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1、精品名师归纳总结MSTP红色： 重点、 绿色： 明白第 1 章1、光纤通信的基本概念： 以光波为载频,用光纤作为传输介质的通信方式。光 纤 通 信 工 作 波长 在 于近 红外 区 ：0.85 2.00 m的 波 长 区 , 对应频率 : 167 375THz。对于 SiO2 光纤,在上述波长区内的三个低损耗窗口,是目前光纤通信的有用工作波长,即0.85m、1.31 m1.55m 及 1.625m 2、光纤通信系统的基本组成 ：P5 图 1-3目前采纳比较多的系统形式是强度调制 /直接检波（ IM/DD ） 的光纤数字通信系统。该系统主要由光发送设备（光发射机） 、 光纤传输线路 、 光接收设
2、备（光接收机） 、光中继器以及各种耦合器件组成。各部件功能：电发射机： 对来自信源的信号进行模 /数转换和多路复用处理。 光发送设备 ：实现电 /光转换。光接收机 ：实现光 /电转换。光中继器： 将经过光纤长距离衰减和畸变后的柔弱光信号放大、整形、再生成具有肯定强度的光信号,连续送向前方,以保证良好的通信质量。3、光纤通信的特点：（可参照 P1、2）信优点：（1）,传输容量大。（2）传输损耗小,中继距离长。宿息（ 3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输,基本无泄露。（4） ）抗电磁干扰才能强：光纤由电绝缘的石英材料制成,不受电磁场干扰。（5） ）体积小、重量轻。（ 6）原材料来源丰富、价格低廉。
3、缺点： 1）弯曲半径不宜过小。 2）不能远距离传输。 3）传输过程易发生色散。4、适用光纤 ：P11G.652 和 G.654：常规单模光纤,色散最小值在 1310nm 处,衰减最小值在 1550nm处。常见的结构有 阶跃型和下凹型单模光纤。G.653：色散位移光纤,色散最小值在 1550nm 处,衰减最小值在 1550nm 处。难以克服 FWM 混频等非线性效应带来的影响。G.655：非零色散光纤,色散在 1310nm 处较小,不为 0。衰减最小值在 1550nm处。可以尽量克服 FWM 混频等非线性效应带来的影响。补充： 1、1966 年 7 月,英籍华人（ 高锟）博士从理论上分析证明白用
4、光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。2、数字光纤通信系统有 准同步数字体系（ PDH）和同步数字体系（ SDH） 两种传输体制。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3、一个完整的通信网： 由用户终端设备 、传输设备 、交换设备 和相应的信令、协议、标准等软件构成。通信网的基本结构： 网状、星状、复合型、环状和总线型等。光纤通信网：按电信业务来分：电话网、电报网、传真通信网、运算机数据网、图像通信网和有线电视网。 按服务区域来分： 长途骨干网、本的网和用户接入网 。4、（1）光纤通信在通信网中的将来 进展趋势 ：信道容量不断增加。超长距离传输。光传输与交换技术的融合。光纤接入网（广
5、义上包括：数字环路载波系统（ ODLC）和无源光网络 PON）。光接入网络的核心： 全数字化 、软件掌握、高度集中 和智能化。（2）实现高速化、大容量的主要技术手段： 时分复用 TDM 。波分复用 WDM 。频分复用 FDM 。（ 3）技术现状： PDH、SDH、WDM 、光电收发器、 EPON第 2 章1、光纤的结构 ：光纤是由两种不同折射率的玻璃材料拉制而成。由涂覆层 、纤芯、包层 组成。折射率高的中心部分叫做纤芯,其折射率为n1,直径为 2a。 折射率低的外围部分称为包层,其折射率为n2,直径为 2b。纤芯：位于光纤的中心部位（直径 d1= 5 80m）。多模光纤的纤芯为 50 80m,
6、单模光纤的纤芯为 510m。作用：以微小的能量损耗传输载有信息的光信号。包层：位于纤芯的四周（直径 d2= 125m）。作用：保证全反射只发生在纤芯内使光信号封闭在纤芯中传输。 （要求纤芯折射率比包层折射率稍大些,这是光纤结构的关键）涂敷层： 位于光纤最外层。作用：增加光纤的机械强度与可弯曲性。2、光纤的分类： 参照 P15 图 2-2目前在通信中使用较为广泛的光纤有两种：紧套光纤 与松套光纤 。1）、依据光纤横截面折射率分布不同来划分：阶跃型光纤 ：纤芯折射率 n1 沿半径方向保持肯定, 包层折射率 n2 沿半径方向也保持肯定,而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤称为阶跃型 光纤
