光纤通信新增计算题

1、新增加的计算题第一章 计算题.word格式整理版.1、某种光纤的纤芯和包层的折射率分别是 1.48 和 1.46，则其临界传播角为。221（ = arcsin1（n2） =arcsin） 9.4Cn12、光接收机的灵敏度S 是指在满足给定误码率或信噪比条件下，接r P 来描述，现若有最低平均光功率P 为 10，则其灵敏度S 为。r解：该处必须注意单位S 的单位是 P 的单位是，计算时r要注意单位以免出错，依据公式S = 10lgP = 10lg10 = 10dBmr3、光接收机的动态范围 D 是指在保证系统误码率指标要求下，接收机的最低光功率P 和最大允许光功率P 之比，现知P 和P 分别是1

2、0W 和100W，则其动态范围D为。P= 10lg = 1dB ，注意单位！D = 10lgmaxPmin4、一阶跃折射率光纤，已知纤芯和包层的折射率分别是：n =11.486n = 1.472,现仅考虑模式色散，则：2（1）每1km长度的脉冲宽度。（2）假设输入光脉冲的宽度 T 与模式色散产生的展宽t相比可以忽略不计，在以上情况下计算可传输光脉冲的最大比特率。t =1）光纤长度单位和光速单位分别是 km 和 km/s，则 n ) = ) = 1.4710 )= 47.1(ns)112cn23105(2)输入光脉冲的宽度 T 与模式色散产生的展宽t相比可以忽略不计，则最大比特率为B =1 =1

3、= （Mb/s）85、已知语音信道的带宽为 3.4KHz，则接收机信噪比是 S/N=30dB 的.范文.范例.参考分享.word格式整理版.信道容量是。解：C = Blog (1+ ) = 3.410 log (1+30) = 1.68410 b/sS3522N第二章 计算题1、 一阶跃折射率光纤，已知纤芯和包层的折射率分别是： n =11.48n = 1.46,求：2（1）其临界入射角 ；c（2）其临界传播角 ；C（3）其数值孔径NA；（4）其最大接收角 ；0（5）是否能得知相对折射率差 的大小？相对折射率差 和光纤与光源之间的耦合效率有何关系？实际光纤对有什么要求？ = arcsin（n）

4、 = arcsin（ ） = 80.6 。02n1c22（2） = arcsin1（n2） arcsin1（） 9.4 。Cn11212（3）NA= sin =（n n）= （1.48 1.462 ）= 0.242222201(4) = = 1400(5)数值孔径 NA 在实际计算时还有另外的计算公式为： NA=112122n2sin = （n n ） = （2n ） n） = n 2122212120112n221。：221 n1= 1） = 0.013368则 = （）（022一般而言大一些，光纤与光源之间的耦合效率就高一些，要过大的话，色散影响就越严重，实际光纤总有 。2、 已知某光纤参

5、数如下：a = 4.0m= 0.003,纤芯折射率为n =1.范文.范例.参考分享.word格式整理版.1.48。试问：（1）此光纤能否传输波长 = 1.31m 的TE 和TM 模？说明理由。（2）如要使TE 和TM 模能够传输，光波长应做怎样的调整？V = k n a2可得：0 1V = n a2= 1.484.010 20.003= 2.2，16而TE 和TM 模的归一化截止频率V = 2.045，显然V V 条件的模式都cc可以在光纤中传输。n a ，所以有：V =122V = n a2=1.5610 20.002 = 2.3061 11.5512V = n a2=21.5610 20.

6、002= 2.732 11.3122V = n a2=21.5610 20.002= 4.213 10.853当 = 1.55m时，10V ( ) V = 2.306 (， c1c此时光纤中只能传输 导波模。当 = 1.31m时，2 () V = 2.73 (， ,c2c此时光纤中只能传输导波模。TE ，TM ，HE 和HE当 = 0.85m时，1，3.832V(HE ，12) V = 4.21 (EH )3 c c此时光纤中只能传输导波HE ，EH ，HE ，TE ，TM ，HE 和HE.范文.范例.参考分享.word格式整理版.模。故光纤中能传输的导波模有 。1N = V22(3) 归一化

7、频率的值一般还决定了包层传输的功率占总功率的比例,即P = ，对于光波长为22= 1.55m而言，V = 2.306，总功率包层11P总为P 1000dBm，则包层传输的功率P为总P =P =总1000= 408.85dBm3V32.30614、已知某阶跃光纤参数如下：= 0.003，纤芯折射率为n = 1.46，1光波长 = 1.31m，则单模传输时光纤具有的纤芯半径a 。 = 2.4051.31106 = 4.44m注意填写时加单位。a 221.4620.0031第三章 计算题1、对于单纵模激光器，定义边模抑制比 MSR 为主模功率P 与次边主摸功率P 之比，它是半导体激光器频谱纯度的一种

8、度量，若 P =边主，P = ，则MSR为边。PMSR = 10lg = 10lg = 101主P边第四章 计算题1、 光检测器的响应度 R 表明了光检测器将光信号转化成电信号的效率，现知光检测器的光电流I = ，其入射光功率为P =pin.范文.范例.参考分享.word格式整理版.1.4286W，则响应度R 的大小为。I解：依定义R = = 0.7A/W，注意填写单位。pPin第五章 计算题1、当光放大器的增益比较大时，自发辐射因子 n = 2,则其噪声系数F 的大小为。n解：当光放大器的增益比较大时，噪声系数F 2n = 4。n第六章 计算题1、某 LAN 光纤链路工作波长 = 850nm

9、，链路长度L = 2000m，最大比特率为 ，采用线宽为 20nm 的 LED 光源，光设备的上升时间为8ns10/100Mb/s LAN最大光缆长度如表，用MMF（多模光纤）62.5/125m的光纤。表1 求：(1) 系统要求的上升时间t 。r(2) 模式色散引起的脉冲展宽t ，即光线模式上升时间。(3) 色度色散引起的脉冲展宽t 。(4) 求系统实际上升时间t 。(5) 可以达到指定的比特率吗？.范文.范例.参考分享.word格式整理版.(6) 如果光纤的带宽不能满足要求，你认为该如何解决？4S= |D()|L。注：色度色散计算公式D() = （ ）和t0043解：（1）带宽与比特率的关系f = B = 16MHz，从而得：0.350.35t = 21.9ns）r f 166（2）由表可知，62.5/125m光纤工作于 850nm 时的带宽距离积为160MHzkm，由于链路长度是，故模式带宽（光电宽）为f = = （MHz），转换成电带宽f = 0.707f = 56.6(MHz),则t= = = 6.2（ns）e1mod4S= |D()|L，（3）由色度色散计算公式D() = （ t0043可得D() 0.1ns/(nskm),t =20nm2km= 4ns有以上得t= (t ) +(t ) = 6.2 +4 = 7.4ns2 2 2 2故系统实际上升