《光纤通信》第5章课后习题答案

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1.光放大器包括哪些种类?简述它们得原理与特点。EDFA有哪些优点?

答:光放大器包括半导体光放大器、光纤放大器(由可分为非线性光纤放大器与掺杂光纤放大器)。

1)半导体光放大器

它就是根据半导体激光器得工作原理制成得光放大器。将半导体激光器两端得反射腔去除,就成为没有反馈得半导体行波放大器。它能适合不同波长得光放大,缺点就是耦合损耗大,增益受偏振影响大,噪声及串扰大。

2)光纤放大器

(1)非线性光纤放大器

强光信号在光纤中传输,会与光纤介质作用产生非线性效应,非线性光纤放大器就就是利用这些非线性效应制作而成。包括受激拉曼放大器(SRA)与受激布里渊放大器(SBA)两种。

(2)掺杂光纤放大器(常见得有掺铒与掺镨光纤放大器)

在泵浦光作用下,掺杂光纤中出现粒子数反转分布,产生受激辐射,从而使光信号得到放大。

EDFA优点:高增益、宽带宽、低噪声及放大波长正好就是在光纤得最低损耗窗口等。

2.EDFA得泵浦方式有哪些?各有什么优缺点?

答:EDFA得三种泵浦形式:同向泵浦、反向泵浦与双向泵浦。同向泵浦:信号光与泵浦光经WDM复用器合在一起同向输入到掺铒光纤中,在掺铒光纤中同向传输;反向泵浦:信号光与泵浦在掺铒光纤中反向传输;双向泵浦:在掺铒光纤得两端各有泵浦光相向输入到掺铒光纤中。

同向泵浦增益最低,而反向泵浦比同向泵浦可以提高增益3dB~5dB 。这就是因为在输出端得泵浦光比较强可以更多地转化为信号光。而双向泵浦又比反向泵浦输出信号提高约3dB ,这就是因为双向泵浦得泵功率也提高了3dB 。其次,从噪声特性来瞧,由于输出功率加大将导致粒子反转数得下降,因此在未饱与区,同向泵浦式EDFA 得噪声系数最小,但在饱与区,情况将发生变化。不管掺铒光纤得长度如何,同向泵浦得噪声系数均较小。最后,考虑三种泵浦方式得饱与输出特性。同向 EDFA 得饱与输出最小。双向泵浦 EDFA 得输出功率最大,并且放大器性能与输出信号方向无关,但耦合损耗较大,并增加了一个泵浦,使成本上升。3.一个EDFA 功率放大器,波长为1542nm 得输入信号功率为2dBm ,得到得输出功率为27out P dBm ,求放大器得增益。解:G= 10log 10(P out /P in )= 10log 10P out -10log 10P in =27-2=25dB

4.简述FBA 与FRA 间得区别。为什么在FBA 中信号与泵浦光必须反向传输?

答:FBA 与FRA 间得区别:

1、FRA 就是同向泵浦,FBA 就是反向泵浦;

2、FRA 产生得就是光学声子,FBR 产生得就是声学声子,

3、FRA 比FBA 得阈值功率大;

4、FRA 比FBA 得增益带宽大。

在SBA 中,泵浦光在光纤得布里渊散射下,产生低频得斯托克斯光,方向与泵浦光传播方向相反。如果这个斯托克斯光与信号光同频、同相,那么信号光得到加强。故要使信号光得到放大,信号光应与泵浦光方向相反。

5.一个长250μm得半导体激光器用做F-P放大器,有源区折射率为4,则放大器通带带宽就是多少?

此题可能有误,半导体光放大器得通带带宽目前还没找到公式计算。6.EDFA在光纤通信系统中得应用形式有哪些?

答:(1)作为光中继器,用EDFA可代替半导体光放大器,对线路中得光信号直接进行放大,使得全光通信技术得以实现。(2)作为前置放大器,由于EDFA具有低噪声特点,因而如将它置于光接收机得前面,放大非常微弱得光信号,则可以大大提高接收机灵敏度。(3)作为后置放大器,将EDFA 置于光发射机得输出端,则可用来提高发射光功率,增加入纤功率,延长传输距离。

7.EDFA得主要性能指标有哪些?说明其含义?

答:(1)增益,就是指输出功率与输入功率之比G=P out/P in,如果用分贝作单位定义为G=10log10(P out/P in);

(2)噪声系数,就是指输入信号得信噪比与输出信号得信噪比F n=(SNR)

in/(SNR)out 。

8.分别叙述光放大器在四种应用场合时各自得要求就是什么?

答:(1)在线放大器:当光纤色散与放大器自发辐射噪声得累积,尚

未使系统性能恶化到不能工作时,用在线放大器代替光电光混合中继器就

是完全可以得。特别就是对多信道光波系统,节约大量设备投资。(2)后

置放大器:将光放大器接在光发送机后,以提高光发送机得发送功率,增

加通信距离。(3)前置放大器:将光放大器接在光接收机前,以提高接收

机功率与信噪比,增加通信距离。(4)功率补偿放大器:功率补偿放大器

得运用场合:A、用于补偿局域网中得分配损耗,以增大网络节点数;B、

将光放大器用于光子交换系统等多种场合。

9.叙述SOA-XGM波长变换得原理。

答:探测波

λ与泵浦波pλ经耦合注入到SOA中,SOA对入射光功率存在

s

增益饱与特性:当入射光强增加时,增益变小;当入射光强减小时,增益变大。因此,当受过调制得泵浦波注入SOA时,泵浦波将调制SOA得增益,这个增益又影响探测波得强度变化,使得探测波得强度按泵浦波得强度变

化,用带通滤波器取出变换后得

λ信号,即可实现从pλ到sλ得全光波长变换。

s

相关文档
最新文档