光纤通信系统作业

光纤作业1-1什么是光纤通信光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。

1-2光纤通信工作在什么区，其波长和频率是什么目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤。

它是工作在近红外区，波长为0。

8～1、8μm，对应的频率为167～375THz。

1-3BL 积中B和L分别是什么含义系统的通信容量用BL积表示，其含义是比特率—距离积表示，B为比特率，L为中继间距。

1-4光纤通信的主要优点是什么光纤通信之所以受到人们的极大重视，是因为和其他通信手段相比，具有无以伦比的优越性。

主要有：(1)通信容量大(2)中继距离远(3)抗电磁干扰能力强，无串话(4)光纤细，光缆轻(5)资源丰富，节约有色金属和能源。

光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。

因而经济效益非常显著。

1-5试画出光纤通信系统组成的方框图。

一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。

第二章2-11有一介质，吸收系数为0。

32cm，透射光强分别为入射光强的10%、50%及80%时，介质的厚度各多少解：光束穿过厚度为z的介质后强度为1II0ez可得：z1lnII0当透射光强分别为入射光强的10%时，介质的厚度为7。

196cm；当透射光强分别为入射光强的50%时，介质的厚度为2、166cm；当透射光强分别为入射光强的10%时，介质的厚度为0。

607cm；2-12一个频率为610Hz的光源，其发射功率为10W，它一秒内发射多少个光子解：14P10W,61014HzP1019N2、5210h6。

6261034610142-13构成激光器的三个基本条件是什么构成一个激光器需要如下三个要素如图所示：（1）激光工作物质（2）激励（3）光学谐振腔第三章3-1填空题(1)通信用的光纤绝大多数用材料制成。

折射率高的中心部分叫，折射率稍低的外层称为(2)表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为，用表示。

(3)在阶跃型光纤中，模是最低工作模式，是第一高阶模。

答案第一章：光纤通信1、什么是光纤通信？光纤通信及系统的组成光纤通信使用光导纤维作为传输光波信号的通信方式。

光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。

2、什么事光通信光通信就是以光波为载波的通信。

3、光纤通信的优点？①传输频带宽，通信容量大。

②传输衰减小，传输距离长。

③抗电磁干扰，传输质量好。

④体积小、重量轻、便于施工。

⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保4、光纤通信的工作波长？光源：近红外区波长：0.8—1.8μm频率：167—375THz5、WDM是指什么？DWDM指什么？WDM：波分复用DWDM：密集波分复用6、光纤从材料上可以分为哪几种？从材料上分为石英光纤、多组份玻璃光纤、氟化物光纤、塑料光纤等7、光纤活动连接器从连接方式来看分为哪几种？常见的插针端面有哪几种？PC、APC、SPC（球面、斜面、超级抛光端面呈球面的物理接触）8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？层绞式、单位式、骨架式、带状式9、光线的制造分哪几个步骤？I 材料准备与提纯II 制棒III 拉丝、涂覆IV 塑套其中制棒分为：（1）MCVD改进的化学气相沉淀法（2）PCVD等离子化学气相沉淀法10、按材料光纤分几种？同611、无源器件的种类连接器、分路器与耦合器、衰减器、隔离器、滤波器、波分复用器、光开关和调制器等第二章：光纤通信的物理学基础1、通过哪些现象可以证明光具有波动性？光的波动性可以从光的干涉、光的衍射和光的偏振等现象证明2、什么叫光电效应？光电效应具有哪些试验规律？由于光的照射使电子从金属中溢出的现象称为光电效应⑴ 每种金属都有一个确定的截止频率γ0，当入射光的频率低于γ0 时，不论入射光多强，照射时间多长，都不能从金属中释放出电子。

