《光纤通信系统及其应用》课后习题

《光纤通信系统及其应用》课后习题

第一章

1.1实现光纤通信的关键器件与技术是什么？

1.2光纤通信使用光源的波长范围是什么？

1.3 光纤通信有哪些优点？

1.4 数字光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分的作用。

1.5 模拟光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分的作用。

1.6 光纤通信的应用范围主要是哪些领域？

第二章

2.1均匀光纤芯与包层的折射率分别为1n =1.50，2n =1.45，试计算：

（1）光纤芯与包层的相对折射率差∆；

（2）光纤的数值孔径NA 。

2.2 在阶跃折射率光纤中，1n =1.52，2n =1.49。

（1）光纤浸在水中（0n =1.33），求光从水中入射到光纤输入端面的最大接收角；

（2）光纤放置在空气中，求数值孔径。

2.3 一阶跃折射率光纤，折射率1n =1.5，相对折射率差∆=1%，求光纤的数值孔径。

2.4 光纤通信为什么用0.85m μ，0.85m μ，0.85m μ三个工作波长？

2.5 光纤的损耗机理及危害是什么？

2.6 光纤的色散机理及危害是什么？

2.7 光缆的主要结构是什么？

第三章

3.1 设激光器的高能级和低能级的能量各为2E 和1E ，频率为f ，相应能级上的粒子密度各为2N 和1N 。

（1）当f =3000MHz ，T =300K 时，计算2N /1N ；

（2）当λ=1m μ，T =300K 时，计算2N /1N ；

（3）当λ=1m μ时，若2N /1N =0.1，计算环境温度T 。

3.2 一半导体激光器，谐振腔长l =300m μ，工作物质的损耗系数α=11

-mm ，谐振腔两镜面的反射率1R =0.33，2R =1，求： （1）阈值时的增益系数th g ；

（2）当2R 由0.33增加到1时，激光器的阈值电流如何变化？

3.3 半导体激光器发光的基本条件是什么？

3.4 能级跃迁有哪几种形式？

3.6 半导体激光器有哪些特征？

3.7 半导体激光器有哪些基本结构？

3.8 比较半导体激光器和发光二极管的异同。

3.9 光电探测器的基本原理是什么？

3.10提高光电探测器量子效率的主要方法是什么？

3.11 光电探测器的主要特性是什么？

3.12 光电探测器的工作电压是正向还是反向？

3.13 一个Ge 光电二极管，入射光波长λ=1.3m μ，在这个波长下吸收系数α=1410-cm ，入射表面的反射率R=0.05，P 接触层的厚度为1m μ，它所能得到的最大的响应度为多少？

μ；

3.14 已知：（1）Si PIN光电二极管，量子效率η=0.8，波长λ=0.85m

μ。

（2）Ge光电二极管，量子效率η=0.5，波长λ=1.6m

计算它们的响应度。

μ，响应度为0.6A/W，3.15 一个Ge光电二极管，入射光波长λ=1.3m

计算它的量子效率。

3.16试说明APD和PIN在性能上的主要区别。

3.17无源光器件的种类有哪些？

第四章

4.1数字信号调制半导体激光器时，直流偏置应如何设置？

4.2数字信号调制发光二极管时，直流偏置应如何设置？

4.3 什么是半导体激光器的瞬态特性？

4.4 在数字光纤通信中，线路编码的基本要求是什么？

4.5 线路编码的种类有哪些？

4.6现有码流信号为1101 1001 0001 0010 1111 0110，采用8B1P 编码方式，请分别给出P为奇校验码和偶校验码时的码流信号。

4.7现有码流信号为1101 1001 0001 0010 1111 0110，采用4B1C 编码方式，请给出编码后的码流信号。

4.8有一数字光纤通信系统，传输速率为34.368Mbit/s，采用4B1H 编码方式，其帧长为16bit。

（1）线路编码后的码速为多少？

（2）帧频为多少？

（3）最大连“0”数为多少？

4.9 若光电二极管的结电容为1pF ，为使输入电路的上截止频率为1GHz ，最大的负载电阻能取多大？

4.10 SDH 帧结构可分为哪几个部分？

4.11 SDH 的特点有哪些？P89 SDH 帧中AU PTR 表示什么？它有何作用？

4.12 光接收机前置放大器第一个晶体管选PET 或BJT 的依据是什么？

4.13 为什么光接收机的前置放大器多采用跨阻型？

4.14 已测得某数字光接收机的灵敏度min P =10W μ，求它的dBm 值。

4.15 某光通信工程中继段长度最大为35km ，光纤损耗0α为0.4dB/km ；接头数目为20个，接头损耗j α为0.1dB/个;光纤活动接

连器数目为3个，光纤活动连接器损耗c α为1dB/个；设备余度e M 为3dB ；光纤维修余度c M 为3dB 。计算中继段允许的最大损耗S 。

4.16 在34.368Mbit/s 光纤传输系统中，光发射机出光功率为-3dBm ，关接收机灵敏度为-34dBm ，动态范围为全动态范围。采用5B6B 方式进行线路编码，光缆损耗为0.4dB/km ，忽略其他损耗。问：

（1）全动态范围是多少？

（2）该系统最大传输距离是多少？

（3）光信号中的传输速率是多少？

4.17 数字光接收机的主要性能指标是什么？

4.18 设计数字光纤通信系统的中继距离时，应该考虑哪些因素？

第五章