《光纤通信》第4章作业

1 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—375THz

5、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 6

11、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 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。

浙江邮电职业技术学院

课堂作业提交：

计通121 祝新宇 20120301140

计通121 董文杰 20120301108

目录

第一章 光纤的简介 ..................................................................................................... 3

第二章 光纤的基本构成； ......................................................................................... 4

2.1 光发信机......................................................................................................... 4

2.2 光收信机......................................................................................................... 4

2.3 光纤或光缆..................................................................................................... 4

2.4 中继器............................................................................................................. 4

2.5 光纤连接器、耦合器等无源器件................................................................. 4

第一章 光纤的基本理论

1、光纤的结构：光纤是截面很小的可绕透明长丝，它在长距离内具有束缚和传输光的作用。

光纤由纤芯、包层和涂覆层构成，折射率从里到外依次减小（n纤芯>n包层>n涂覆层）

2、光纤的分类：（1）按光纤横截面上折射率分布的不同，可以将光纤分为阶跃折射率分布光纤 (简称阶跃光纤，适用于短距离传输 )和渐变折射率分布光纤 (简称渐变光纤，适用于长距离传输 )。（2）根据传导模式数量的不同，光纤可

以分为单模光纤和多模光纤两类。单模光纤的纤芯直

径很小，为4μm~10μm，包层直径为125μm。多模光

纤的纤芯一般为50μm,包层的外径为125μm。（3）按

光纤构成的原材料分为石英系光纤、多组分玻璃光

纤、塑料包层光纤、全塑光纤。（4）按光纤的套塑层

可分为紧套光纤和松套光纤。

3、光纤的相对折射率差：其中n1为纤芯的折射率，

n2为包层折射率。

4、光纤的数值孔径为：NA

5、假若在长为L的光纤中，走得最快的模式所用的时间为τmin，走得最慢的模式所用的时间为τmax，则最大时延差Δτmax为

6、在多模渐变折射率光纤中，相对折射率差

定义为

其中n(0)、n2分别是r = 0处的和包层的折射率。

7、渐变光纤的本地数值孔径公式：

其中n（r）为渐变光纤纤芯折射率。

8、亥姆霍兹方程

方程求解方法主要有两种：标量近似解和矢量解。

9、光纤的归一化频率

10、归一化截止频率Vc可求出截止波长λc(课本P15)当λλc时，该模式就截止。

11、图1—9（P16），注意横、纵坐标所表示的含义。

12、阶跃光纤中的模数量以M表示，则M=V^2/2(详见课本P18)

13、衡量光纤损耗特性的参数为衰减系数（损耗系数），定义为单位长度光纤引起的光功率衰减，其表达式为

其中Pi为输入光纤的光功率，Po为光纤输出的光功率。

14、造成光纤损耗的因素：引起光纤损耗的因素有吸收损耗、散射损耗和其它损耗，这些损耗又可以归纳为本征损耗、制造损耗和附加损耗等。本征损耗包括光纤的本征吸收和瑞利散射造成的损耗。本征吸收包括红外吸收和紫外吸收。红外吸收主要是由于分子震动引起的；紫外吸收是由于电子跃迁引起的。瑞利散射是由于光纤折射率在微观上的随机起伏所引起2122212nnn121122nnnnnn（）（）max22121sin2NAnnnmaxmaxminc111221sinLLcnLnnncnLnc2222[(0)]/2(0)nnn=222()()NArnrn22200kn221222121212010()()(2)VUWnnkankaio10lg(dB/km)PLP（）＝的，这种材料的折射率的不均匀性使光波产生散射。

《光纤通信原理与技术》课程教学大纲

英文名称:Fiber Communication Principle and its Application

学时:51 学分：3

开课学期：第7学期

一、课程性质与任务

通过讲授光纤通信技术的基础知识,使学生了解掌握光纤通信的基本特点，学习光纤通信系统的三个重要组成部分：光源（光发射机）、光纤（光缆）和光检测器（光接收机)。通过本课程的学习，学生将掌握光纤通信的基本原理、光纤通信系统的组成和系统设计的基本方法,了解光纤通信的未来与发展，为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下基础。

二、课程教学的基本要求

要求通过课堂认真听讲和实验课,以及课下自学，基本掌握光纤通信的基础理论知识和应用概况，熟悉光纤通信在电信、通信中的应用，为今后的工作打下坚实的理论基础。

三、课程内容

第一章 光通信发展史及其优点（1学时）

第二章 光纤的传输特性（2学时）

第三章 影响光纤传输特性的一些物理因素（5学时）

第四章 光纤通信系统和网络中的光无源器件(9学时）

第五章 光纤通信技术中的光有源器件（3学时)

第六章 光纤通信技术中使用的光放大器（4学时）

第七章 光纤传输系统（4学时)

第八章 光纤网络介绍（6学时）

第九章 光纤通信原理与技术实验(17课时)

四、教学重点、难点

本课程的教学重点是光电信息技术物理基础、电光信息转换、光电信息转换，光电信息技术应用,光电新产品开发举例。本课程的教学难点是光电信息技术物理基础。

五、教学时数分配

教学时数51学时，其中理论讲授34学时，实践教学17学时。（教学时数具体见附表1和实践教学具体安排见附表2）

六、教学方式

理论授课以多媒体和模型教学为主，必要时开展演示性实验。

七、本课程与其它课程的关系

1。本课程必要的先修课程

《光学》、《电动力学》、《量子力学》等课程

2。本课程的后续课程

《激光技术》和《光纤通信原理实验》以及就业实习。