 的帧结构计算STM-1和STM-64每秒传送的比特速率 解：对于STM-1（N = 1），每秒传送的比特速率为8 比持/字节 ⨯ 9 ⨯ 270字节/帧 ⨯ 8 000帧/秒 = 155.52 Mb/s对于STM-64（N = 6 4），每秒传送速率为 8 ⨯ 9 ⨯ 270 ⨯ 64 ⨯ 8 000 = 9953.28 Mb/sSDH 各等级信号的标准速率如附录F 所示。
4-1 mW 和dBm 换算一个LED 的发射功率是3 mW ，如用dBm 表示是多少？经过20 dB 损耗的光纤传输后还有多少光功率？解：LED 的输出功率用式（B.1）计算为dBm = 10 log P = 10 log 3 ≈ 4.77 dBm或者从附录D 中查表也可以近似得到。
经过20 dB 损耗的光纤传输后，还有4.77 - 20 = -15.23 dBm 的光功率。
4-2 光纤衰减注入单模光纤的LD 功率为1 mW ，在光纤输出端光电探测器要求的最小光功率是10 nW ，在1.3 μm 波段工作，光纤衰减系数是0.4 dB/km ，请问无需中继器的最大光纤长度是多少？ 解：由式（4.1.3）可得3in9dB out111010lg 10lg 125 km 0.41010PL P α--⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭4-3 计算单模光纤脉冲展宽考虑波长1 550 nm 处，用群速度色散17 ps/nm ⋅km 的标准单模光纤传输10 Gb/s 的信号，计算经100 km 传输后的脉冲展宽。
如果改用色散值为3.5 ps/nm ⋅km 的色散移位单模光纤传输，脉冲展宽又是多少？ 解：对于10 Gb/s 的信号，其脉冲宽度为τ = 100 ps ，光谱带宽近似为∆f = 1/τ = 10 GHz ，对应的波长带宽由附录式（F.4）得到nm 08.01031010101.5589262=⨯⨯⨯=∆=∆-）（ c f λλ 利用式（4.1.6）可以得到标准单模光纤的脉冲展宽为ps 13608.010100173cd =⨯⨯⨯=∆=∆λτDL色散移位单模光纤的脉冲展宽为2ps 2808.0101003.53cd =⨯⨯⨯=∆=∆λτDL4-4 计算单模光纤带宽计算例4-3的标准单模光纤段和色散移位光纤段的带宽。
光纤通信第二版顾畹仪课后答案.pdf
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光纤通信技术(第2版)答案
着传输距离的加大，脉冲波形在时间上发生了展宽，这种现象称为光纤的色散
10.什么是模式色散？材料色散？波导色散？
答：模式色散：光纤中的不同模式，在同一波长下传输，各自的相位常数βmn不同所引起的色散
材料色散：由于光纤材料本身的折射指数n和波长λ呈非线性关系，从而使光的传播速度随波长 而变化所引起的色散
对于阶跃型光纤，运用标量解的特征方程解出方程中的U（或W），从而确定传输常数β，分析 其传输特性；对于渐变型光纤，也是通过确定出传输常数β，从而分析其传输特性
5.为什么说采用渐变型光纤可以减小光纤中的模式色散？ 答：模式色散是由于不同模式的光功率脉冲沿不同轨迹传输，由于每个模式的轴向传输速度不同， 于是它们在相同的光纤长度上到达某一点所需要的时间不同，从而使得沿光纤行进的脉冲在时间上 展宽。而渐变型光纤利用了n随r变化的特点，消除了模式色散
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其中r为光纤纤芯中任一点到轴线之间的距离
第三章
1.光与物质间的相互作用存在哪三种基本物理过程？它们各自的特点是什么？ 答：三种基本物理过程：自发辐射、受激吸收以及受激辐射
自发辐射的特点： （1）这个过程是在没有外界作用的条件下自发产生的，是自发跃迁 （2）由于发射出光子的频率决定于所跃迁的能级，而发生自发辐射的高能级不是一个，可以是一个系列的高 能级，因此，辐射光子的频率亦不同，频率范围很宽 （3）即使有些电子是在相同的能级差间进行跃迁的，也就是辐射出的光子的频率相同，但由于它们是独立 地、自发地辐射，因此它们的发射方向和相位也是各不相同的，是非相干光 受激吸收的特点： （1）这个过程必须在外来光子的激发下才会产生 （2）外来光子的能量等于电子跃迁的能级之差 （3）受激跃迁的过程不是放出的能量，而是消耗外来光能 受激辐射的特点： （1）外来光子的能量等于跃迁的能级之差 （2）受激过程中发射出来的光子与外来光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，因此称 它们是全同光子 （3）这个过程可以使光得到放大。因为受激过程中发射出来的光子与外来光子是全同光子，相叠加的结果使 光增加，使入射光得到放大，所以受激辐射引起光放大，是产生激光的一个重要的基本概念
