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《光纤通信系统及其应用》课后习题第一章1.1实现光纤通信的关键器件与技术是什么？答：（1）低损耗、宽带宽的光纤。
（2）高可靠性、长寿命的光源及高响应的光检测器件。
（3）光测量及光纤连接技术。
1.2光纤通信使用光源的波长范围是什么？答：在近红外区内，即0.8~1.8um。
长波： 1.31 1.55 短波：0.85um1.4数字光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分的作用。
用光纤传输信息的过程大致是这样的，在发送端，把用户要传送的信号（如声音）变为电信号，然后使光源发出的光强随电信号变化，这个过程称为调制，它把电信号变为光信号，最后用光纤把该光信号传送到远方；在接收端，用光电探测器接收光信号，并把光信号还原为携带用户信息（如声音）的电信号，这个过程称为解调，最后再变成用户能理解的信息（如声音）。
1.5模拟光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分的作用。
第二章n=1.50，2n=1.45，试计算：2.1均匀光纤芯与包层的折射率分别为1（1）光纤芯与包层的相对折射率差 ；（2）光纤的数值孔径NA。
n=1.52，2n=1.49。
2.2在阶跃折射率光纤中，1n=1.33），求光从水中入射到光纤输入端面的最大（1）光纤浸在水中（0接收角；（2）光纤放置在空气中，求数值孔径。
2.4 光纤通信为什么用0.85m μ，0.85m μ，0.85m μ三个工作波长？答 λ1=0.85μm ，λ2=1.31μm ，λ3=1.55μm 附近是光纤传输损耗较少或最小的波长“窗口”，相应的损耗分别为2~3dB/km 、0.5 dB/km 、0.2 dB/km ，而在这些波段目前有成熟的光器件（光源、光检测器等）。
2.5 光纤的损耗机理及危害是什么？答：损耗机理：主要有吸收损耗、散射损耗及辐射损耗。
辐射损耗：光线弯曲到一定曲率半径时就会产生辐射损耗吸收损耗:光波通过光纤材料时，有一部分的光被光纤中的杂质或是OH 离子吸收转化为热能散射损耗：光纤的密度和折射率分布不均及结构上的不完善导致散射损耗 危害：由于损耗的存在，在光纤中传输的光信号幅度减小。
1-1光纤通信的优缺点各是什么？答与传统的金属电缆通信、微波无线电通信相比，光纤通信具有如下优点：(1) 通信容量大．首先，光载波的中心频率很高，约为2 X10^14Hz ，最大可用带宽一般取载波频率的10 %，则容许的最大信号带宽为20000 GHz( 20 THz ) ；如果微波的载波频率选择为20 GHz ，相应的最大可用带宽为2 GHz。
两者相差10000 倍．其次，单模光纤的色散几乎为零，其带宽距离（乘）积可达几十GH z·km ；采用波分复用（多载波传输）技术还可使传输容量增加几十倍至上百倍．目前，单波长的典型传输速率是10Gb ／s。
，一个采用128个波长的波分复用系统的传输速率就是1 . 28 Tb / s .( 2 ）中继距离长。
中继距离受光纤损耗限制和色散限制，单模光纤的传输损耗可小千0 . 2 dB / km ，色散接近于零．( 3 ）抗电磁干扰．光纤由电绝缘的石英材料制成，因而光纤通信线路不受普通电磁场的干扰，包括闪电、火花、电力线、无线电波的千扰．同时光纤也不会对工作于无线电波波段的通信、雷达等设备产生干扰。
这使光纤通信系统具有良好的电磁兼容性。
( 4 ）传输误码率极低。
光信号在光纤中传输的损耗和波形的畸变均很小，而且稳定，．噪声主要来源于t子噪声及光检测器后面的电阻热噪声和前置放大器的噪声．只要设计适当，在中继距离内传输的误码率可达10^-9甚至更低。
此外，光纤通信系统还具有适应能力强、保密性好以及使用寿命长等特点。
当然光纤通信系统也存在一些不足：( 1 ）有些光器件（如激光器、光纤放大器）比较昂贵。
( 2 ）光纤的机械强度差，为了提高强度，实际使用时要构成包声多条光纤的光缆，光统中要有加强件和保护套。
( 3 ）不能传送电力．有时需要为远处的接口或再生的设备提供电能，光纤显然不能胜任。
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。
情境一巩固与提高：一、填空题1.华裔学者高锟科学地预言了制造通信用的超低耗光纤的可能性，并因此获得诺贝尔物理学奖。
2.目前光纤通信所使用的光的波长为1260nm-1625nm 。