⑵ 对于频率高于γ0的入射光，从金属中释放出的电子的最大动能与入射光的强度无关，只与光的频率有关。

频率越高释放出的电子的动能就越大。

⑶ 对于频率高于γ0的入射光，即使入射光非常微弱，照射后也能立即释放出电子。

光纤通信课后习题答案光纤通信课后习题答案光纤通信作为现代通信技术的重要组成部分，已经在我们的日常生活中扮演着至关重要的角色。

通过光纤传输信息可以实现高速、大容量的数据传输，极大地改善了我们的通信体验。

而在学习光纤通信的过程中，习题是检验我们对知识掌握程度的重要途径。

下面是一些光纤通信课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。

1. 什么是光纤通信？光纤通信是一种利用光纤作为传输媒介，使用光信号来传输信息的通信方式。

它通过将信息转换为光信号，并通过光纤进行传输，最后再将光信号转换为电信号，实现信息的传输和接收。

光纤通信具有高速、大容量、低损耗等优点，被广泛应用于电话、互联网、电视等领域。

2. 光纤通信的基本原理是什么？光纤通信的基本原理是利用光的全反射特性来实现光信号的传输。

光信号在光纤中传输时，会一直沿着光纤内壁发生反射，从而避免了光信号的能量损失。

光纤通信系统主要由光源、光纤、光探测器等组成。

光源产生的光信号经过调制后，通过光纤传输到目的地，然后被光探测器接收并转换为电信号。

3. 光纤通信相比于传统通信有哪些优势？光纤通信相比于传统通信具有以下优势：- 高速传输：光信号的传输速度非常快，可以达到光速的30%左右，远远超过了传统的电信号传输速度。

- 大容量传输：光纤通信可以同时传输大量的信息，其传输容量远远超过了传统的铜线通信。

- 低损耗：光信号在光纤中传输时，损耗非常小，可以实现长距离的传输。

- 抗干扰性强：光信号在光纤中传输时，不容易受到外界电磁干扰的影响，保证了通信的稳定性和可靠性。

4. 光纤通信的应用领域有哪些？光纤通信在现代社会的各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：- 电话通信：光纤通信在电话网络中被广泛应用，可以实现高质量、高速度的语音通信。

- 互联网通信：光纤通信是互联网的基础设施之一，可以实现高速、大容量的数据传输，提供了更快速、稳定的网络连接。

- 电视传输：光纤通信在有线电视网络中被广泛应用，可以实现高清晰度、大容量的视频传输。

光纤通信作业[大全5篇]第一篇：光纤通信作业2-1光纤由哪几部分组成？答：光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。

2-2在光脉冲信号的传播过程中，光纤的损耗和色散对其有何影响？2-3单模光纤有哪几种类型？各有何特点？答：单模有G.652、G.653、G.654、G.655四种类型。

G.652光纤的特点是当工作波长在1310nm时，光纤色散很小，系统的传输距离只受光纤损耗的限制。

G.653光纤的特点是色散零点在1550nm附近。

G.654光纤的特点是降低1550nm波段的衰减，一般为0.15~0.19dB/km,典型值为0.185dB/km,其零色散点仍然在1310nm 附近，但在1550窗口的色散较高，课达18ps/(nm·km)。

G.655光纤的特点是色散点在1550nm附近，WDM系统在零色散波长处工作很容易引起四波混频效应，导致信道间发生串扰，不利于WDM系统工作。

2-4光纤的归一化频率和各模式的归一化截止频率的关系是什么？光纤单模传输的条件是什么？2-5光纤的特性有哪些？答：几何特性、传输特性、机械特性、温度特性四种。

2-6光缆的结构有哪些？答：光缆一般由缆芯、护层和加强芯组成。

2-7常用的光缆有哪几种类型？答：层绞式结构光缆、骨架式结构光缆、束管式结构光缆、带状结构光缆、单芯结构光缆、特殊结构光缆。

第二篇：光纤通信作业1一、填空题1、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为、。

2、光源的作用是将变换为光检测器的作用是将3、在光波系统中得到广泛应用的两种光检测器是。

4、光传输设备包括5、光纤通信是以为载频，以6、光发送机主要由、和组成。

7、被称为“光纤之父”的是8、中国第一条海底光缆建成于二、简答题1、光纤通信主要有哪些优点？2、简述未来光网络的发展趋势及关键技术。

3、全光网络的优点是什么？第三篇：光纤通信_结课作业光纤通信学院：学号：姓名：电子信息工程学院1xxxxxxxxx摘要：光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。

一、单项选择题（共20道小题，共100.0分）1.目前光纤通信的长波长低损耗工作窗口是1310nm和 A nm。

A. 1550B. 1480C. 980D. 15102. 光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、___C_______μm。

A. 1560B. 1550C. 1.55D. 1.513. 渐变型光纤是指_____B______是渐变的。

A. 纤芯和包层的折射率B. 纤芯的折射率C. 包层的折射率D. 模式数量4. 当光纤纤芯的折射率与包层的折射率 C 时，称为弱导波光纤。

A. 差2倍B. 相差很大C. 差别极小D. 相等5.在阶跃型光纤中，导波的特性参数有 D 。

A.B.C.D.6.阶跃型光纤中的主模是 B ，其截止时归一化频率为。

A.B.C.D.7. 在子午面上的光射线在一个周期内和该平面中心轴交叉两次，这种射线被称为 B 。

A. 反射线B. 子午线C. 斜射线D. 折射线8. 阶跃型光纤中数值孔径的计算式为____C________________。

A.B.C.D.9. 渐变型光纤子午线的轨迹方程受纤芯的折射率分布、___A________和___________因素的影响。

A. 光线入射点处的折射率、光线入射点处的轴向角B. 光线入射点处的折射率、光线入射点处的半径C. 光线入射点处的轴向角、光线入射点处的N0D. 光线入射点处的轴向角、纤芯和包层发生全反射的入射角10. 渐变指数 A 的折射指数分布光纤为多模渐变型光纤的最佳折射指数分布形式。

A. 2B. ∞C. 1D. 311. 渐变型光纤的最佳折射指数分布是指___D_______型折射指数分布。

A. 立方B. 线C. 常数D. 平方12. 利用一段____D_______光纤可以消除光纤中由于色散的存在使得光脉冲信号发生的展宽和畸变。

A. 色散位移单模光纤B. 非零色散光纤C. 色散平台光纤D. 色散补偿光纤13. 色散位移单模光纤是将零色散点从______B_____移到___________处的光纤。

第二章作业2.1什么是振动模式？什么是波动模式？它们之间有什么区别和联系？解：稳定的横向振荡条件2dkn cos0-2©-2©=2m兀。

由于m不同，横向谐振0i23（驻波）状态不同，即横向振动的场分量不同，即波腹数不同。

把同一系统的不同的横向谐振状态称为振动模式。

在波导中横向的振动（驻波）将以波动方式沿z轴传播，形成导波，不同的m称为不同的波动模式，同样称为模式。

不同的波动模式横向场（驻波）分布不同。

同时由于k不同，B二k也不同，即不同的波xz 动模式有不同的传输常数，也即有不同的传输速度v。

2.2如果介质平板波导的y方向也受到限制，例如，该方向存在两个垂直介质平板的边界，相距为w，并且在该界面上也满足全反射条件。

试问介质平板波段中的模式会有什么变化（定性分析）？解：光波在x方向受到限制，则x方向光波满足驻波条件2dk-2©-2©二2m兀x23，光波在y方向受到限制，则y方向光波满足驻波条件2叭-2©2-2©3-2加，n取m取正整数；正整数。

我们用两个正整数描述横向（x,y）驻波条件也即横向场分布特点。

2.3为什么把波导的特征方程称作色散方程？它与光纤的色散有什么关系？解：在波导中，不同的波动模式横向场（驻波）分布不同。

同时由于k不同，B二kxz也不同，即不同的波动模式有不同的传输常数，也即有不同的传输速度v。

把波导的特征方程称作色散方程。

光纤中除了有波导色散之外，还有模式色散、材料色散。

对于单模光纤，还可能有偏振模色散。

2.4介质波导与金属波导截止的含义有什么不同？解：介质波导的截止条件w二0，包层出现辐射模。

金属波导的截止条件0=0。

2.5假设一点光源发出理想的圆锥形光束如图2.13所示，其开角为0=40，并设光束截面上光强均匀分布。

（注：这不是真实情况）。

设该光束与一段均匀光纤耦合，光纤与光束共轴，光纤端面与光纤轴垂直，光源距光纤端面距离为100卩m。

光纤通信技术与发展前景光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。

随着科技的发展，越来越多的先进技术产生并应用到光纤通信中。

光纤通信最新技术，其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

下面简单的介绍几种光通信技术及其应用前景。

一相干光通信相干检测原理：光接收机接收的信号光和本地振荡器产生的本振光经混频后，由光检测器检测，经处理后，以基带信号的形式输出。

相干光通信系统由光发射机、光纤和光接收机组成。

1．光发射机光发射机:由光频振荡器发出相干性很好的光载波，通过调制器调制后，变成受数字信号控制的已调光波，并经光匹配器后输出，这里光匹配器有两个作用：一是使从调制器输出已调光波的空间复数振幅分布和单模光纤的基模有最好的匹配；二是保证已调光波的偏振态和单模光纤的本振偏振态相匹配。