7、,称为：匀称光纤。渐变型光纤 ：假如纤芯折射率 n1 随着半径加大而逐步减小,而包层中折射率n2 是匀称的,这种光纤称为渐变型光纤,又称为：非匀称光纤。2）依据纤芯中传输模式的数量划分：多模光纤：在肯定的工作波下,多模光纤是能传输多种模式的介质波导。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结多模光纤可以采纳阶跃折射率分布,也可采纳渐变折射率分布多模光纤的纤芯直径约为 50 80m。模式色散,仅适用于低速率、短距离通信单模光纤 ：光纤中只传输一种模式时,叫做单模光纤单模光纤的纤芯直径较小, 约为 8 10m。适用于大容量、 长距离的光纤通信。3） 依据传输波长分类： 短波长光纤和长波长光纤
8、4） 依据使用材料的不同来分：玻璃光纤、全塑光纤、石英系列光纤。nn3、阶跃型光纤的导光原理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1） 相对折射指数差 ：22弱导波光纤：n1n2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1122n2n12） 数值孔径 NA ：表示光纤捕获入射光线的才能。例题参照 P24导光原理 ：光纤之所以导光, 就是利用纤芯折射率略高与包层折射率的特点,使落在数值孔径角内的光线都能收集到光纤中, 并都能在纤芯包层界面处以内形成全反射,从而将光限制在光纤中传播,这就是光纤的导光原理。5、用波动理论法分析光纤的导光原理（ 1）阶跃型光纤的标量近似解法可编辑资料
9、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结归一化频率和截止波长： P30单模传输条件 ： 0V2.40482V2 n1k0ak00可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结例题：已知：阶跃型光纤,如 n1=1.5, 0=1.31m,（1） 如 =0.01 ,当保证单模传输时,纤芯半径 a 应取多大？（2） 如纤芯半径 a=5m,应怎样挑选才能保证单模传输？ 解：（ 1）单模传输的条件 0V2.40483V2 n1k0a02n1k0a2.40483可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结020.011.52a02.40483可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0a2.3635
10、82） 如纤芯半径 a=5 m202* 1.5 * 5 能够产生激光的工作物质. 泵浦源：使粒子数反转分布（ N1 能够完成频率挑选及反馈作用的光学谐振腔。.工作物质在泵浦源的作用下发生粒子数发转分布,成为激活物质, 从而有光的放大作用。激活物质和光学谐振腔是产生激光振荡的必要条件。.3、半导体激光器的结构、工作原理及工作特性.1）光纤通信对半导体发光器件LD/LED的基本要求：.a、光源的发光波长应符合目前光纤的三个低损耗窗口.b、能长时间连续工作,并能供应足够的光输出功率。.c、与光纤的耦合效率高。.d、光源的谱线宽度窄。.e、寿命长,工作稳固。.2）LD的结构：从光振荡的形式上来看, 激
11、光器分为：布里-珀罗谐振腔（ F-P腔）激光器和分布反馈型 （DFB）激光器。常用的光纤通信激光器 铟镓砷磷（ InGaAsP）双异质结条形激光器。它的特点：注入电流小,发 光强度大。.DFB 激光器优点 ：单纵模特性好、线宽窄、温度特性好和调制特性好。.LED 结构：没有光学谐振腔,发光仅限于自发辐射发出的是荧光,是非相干光。.3 ）比较 LD 、LED ：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.4、常用的半导体光电检测器 ：PD 光电二极管 、 PIN 光电二极管 、APD 雪崩光电二极管.1）APD 工作特性：具有光 /电转换作用。.具有内部放大作用。（通过管子内部的雪崩倍增效
12、应完成）.2）APD 的雪崩倍增效应 ：.当耗尽区吸取光子时,激发出来的光生载流子经过高场区被加速,以 极高的速度与耗尽区的晶格发生碰撞,使晶体中的原子电离, 从而产生新的光生载流子,并连锁反应,使载流子快速增加,光电流在APD 管内部获得倍增,形成雪崩倍增效应。.5、光放大器 ：由放大工作介质、泵浦源组成。.光放大器分类 ： 半导体光放大器,拉曼散射、布里渊散射光纤放大器和掺杂光纤放大器.光纤放大器：非线性光纤放大器（如：拉曼放大器）和掺铒光纤放大器（ EDFA）。.1）EDFA 的优点：高增益、高输出、宽频带、低噪声.2）EDFA 的基本结构： 由掺铒光纤、泵浦源 、WDW 、光隔离器、滤
13、波器等组成。 各器件功能参照 P70.WDW ： 将不同波长的浦源光和信号光混合送入掺铒光纤。.光隔离器 ：抑制光反射对光放大器的影响,保证系统稳固工作。.滤波器：滤除放大器的噪声,提高系统的信噪比。.泵浦源：供应足够的光功率使掺铒光纤处于粒子反转分布。.掺铒光纤： 有肯定的长度和增益。.EDFA 的泵浦形式有三种：同向泵浦、反向泵浦双向泵浦。.主要特性：增益特性、输出功率特性和噪声特性。.3）EDFA 的工作原理： 在泵浦源的作用下,在掺铒光纤中显现了粒子数发转分布,产生了受激辐射,从而使光信号得到放大。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.6、无源光器件：光定向耦合器、光隔离器