3.数字光纤通信系统由光发射机、光纤和光接收机构成。
4.光纤通信的3个低衰耗波长窗口分别是0.85um、1.31um 、和 1.55um 。
5.非色散位移光纤零色散波长在 1310 nm，在波长为1550 nm处衰减最小。
6.光纤主要由纤芯和包层构成，单模光纤芯径一般为 8-10 μm，多模光纤的芯径一般在 50 μm左右。
7.光纤的特性主要分为传输特性、机械特性、温度特性三种。
二、简答题1.简述光纤通信的优点和缺点。
答：光纤通信的优点：1)频带宽、通信容量大2)损耗低、传输距离远3)信号串扰小、保密性能好4)抗电磁干扰、传输质量佳5)尺寸小、重量轻、便于敷设和运输6)材料来源丰富、环境适应性强光纤通信的缺点：1）光纤性质脆。
需要涂覆加以保护2）对切断的连接光纤时，需要高精度技术和仪表器具3）光路的分路、耦合不方便4）光纤不能输送中继器所需的电能5）弯曲半径不宜过小2.简述光全反射原理。
答：光全反射原理：当光从光密媒质（折射率相对较大）到光疏媒质的交界面会发生全反射现象，即入射角达到一定值时，折射光线将与法线成90°角，再增大会使折射光线进入原媒质传输。
3.简述光纤通信系统的基本组成。
答：光纤通信系统由光发射机、光纤、光接收机组成。
光发射机的作用就是进行电/光转换，并把转换成的光脉冲信号码流输入到光纤中进行传输。
光源器件一般是LED和LD。
光纤：完成光波的传输。
光接收机的作用就是进行光/电转换。
光收器件一般是光电二极管PIN和雪崩光电二极管APD。
4.简述G.652、G.653、G.655的特点和主要用途。
答：G.652：也称标准单模光纤，是指零色散点在1310nm附近的光纤；在1550nm处，G.652光纤具有最低损耗特性。
习题一1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED 或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和APD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s 的音频信道。
第一章1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和APD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和 1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s的音频信道。
1.说明光纤通信的主要优点。
(1) 传输频带宽，通信容量大。
(2) 损耗低，中继距离远。
(3) 抗电磁干扰能力强，无串话。
(4) 光纤细，光缆重量轻，体积小，便于敷设和运输。
(5) 材料丰富，成本低。
2.光纤通信系统由哪几部分组成?简述各部分作用? 光发射机、光中机器、光接收机、传输电缆光发射机把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把信号最大限度地注入光纤线路。
光中继器基本功能延长通信距离，光中继器将从光纤中接收到弱光信号经光检测器转换成电信号，再生或放大后，再次激励光源，转换成较强的光信号，送入光纤继续传输。
光接收机作用：把从光纤线路输出，产生畸变和衰减的微弱光信号转为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。
传输光缆作用：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。
1、光纤通信的概念。
答：用光波作为载波，以光导纤维作为传输介质的一种通信方式。
2、通常光纤通信所用的光是（激光）。
光纤通信的三个低损耗窗口。
答：波长0.85 um 、1.31 um 、1.55 um。
3、光纤的损耗包括哪些？光纤的损耗可以降为零吗？答：吸收损耗包括:本征吸收和杂质吸收。
散射损耗包括:瑞利散射和结构缺陷散射。
光纤工程应用中造成的损耗分为：弯曲损耗、微弯损耗、接头损耗。
4、光纤色散的概念，分类。
答：（1）概念：光纤中的不同频率成分或不同的模式，在光纤中传输时，由于速度不同而使得传播时间不同，因此造成光信号中的不同频率成分或不同模式到达光纤终端有先有后，从而产生波形畸变的一种现象称为光纤色散。
（2）分类： 模式色散 材料色散 波导色散。
5、单模传输光纤中主要有什么色散？多模光纤中主要存在什么色散？为什么说光纤的色散会降低通信容量？答：单模光纤：只有单一的基模满足传输条件，因此不存在模式色散，只存在材料色散和波导色散。