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光纤通信第二版答案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μm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。
根据题意，求得在μm的光载波下，数字通信系统的比特率为s，则能传输路64kb/s的音频信道。
4．SDH体制有什么优点答：（1）SDH传输系统在国际上有统一的帧结构，数字传输标准速率和标准的光路接口，使网管系统互通，因此有很好的横向兼容性，它能与现有的准同步数字体制（PDH）完全兼容，并容纳各种新的业务信号，形成了全球统一的数字传输体制标准，提高了网络的可靠性；（2）SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律，而净负荷与网络是同步的，它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号，实现了一次复用的特性，克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后再生复用的过程，由于大大简化了数字交叉连接（DXC），减少了背靠背的接口复用设备，改善了网络的业务传送透明性；（3）由于采用了较先进的分插复用器（ADM）、数字交叉连接（DXC）、网络的自愈功能和重组功能就显得非常强大，具有较强的生存率。
因SDH 帧结构中安排了信号的5％开销比特，它的网管功能显得特别强大，并能统一形成网络管理系统，为网络的自动化、智能化、信道的利用率以及降低网络的维管费和生存能力起到了积极作用；（4）由于SDH有多种网络拓扑结构，它所组成的网络非常灵活，它能增强网监，运行管理和自动配置功能，优化了网络性能，同时也使网络运行灵活、安全、可靠，使网络的功能非常齐全和多样化；（5）SDH有传输和交换的性能，它的系列设备的构成能通过功能块的自由组合，实现了不同层次和各种拓扑结构的网络，十分灵活；（6）SDH并不专属于某种传输介质，它可用于双绞线、同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤。
这一特点表明，SDH既适合用作干线通道，也可作支线通道。
例如，我国的国家与省级有线电视干线网就是采用SDH，而且它也便于与光纤电缆混合网(HFC)相兼容；（7）从OSI模型的观点来看，SDH属于其最底层的物理层，并未对其高层有严格的限制，便于在SDH上采用各种网络技术，支持ATM或IP传输；（8）SDH是严格同步的，从而保证了整个网络稳定可靠，误码少，且便于复用和调整；（9）标准的开放型光接口可以在基本光缆段上实现横向兼容，降低了联网成本。
5．简述未来光网络的发展趋势及关键技术。
答：全光网络将成为继纯电缆网络、光电耦合网络后的第三代网络。
全光网络是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在，因此在整个传输过程中没有电的处理。
全光网络的关键技术主要有光放大中继技术、光复用技术、光交换技术、光分插复用技术等。
6．简述WDM的概念。
答：波分复用的基本思想是将工作波长略微不同、各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号，一起注入到同一根光纤中进行传输。
7．解释光纤通信为何越来越多地采用WDM+EDFA方式。
答：采用WDM技术的原因是和它的优点分不开的，它有如下优点：（1）充分利用了光纤的巨大带宽资源；（2）同时传输多种不同类型的信号；（3）实现单根光纤双向传输；（4）多种应用形式；（5）节约线路投资；（6）降低器件的超高速要求。
采用EDFA技术的原因是和它的优点分不开的，它有如下优点：（1）中继器的价格下降了；（2）对传送的数据速率和调制格式透明，这样系统只需改变链路的终端设备就很容易升级到高的速率；（3）可以同时放大多个波长信号，使波分复用（WDM）的实现成为可能；（4）提供了系统扩容的新途径，无需增加光纤和工作的速率，只需通过增加波长就可提高系统的容量；（5）最关键的是系统的成本下降了。
8．全光网络的优点是什么答：能充分利用光纤的带宽资源，故容量大，传输质量好，开放性，易于实现网络的动态结构，可扩展性，结构简单，透明性，可靠性高，可维护性好。
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=，10==n n i 得到33sin /67sin sin /sin 1===y i y n n θθ69.1≈其中利用了空气折射率1i n =。
这种玻璃的临界角为59.01.6911arcsin ≈==y n θ2．计算11.48n=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maxθ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11.5n=，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2212210.032n 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11.5n =，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 。
解：光纤的归一化频率2233.3V a n ππλλ=⋅光纤中传播的模数量25542V M ≈=5．一根数值孔径为的阶跃折射率多模光纤在850nm 波长上可以支持1000个左右的传播模式。
试问：（1）其纤芯直径为多少（2）在1310nm 波长上可以支持多少个模 （3）在1550nm 波长上可以支持多少个模 解：（1）由11122V a NA ππλλ==⋅，得到纤芯直径为11130.2722V a NA λλππ=⋅==≈ （2）当21.31m λμ=，有1222λλππ=得到模的个数为()()221212220.8510004211.31M M λλ==⨯= （3）当21.55m λμ=，得到模的个数为()()221312220.8510003541.55M M λλ==⨯= 6．用纤芯折射率为11.5n=，长度未知的弱导光纤传输脉冲重复频率08f MHz=的光脉冲，经过该光纤后，信号延迟半个脉冲周期，试估算光纤的长度L 。
解：信号的周期为01/T f =信号在纤芯中传输的速度为1/v c n =由于信号延迟半个脉冲周期，则光纤的长度L 为86101310112.522 1.52810T c L v m n f ⨯=⨯=⨯==⨯⨯7．有阶跃型光纤，若11.5n=，0 1.31m λμ=，那么（1）若0.25∆=，为保证单模传输，光纤纤芯半径a 应取多大 （2）若取芯径5a m μ=，保证单模传输时，∆应怎么选择 解：（1）由归一化频率022V a n ππλλ=⋅得到a =为了保证光纤中只能存在一个模式，则要求 2.405V <，则要求光纤纤芯半径0.47a m μ=≈（2）若取芯径5a m μ=，保证单模传输时，则22001111 2.4050.0022222V n a n a λλππ⎛⎫⎛⎫∆=<≈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭8．渐变光纤的折射指数分布为()()1/2012r n r n a α⎡⎤⎛⎫=-∆⎢⎥⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦求光纤的本地数值孔径。
解：渐变光纤纤芯中某一点的数值孔径为()()2201r NA r n a α⎡⎤⎛⎫==∆-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦9．某光纤在1300nm 处的损耗为0.6/dB km ，在1550nm 波长处的损耗为0.3/dB km 。
假设下面两种光信号同时进入光纤：1300nm 波长的150W μ的光信号和1550nm 波长的100W μ的光信号。
试问这两种光信号在8km 和20km 处的功率各是多少以W μ为单位。
解：由10lg ioP L P α=, 得10/010L i P P α-=对于1300nm 波长的光信号，km km L km dB 20&8,/6.0==α,W P i μ150=在8km 和20km 处的功率各是/100.481015010L o iP P W αμ--==⨯， 1.215010W μ-⨯ 对于1550nm 波长的光信号，km km L km dB 20&8,/3.0==α,W P i μ100=在8km 和20km 处的功率各是/100.241010010L o iP P W αμ--==⨯，0.610010W μ-⨯ 10．一段12km 长的光纤线路，其损耗为1.5/dB km 。