14、、光环行器、光滤波器、光开关、波长转换器、波分复用器。.7、WDM波分复用器 ：在一根光纤中能同时传输多波长光信号的技术, 称为光波分复用技术（ WDM ）。.1）光波分复用器（光分路耦合器） 是对光波波进步行合成与分别的光器件。主要有光栅型、多层介质模型和熔融拉锥全光纤型。.性能指标 ：插入损耗、附加损耗、分光比和隔离度。.2）优点：复用器结构简洁、体积小、牢靠性高。提高光纤的频带利用率。 降低对器件的速率要求。 供应透亮的传送通道。 可更敏捷的进行光纤通信组网。.缺点：存在插入损耗和串光等问题。.习题 4、7、12、15.第 4 章 光纤通信系统.1、光纤通信系统.按传输信号种类来分：模拟
15、光纤通信系统和数字光纤通信系统。.按光调制方式来分： 直接（强度） 调制 直接检波系统和间接调制 检波系统。.直接调制适用于 LD 、LED 器件,间接调制除了适用于 LD 、LED 外,仍适用于气体、液体、晶体激光器。.间接调制是利用调制元件的 光电效应 、磁光效应、声光效应 来实现激光辐射调制的。.数字通信的优点：抗干扰才能强、易于集成、转换交换便利。.光调制：就是用电信号去转变光载波的某一特点参量, 使其输出的特点参量随电信号而变化。可分为直接调强度制IM 和间接调制。.把握 IM/DD 光纤通信中的线路码型：.交换机（内部,电信号, PCM,采纳 NRZ 码） 传输系统.脉冲编码调制
16、PCM 通信系统中的接口码型 :HDB3 码、CMI 码.PCM 系统中的码型并不都适于在数字光纤通信系统中传输。.2、明白 IM/DD 光纤通信系统：.将光发、光中继、光收、备用系统、监控系统、电源（供电系统）结合起来就形成一个完整的光纤通信系统。.3、把握直接调制和间接调制.1）直接调制：用电信号直接调制 LED 或 LD 的驱动电流,使输出光随电信号变化而实现。它的特点是：成本低,易实现,但调制速率受激光器的 频率特性所限。.2）间接调制：把激光的产生和调制分开,用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。它的特点是：调制速率高,但技术复杂,成本较高。只用在大容量的波分复用和相干光通信系统
17、中。.4、低速的光纤通信系统：采纳 IM/DD 技术.新型光纤通信系统：采纳多信道复用技术.第 5 章 SDH.1、SDH 网的主要特点：（1）有标准光接口。（ 2）同步字节复用。（3）强大的网络治理功能。（ 4）有世界统一的数字信号速率和帧结构标准。 （5） SDH 和 PDH 有完全的兼容性。缺点：频带利用率不如PDH 系统。采纳可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结指针调整技术,使技术和设备复杂。易造成系统瘫痪。.SDH 网由基本网络单元组成： 终端复用器（ TM ）、分插复用器（ ADM ）、再生中继器（ REG）、数字交叉连接设备（ DXC ）等。.1）四种网元的区分： T
18、M 只是简洁的复用。 ADM 可以实现自由敏捷的上下话路功能。 DXC 具有 ADM 全部功能,仍具有交叉连接,实现电路群的调度,成本较 ADM 高。REG 只起放大信号的作用。. 2）终端复用器（ TM ）：供应由 G.703（即 PDH 接口）接口到 STM-1 输出的简洁复用功能。供应由如干 STM-N 复用到 STM-M （ MN ）的复用功能。.3）分插复用器（ ADM ）：利用分接功能将输入信号所承载的信息分成两 部分：一部分直接转发, 另一部分卸下给本的用户, 然后信息又通过复接功能将转发部分和本的上送的部分合成输出。主要用于SDH 网络的转接站点处.4）数字交叉连接器（ DXC
19、 ）：完成 STM N 信号的交叉连接功能,多端口器件。相当于交叉矩阵,完成各个信号间的交叉连接。可将输入的m 路信号交叉连接到输出的 n 路信号上.SDH 对模型的以下几个方面做了规定： （1）网络节点接口（ 2）同步数字体系的速率（ 3）帧结构。.SDH 网模型：.1）网络节点接口.传输设备：光缆传输系统设备。微波传输系统设备。卫星传输系统设备。.网络节点：只有复用功能（简洁） 。复用、交叉连接多种功能（复杂） 。.2）速率：同步传输模块： STM-N , N1、4、16 等。.STM-1155.520Mbit/s155Mbit/s.STM-4622.080Mbit/s622Mbit/s.
