光纤通信第6章光放大器
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1 第一章 概述
1 用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出? 1966年由英籍华人高锟提出。
2 光纤通信有哪些优点?频带宽、传输容量大;损耗小、中继距离长;重量轻、体积小;
抗电磁干扰性能好;泄漏小、保密性好;节约金属材料,有利于资源合理使用。
3 光纤通信系统由哪几部分组成?简述各部分作用。
点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成,如下图所示:
光探测器光中继器或光放大器解调器光接收机光纤光纤调制器光发射机光源信息复用器信息解复用器
光发射机的作用是把电信号转变为光信号注入光纤传输,它通常由复用器、调制器和光源组成。
复用器的作用是把多路信息信号复用为时分复用(TDM)信号或频分复用(FDM)信号。
调制器的作用是用复用信号直接调制(IM)激光器(LD)的光强,或通过外调制器调制
LD 的相位。
光源是把电信号转换为光信号,以便在光纤中传输。
光接收机的作用是把经光纤传输后的微弱光信号转变为电信号,对其放大并解调出原基带信号。
光中继器的作用是对经光纤传输衰减后的信号进行放大。光中继器有光-电-光中继器和全光中继器。如需对业务进行分出和插入,可使用光-电-光中继器;如只要求对光信号进行放大,则可以使用光放大器。
光纤是光信号传输的介质。
4 简述通信网络的分层结构。P12
5 简述通信网络的发展过程。P8
第二章 光纤和光缆
1 用光线光学方法简述多模光纤导光原理。
当入射角超过临界角时,没有透射光,只有反射光,这就是多模光纤波导传输光的原理。
2 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
3 什么叫多模光纤?什么叫单模光纤?如果光纤只支持一个传导模式,则称该光纤为单模光纤。相反,支持多个传导模式的光纤称为多模光纤。
4 光纤传输电磁波的条件有哪2个?光纤传输电磁波的条件除满足光线在纤芯和包层界面上的全反射条件外,还需满足传输过程中的相干加强条件。
光纤放大器是用来增强、连接和收发光信号的一种设备,它由发射端和接收端组成。它的主要功能是将光源输出的信号转换为可识别的电信号,从而实现数字信号的可靠传输。光纤放大器在光纤通信中起着至关重要的作用,它能够在很大程度上增强两端之间的信号保真度、抗干扰能力和信号传输延迟。
光纤放大器的使用方法很简单,首先,将光纤放大器连接到你需要使用的光线设备,其次,将另一端连接到光纤发射机,最后根据所需要放大的光强度可以调节放大器的功能,从而调整光线的输出功率,使其能够达到所需的幅度。除此之外,你也可以连接光纤收发设备或者光纤波分复用器,使得其能够更可靠地传输信号。
光纤放大器具有轻巧,可靠性好,工作分辨率高,连接稳定,数据传输安全等优点。因此,在光纤通信系统中,光纤放大器的使用日益增加,对于确保光纤信号的可靠性有积极的作用。
光纤放大器的正确使用不仅有助于提高光缆的可靠性,而且能够节约能源,减少其成本。在实际的应用中,建议使用合适的安装方式来保护光纤放大器,并定期进行维护和检查,以确保其能够一直正常工作。
全书习题参考答案
第1章 概述
1.1 填空题
(1)光导纤维
(2)掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用(WDM) 非零色散光纤(NIDSF) 光电集成
(OEIC)
(3)0.85µm 1.31µm 1.55µm 近红外
(4)光发送机 光接收机 光纤链路
(5)光纤 C=BW×log2(1+SNR) 信道带宽
(6)大 大
(7)带宽利用系数
(8)可重构性 可扩展性 透明性 兼容性 完整性 生存性
1.2 解:利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。即以光波为载频,以光纤
为传输介质的通信方式称为光纤通信。
1.3 解:(1)传输频带宽,通信容量大
(2)传输距离长
(3)抗电磁干扰能力强,无串音
(4)抗腐蚀、耐酸碱
(5)重量轻,安全,易敷设
(6)保密性强
(7) 原料资源丰富
1.4 解:在光纤通信系统中,最基本的三个组成部分是光发送机、 光接收机和光纤链路。
光发送机由电接口、驱动电路和光源组件组成。其作用是将电信号转换为光信号,并将生
成的光信号注入光纤。
光接收机是由光检测器组件、放大电路和电接口组成。 其作用是将光纤送来的光信号还原
成原始的电信号。
光纤链路由光纤光缆、 光纤光缆线路(接续)盒、光缆终端盒、光纤连接器和中继器等构成。
光纤光缆用于传输光波信息。中继器主要用于补偿信号由于长距离传送所损失的能量。光缆线
路盒:将光缆连接起来。光缆终端盒:将光缆从户外引入到室内,将光缆中的光纤从光缆中分
出来。光纤连接器:连接光纤跳线与光缆中的光纤。
1.5解:“掺铒光纤放大器(EDFA)+波分复用(WDM)+非零色散光纤(NIDSF)+光电集成
(OEIC)”正成为国际上光纤通信的主要发展方向。
1.6 解:第一阶段(1966~1976年),实现了短波长(0.85µm)、低速(45或34 Mb/s)多模
光纤通信系统,无中继传输距离约10km。
第二阶段(1976~1986年),光纤以多模发展到单模,工作波长以短波(0.85um)发展到长
学而不思则惘,思而不学则殆
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、光缆线路盒和中继学而不思则惘,思而不学则殆
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。