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光纤答案

光纤通信课后答案 邱琪

第一章

1. 光纤通信技术有哪些突出优点?

答:优点是:(1)宽带,大容量;(2)低损耗,中继距离长;(3)体积小,重量轻;(4)抗干扰,保密性好;

(5)光纤资源广博,节约有色金属。

2. 光纤通信系统有哪三部分组成?各部分的主要作用是什么?

答:光纤通信系统由光发射机、光纤和光接收机组成。各部分作用是:

1) 光纤将光信号从光发射机无失真地传送到光接收机。

2) 光发射机把电信号转换为光信号,并把光信号最大限度耦合入光纤线路。

3) 光接收机在光纤末端把接收到的光信号恢复成原来的电信号。

3. 光纤通信有哪几个通信窗口?

答:有850nm、1310nm和1550nm三个窗口。

4. 对光波进行调制有哪三种方案?并说明它们对应的解调方案。

答:有对幅度、频率和相位进行调制三种方案。对光波幅度调制时,解调采用光强度直接检测。对光波的频率和相位调制,采用相干检测技术。

第二章

1. 定性描述渐变型多模光纤带宽远远优于阶跃型多模光纤的原因。

答:阶跃型多模光纤以不同入射角进入光纤的光线将经历不同的路径,虽然在输入端同时入射并以相同的速度传播,但到达光纤输出端的时间却不同,出现了时间上的分散,导致脉冲严重展宽。而渐变型多模光纤中虽然沿光纤轴线传输路径最短,但轴线上折射率最大,光传播最慢。与轴线夹角大得光线路径较长,但大部分路径在低折射率的介质中,传播速度较快。只要选择合适的折射率分布,可使不同入射角度入射的光线以相同的轴向速度在光纤中传输,从而使所有光线同时到达输出端,减小了延时,增加了传输带宽。

2. 已知多模阶跃型光纤,纤芯折射率为n1=1.5,光纤芯经2a=50μm,相对折射率差Δ=0.01,求:(1)光

纤数值孔径NA.和收光角;(2)归一化频率V 和导模总数N?(λ=1.3μm);(3)当Δ=0.001 时,光

纤芯经2a 为多大时光纤可单模工作?

解:

(1)NA n0sin c n(2 )1/2 0.21

c arcsinNA。 12.2n

1/2(2)V 2 / a n1(2 )

N V/2 328

(3)a V

2 n1 (2 )2 25.6 7.43 m

3. 已知阶跃型光纤的纤芯折射率n1=1.5,相对折射率差Δ=0.001,芯半径a=5μm,试求LP02、LP11 和LP12

模的截止波长各为多少?

解:

c 2 an12 2 a22n1 n2 VcVc LP02:VC 3.832, c 0.55 m

LP11:VC 2.405, c 0.88 m

LP12:VC 5.52, c 0.38 m

1. 什么是光纤的色散?分析多模光纤和单模光纤的色散机理。解释为什么石英光纤在1310nm

有最低的色散?

答:色散是在光纤中传输的光信号,不同频率成分和模式成分的光有不同传播速度而产生的一种物理效应。多模光纤存在模间色散和模内色散,前者影响远大于后者,因此多模光纤只考虑模间色散,单模光纤仅存在一个模式Lp01,消除了模间色散,只存在模内色散,主要由材料色散和波导色散组成。材料色散是指石英光纤的折射率随

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