20、STM-162488.320Mbit/s2.5Gbit/s.STM-649953.280Mbit/s10Gbit/s.STM-25639813.12Mbit/s40Gbit/s.3）帧结构： SDH 帧为块状帧结构,共有 9 行, 270 列,以字节为单位.传输方向：从左到右,从上到下。.传输时间（帧长）：Ts125s。.STM-1 速率获得：比特数： 9270N 8=927018=19440b.速率 ：19440b/Ts155.520Mb/s。STM-N 速率同理.3、STM-N 帧包括三个部分： SOH、AU-PTR 、PAYLOAD可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.1）段
21、开销 SOH： RSOH,再生段开销： 1 3 行。.MSOH ,复用段开销： 59 行区分：监管范畴不同。如：如光纤上传输2.5G 信号, RSOH 监控 STM-16 整体的传输性能。 MSOH 监控每一个 STM-1 的传输性能。2） 治理指针 AU-PTR ：指示净负荷 PAYLOAD 中信息的起始字节位置,便于接收端从正确的位置分解出有效传输信息。3） 信息净负荷 PAYLOAD ：存放有效信息,并由一部分 POH 组成。 POH 用于通道监视掌握SDH 复用映射结构 ：容器 C：具有肯定格式的帧结构,用来接收相应速率等级的PDH 信号,并进行速率适配。虚容器 VC：由容器 C 的帧
22、信息加上相应的通道开销POH 而构成。支路单元 TU：由低阶 VC 和相应的支路单元指针 TU PTR 构成。支路单元组 TUG ：由 1 个 TU 直接构成,或由多个 TU 复用（按单字节交叉间插） 而构成。治理单元 AU ：由高阶 VC（ VC-4 或在 AU 支路中的 VC-3 ）和相应的治理单元指针 AU PTR 构成。治理单元组 AUG ：由 3 个 AU-3 复用（按单字节交叉间插）而构成,亦可由1个 AU-4 直接构成 AUG 。5、SDH 的网同步 ：定义：网络的全部设备的时钟频率和相位的偏差都掌握在容许的范畴内,这样可以保证通信网内的数字信号的正常交换与传输。方式：主从同步方
23、式（我国） 、相互同步方式、准同步方式。第六章1、波分复用定义： 把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传输的方式。DWDM:指光纤同一低损耗窗口的相邻波长间隔较小的多个光波复用。DWDM系统的主要器件：光转发器（ OUT ）、光合波器 /分波器、光纤放大器。2、DWDM基本网络 单元设备 ：光终端复用设备（ OTM ）,光线路放大设备（OLA ） ,光分插复用设备（ OADM ）和光交叉连接设备（OXC ） .3、光传送网 的分层：光信道层（ OCh）、光复用段层（ OMS ）和光传输断层（ OTS ）第七章1、光接入网 OAN ：以光纤作为传输媒质来取代传统的双绞线接入网。作用范畴：用户端
24、通信设备 局端交换机设备（电话、调制解调器、运算机） （语音交换机、数据交换机） 用户端设备将电信转成光信号,称 ONU。局端交换机必需要将电信号转成光信号,称 OLT。光接入网 OAN = ONU OLT,实现双向业务传送。拓扑结构：单星型、总线型、环形、双星型2、ODN：用于无源光网络 PON,用无源光器件实现。 优点：运营成本较低,对业务透亮,便于升级。缺点：有衰减, OLT 和 ONU 距离受到限制。ODT：用于有源光网络 AON ,复用和解复在电层： 优点：可克服衰减影响,距离较远、容量较大。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结缺点：成本较高。3、OAN 应用类型： 光纤
25、到路边 FTTC 、光纤到大楼 FTTB 、光纤到家 FTTH4、PON 的功能结构：区分： OLT 应当具有数字交叉连接功能,上行至网络ONU 应当具有用户和服务复用功能,下行至用户ODN：由光连接器、光分路器、波分复用器、光衰减器和光滤波器组成5、接入网的分层：电路层、通道层、传输媒质层。第八九章1、全光网：网络中用户与用户之间的信号传输与交换全部采纳光波技术,即端到端保持全光路,中间没有光电转换器。2、全光网中的关键技术 ：光交换技术：空分光交换。时分光交换。波分/频分光交换。 ATM 光交换全光中继技术全光器件全光网的治理掌握与操作。交换方式：3、光路交换：以波长为单位进行交换。分组交
26、换： 利用分组进行交换, 属于同一数据流的分组分成如干个进行传输和交换,到达目的的以后再进行重组。光突发交换： 也利用分组, 但是数据信息和掌握信息分组进行传送。 数据信息称为突发。光分组流交换： 也是利用分组进行交换, 不同于光分组交换, 分组流是将属于同一数据流的分组看成一个整体进行传输和交换。2022 2022 学年一学期光纤通信期末考试一、填空题（每空 1 分,共 20 分）1、1966 年 7 月,英籍华人（高锟）博士从理论上分析证明白用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。3、数值孔径越大,光纤接收光线的才能就越强 ,光纤与光源之间的耦装合