自动频率控制用于对光频振荡器的输出光信号进行稳频。

（1）调制方式相干光通信系统中，光发射机中的光调制器根据调制方式的不同，可分为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）3种形式，1）幅移键控（ASK）光载波的频率和相位为常数，用数字信号去调制光载波的幅度，称为幅移键控ASK。

ASK相干通信系统必须采用外调制器来实现，这样只有输出光信号的幅度随基带信号而变化，而相位保持不变。

如果采用直接光强调制，幅度变化将引起相位变化。

2）频移键控（FSK）光载波的相位和幅度为常数，用数字信号去调制光载波的频率，称为频移键控FSK。

对应二进制调制信号，传输“0”码和传输“1”码时，分别用不同的频率表示。

3）相移键控（PSK）光载波的幅度和频率为常数，用数字信号去调制光载波的相位，称为相移键控PSK。

传输“0”码和传输“1”码时，分别用两个不同相位（通常相差π）表示。

光纤通信⼤作业DWDM技术的现状与发展摘要;随着公⽤通信⽹及国际互联⽹的飞速发展,⼈们对宽带通信提出了前所未有的要求,⼀些原有的通信技术,如时分复⽤(TDM)和波分复⽤(WDM)等已不能满⾜宽带通信的要求。

在这种情况下,密集波分复⽤(DWDM)作为⼀种新兴的通信技术即应运⽽⽣。

本⽂介绍了DWDM 技术出现的历史背景，分析了DWDM的基本原理，然后对DWDM的技术特点进⾏阐述，再介绍了DWDM的关键技术，研究DWDM在未来的发展趋势。

密集型光波复⽤（DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing）是能组合⼀组光波长⽤⼀根光纤进⾏传送。

这是⼀项⽤来在现有的光纤⾻⼲⽹上提⾼带宽的激光技术。

更确切地说，该技术是在⼀根指定的光纤中，多路复⽤单个光纤载波的紧密光谱间距，以便利⽤可以达到的传输性能。

这样，在给定的信息传输容量下，就可以减少所需要的光纤的总数量。

⼀、应⽤背景传统的光纤通信技术⽤⼀根光纤只传播⼀种波长的光信号，这⽆疑是对光纤容量的⼀种浪费。

⽽ DWDM 系统是在现有的光纤⾻⼲⽹上通过提⾼带宽，利⽤光纤丰富的带宽来进⾏不同波长光的传输，⼤⼤提⾼了光纤的负载能⼒。

作为⼀种区别于传统光纤的激光技术，它通过利⽤单个光纤载波的紧密光谱间距，以达到在⼀根指定光纤中多路复⽤的⽬的，这样就可以更好的控制信号在传播过程中的⾊散和信号衰减，实现在⼀定数量光纤下传递信息容量最⼤化。

这是⼀项⽤来在现有的光纤⾻⼲⽹上提⾼带宽的激光技术。

这项技术的产⽣是对原先光钎数据传输技术的缺点的改进。

原先光钎数据传输技术主要有两种：空分复⽤（SDM）和时分复⽤（TDM）。

空分复⽤（SDM）是靠增加光纤数量的⽅式线性增加传输的容量，传输设备也线性增加。

如果没有⾜够的光纤数量，通过重新敷设光缆来扩容，⼯程费⽤将会成倍增长。

⽽且，这种⽅式并没有充分利⽤光纤的传输带宽，造成光纤带宽资源的浪费。

作为通信⽹络的建设，不可能总是采⽤敷设新光纤的⽅式来扩容，事实上，在⼯程之初也很难预测⽇益增长的业务需要和规划应该敷设的光纤数。

第一章1. 光纤通信有哪些优点 容许频带很宽，传输容量很大； 损耗很小，中继距离很长且误码率很小； 重量轻，体积小； 抗电磁干扰性能好； 泄露小，保密性能好；节约金属材料，有利于资源合理使用。

