光纤通信习题

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1、光纤通信习题总结概述部分1.光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分的作用。组成部分主要为四部分：光发射机、光纤、光放大器、光接收机。光发射机的作用：将输入的电信号（数字信号或模拟信号）转换成光信号；将转换后的光信号用近可能高效率耦合进入光纤。光纤的作用：将光信号传递到接收端--光接收机。光放大器的作用：全光传输中继器，放大传输过程中损耗的光信号，减少失真。光接收机的作用：将光发射机送出来的光信号转换（还原）成为电信号。2.比较光在空气和光纤中传输的速度。哪个传输得快。光在空气中传输的比较快。v=C/n，其中

2、v为光在光纤中的传输速度，n为光纤的折射率且n>1，故vn2)。根据全反射原理，存在一个临界角θc。•当θ<θc时，相应的光线将在交界面发生全反射而返回纤芯，并以折线的形状向前传播，如光线1。根据斯奈尔(Snel

3、l)定律得到n0sinθ=n1sinθ1=n1cosψ1当θ=θc时，相应的光线将以ψc入射到交界面，并沿交界面向前传播(折射角为90°)，如光线2，•当θ>θc时，相应的光线将在交界面折射进入包层并逐渐消失，如光线3。由此可见，只有在半锥角为θ≤θc的圆锥内入射的光束才能在光纤中传播。6光纤通信习题总结1.作为信息传输波导，实用光纤有哪两种基本类型？多模光纤和单模光纤。2.什么叫多模光纤什么叫单模光纤？单模光纤（Step-IndexFiber,SIF）—只能传输一种模式多模光纤（Graded-IndexF

4、iber,GIF）—同时传输多种模式3.多模光纤传输电磁波的条件有哪两个？A．必须符合相干加强B.符合全反射条件4.造成光纤传输损耗的主要因素有哪些？哪些是可以改善的？最小损耗在什么波长范围内？传输损耗：吸收损耗、散射损耗、辐射损耗；其中吸收损耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的，因此是可以改善的；最小损耗在1.55um波长范围内。【扩展】吸收损耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利(Rayleigh)散射和由光纤结构缺陷(如

5、气泡)引起的散射产生的。瑞利散射损耗是光纤的固有损耗，它决定着光纤损耗的最低理论极限。多模突变型(SIF)、渐变型(GIF)光纤到单模(SMF)光纤，损耗依次减小。5.什么是光纤的色散？对通信有何影响？多模光纤的色散由什么色散决定？单模光纤的色散又由什么色散决定？色散(Dispersion)是在光纤中传输的光信号，由于不同成分（模式，频率等）的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。色散一般包括模式色散、材料色散、波导色散。对通信的影响：时间延迟，脉冲展宽。多模光纤的色散主要由材料色散，即模间色散决定。单模光

6、纤的色散主要由色度色散决定。【扩展】从多模SIF、GIF光纤到SMF光纤，色散依次减小(带宽依次增大)。6.光纤数值孔径的定义是什么？其物理意义是什么？定义临界角θc的正弦为数值孔径(NumericalAperture,NA)。根据定义和斯奈尔定律NA=sinθc=n0sinθc=n1cosψc，n1sinψc=n2sin90°n0=1，由式（2.2）经简单计算得到式中Δ=(n1-n2)/n1为纤芯与包层相对折射率差。物理意义：NA表示光纤接收和传输光的能力，NA(或θc)越大，光纤接收光的能力越强，从光源

7、到光纤的耦合效率越高；NA越大，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好。但NA越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量。7.单模光纤的传输特性用哪几个参数表示？色散：限制带宽损耗：限制传输长度8.多模光纤有哪两种？单模光纤又有哪几种？6光纤通信习题总结多模光纤：渐变型，突变型单模光纤：G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤、G.655光纤1.简述G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤、G.655光纤、全波光纤和色散补偿光纤的特征。G.652标准单模光纤：是第一代单模光

8、纤。其特点是指在波长1.3mm色散为零，而损耗最小的波长在1.55um；最大缺点是低衰减和零色散不在同一工作波长上。系统的传输距离只受一个因素，即光纤衰减所限制。G.653色散移位光纤：是第二代单模光纤。其特点是在波长1.55mm色散为零，损耗又最小。G.654衰减最小光纤：1.55mm损耗最小的单模光纤，其特点是在波长1.3mm色散为零。G.655非零色散光纤：非零色散光纤实质上是一种改进的色散移位光纤。其特点