《光纤通信》习题解答.doc资源-CSDN文库

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. . . .

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第 1 章

1. 光通信的优缺点各是什么？

答：优点有：通信容量大；传输距离长；抗电磁干扰；抗噪声干扰；适应环境；重量轻、安

全、易敷设；；寿命长。

缺点：接口昂贵；强度差；不能传送电力；需要专用的工具、设备以与培训；未经受长

时间的检验。

2. 光通信系统由哪几部分组成，各部分功能是什么？

答：通信链路中最基本的三个组成部分是光发射机、光接收机和光纤链路。各部分的功能参

见 1.3 节。

3. 假设数字通信系统能够在载波频率 1%的比特率下工作，试问在 5GHz 的微波载波和 1.55

μm 的光载波上能传输多少路 64kb/s 的音频信道？

答：5GHz×1％/64k＝781 路

（3×10

/1.55×10

-6

）×1％/64k＝3×10

路

4. SDH 体制有什么优点？

答：主要为字节间插同步复用、安排有开销字节用于性能监控与网络管理，因此更加适合高

速光纤线路传输。

5. 简述未来光网络的发展趋势与关键技术。

答：未来光网络的发展趋势为全光网，关键技术为多波长传输和波长交换技术。

6. 简述 WDM 的概念。

答：WDM 的基本思想是将工作波长略微不同，各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号，

一起注入同一根光纤，进行传输。这样就充分利用光纤的巨大带宽资源，可以同时传输

多种不同类型的信号，节约线路投资，降低器件的超高速要求。

7. 解释光纤通信为何越来越多的采用 WDM+EDFA 方式。

答：WDM 波分复用技术是光纤扩容的首选方案，由于每一路系统的工作速率为原来的 1/N，

因而对光和电器件的工作速度要求降低了，WDM 合波器和分波器的技术与价格相比其他复用

方式如 OTDM 等，有很大优势；另一方面，光纤放大器 EDFA 的使用使得中继器的价格和数量

下降，采用一个光放大器可以同时放大多个波长信号，使波分复用（WDM）的实现成为可能，

因而 WDM＋EDFA 方式是目前光纤通信系统的主流方案。

8. WDM 光传送网络（OTN）的优点是什么？

答：（1）可以极提高光纤的传输容量和节点的吞吐量，适应未来高速宽带通信网的要求。

（2）OXC 和 OADM 对信号的速率和格式透明，可以建立一个支持多种电通信格式的、透

明的光传送平台。

（3）以波长路由为基础，可实现网络的动态重构和故障的自动恢复，构成具有高度灵

活性和生存性的光传送网。

. . . .

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因此

( )

( ) ( 0)10

p z L p z

a l

= = =

将数值代入可得到：

对 1310nm、150μW 的光信号，在 8km 和 20km 处的功率分别为 49.67μW 和 9.46μW；

对 1550nm 波长的 100μW 的光信号，在 8km 和 20km 处的功率分别为 57.54μW 和 25.12μW。

10. 一段 12km 长的光纤线路，其损耗为 1.5dB/km；

（a）如果在接收端保持 0.3μW 的接收光功率，则发送端的功率至少为多

少？

（b）如果光纤的损耗变为 2.5dB/km，则所需的输入光功率为多少？

解：（a）利用

( )

( 0) ( )10

p z p z L

a l

= = =

，得到

( 0)p z =

=18.93μW

（b）

( )

( 0) ( )10

p z p z L

a l

= = =

，得到

( 0)p z =

=30018.93μW

11. 考虑一段由阶跃折射率光纤构成的 5km 长的光纤链路，纤芯折射率 n

=1.49，相对折射

率差Δ=0.01：

（a）求接收端最快和最慢的模式之间的时间差；

（b）求由模式色散导致的均方根脉冲展宽；

（c）假设最大比特率就等于带宽，则此光纤的带宽距离积是多少？

解：（a）

t L

D = D

=5*1.49*0.01/3*10

=2.48×10

-7

（b）均方根脉冲展宽就是最快和最慢的模式之间的时延差，即 2.48×10

-7

（c）带宽距离积为

10（Mb/s）

12. 考虑 10km 长，NA=0.30 的多模阶跃折射率光纤。如果纤芯折射率为 1.45，计算光纤带

宽。

解：最大带宽距离积为

BL =

n D

，而 NA=

2n D

，将以上数据带入可得到 B=483.3kHz。

13. 考虑 10km 长，NA=0.30 的多模阶跃折射率光纤。如果纤芯折射率为 1.45，计算光纤带

宽。

解：最大带宽距离积为

BL =

n D

，而 NA=

2n D

，将以上数据带入可得到 B=483.3kHz。

14. 某工程师想测量一根 1895m 长的光纤在波长 1310nm 上的损耗，唯一可用的仪器是光检

测器，它的输出读数的单位是伏特。利用这个仪器，使用截断法测量损耗，该工程师测

量得到光纤远端的光电二极管的输出电压是 3.31V，在离光源 2m 处截断光纤后测量得到

光检测器的输出电压是 3.78V，试求光纤的损耗是多少 dB/km？

解：光检测器输出电压与光功率成正比。因此

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