2.光纤通信系统有哪几部分组成？简述各部分作用。

信息源：把用户信息转换为原始电信号，这种信号称为基带信号。

电发射机：把基带信号转换为适合信道传输的信号，这个转换如果需要调制，则其输出信号称为已调信号。

光发射机：把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。

光纤线路：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。

光接收机：把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。

电接收机：功能和电发射机的功能相反，它把接收的电信号转换为基带信号。

信息宿：恢复用户信息。

第二章1均匀光纤芯与包层的折射率分别为:45.1,50.121==n n 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=?（3）在1米长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大时延差?max =∆τ解：()121n n n -=∆NA=∆≈-212221n n n()∆≈==∆cL n NA c n Lc n L c 12121max22θτ 2.目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长?55.1,31.1,85.0321m m m μλμλμλ===损耗：在1.31，1.55存在低损耗窗口 色散：随波长增加，色散减小，带宽增加 所以采用1.31,1.55,0.853.光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？ 长波长、单模光纤比短波长、多模光纤具有更好的传输特性。

（1）单模光纤没有模式色散，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著小于经过多模光纤时不同的程度．( 2 ）由光纤损耗和波长的关系曲线知，随着波长的增大，损耗呈下降趋势，且在1.31µm 和1 . 55µm 处的色散很小，故目前长距离光纤通信一般都工作在1 . 55µm.4.光纤色散产生的原因及其危害是什么？ 答 光纤色散是由光纤中传输的光信号。

光纤连接技术文献综述20124400112 通信1201班曾鹏摘要光纤连接技术随着光纤通信技术的发展而发展。

光纤连接分为光纤固定连接和光纤活动连接。

其中，光纤活动连接适用于光纤与设备之间的连接，通常有V 型槽式、松动套管式、精密套管式等，这些方法均通过机械方法使光纤准直。

光纤的固定连接一般用于光纤与光纤间的连接，一般情况下为熔接方式，即将准直后的纤芯熔化后连接在一起，通常有电弧熔接和激光熔接。

无论是哪种方法，其操作步骤与方法使一样的，只是熔接机不同。

关键词光纤连接固定连接活动连接引言在现代通信中，光纤变得越来越不可或缺。

几乎是无线的带宽，几乎是零的损耗，几乎为零的信号失真，几乎为零的功率消耗······这些优点，让光纤通信异军突起，发展最为迅速，已成为现代通信产业的支柱，是通信史上的一次革命。

在接触《光纤通信》这门课之前，就对光纤通信中的光纤连接问题有了很多疑惑：怎么让这么精密的光纤无损连接起来，怎么让柔弱的纤芯对准，怎么让粗重的光缆通过接头把信息传递下去·······这样的疑惑，并不是在课堂上得到答案的，而是在宿舍的光缆覆盖工程中有了初步的了解。

那时候连接光缆的师傅在宿舍走廊上连了一下午的光缆，我也蹲在他旁边看了一下午的连接。

也就是那个时候，对光纤熔接问题有了现实的认识。

后来查阅了一些文献，更加全面地认知了光纤连接。

一.光纤连接概述在传输系统中，无论是使用电缆还是光缆，他们之间有效的固定连接方法都是极其重要的。

厂商制造光缆时是有一定的规格限制的，不可能生产过长的光缆。

而且在使用中，也会因为干线的接出，产生必要的接头，或者是因为粗暴施工，导致光纤的断裂。

这些问题，都要求技术上能跟随光纤的发展，保证光纤的连接。

光纤与光纤的连接有两种，一种是永久连接，另一种是活动连接，光纤与光纤的永久连接通常采用高频电弧放电熔接的方法，熔接在专用的光纤熔接机上进行。

第1篇一、项目背景随着信息技术的快速发展，光纤通信以其高速、稳定、安全的特点，在各个领域得到了广泛应用。

光纤布线系统作为信息传输的核心，其施工质量直接影响到整个网络的性能和稳定性。

本方案旨在制定一套科学、合理的光纤布线施工方案，确保施工质量，满足客户需求。

二、施工原则1. 安全第一：严格遵守国家相关安全法规和标准，确保施工过程中人员和设备安全。

2. 质量至上：选用优质的光纤和布线设备，确保施工质量达到国家标准。

3. 经济合理：在保证质量的前提下，合理控制施工成本。

4. 高效便捷：合理安排施工进度，确保项目按时完成。

三、施工准备1. 施工图纸：熟悉施工图纸，了解工程布局、设备配置及光纤布线要求。

2. 材料设备：准备光纤、光纤跳线、光纤连接器、光纤配线架、线槽、桥架、支架、螺丝等施工材料。

3. 施工人员：组织具有丰富经验的光纤布线施工队伍，明确各岗位职责。

4. 施工工具：准备光纤熔接机、光纤测试仪、剥线钳、剪刀、螺丝刀等施工工具。

四、施工流程1. 工地勘查：对施工现场进行勘查，了解现场环境、设备布局及施工条件。

2. 光纤布线设计：根据现场勘查结果，制定光纤布线方案，包括光纤类型、布线方式、设备配置等。

3. 材料准备：根据设计方案，准备所需的光纤、跳线、连接器、配线架等材料。

4. 施工放线：按照设计方案，在地面或墙面预留线槽，将光纤线缆穿入线槽。

5. 光纤熔接：使用光纤熔接机将光纤连接器熔接至光纤线缆，确保连接质量。

6. 光纤跳线制作：根据设备配置，制作光纤跳线，确保跳线长度、类型及接头质量。

7. 光纤配线架安装：将光纤配线架安装在配线间，将光纤跳线连接至配线架。

8. 光纤测试：使用光纤测试仪对光纤连接进行测试，确保连接质量。

9. 工程验收：按照国家标准和客户要求，对施工项目进行验收。

五、施工要点1. 线槽布放：线槽布放应平直、整齐，避免弯曲和交叉。

2. 光纤熔接：熔接过程中，注意熔接机温度、熔接时间等参数，确保熔接质量。

《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为多少？解：⑴纤芯和包层的相对折射率差⑵⑶2—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？解：单模传输条件为：→当时，当时，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，若。

环境温度？(按玻尔兹曼分布规律计算)解：⑴其中，，，，代入数据，得⑵，其中，，，，，代入数据，得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。

假设谐振腔周围的壁能完全地反射光，则谐振腔模式满足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。

解：⑴已知则纵模模数其中，，，，为定值当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910⑵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：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。

光纤通信导论光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。

随着国际互联网业务和通信业的飞速发展，信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。

光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一，必将成为21世纪最重要的战略性产业一、光纤通信系统基本构成（1）光发信机光发信机是实现电/光转换的光端机。

它由光源、驱动器和调制器组成。

其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。

电端机就是常规的电子通信设备（2）光收信机光收信机是实现光/电转换的光端机。

它由光检测器和光放大器组成。

其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。

（3）光纤或光缆光纤或光缆构成光的传输通路。

其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。

（4）中继器中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。

它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。

（5）光纤连接器、耦合器等无源器件由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。

因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。

于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

二、光纤通信的优点(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。

采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。

目前400Gbit/s 系统已经投入商业使用。

光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。

数字光纤通信系统一般由光发射机、光中继器、光纤和光接收机组成。

一、光纤和光缆光纤是光导纤维的简称，由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。

光缆是一根或多根光纤或光纤束制成的符合光学、机械和环境特性的结构体。

二、通信用光器件（有源光器件和无源光器件）1、光源光源的作用是将电信号转换成光信号并送入光纤线路中进行传输。

有半导体激光器（LD，有阈值器件）和半导体发光二极管（LED，无阈值器件）。

激光器的工作原理所谓激光器就是激光自己振荡器。

构成一个激光振荡器必须具备的部件有：必须有产生激光的工作物质（激活物质）；必须有能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源（泵浦源）；必须有能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。

2、光电检测器光电检测器是光接收端机的第一个部件，主要完成光信号到电信号的转换功能。

3、无源光器件无源光器件是指未发生光电能量转换的器件，它是构成光纤通信系统的基本而且必不可少的器件。

Ⅰ、光纤连接器（对应于电路中的电接插件）光纤连接器，又称光纤活动连接器，俗称活接头。

光纤连接器一般采用某种机械和光学结构，使两根光纤的纤芯对准并接触良好，保证90%以上的光能够通过。

Ⅱ、光衰减器（对应于电路中的电阻）光衰减器是用来对输入的光信号功率进行一定程度的衰减，以满足各种需要。

Ⅲ、光耦合器（对应于三通或多通）光耦合器是分路或合路光信号的器件。

它的功能是把一个输入的光信号分配给多个输出（分路），或把多个输入的光信号组合成一个输出（耦合）。

Ⅳ、光隔离器和光环形器（对应于电路中的普通二极管）光隔离器是保证光波只能正向传输的器件。

光环形器与光隔离器的工作原理基本相同，只是光隔离器一般为两端口器件，而光环行器则为多端口器件。

Ⅴ、光开关（对应于电路中的电开关）光开关是指能够控制传输通路中光信号通或断或进行光路切换作用的器件。

Ⅵ、光波长转换器光波长转换器是指能够将光信号从一个波长转换到另一个波长的器件。

Ⅶ、光波分复用器（对应于电路中的混频器）在一根光纤中能同时传输多个波长光信号的技术，称为光波分复用技术，波分复用系统的核心部件是波分复用器件，即光复用器和光解复用器（有时也称合波器和分波器），原理上讲，合波器与分波器是相同的。

第三章3节作业1、半导体激光器产生激光输出的基本条件是哪些？答：半导体激光器产生激光输出的基本条件是：形成粒子数反转；提供光反馈；满足激光振荡的阈值条件。

2、比较发光二极管与半导体激光器，指出各自特点？答：发光二极管特点：以自发辐射为基础，发普通荧光，发散角大，是无阈值的器件，发射功率一般为微瓦级。

半导体激光器特点：以受激辐射为基础，发相干（激）光，是有阈值的器件（电流大于阈值点，发射线性激光；小于阈值点为自发辐射光），发射功率一般为毫瓦级。

3、分别画出用发光二极管和激光器进行数字调制的原理图。

解：4、分析DFB、QW-LD特点。

答：1、分布反馈激光器DFB光反馈是由周期结构——布拉格相位光栅构成，光栅沿着整个有源层。

代替FP—LD中的解理反射面。

它的特点是：工作温度变化(例如20—100℃)时DFB—LD有很高的单模稳定性，输出波长的温漂较小，由此可见，DFB—LD，尤其是掩埋异质结DFB—LD显示了优异的动态单纵模特性，阈值电流低(10-20mA)，调制速率高(GHz以上)等特点。

2、量子阱激光器QW-LD夹于宽带隙半导体(如GaA1As)中间的窄带隙半导体(如GaAs)起着载流子(电子和空穴)陷阱的作用。

这类似于一维势阱的量子力学问题，因而这类激光器叫做量子阱激光器。

它的特点是：具有更低的阈值电流(例如Jth ＝65A／cm2，Ith＝0.35mA)，输出功率大(可达几百毫瓦)，线宽窄(可达250kHz)。

4、有一个GaAs —LD ，工作波长870 nm ，其纵模之间的间隔为278 GHz ，GaAs 的折射率，n 1＝3.6，计算其光腔的长度及纵模数。

解：892310(/)1502(2 3.6)(27810/)22(2 3.6)15012410.87m c nLc m s L m n s c mc v nLnL m m mμλμλμ∆=⨯∴===∆⨯⨯⨯==⨯⨯===L L v v 由式（3.3.3）得。

数字光纤通信系统作业及答案数字光纤通信系统作业及答案1、光接口的S点、R点是指：（仅靠发送机输出端的活动连接器之后输入参考点，紧靠接收机之前的活动连接器之前的输入参考点）。

2、G.652表示：（d）。

A.SDH接口；B.光波长；C.信号速率；D.光纤类型3、光接口L-1.1表示：（c）。

A.局内通信i；B.短距离局间通信u；C.长短距离局间通信l；D.超长短距离局间通信v4、1550波长的光传输与1310波长的光传输相比，衰减于色散指标表现为：aA.衰减小，色散大；B.衰减大，色散小；C.衰减小，色散小；D.衰减大，色散大。

5、决定了SDH具有强大的网络运行、管理和维护能力。

是因为SDH具有：（b）A.统一光接口；B.丰富的开销比特；C.净负荷透明6、在SDH帧结构中，真正用于电信业务的比特称为__b_区域。

A.段开销；B.净负荷；C.管理单元指针7、在SDH帧结构中__c_的作用是用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷。

A.段开销;B.净负荷;C.管理单元指针8、通道开销位于SDH帧结构的_b__区域。

A.段开销B.净负荷C.管理单元指针9、在STM-1模块中，用于段开销传输的信息速率为__c_。

A.155.520Mbit/s；B. 2.048Mbit/s；C. 4.608Mbit/s10、在SDH段开销中，_a__不经过扰码，全透明传送A.帧定位字节A1、A2;B.再生段踪迹字节J0;C.比特间插奇偶校验8位码字节B111、SDH解决同步数字复用频率和相位偏移的方法是_c__A.码速调整法;B.固定位置映射法;C.指针调整12、SDH采用_a__方式实现多路信号的同步复用。

