光纤通信习题.doc

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1、第一章概述1、光纤通信的波谱在1.67X10,4Hz-3.75X10,4Hz之间（波长在0.8例〜1.8伽之间）,属红外波段，将0.8伽~0.9所称为短波长，1.0洌~1.8例称为长波长，2.0伽以上称为超长波长。2、信道容量与信道带宽之间的关系，香农—哈特利（Shannon-Hartley）^理：C=Blog«l+SNR）C为信道容量（单位为比特/秒，bps）,8为信道带宽（赫兹，Hz）,SNR为信噪比。3、要实现受激发射需要两个条件:（一）粒子数反转，可通过向半导体激光二极管注入正向电流的方式来实现粒子数反转；（二）光子谐振腔，并在谐振腔里建立起确定的振荡。4、最大比特率的计算式：

2、b=]光纤色散是比特率受限的主要原因。'协-2AT5、仅考虑光纤损耗，光信号沿光纤传输的最大距离L6、光纤通信系统的通信容量用比特率■距离积BL来表示，单位为（怫泌）・加；也可以用世宽■距离积来表示,单位是MHzM它是系统的一个极限参数。一个系统设计完成以后，通信容量则是一个定值。其意义是：数据速率和传输距离可以变化，但必须满足两者的乘积为常数。5、光脉冲传输距离七后的展宽应不超过系统比特周期的四分之一。Lx—A

3、光纤S/F和渐变型光纤G/尸；多模光纤MMF单模光纤3、折射率为帛律分布的（渐变）多模光纤中传导模的数目为224、相对折射率差：△=（m2-«）/（2〃

4、2）«（”地）/〃15、要使光线全部限制在渐变光纤纤芯烂鲍入射角。应满足下式：（证明或计算！）sinS<相位一致条件（证明！）2即2

5、“cos。-gMr7、例1：已知某光纤参数如下:•=4.1伽,A=0.003,纤芯折射率〃]=1.48,试问此光纤能否传输波长S1.31/加的TEoi和刑知模？如要使TE（）i、办么）]模能够传输，光波长应做怎样的调整？（PPT）第三章光纤的传输特性1、多模光纤的折射率分布决定光纤带宽和连接损耗，单模光

6、纤的折射率分布决定工作波长的选择。2、数值孔径体现了光纤与光源之间的耦合效率。NA=sin^}=（«,2^22）1/2（推导！）3、了解“自聚焦”。对于传输光纤而言，模场直径（或有效面积）越大越好。时延差:cos0cosa2最大时延差的计算公式为Max=芸=土七5、截止波长：单模光纤中光信号能以单模方式传播的最小波长。式中此二2.405。光纤单模工作条件为脂有；光纤多模工作条件为/lv%。6、光纤损耗：（分类及计算）a表示，华位.dB/km7、色散的分类8、阶跃型折射率光纤单模传输的条件：（计算！）V

7、器的基本由三个部分组成的：两个配合插头和一个耦合管（适配器，Adapter）,耦合管起对准套管的作用，两个插头还要连接两根光纤尾纤（Pigtail）.主要指标：插入损耗、回波损耗、重复性和互换性。3、在耦合区，纤芯直径变小，归一化频率下降，由前面的2w=26/^a/V公式可知，V值越小模场直径越大，也即模场超过光纤直径的部分越多。这样，一个光模式的更多部分在耦合区的包层部分传播，然后被耦合到另一根光纤的纤芯中。4、各种参数指标的定义5、机械式：插入损耗低，隔离度高，不受偏振和波长影响、开关时间较长（亳秒量级），存在同跳抖动，重复性差、原理上有移动光纤、移动套管、移动准直镜、移动反光镜、

8、移动棱镜、移动耦合器、M切惊等形式。非机械式：开关时间短，体积小，易于集成；插损大，隔离度低，有的具有偏振和/或波长相关；原理上有电光、磁光、声光、热光等形式。6、Kerr效应、干涉型光开关7、隔离器由三个功能部件组成，输入偏振器（起偏器）、法拉第旋转器和输出偏振器（检偏器）。8、光环形器为双向通信中的重要器件，它可以完成正反向传输光的分离任务。环形器的主要功能部件为双折射分离元件、法拉第旋转器和相位旋转器。9、光滤波器按结构可分成两类，干涉滤波器和吸收滤波器。滤波器还可以分成固定滤波器和可调谐滤波器两大类。第五章光源与光发送机1、受激辐射:在外来光子的激励下，电子从高能级跃迁到低能级

9、与空穴复合，同时释放出一个与外来光子同频、同相的光子。2、乙时与半导体激光器的差别是：LEO发出的是荧光，因其无光学谐振腔，故不能形成激光；而匕。是受激辐射，发出的是相干光，且有光学谐振腔以形成激光。3、L印的谱宽较宽(50~100/质)，辐射角也较大。在低速率的数字通信和较窄带宽的模拟通信系统中，LED是可以选用的最佳光源，以将发光二极管分为三种类型结构：表面发光二极管、边发光二极管及超辐射发光二极管。4、分布反馈机理激光二极管：基于分布反馈