多模光纤：模式色散占主要，波导色散可以忽略。
6、数值孔径NA的概念和计算。
答：定义最大入射角θ max的正弦为数值孔径。
《光纤通信系统及其应用》课后习题第一章1.1实现光纤通信的关键器件与技术是什么？1.2光纤通信使用光源的波长范围是什么？1.3 光纤通信有哪些优点？1.4 数字光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分的作用。
1.5 模拟光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分的作用。
1.6 光纤通信的应用范围主要是哪些领域？第二章2.1均匀光纤芯与包层的折射率分别为1n =1.50，2n =1.45，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 。
2.2 在阶跃折射率光纤中，1n =1.52，2n =1.49。
（1）光纤浸在水中（0n =1.33），求光从水中入射到光纤输入端面的最大接收角；（2）光纤放置在空气中，求数值孔径。
2.3 一阶跃折射率光纤，折射率1n =1.5，相对折射率差∆=1%，求光纤的数值孔径。
2.4 光纤通信为什么用0.85m μ，0.85m μ，0.85m μ三个工作波长？2.5 光纤的损耗机理及危害是什么？2.6 光纤的色散机理及危害是什么？2.7 光缆的主要结构是什么？第三章3.1 设激光器的高能级和低能级的能量各为2E 和1E ，频率为f ，相应能级上的粒子密度各为2N 和1N 。
（1）当f =3000MHz ，T =300K 时，计算2N /1N ；（2）当λ=1m μ，T =300K 时，计算2N /1N ；（3）当λ=1m μ时，若2N /1N =0.1，计算环境温度T 。
3.2 一半导体激光器，谐振腔长l =300m μ，工作物质的损耗系数α=11-mm ，谐振腔两镜面的反射率1R =0.33，2R =1，求： （1）阈值时的增益系数th g ；（2）当2R 由0.33增加到1时，激光器的阈值电流如何变化？3.3 半导体激光器发光的基本条件是什么？3.4 能级跃迁有哪几种形式？3.6 半导体激光器有哪些特征？3.7 半导体激光器有哪些基本结构？3.8 比较半导体激光器和发光二极管的异同。
光纤通信概论、单项选择题1.光纤通信指的是：A以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；C以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；D以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。
2光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的：D近紫外区A 近红外区B可见光区C远红外区3目前光纤通信所用光波的波长范围是：A 几=0.4 〜2.0啊B 几=0.4 〜1.8^C久=0.4〜1.5何D久=0.8〜1.6何4目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：A 久=0.85 ⑷、1.20 ㈤】、1.80^° ;B 几=0.80 ⑷、1.51艸、1.80 问］；C 比=0.85 ⑷、1.31 ⑷、1.55何】；D 1几=0.80 阿、1.20 问、1.70 问。
6下面说法正确的是：A光纤的传输频带极宽，通信容量很大;C 为了提高光纤的通信容量，应加大光纤的尺寸；D 由于光纤的芯径很细，所以无中继传输距离短。
二、简述题1、什么是光纤通信？2、光纤的主要作用是什么？3、与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信有何优点？4、光纤通信所用光波的波长范围是多少？5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别是多少？光纤传输特性测量一、单项选择题1光纤的损耗和色散属于：A 光纤的结构特性；B 光纤的传输特性；C 光纤的光学特性；D 光纤的模式特性。
2光纤的衰减指的是：A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少；B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少；C光信号沿光纤传输时，光功率的损耗；D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。
A 光纤的材料色散；B光在光纤中传播时，不同波长光的群时延不一样所表现出来的一种物理现象；C 光纤的模式色散；D 光纤的波导色散。
4测定光纤衰减的测试方法有三中，它们是：A 切断法、插入损耗法和后向散射法；B 相移法、切断法和散射法；C插入损耗、脉冲时延法和散射法；D 切断法、插入损耗法和相移法。
《光纤通信系统》（第2版）杨祥林 主编第1章 导论 课后习题答案 维E 的常客 编（仅供参考，如有不足之处，请指正）1.1设光信号在损耗分别为0.2dB/km 、20dB/km 、2000dB/km 的3种光纤中传输，试求光功率衰减至1/10时的传播距离。
假定光功率按exp(−αL)减少，计算3种光纤的α(cm −1)值。
解：光的传输距离L =−10lg |p i p 0|/αdB ;0.2dB/km L =−10lg 1100.2=50km20dB/km L =−10lg 11020=0.5km2000dB/km L =−10lg 1102000=0.005km光功率p i =p 0exp(−αL)衰减系数α=ln (p 0p i )∗αdB 10lg (p 0p i )=αdB 10lge ≅αdB 4.343 则α(cm −1)=αdB10lge ×10−5cm −10.2dB/km α=4.61×10−7cm −1 20dB/km α=4.61×10−5cm −12000dB/km α=4.61×10−3cm −11.2假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz 的微波载波和1.55μm 的光载波上能传输多少路64Kb/s 音频信道？ 解：根据题意得5GHz 的微波载波上，数字通信系统的比特率为5×109×1%=5×107b/s ，能传输的音频信道的路数为5×10764×103≅781路；1.55μm 的光载波上，数字通信系统的比特率为3×1081.55×10−6×1%≅1.935×1012b/s ， 能传输的音频信道的路数为1.935×101264×103≅30241935路。
1.3以ASCII 格式存在于计算机硬盘的1h 演讲稿，假定传送速率为200字/min ，平均每字5个字母，试估计总比特数。
《光纤通信系统及其应用》课后习题-(1)《光纤通信系统及其应用》课后习题第一章1.1实现光纤通信的关键器件与技术是什么？答：（1）低损耗、宽带宽的光纤。
（2）高可靠性、长寿命的光源及高响应的光检测器件。
（3）光测量及光纤连接技术。
1.2光纤通信使用光源的波长范围是什么？答：在近红外区内，即0.8~1.8um。
长波： 1.31 1.55 短波：0.85um1.4数字光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分的作用。
用光纤传输信息的过程大致是这样的，在发送端，把用户要传送的信号（如声音）变为电信号，然后使光源发出的光强随电信号变化，这个过程称为调制，它把电信号变为光信号，最后用光纤把该光信号传送到远方；在接收端，用光电探测器接收光信号，并把光信号还原为携带用户信息（如声音）的电信号，这个过程称为解调，最后再变成用户能理解的信息（如声音）。
1.5模拟光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分的作用。
第二章2.1均匀光纤芯与包层的折射率分别为1n=1.50，2n=1.45，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。
2.2在阶跃折射率光纤中，1n=1.52，2n=1.49。
n=1.33），求光从水中入射到光纤输入端面的最大（1）光纤浸在水中（0接收角；（2）光纤放置在空气中，求数值孔径。
2.4 光纤通信为什么用0.85m μ，0.85m μ，0.85m μ三个工作波长？答 λ1=0.85μm ，λ2=1.31μm ，λ3=1.55μm 附近是光纤传输损耗较少或最小的波长“窗口”，相应的损耗分别为2~3dB/km 、0.5 dB/km 、0.2 dB/km ，而在这些波段目前有成熟的光器件（光源、光检测器等）。
2.5 光纤的损耗机理及危害是什么？答：损耗机理：主要有吸收损耗、散射损耗及辐射损耗。
辐射损耗：光线弯曲到一定曲率半径时就会产生辐射损耗吸收损耗:光波通过光纤材料时，有一部分的光被光纤中的杂质或是OH 离子吸收转化为热能散射损耗：光纤的密度和折射率分布不均及结构上的不完善导致散射损耗 危害：由于损耗的存在，在光纤中传输的光信号幅度减小。
光纤损耗是光纤传输系统中中继距离的主要限制因素之一。
2.6 光纤的色散机理及危害是什么？答：色散机理：由于光纤中所传信号的不同频率成分或不同模式成分，在传播的过程中因群速度不同互相散开，并且造成它们到达光纤终端的时间各不相同，从而引起传输信号波形失真、脉冲展宽。
光线的色散，主要有材料色散、波导色散和模式色散。
危害：由于信号的各频率成分和各模式成分的传输速度不同，当它在光纤中传输一定的距离后，将互相散开，致使光脉冲展宽。
若脉冲展宽过大将会造成码间干扰，从而使误码率增加，通信质量下降。
由于脉冲宽度与频带宽度成反比，脉冲展宽越大，表示带宽能力越小。
2.7 光缆的主要结构是什么？答：光纤芯线、护套和加强部件。
第三章3.1 设激光器的高能级和低能级的能量各为2E 和1E ，频率为f ，相应能级上的粒子密度各为2N 和1N 。
（1）当f =3000MHz ，T =300K 时，计算2N /1N ；（2）当λ=1m μ，T =300K 时，计算2N /1N ；（3）当λ=1m μ时，若2N /1N =0.1，计算环境温度T 。
3.2 一半导体激光器，谐振腔长l =300m μ，工作物质的损耗系数α=11-mm ，谐振腔两镜面的反射率1R =0.33，2R =1，求：（1）阈值时的增益系数th g ；（2）当2R 由0.33增加到1时，激光器的阈值电流如何变化？例题：3.3半导体激光器发光的基本条件是什么？答：向半导体P-N结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡输出激光。
3.4 能级跃迁有哪几种形式？答：热跃迁、光跃迁（自发发射、受激辐射、受激吸收）。
3.6半导体激光器有哪些特征？3.7半导体激光器有哪些基本结构？3.9光电探测器的基本原理是什么？3.11光电探测器的主要特性是什么？答：（1）要有高的光电转化效率，或者具有高的增益因子。
（2）对应于使用波长的光波，要有高的灵敏度，即响应度要高。
（3）要有足够宽的带宽，即检测器输出的电信号能不失真地反映出接受的光信号。
（4）要求稳定、可靠、便宜。
3.17无源光器件的种类有哪些？答：无源光器件大致可分为连接用的部件和功能性部件两大类。
连接用的部件有各种光连接器，它们不仅可用做光纤和光纤的连接，而且还可以组成功能部件及设备的一部分，用于部件（设备）和光纤、或部件（设备）和部件（设备）的连接。
功能性部件有分路器、耦合器、光分波合波器、光衰减器、光开关和光隔离器等，它们主要用于光的分路、耦合、复用、衰减、开关、防反射等方面。
第四章4.1数字信号调制半导体激光器时，直流偏置应如何设置？正向偏压4.2数字信号调制发光二极管时，直流偏置应如何设置？正向偏压4.3 什么是半导体激光器的瞬态特性？4.6现有码流信号为1101 1001 0001 0010 1111 0110，采用8B1P编码方式，请分别给出P为奇校验码和偶校验码时的码流信号。
答：（1）P为奇校验码：8B码11011001 00010010 111101108B1P码110110010 000100101 111101101（2）P为偶校验码：8B1P码110110011 000100100 1111011004.7现有码流信号为1101 1001 0001 0010 1111 0110，采用4B1C编码方式，请给出编码后的码流信号。
答：4B码1101 1001 0001 0010 1111 01104B1码 11010 10010 00010 00101 11110 011014.8有一数字光纤通信系统，传输速率为34.368Mbit/s，采用4B1H编码方式，其帧长为160bit。
（1）线路编码后的码速为多少？（2）帧频为多少？（3）最大连“0”数为多少？答：(1)34.368Mbit/s ×（5/4）=42.960Mbit/s（2）42.960Mbit/s÷160bit=268.5KHz（3）104.10 SDH 帧结构可分为哪几个部分？4.11 SDH 的特点有哪 答：（1）段开销。
（2）信息载荷。
（3）管理单元指针。
些？P89 SDH 帧中AU PTR 表示什么？它有何作用？4.14 已测得某数字光接收机的灵敏度min P =10W μ，求它的dBm 值。
4.15 某光通信工程中继段长度最大为35km ，光纤损耗0α为0.4dB/km ；接头数目为20个，接头损耗j α为0.1dB/个;光纤活动接连器数目为3个，光纤活动连接器损耗c 为1dB/个；设备余度e M 为3dB ；光纤维修余度c M 为3dB 。
计算中继段允许的最大损耗S 。
4.16 在34.368Mbit/s 光纤传输系统中，光发射机出光功率为-3dBm ，关接收机灵敏度为-34dBm ，动态范围为全动态范围。
采用5B6B 方式进行线路编码，光缆损耗为0.4dB/km ，忽略其他损耗。
问：（1）全动态范围是多少？（2）该系统最大传输距离是多少？（3）光信号中的传输速率是多少？4.17 数字光接收机的主要性能指标是什么？答：（1）光接收机的灵敏度。
（2）光接收机的噪声。
（3）数字光接收机的误码率。
（4）模拟光接收机的信噪比。
（5）动态范围。
（6）抖动。
4.18 设计数字光纤通信系统的中继距离时，应该考虑哪些因素？答：（1）发射光功率。
（2）光接收机灵敏度。
（3）光纤的每公里损耗。
（4）光纤的色散。
第六章6.1 EDFA 的工作原理是什么？有哪些应用方式？答：工作原理：在掺铒光纤(EDF)中，铒离子(Er3+)有三个能级： 能级1代表基态，能量最低，能级2是亚稳态，处于中间能级，能级3代表激发态，能量最高，当泵浦(Pump, 抽运)光的光子能量等于能级3和能级1的能量差时，铒离子吸收泵浦光从基态跃迁到激发态(1→3)。
但是激发态是不稳定的，Er3+很快返回到能级2。
如果输入的信号光的光子能量等于能级2和能级1的能量差，则处于能级2的Er3+将跃迁到基态(2→1)，产生受激辐射光，因而信号光得到放大。
由此可见，这种放大是由于泵浦光的能量转换为信号光的结果。
为提高放大器增益， 应提高对泵浦光的吸收，使基态铒离子尽可能跃迁到激发态。
应用方式：线路放大、接收端前路放大、发射端放大。
6.2 对于980nm 泵浦和1480nm 泵浦的EDFA ，哪种泵浦方式的功率转换效率高？哪种泵浦方式的噪声系数小？为什么？6.3 EDFA 的基本种类有哪些？答：线路放大器、前置放大器、功率放大器。
6.4 半导体激光放大器的种类有几种？主要原理分别是什么？答：FP型（FPA）和行波型（TWA）FPA：两端的发射系数较高，在两端面间产生正反馈谐振放大，因此要求输入信号与FP腔间有严格的频率匹配。
在略低于阈值电流偏置时，设单次通过的增益为Gs，放大器的内增益可达20~30dB。
只有靠近阈值时才能获得高增益。
由于FPA的高度谐振性，它必然是一个窄带放大器。
TWA：虽然也是与FPA一样的LD芯片构成，但其端面反射系数要低得多。
只有当端面的反射系数为零时才能被称作行波放大器。
而实际情况下，只能说只能说工作在接近行波状态。
6.5半导体激光放大器有哪些应用方式？P141第七章7.1什么是波分复用系统？答：为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率不同，可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来，送入一根光纤进行传输，在接收端再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。
由于不同波长的光载波信号可以看做互相独立，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。
7.2 WDM技术的主要特点？答：（1）可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍。
（2）使N个波长复用起来在单模光纤中传输，在大容量长途传输时可以大量节约光纤。
另外，对于早期安装的芯数不多的电缆，芯数较少，利用波分复用不必对原有系统作较大的改动即可比较方便的进行扩容。
（3）由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信业务信号的综合和分离，以及PDH信号和SDH信号的综合与分离。
（4）波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关。
一个WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号，ATM、IP或者将来有可能出现的信号。
WDM系统完成的是透明传输，对于“业务”层信号来说，WDM的每个波长就像“虚拟”的光纤一样。