A.字节交错间插;B.指针调节;C.正码速调整13、接入端口的最高速率为140Mbit/s或155Mbit/s，而交叉连接的最低速率为一次群信号的数字交叉连接设备可以表示为_b__。

一阶段作业单项选择题（共20道小题，共100.0分）1.在目前的实用光纤通信系统中采用___________ 调制方式，即将调制信号直接作用在光源上，使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。

A.直接B.间接C.外D.分接2.光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、__________μm。

A.1560B.1550C. 1.55D. 1.513.渐变型光纤是指___________是渐变的。

A.纤芯和包层的折射率B.纤芯的折射率C.包层的折射率D.模式数量4.下面哪一句话是不正确的。

A.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从驻波方程B.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从麦克斯韦方程组C.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从波动方程D.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从亥姆霍兹方程5.相位常数是指均匀平面波在均匀介质中传输时，每传播产生的相位变化。

A.任意、1秒B.理想、1米C.各向同性、1小时D.无限大、单位距离6.全反射条件是____________________。

A.n1 sinθ1=n2 sinθ2B.k0n1<β< k0n2C.0≤φ≤φmaxD.n1 > n2，900>θ1≥θc7.当光纤纤芯的折射率与包层的折射率时，称为弱导波光纤。

A.差2倍B.相差很大C.差别极小D.相等学生答: [C;]8.在子午面上的光射线在一个周期内和该平面中心轴交叉两次，这种射线被称为。

A.反射线B.子午线C.斜射线D.折射线知识点: 阶跃型光纤学生答案:[B;]得分: [5] 试题分值:5.09.只有满足条件的射线能够在纤芯和包层交界面处形成，从而将入射波的能量全部转移给反射波。

A.辐射波、全反射B.全反射、泄漏波C.单模传输、衰减波D.入射角≥介质交界面处的临界角、全反射知识点: 阶跃型光纤学生答案:[D;]得分: [5] 试题分值:5.010.阶跃型光纤中数值孔径的计算式为____________________。

第8章第3节作业1、系统在什么条件下受损耗限制？此时决定的因素是什么？答：当光纤带宽与信号速率之比足够大时，传输距离主要受到光纤损耗的限制。

即当系统的工作频宽远小于光纤带宽，当码速较低(B<100Mb／s)时，光纤色散对灵敏度的影响较小时。

限制决定于下列因素：(1)发送端耦合入光纤的平均功率P T(dBm)；(2)光接收机的接收灵敏度Pmin (dBm)；(3)光纤线路的总损耗 T(dB)。

2、系统在什么条件下受色散限制？此时决定的因素是什么？答：当系统的损耗足够小，传输码速高时，传输距离主要受光纤色散等的限制。

即在光纤损耗较低，码速较高时，对传输距离的限制往往主要来自色散造成的系统上升时间的限制，这种系统称为色散限制系统。

3、从传输带宽角度看，NRZ和RZ码，哪一个占用带宽宽？参数是多少？答： NRZ码所需的传输带宽仅为RZ码的一半。

即RZ码占用传输带宽宽。

RZ码：B（bit/s）＝Bc（Hz）NRZ码：B（bit/s）＝2Bc（Hz） Bc（Hz）＝1/2 B（bit/s）4、有一长距离单模光纤传输系统，工作波长1300 nm，其他参数如下：LD光源平均入纤功率 0 dBm光缆损耗 0.4 dB／km熔接头损耗 0.1 dB／km活动连接器损耗 1dB／个APD接收机灵敏度：B=35 Mb／s时(BER=10-9) - 55 dBmB=500 Mb／s时(BER=10-9) - 44 dBm系统富余度 9 dB试计算损耗限制传输距离。

解：（a）当B=35Mb/s时（b）当B=500Mb/s时5、有一条1.3 m光波系统，设计工作码速为lGb／s，拟采用单模光纤，中继距离5Okm。

发送机和接收机上升时间分别为0.25ns和O.35ns，光源谱宽3nm，光纤平均色散在工作波长上为2ps／(nm·km)：计算RZ和NRZ码时的系统上升时间预算。

解：2、有一个双异质结InGaAsP —LED ，中心发光波长为1310nm ，其材料的辐射复合率为50ns ，非辐射复合率为70ns 。