光纤系统作业参考答案.docx

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1、第一余作业I、光纤通信与电通信有什么不同？在光纤通信中起主导作用的部件是什么？光纤通信，就是用光作为信息的我体、以光纤作为传输介质的一种通信方式。起主号作用的是激光潺和光纤,2.常规的光纤的-：.个的低损耗窗口是在哪个波段？其损耗值各为多少？85Onm3dbkm；13IOnm0.4dh，km；I55nn0.2dh,km3、光纤通信有哪些优点？（I）痂带宽，通信容量大2）损耗低，中继距离长（3）抗电展干扰（4）无解音干扰,保密性好（5）光纤纹径细，双业轻，松软（6）光纤晚材料丰富，用光纤可节约金树材料（7）耐腐蚀，抗射，能源消耗小4、PDH和SDH各表示什么？其速率等级标准是什么？PDH表示准同

2、步数字序列，即在低战就群采纳同步，高次群女用采纳异步，SDH衣示【可步数字序列PDH速率标准系列级别标准话路数码速（Mh/）备注32W302.048M321.d8路二次群1208.448=(208x4256)kb/s系三次群4W34.368=(8448x4+576)U列四次即!920139.264三(34368x41792)U基W241.544=(64248)U24二次群966.312-(1544x4*136)Ub路三次口480（日）32.064=(63I2x4*5O4)kb系672（北美）44.736三(63i2x7552)U*列WP1440(B)97.728三(32O63*3O98)Us1

3、334（北美）90=(44736x2+528)U*SDH速率等级标准：STM-1：155.520MbivSSTM-4：622.080MbivSSTM-16：2.5Gbit/sSTM-64：IOGbitZs5,图示光纤通信系统，说明系统幅本结构,光纤通信系统由光发送机、光纤光缆与光接收机等她本维元组成。系统中包含些互连与无信号处理部件，如光纤连接器、隔阳器、调制器、谑波器、光开关及路由器等,在长距离系统中还设巴有中维器（混合或全光）.笫2章1节布置的作业1，光纤的主要材料是什么？光纤由赛几部分构成?各起什么作用？Si6：芯区、包层、图层：芯区：提高折射率，光传输通道：包层：降低折射率，将光信号封

4、闭在纤芯内，并爱护纤芯：图层：提海机械强度和松软性2,光纤中的纤芯折射率与包层折射率的关系？刑模光纤和多模光纤中两者的纤芯设径一般分别为多少？纤芯折射率较高，包层折射率较小单模光纤纤芯直径：2a=8um12um,包层直径：2b=125um：多模光纤纤芯直径：2a=50Um.包层直径：2b=125Mm.3、依据芯、包折射率分布及模式传播状况，指出有哪些典型形式光纤？折射率在纤芯与包层介面突变的光纤称为阶跃光纤;折射率在纤芯内按某种规律渐渐降低的光纤称为渐变光纤：依据校武传播状况不同分为多模光纤和形模光纤4、什么是全反射？它的条件是什么？指光从光密介质入射到光疏介质是，全部被反时公原介质的现象条件

5、：光从光密介质入射至光疏介质：入射角大干或等于临界角(8=arcsin在光纤米面：要求入射角69C芯包界面全反射5,数值孔径NA的勒理意义？表达式是什么？反映光纤对光信号的集光实力,定义入射临界角Omax的正弦为数值孔径Na.NA越大，对光信号的接受实力越强N=sinmax=nf-n6,什么是光纤的自聚焦？产生在何种类型光纤里？假如折射率分部合适,就用可能使以不同角度入射的全部光线以同样的轴向速度在光纤中传播，同时到达光纤轴上的某点，即全部光线部在相同的空间周期1.,这种现象称为自聚焦,出现在渐变光纤型,当折射率分布按平方率分布(即双曲止剂改变)，可形成自聚俵特性.7、阶跃光纤的纤芯和包层折射

6、率分别为n1.=1.46和n2=1.45,试计算：（八）相对芯包折射率差:(b)若该光纤的端面外为空气,计算允许的G人入射角00及数值孔径NA：(C)若该光纤浸于水中,n()=1.33,计算OO及NA的大小.解：a)A=6.8x10-3(b)I1.1.n0SinO0=n1sin1=vznni0=9.8,N,=sino=O.!7(C)同上8、有SI型多模光纤的芯径(纤芯直径)为50m,芯包折射率分别为n1.=1.465和n2=1.46e计算与光纤轴线夹角最大的那条子午射线，在Im的传输距禺上共要反射多少次？解：8=arcsinn7n1=853o反射一次的轴向距离1.=2*a2tan=2*5(V2

7、*tan85.3=604m反射次数=(1.*IOh)04=1656第2章2节布置的作业I、导模的传播常数应满意什么条件？kBa*n*2Z归一化常量与波长、芯径、芯包折射率等有关多模阶状光纤导模数M=V-2多模渐变光纤导模数M-V-/43、什么是单模光纤？实现单模传输的条件是什么？在给定的工作波长上只传输单一基模的光纤阶医光纤的归一化常柒(频率)V2.4054,有一阶跃型单模光纤,其成止波长为1.4m,芯包折射率分别为n1.=1.46S.n2=1.46.计算它的纤芯半径及在波长分别为085及1.3m的模式数.解：A=需=3.4x10-3由V=(211)an死得a=z=4-43m当人=0.85Um

8、时V=(2n)anV五=3.96m=V22=8当a=1.3mm时V=(2n入)a*n*5Z=23m=V22=3(四舍五入)5、有一阶跋光纤，NA=O.2,当=850nm时可支持100o个左右的模式,计如（八）纤芯直径：(b)在=1.3IOnm波长时的传输模式数；(C)在=1550nm波长时的传输模式数.解：当2.=155Onm时,M=竿NJ=301第2章4节布置的作业1.什么是光纤色故？光纤色敢包括哪些？这些色敝分别由什么引起？零色散点所处的波长在哪儿，出哪些因泰确定？光纤的色散是在光纤中传输的光信号.防传输距离增加小于不同成分的光传输时延不同引起的脓冲展宽的物理效应.材料色散(模内)、波导色

9、改(模内)、模式(模间)色做、偏振色散，材料色敢一这是由于光纤材料的折射率防光频率呈非线性改变引起的色欣，而光源有肯定谱宽.于是不同的波长引起不同的群速度.波导色做这是某个导模在不同波长(光源彳f肯定的谐变)下的林速度不同引起的色散,它与光纤结构的波导效应有关，因此又扬:结构色散,模间色散一多模光纤中由于各个导模之间群速度不同造成模间色放。在发送端多个导模同时激励时.各个导模具有不同的群速.到达接收端的时刻不同.偏振犊色散一般单模光纤事实上传怆两个相互正交的模式，若光纤中结构先全轴对称，则这两个正交儡振模有完全相同的柝时延,不产生色故,实际单模光纤存在少业的不对称性，造成两个偏振模的群时延不同

10、,导致俅振模色敢。在1310nmt确定因素是材料色散和波导色散.全色侬为两种色散的近似相加，即D=Dmat+Dwps(nm.km)全色放为零的波长约在1.31.mo2、光纤有那些类型？G.652、G.653、G.654、G.655光纤各我示什么?G.652光纤(SSF：常规单模光纤，色故在零的波长约在I31.nm.I55nm具有更低的损耗;G.653光纤(DSF)：色敌位移光纤，将零色敢波长从Uum移到1.55mm,这种低损耗、低色放的光纤,有益于长左禹大容肽光纤通信：G.654光纤光纤中传输的模数Ah(d)光纤的股大时延差。解（八）NA=Jnjn孑=0.384(b) V=aNA=737(c)

11、 M=V22=27(d) A=0.03282nimax=(1.)C=(1.50.03281.km)3X105kms=1.6.4ns4,有一个波长为131Onm1.ED,其谱宽45nm,则光纤材料色散造成的单位长度脓冲展宽是多少?若是谱宽为2nm的1.D,则冰冲展宽又是多少？Dm=122(1=1.22x1.(km)x45(nn=1.55ps-n=D1.4=3.4(ps.nmkmx1.(km)x2(nm)=0.068PS第2章5节作业I、写出损耗的表达式.光纤损耗有哪几种？造成光纤损耗的缘出是什么？当光在光纤中传给时,随着传输距离的增加,光功率渐渐减小,这种现望即称为光纤的损耗.损耗一般用损耗系数

12、。灰示.(db*m)=(MH.)Ig(P0Ph)5汲取损耗、散时损耗、辐射损耗：光纤材料本身汲取、散射作用和光纤受外力而产生的曲率半径弯曲2,为什么光纤通信向长波长、单模传输方向发展？因为从损耗和色散与波长的关系中反映出在长波长区损耗(瑞利波射的大小与光波长4次方成反比)和色散特性均比短波长区小,而单模光纤中没有模式色散.总色放小于多模光纤.口单模光纤在仁波氏区可以实现.零色fi所以光纤通信向长波长、单模方向发展可以狭野更大传输容域和传输距离，3、有一个13()0/155()nm的WDM系统,在130Onm和1550nm波长上的入纤信号光功率分别为150w和100w,若这两个波长上的光纤损耗分

13、别为0.5dBkm和O.25dB/km.试计算当光纤长度为50km时它们的输出光功率。解：P(100uw)=IO1.g2=-IOdbmP(I5w)=10啃器=8.24dbm则在Sokm长光纤的出端功率为：P1.1.ix(130Onm)=-8.24dbm(O.SdK1Im)x50I55nm)=IOdbm-O.25dMcm)x50(km)=2X5dbm=5.6卜W4,设一长度1.=Ikm的光纤，其损耗常数=2.3X10S/cm,光纤输入端的功率为Imw,计算光纤输出端的功率.解：P11=Pexp(D=I(mw)exp(2.3x1.0r5cmx1.skm=OJmw=-IOdbm第2章7节作业I、依据成缠结构方式不同可分为就几种光统？层跤式、柠架式、带状式、束管式2.光纤光缆制造的主要流程是什么？制棒一拉统一深敷成馍笫3章1节作业1、原子的基本跃迁有那些过程？受激汲取、受激放射、自发放射2,为什么双异侦结材料构成的发光器件能很好抱将光