光纤通信顾畹仪课后题答案 《光纤通信》试卷题及答案(最全最经典)

1、第第 页共17页23、啁啾是指产生光脉冲时引入的附加线性调频，即光脉冲的载频随时间变化。三、简答画图题(本题共两部分，每部分15分，共30分)(一)、按要求简答各题(每小题5分，共3小题，共15分)20、激光工作物质：需要有合适的工作物质，具有合适的能级分布,可以产生合适波长的光辐射；激励：需要可以实现工作物质粒子数反转分布的激励能源泵浦源；光学谐振腔：需要可以进行方向和频率选择的光学谐振腔。21、材料的吸收损耗，包括紫外吸收、红外吸收和杂质吸收等，是材料本身所固有的，是一种本征吸收损耗。光纤的散射损耗，主要有瑞利散射损耗、波导散射损耗和散射损耗。辐射损耗，当理想的圆柱形光纤受到某种外力的作用

2、时，会产生一定曲率半径的弯曲，导致能量泄漏到包层造成损耗。22、在掺铒光纤中，铒离子，故有Atch=0.1nsnskmX20nmX2km=4ns(4)有以上得Atfib=(Atmod)2+(Atch)2=6.22+42=7.4ns故系统实际上升时间Atsys=(Atfib)2+(Ateq)2=7.42+82=10.9ns其中，光设备的上升时间Ateq为8ns是已知条件。（5）由于系统实际上升时间小于系统所要求的上升时间21.9ns，故光纤的选择满足系统设计的要求。（6）如果光纤的带宽不能满足要求，可以将波长换为1300nm或采用LD光源。20_-20_年度教学质量综合评估测验试卷评卷答案：一、

3、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的，共10小题，每小题2分，共20分）1、C2、C3、A4、C5、A6、A7、D8、B9、D10、D二、填空题（本题共三部分，每部分6分，共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分，共4小题6小空，共6分）11、载波频率很高12、声光13、光的波长要远小于光线尺寸14、光学谐振腔，阈值条件15、系统噪声（二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分）16、1dB，注意单位！17、10（三）、名词解释填空（每小题2分，共3小题，共6分）18、分别代表逻辑1和逻辑0的最大功率与最小功率之比，通常以dB为单位衡量，它是数字传输时光源的一项重要参

4、数。19、是指在PIN规定的反向电压或者APDDE90%击穿电压时，在无入射光情况下器件内部的反向电流。20、就是在电信号到来时，光信号相对于电信号的时间延迟。三、简答画图题（本题共两部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求简答各题（每小题5分，共3小题，共15分）21、答：光波分复用技术的基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用）并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原始信号送入不同终端。22、为了获得EDFA较为平坦的增益特性，增大EDFA的带宽，常采用的两种方法是采用新型宽谱带掺杂光纤，如在纤芯中再加入铝

5、离子；在掺铒光纤链路上放置均衡滤波器。23、调谐速度很慢，大约在ms量级。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，共15分）24、P超辐射发光二极管面发光二极管边发光二极管OI发光二极管的P-I特性曲线25、（1）直接调制方式下，带宽受半导体光源的震荡频率限制和光源啁秋效应的存在。2)直流，啁秋(3)宽的调制带宽，插入损耗，高消光比。四、综合解答题(请按各题题意解答，要求写出必要的解题思想与具体公式，本题共2小题，每小题10分，共20分)26、(本小题10分)解：(1)临界入射角9c=arcsin(n2n1)=arcsin(1.461.48)=80.60。aC二arcsinl-(n2n1

6、)2二arcsinl-(1.461.48)2=9.4。NA=sin90=(n12-n22)12=(1.482-1.462)12=0.242(4)90=arcsinNA=140(5)数值孔径NA在实际计算时还有另外的计算公式为：NA二sin90=(n12-n22)12=(2n12)12X(n12-n22)12(2n12)12=n12A贝叽=12(sin90n1)2=12(0.2421.48)2=0.013368。一般而言，相对折射率差大一些，光纤与光源之间的耦合效率就高一些，但是要过大的话，色散影响就越严重，实际光纤总有1。27、(本小题10分)(1)(2)响应度R定义为光生电流与输入光功率之比

7、，即因为入射光功率对应于单位时间内平均入射的光子数而入射光子以量子效率部分被吸收，并在外电路中产生光电流，贝有响应度波长为1.3um时，(A/W)_波长为1.55um时，(A/W)由上式可知，在量子效率一定时，响应度与波长成正比。所以由PIN在1.55um处的灵敏度高于在1.3um处。五、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本题共1题，共12分）28、（本小题12分）解：（1）我们先求出上述波长对应的归一化频率V,然后将它们与前述各种模式归一化截止频率Vc相比较，凡是满足VVc条件的模式都可以在光纤中传输。因为V=2n入nla2A，所以有：V1=2n入lnla2A=2n1.55X10-6X1.

8、5X6X10-62X0.002=2.306V2=2n入2nla2=2nl.31X10-6X1.5X6X10-62X0.002=2.73V3=2n入3nla2A=2n0.85X10-6X1.5X6X10-62X0.002=4.21当入l=1.55um时，0VcHEllVl=2.3062.045VcTE01,TM01，此时光纤中只能传输HE11导波模。当入2=1.31um时，2.045VcTE01，TM01，HE21V2=2.7323.832VcHE31,EH11，此时光纤中只能传输TE01，TM01，HE21和HE11导波模。当入l=0.85um时，3.832VcHE31，EH11，HE12V3

9、=4.215.136VcEH21，此时光纤中只能传输HE31，EH11，HE12，TE01，TM01，HE21和HE11导波模。故光纤中能传输的导波模有HE31,EH11,HE12,TE01,TM01,HE21和HE11。（2）从（1）中可以看出,波长越短,归一化频率越高,可传输的模式数量就越多,可传输的模式数量与归一化频率的近似关系表达式是N=12V2（3）归一化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包层P总=223V,对于光波长为入l=1.55um而言，Vl=2.306,总功率为P总=1000dBm,则包层传输的功率P包层为P包层=223V1XP总=223X2.306X10

10、00=408.85dBm20_-20_年度教学质量综合评估测验试卷评卷答案：一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的,共10小题,每小题2分,共20分）2、D2、C3、A4、C5、B6、A7、D8、D9、D10、D二、填空题（本题共三部分,每部分6分,共18分）（一）、基本概念及基本理论填空（每空1分,共4小题6小空,共6分）11、响应度12、动态范围13、同步数字系列（SDH）,2.048Mb/s14、光电型光中继器15、单极性码（二）、基本运算能力填空（每小题3分，共2小题，共6分）16、0.5m,注意单位！17、（三）、名词解释填空（每小题2分,共3小题,共6分）18、光纤的数值孔

11、径是表示光纤捕获光射线能力的物理量。19、光波模式是指能够独立存在的电磁场的结构形式。20、网络自愈是指在无需人为干预，网络在极短时间内从失效故障状态自动恢复传输所携的业务。三、简答画图题（本题共两部分，每部分15分，共30分）（一）、按要求简答各题（每小题5分，共3小题，共15分）21、在光纤模拟通信系统中，由于光源P-I曲线非线性导致输出光信号出现失真。为了对这种失真进行补偿，在系统中加入预失真电路，它使调制信号预先产生一个与该失真特性相反的失真，从而补偿P-I曲线非线性的影响。22、码型选择应满足的主要条件为应避免出现长连“0”或长连“1”，能进行不中断业务的误码监测，尽量减少码流中直流

12、分量的起伏。23、它们表示相应模式的光纤截面上的分布规律，m表示沿圆周方向光场出现最大值的对数，而n表示沿半径方向光场的最大值的个数。（二）、按题要求画图或据图回答问题（共2小题，共15分）24、25、（1）掺铒光纤放大器（2）光隔离器（3）波分复用器（4）25mg/kg（5）980nm四、综合解答题（请按各题题意解答，要求写出必要的解题思想与具体公式，本题共2小题，每小题10分，共20分）26、（本小题10分）解：（1）（2分）（2）（1分），（2分）（3）（2分）（3分）28、（本小题10分）解：（1）量子效率为（2）由量子效率得到（3）GaAsPIN的禁带宽度为，则截止波长为六、分析题（请按要求写出必要的解题过程，本