27、效率就越 高 。4、目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们是： （ 0.85m）、（ 1.31m ）、（ 1.55m ）。5、光纤通信系统中最常用的光检测器有： （ PIN 光电二极管 ）、（ 雪崩光电二极管 ）。订可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6、要使物质能对光进行放大, 必需使物质中的 受激辐射 强于受激吸取 , 即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布,称为粒子数的反转分布。7、在多模光纤中,纤芯的半径越大 ,可传输的导波模数量就越多。8、光缆由缆芯、 加强元件 和外护层组成。9、（ 波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色
28、散。10、按光纤传导模数量光纤可分为多模光纤和单模光纤 。11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧结构中,由于 开销比特 的数量很少, 不能供应足够的运行、 治理和保护功能, 因而不能满意现代通信网对监控和网管的要求。12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范畴和（灵敏度）。13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的（阈值条件）。14、光纤的（ 色散）是引起光纤带宽变窄的主要缘由,而光纤带宽变窄就会限制光纤的传输容量。15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一,产生误码的主要缘由是传输系统的脉冲抖动和（噪声）。二、挑选题：（每道题2 分,共 20 分。1-7:单项题, 8-10：多
29、项题）1、光纤通信是以（ A）为载体,光纤为传输媒体的通信方式。A、光波B、电信号C、微波D、卫星2、要使光纤导光必需使（ B）A、纤芯折射率小于包层折射率B、纤芯折射率大于包层折射率C、纤芯折射率是渐变的D、纤芯折射率是匀称的3、（ D ）是把光信号变为电信号的器件A、激光器B、发光二极管C、光源D、光检测器4、CCITT 于（ C）年接受了 SONET 概念,并重新命名为 SDH。A、1985B、1970C、1988D、19905、SDH 传输网最基本的同步传送模块是STM-1 ,其信号速率为（A） kbit s。A、155520B、622080C、2488320D、99532806、掺铒
30、光纤放大器（ EDFA）的工作波长为（B）nm 波段。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A、1310B、1550C、1510D、8507、发光二极管发出的光是非相干光,它的基本原理是（B）。A、受激吸取B、自发辐射C、受激辐射D、自发吸取8、光纤通信系统的是由（ABCD）组成的。A、电端机B、光端机C、中继器D、光纤光缆线路9、要精确掌握激光器的输出功率,应从两方面着手：一是掌握（BD）。二是掌握（）。A、微型半导体制冷器B、调制脉冲电流的幅度C、热敏电阻D、激光器的偏置电流10、光纤传输特性主要有（ AB）A、色散B、损耗C、模场直径D 、截止波长三、简答题（ 1、2 题各 6
31、 分, 3 题 8 分,共 20 分。）1、什么是光纤色散？光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？答：由于光纤中传输的信号包含不同的频率成分或各种模式成分,在传输过程中, 因群速度不同相互散开, 引起传输信号波形失真、 脉冲展宽的物理现象称为色散。2 分光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变,从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。2 分从机理上说,光纤色散分为材料色散、波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起,后一种色散由于信号不是单一模式所引起。2 分2、什么是直接调制？什么是间接调制？各有何特点？答：直接调制是用电信号直接调制光源器件的偏置电流,使光源发出的光功率随信
32、号而变化。光源直接调制的优点是简洁、经济、简洁实现,但调制速率受载流子寿命及高速率下的性能退化的限制。光纤通信中光源多采纳直接调制方式。3分间接调制一般是基于电光、 磁光、声光效应, 让光源输出的连续光载波通过光调制器,电信号通过调制器实现对光载波的调制。 间接调制方式需要调制器, 结构复杂,但可获得优良的调制性能,特殊适合高速率光通信系统。3 分3、画图分析说明掺铒光纤放大器主要由几部分构成？各部分的作用是什么？ 答：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 分掺铒光纤放大器主要由一段掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器及光隔离器等构成2 分。采纳掺铒单模光纤作为增益物质,在泵浦光激发下产
