光纤通信 作业及答案

解：
单模传输条件为：
→
当
时，
当
时，
1/4
当
时，
3—1 设激光器激活物质的高能级和低能级的能量各为 和 ，频率为 f，相 应能级上的粒子密度各为 和 。试计算：
⑴当
，
时， ？
⑵当
，
时， ？
⑶当
解： ⑴
，若
。环境温度 ？(按玻尔兹曼分布规律计算)
其中，
，
，
，
代入数据，得 ⑵
，
其中，
，
，
，
，
代入数据，得
解：
⑴
已知
则 纵模模数
其中
，，
，
，
当 q 取得最大值时，m、s 均取最小值 1
此时，计算得
∴
，且 q 为整数
谐振腔允许的纵模模数为 910
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为定值
Biblioteka Baidu ⑵
由第⑴问，得 当 ， 时，
当
时，
；当
时，
4—11 在数字光纤通信系统中，选择码型时应考虑哪几个因素？
答：
数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性，具体要求有：
2/4
⑶
→
→
其中，
，
，
，
，
代入数据，得
3—10 一个半导体激光器发射波长为 1.3μm，谐振腔具有“箱式”结构，腔长
，宽
，厚
，介质的折射率
围的壁能完全地反射光，则谐振腔模式满足
。假设谐振腔周
m，s，q 是整数，为 1，2，3，…，它们分别表示各个方向上的模数，求：
⑴谐振腔允许的纵模模数；
⑵设
， ，计算纵模的波长间隔。
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①能限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分量。这样就可以减小基线漂移、提高输出功 率的稳定性和减小码间干扰，有利于提高光接收机的灵敏度。
②能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“1”码和连“0”码的数目， 使“1”码和“0”码的分布均匀，保证定时信息丰富。
③能提供一定的冗余度，用于平衡码流、误码监测和公务通信。但对高速光纤通信系统， 应尽量减小冗余度，以免占用过大的带宽。
《光纤通信》作业
2—1 均匀光纤芯与包层的折射率分别为：
，
，试计算：
⑴光纤层与包层的相对折射率差△为多少？
⑵光纤的数值孔径 NA 为多少？
⑶在 1m 长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大时延差
解： ⑴
为多少？
纤芯和包层的相对折射率差 ⑵
⑶
2—10 一阶跃折射率光纤的相对折射率差
，
，当波长分别
为 0.85μm、1.31μm、1.55μm 时，要实现单模传输，纤芯半径 a 应小于多少？