33、生粒子数反转, 在信号光诱导下实现受激辐射放大 2 分。泵浦光和信号光一起通过光耦合器注入掺铒光纤 1 分。光隔离器作用是只答应光单向传输,用于隔离反馈光信号, 提高稳固性。 1 分四、运算分析题（ 1、2 题各 15 分, 3、4 题各 5 分,共 40 分）1、某 SI 型光纤, 光纤的芯径 d=2a 为 100 m,折射率 n1=1.458,包层的折射率 n2=1.450,在该光纤中传输的光波的波长 =850nm。（1） 运算该光纤的 V 参数（2） 估算在该光纤内传输的模式数量（3） 运算该光纤的数值孔径（4） 运算该光纤单模工作的波长解：(1) 由于归一化频率 V2an2n2可编辑资
34、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结122501.45820.851.452可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2) 传播的模式总数56.364 分MV 2 / 215883 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(3) 该光纤的数值孔径 :NAn2n20.1534 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结12(4) 该光纤单模工作的波长 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结c122an2n22.613an2n22.613 50n2n219.9
35、m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.4054 分12122、有一 GaAlAs 半导体激光器,其谐振腔长为300m,材料折射率 n=3.0 ,两端的解理面的反射率为0.35 。(1) 求因非全反射导致的等效损耗系数。(2) 求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。(3) 如此激光器的中心 波长 =1310nm,与此相应的 纵模序数。2、解 ：已知1 分1 因非全反射导致的等效损耗系数mm-14 分2由q=1,2,3 .Hz可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结波长间隔9.510 10m6 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3）由13744 分3、设 140
36、Mb/s 的数字光纤通信系统, 工作波长 1300 nm,其他参数如下：-9发射光功率为 -3dBm,接收机的灵敏度为 -38 dBm（BER=10）,系统余量为 4 dB,连接器损耗为 0.5 dB/ 个,平均接头损耗为 0.05 dB/km,光纤损耗为 0.4 dB/km, 试运算损耗限制传输距离。解：依据题意得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PS3 dBm , PR38 dBm , f0.4dB / km , s0.05 dB / km , 2 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结c0.5dB / 个 , M4
37、 dB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由 PSPR2 cLfMLs2 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结得 LPSPR2 cM33820.5466.7 km可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结fs0.40.054、分光比为 3：1 的定向耦合器,假设从输入口 0 输入的功率为 1mW,从输入口 0 到输入口 1 的插入损耗为 1.5 dB,求两个输出口的输出光功率。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：由题意得SR3 即 SRP1P1P2:P2P1P21 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故有 P13P21 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结已知 -10lg P1P01.51 分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - -