南邮光纤通信系统第4章2节作业

南邮光纤通信系统第4章2节作业
南邮光纤通信系统第4章2节作业

第4章第2节作业

1、光接收机前端电路有哪几种?各自的特点是什么?

答:低阻抗、高阻抗、互阻抗前置放大电路。

(1)低阻抗前端。低阻抗前端电路简单,不需要或只需要很少的均衡,前置级的动态范围也较大。但缺点是灵敏度较低,噪声比较高。

(2)高阻抗前端。比低阻抗前端热噪声小,但高阻抗将使前置放大器动态范围缩小,而且当比特率较高时,输入端信号的高频分量损失过大,对均衡电路要求较高,很难实现,所以高阻抗前端一般只适用于低速系统。

(3)跨(互)阻抗前端。这种前端将负载电阻连接为反相放大器的反馈电阻,因而又称互阻抗前端。负反馈使有效输入阻抗降低了G倍,G是前置放大器增益,从而使其带宽比高阻抗前端增加了G倍,动态范围也提高了,所以具有频带宽、噪声低、灵敏度高、动态范围大等综合优点,被广泛采用。

2、光接收机的线性通道包括哪几个部分?光接收机的带宽由哪个部件决定?答:光接收机的线性通道由一个高增益放大器(称为主放大器)和一个低通滤波器组成。

由低通滤波器决定。

因为低通滤波器电压脉冲整形,降低噪声,控制可能出现的码间串扰(ISI)。接收机噪声正比于接收机带宽,为降低噪声,采用带宽Δf小于比特率B的低通滤波器。在接收机设计中其他部件的带宽均大于滤波器带宽,因此接收机带宽主要由线性通道的低通滤波器决定。

3、数据重建由哪几种电路构成?其任务是什么?

答:光接收机的数据重建或恢复部分由一个判决电路和一个时钟恢复电路组成。

其任务是把线性通道输出的升余弦波形恢复成数字信号。

相匹配,4、高阻抗前置放大器的输入电阻为4 MΩ,它与光检测器的偏置电阻R

b = 6 pF,计算未均衡时带宽;若采用互阻抗,Rf=100 kΩ,反馈环路的增益G C

T

= 400,计算其带宽。

解:由式(4.2.1)得

=100 kΩ,反馈环路的增益G = 400时

同理,当R

f

可见,互阻抗接收机的带宽比高阻抗增加了近10倍。

光纤通信作业

第8章第3节作业 1、系统在什么条件下受损耗限制?此时决定的因素是什么? 答:当光纤带宽与信号速率之比足够大时,传输距离主要受到光纤损耗的限制。 即当系统的工作频宽远小于光纤带宽,当码速较低(B<100Mb/s)时,光纤色散对灵敏度的影响较小时。限制决定于下列因素: (dBm); (1)发送端耦合入光纤的平均功率P T (2)光接收机的接收灵敏度Pmin (dBm); (dB)。 (3)光纤线路的总损耗 T 2、系统在什么条件下受色散限制?此时决定的因素是什么? 答:当系统的损耗足够小,传输码速高时,传输距离主要受光纤色散等的限制。 即在光纤损耗较低,码速较高时,对传输距离的限制往往主要来自色散造成的系统上升时间的限制,这种系统称为色散限制系统。 3、从传输带宽角度看,NRZ和RZ码,哪一个占用带宽宽?参数是多少? 答: NRZ码所需的传输带宽仅为RZ码的一半。即RZ码占用传输带宽宽。 NRZ码:B(bit/s)=Bc(Hz) RZ码:B(bit/s)=2Bc(Hz) Bc(Hz)=1/2 B(bit/s) 4、有一长距离单模光纤传输系统,工作波长1300 nm,其他参数如下: LD光源平均入纤功率 0 dBm 光缆损耗 0.4 dB/km 熔接头损耗 0.1 dB/km 活动连接器损耗 1dB/个 APD接收机灵敏度: B=35 Mb/s时(BER=10-9) - 55 dBm B=500 Mb/s时(BER=10-9) - 44 dBm 系统富余度 9 dB 试计算损耗限制传输距离。 解:(a)当B=35Mb/s时 (b)当B=500Mb/s时

5、有一条1.3 m光波系统,设计工作码速为lGb/s,拟采用单模光纤,中继距离5Okm。发送机和接收机上升时间分别为0.25ns和O.35ns,光源谱宽3nm,光纤平均色散在工作波长上为2ps/(nm·km):计算RZ和NRZ码时的系统上升时间预算。 解:

南邮通信原理真题

南邮通信原理真题集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

南京邮电大学 2014硕士研究生入学考试初试试题 一.选择填空题 选项在本题末。有些选项可以重复选,也可以从不选。 1.信息量定义的原则,它是消息出现(1)的(2)函数,它还必须满足(3)。 2.模拟信道数学模型是(4);二进制数字信道模型是(5)。 3.若单音调制时,双边带DSB调整值的输出信噪比为SNR=S i/n0f m,其中fm为调制信号带宽,si为接受信号功率,n0为信道噪声功率谱。则下列调制的输出信噪比分别为:调制指数为1的AM调制为(6);SSB调制为(7);调制指数为2的FM调制(8)。 4.时域均衡采用(9)滤波器,以消除(10)。 5.数字已调信号的检测=(11)+(12)。 6.格雷码的作用是在数字调制中使得码字的(13)距离与星座点的(14)距离相适应。 7.在数字通信系统中,控制差错的方法有(15)、(16)和(17)三大类。

8.扩展频谱通信用低速率的(18)序列对高速率的(19)序列进行(20),因而提高信号的(21)能力。在无线信道上传输,它能够提供(22)。尽管它占用的频带增大,但是与(23)相结合,不会降低(24)。 9.载波同步和符号同步都可以采用(25)法和(26)法。 a)(1/3)SNR n)汉明 b) 6SNR o)横向 c) ARQ p)解调 d) FEC q) 抗干扰 e) HARQ r)可加性 f) SNR s)调制 g) s0(t)=f[s i(t)]+n(t) t)码分多址 h) PN u)码间干扰 i)抽样判决 v)欧式 j)单调减 w)频带利用率 k)导频辅助 x)信号变换

光纤通信技术习题及答案12

光纤通信概论 一、单项选择题 1、光纤通信指的就是: A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式; B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的: A 近红外区 B 可见光区 C 远红外区 D 近紫外区 3 目前光纤通信所用光波的波长范围就是: A 0、4~2、0 B 0、4~1、8 C 0、4~1、5 D 0、8~1、6 4 目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们就是: A 0、85、1、20、1、80 ; B 0、80、1、51、1、80 ; C 0、85、1、31、1、55 ; D 0、80、1、20、1、70。 6 下面说法正确的就是: A 光纤的传输频带极宽,通信容量很大;

B 光纤的尺寸很小,所以通信容量不大; C 为了提高光纤的通信容量,应加大光纤的尺寸; D 由于光纤的芯径很细,所以无中继传输距离短。 二、简述题 1、什么就是光纤通信? 2、光纤的主要作用就是什么? 3、与电缆或微波等电通信方式相比,光纤通信有何优点? 4、光纤通信所用光波的波长范围就是多少? 5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别就是多少? 光纤传输特性测量 一、单项选择题 1 光纤的损耗与色散属于: A 光纤的结构特性; B 光纤的传输特性; C 光纤的光学特性; D 光纤的模式特性。 2 光纤的衰减指的就是: A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少; B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少; C光信号沿光纤传输时,光功率的损耗; D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。

南邮通信原理期末考试试题-《通信原理》试卷01

XXX 级本科《通信原理》试题(卷) 说明:答案要求简明扼要,全部做在考试题(卷)上。 一、 (20分)填 空 1、 数字通信系统的主要优点是 __________ 、_____________、 ________________、________________。 2、 通信系统的主要质量指标通常用_________和________衡量, FSK 系统指标具体用______ _和_ _______衡量,FM/PM 系统具体指标用______ 和______ _衡量。 3、 PCM 量化可以分为 和 。在线性PCM 中,抽样频率为8 KHZ ,对双极性信号编码时编码器输出码元速率为72 KB ,则量化信噪比为_______dB 。 4、 ΔM 信号携带着输入信号的_______信息,Σ—ΔM 信号携带着输入信号的_______信息,PCM 信号携带着输入信号的_______信息,。 5、 窄带高斯噪声的一维随机包络服从_________ 分布,其概率密度函数p (x )= ;OOK 信号加窄带高斯噪声的 一维随机包络服从 分布。 6、 在0—-T 时刻内高度为A 的矩形信号,与之相匹配的滤波器的单位冲激响应h (t )图形为 ,传递函数H(ω)= ,最大输出信噪比r 0max = ,最大信噪比出现的时刻t o = 。 7、 门限效应是 ;用示波器观察眼图的方法步骤是(1) ,(2) 。 8、 二进制代码 1011000000000000101的差分码是 ;HDB3码是 +1 。 9、在ΔM 系统中,输入信号f(t)=Acos ωk t ,抽样速率为f s ,量化台阶为δ,要求系统不出现过载现象,而且能正常编码,输入信号f(t)的幅度范围应为 。 10、信道带宽为6 MHz ,信号功率与噪声谱密度之比为6 MHz ,则信道最大传输速率为 ,当信道带宽B 趋

光纤系统作业参考答案

第一章作业 1、光纤通信与电通信有什么不同?在光纤通信中起主导作用的部件是什么? 光纤通信,就是用光作为信息的载体、以光纤作为传输介质的一种通信方式。起主导作用的是激光器和光纤。 2、常规的光纤的三个的低损耗窗口是在哪个波段?其损耗值各为多少? 850nm 3db/km ;1310nm 0.4db/km;1550nm 0.2db/km 3、光纤通信有哪些优点? (1)频带宽,通信容量大(2)损耗低,中继距离长(3)抗电磁干扰(4)无窜音干扰,保密性好(5)光纤线径细,重量轻,柔软(6)光纤原材料丰富,用光纤可节约金属材料(7)耐腐蚀,抗辐射,能源消耗小 4、PDH和SDH各表示什么?其速率等级标准是什么? PDH表示准同步数字序列,即在低端基群采用同步,高次群复用采用异步,SDH表示同步数字序列 PDH速率标准 SDH速率等级标准:STM-1:155.520Mbit/s STM-4:622.080 Mbit/s STM-16:2.5 Gbit/s STM-64:10 Gbit/s 5、图示光纤通信系统,解释系统基本结构。 光纤通信系统由光发送机、光纤光缆与光接收机等基本单元组成。系统中包含一些互连与光信号处理部件,如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器等。在长距离系统中还设置有中继器(混合或全光)。 第2章1节布置的作业 1、光纤的主要材料是什么?光纤由哪几部分构成?各起什么作用? SiO2;芯区、包层、图层; 芯区:提高折射率,光传输通道;包层:降低折射率,将光信号封闭在纤芯内,并保护纤芯;图层:提高机械强度和柔软性

2、光纤中的纤芯折射率与包层折射率的关系?单模光纤和多模光纤中两者的纤芯直径一般分别为多少? 纤芯折射率较高,包层折射率较小 单模光纤纤芯直径:2a=8μm~12μm,包层直径:2b=125μm;多模光纤纤芯直径:2a=50μm,包层直径:2b=125μm。 3、根据芯、包折射率分布及模式传播情况,指出有哪些典型形式光纤? 折射率在纤芯与包层介面突变的光纤称为阶跃光纤;折射率在纤芯内按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤;根据模式传播情况不同分为多模光纤和单模光纤 4、什么是全反射?它的条件是什么? 指光从光密介质入射到光疏介质是,全部被反射会原介质的现象 条件:光从光密介质入射至光疏介质;入射角大于或等于临界角(=arcsin(n2/n1)) 在光纤端面:要求入射角θ < θo 全;在芯包界面:要求入射角θ1 > θC芯包界面全反射 5、数值孔径NA的物理意义?表达式是什么? 反映光纤对光信号的集光能力,定义入射临界角的正弦为数值孔径N A ,N A越大,对光信号的接受能力越强 N A=sin= 6、什么是光纤的自聚焦?产生在何种类型光纤里? 如果折射率分部合适,就用可能使以不同角度入射的全部光线以同样的轴向速度在光纤中传播,同时到达光纤轴上的某点,即所有光线都有相同的空间周期L,这种现象称为自聚焦。出现在渐变光纤里。当折射率分布按平方率分布(即双曲正割变化),可形成自聚焦特性。 7、阶跃光纤的纤芯和包层折射率分别为n1=1.46和n2=1.45,试计算: (a)相对芯包折射率差△; (b)若该光纤的端面外为空气,计算允许的最大入射角θ0及数值孔径NA; (c)若该光纤浸于水中,n0=1.33,计算θ0及NA的大小。 解:(a) (b)由得=9.8°N A=sin=0.17 (c)同上 8、有一SI型多模光纤的芯径(纤芯直径)为50 μm,芯包折射率分别为nl=1.465和n2=1.46。计算与光纤轴线夹角最大的那条子午射线,在1m的传输距离上共要反射多少次? 解:=85.3°反射一次的轴向距离L=2*a/2*tan=2*50/2*tan85.3°=604μm 反射次数=(1*106)/604=1656 第2章2节布置的作业 1、导模的传播常数应满足什么条件? k2<β

(完整版)南邮通信原理历年期末试卷与答案

通信原理试卷2002.7 学号:姓名: 注意:在答题纸上答题,不必重新抄题,只写题号即可。) 一填空题:(每个空0.5 分,共15 分) 1. 若线性系统的输入过程i t 是高斯型的,则输出o t 是型的。 2. 若系统功率传输函数为H ,则系统输出功率谱密度P O与输入 功率谱密度P I关系为。 3. 调制信道对信号的干扰分为和两种。 4. 根据乘性干扰对信道的影响,可把调制信道分为和两大类。 5. 随参信道中的多经传播对信号传输的影响有:、、。 6. 常见的随机噪声可分为、和三类。 7. 数字基带信号S t 的功率谱密度P S 可能包括两部分即和。 8. 二进制数字调制系统有三种基本信号,分别为、和。 9. 模拟信号是利用、和来实现其数字传输的。 10. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是、和。 11. 设一分组码(110110);则它的码长是,码重是,该分组码与另一 分组码(100011)的码距是。 12. 在数字通信中,同步分为、、和。 二判断是非题:(正确划“ ×”,错误划“√”;每题0.5分,共 5 分)1. 信息与消息在概念上是一致的,即信息就是消息,消息就是信息。() 2. 若X t 是平稳的,则X t1 与X t1 C 具有相同的统计特性(C 为常数) ()3. 对于数字基带信号S t 的功率谱密度的连续谱部分总是存在的,而离散 谱可有可无。() 4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。()

5. 窄带高斯随机过程的包络和相位过程是两个相互独立的随机过程 6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道,若n0 0 ,则信道容量C ()7. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道,若信源的信息速率R 小于或等 于信道容量C,则理论上可实现无误差传输。() 8. 小信噪比时,调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越,且其优越程度将 随传输带宽的增加而增加。() 9. 一种编码的检错和纠错能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。 ()10. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。() 三选择题:(每题 1 分,共10 分) 1. 若E X(t1) m X(t1),EY(t2) m Y(t2),E X t1 Y t2 m X t1 m Y t2 , 则随机过程X t 与Y t ()。 (A )不相关;(B)正交;(C)独立。 2. 平稳随机过程的自相关函数R x 是()。 (A )只为正的偶函数;(B)只为负的奇函数;(C)可正可负的偶函数。 3. 下列属于线性调制的是()。(A)相移键控;(B)频移键控;(C)振幅键控。 4. 平稳随机过程的功率谱密度S x 为()。 (A )非负的实的偶函数;(B)负的偶函数;(C)可正可负的偶函数。 5. 在数字基带传输系统中,设发送 1 符号和0 符号的概率分别为P 1 和 P 0 ,抽样时刻样值分别为A和0,为了使输出误码率最小,最佳判决门限应为()。 A A n2 P 0 A );(B)n ln ; 2 2 2A P 1 C)A2 2 A n 2 ln P P01;D) 2A 2 2 2 n2ln P 0

光纤通信 作业及答案

《光纤通信》作业 2—1 均匀光纤芯与包层的折射率分别为:,,试计算: ⑴光纤层与包层的相对折射率差△为多少 ⑵光纤的数值孔径NA为多少 ⑶在1m长的光纤上,由子午线的光程差所引起的最大时延差为多少 解: ⑴ 纤芯和包层的相对折射率差 ⑵ ⑶ 2—10 一阶跃折射率光纤的相对折射率差,,当波长分别为μm、μm、μm时,要实现单模传输,纤芯半径a应小于多少 解: 单模传输条件为: → 当时, 当时, 当时, 3—1 设激光器激活物质的高能级和低能级的能量各为和,频率为f,相应能级上的粒子密度各为和。试计算:

⑴当,时, ⑵当,时, ⑶当,若。环境温度(按玻尔兹曼分布规律计算) 解: ⑴ 其中,,,, 代入数据,得 ⑵ , 其中,,,, , 代入数据,得 ⑶ →→ 其中,,,, , 代入数据,得 3—10 一个半导体激光器发射波长为μm,谐振腔具有“箱式”结构,腔长,宽,厚,介质的折射率。假设谐振腔周围的壁能完全地反射光,则谐振腔模式满足

m,s,q是整数,为1,2,3,…,它们分别表示各个方向上的模数,求: ⑴谐振腔允许的纵模模数; ⑵设,,计算纵模的波长间隔。 解: ⑴ 已知 则纵模模数 其中,,,,为定值 当q取得最大值时,m、s均取最小值1 此时,计算得 ∴,且q为整数 谐振腔允许的纵模模数为910 ⑵ 由第⑴问,得当,时, 当时,;当时, 4—11 在数字光纤通信系统中,选择码型时应考虑哪几个因素 答: 数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性,具体要求有:

①能限制信号带宽,减小功率谱中的高低频分量。这样就可以减小基线漂移、提高输出功率的稳定性和减小码间干扰,有利于提高光接收机的灵敏度。 ②能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“1”码和连“0”码的数目,使“1”码和“0”码的分布均匀,保证定时信息丰富。 ③能提供一定的冗余度,用于平衡码流、误码监测和公务通信。但对高速光纤通信系统,应尽量减小冗余度,以免占用过大的带宽。

南京邮电大学《通信原理》试卷14

页眉内容 3 南京邮电大学教学质量综合评估测验卷 《通信原理》试题 注:1、开课学院:通信与信息工程学院。 2、考试时间:120分钟,所有答案均写在答题纸上。 3、适用班级:校级。 4、在答题前,请在所发两张答题纸上认真填写所要求填写的个人信息。 一.填空与选择题(共10分,2分/题) 1.某通信系统传输四电平非归零基带信号,信号的码元宽 度为10ms,那么系统的传码率为,若各电平的出 现是等概且独立,那么系统的传信率为 . 2.已知能量信号f(t)的频谱函数F(ω),则它的自相关函数 R(2)= ; 自相关函数的最大值R(0)表示信号 的 . 3.若频率为5kH z,振幅为2V的正弦调制信号,对频率为 100H z的载波进行频率调制,已知信号的最大频偏为 75KH Z试问 (1)此调频波的带宽B FM (2)若调制信号频率变为15KH Z,而振幅仍为2V时, 调频波的带宽B FM= . 4.高斯分布的概率密度函数是f(x)=( ) 瑞利分布的概率密度函数是f(x)=( ) A. ?? ? ? ? ? - 2 2 22 exp σ σ x x B.? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?+ - 2 2 2 2 22 exp σ σ σ Ax I A x x C.() ? ? ? ? ? ?- - 2 2 2 exp 2 1 σ σ π m x 5.某2PSK系统发送信号的幅度A=2V,由于信道中存在 高斯白噪声,接收端采用相干解调,误码率为P e,若采用 2FSK系统,且信道噪声不变,接收端采用相干解调并保持 相同的误码率P e,发送信号的幅度应为( ) A. 2V B. 22 C. 4V D.42 二.填空题(共20分,5分/题) 1.已知二进制代码的一段为10000000000000,其相应的 HDB3码为 . 2.某2FSK系统的传码率为300波特,“1”和“0”码对 应的频率分别为f1=1200H Z,f2=2400H Z,在频率转换点上 相位不连续,该2FSK信号的频带宽度应为 .若采用 2PSK系统传码率为300波特,2PSK信号的频带宽度为 . 3.已知线性反馈移位寄存器系统所产生的m序列的一个 周期为000111101011001,试问: (1)需用级移位寄存器; (2)线性反馈移位寄存器系统的特征方程f(x)= .

《光纤通信》第5章作业答案

第5章光放大器 一、填空题 1.损耗和色散是影响光纤通信最大中继距离的两个重要因素,为保证长途光纤信号传输质量的可靠性,必须要在线路的适当位置设立中继站,传统的中继器采用的是形式的中继器。 答案:光电混合 2.研究最早而推广最慢的光放大器为,目前已投入市场的光放大器是。答案:半导体光放大器,EDFA 3.常见的非线性效应光放大器有和两种。 答案:受激拉曼光放大器,受激布里渊光放大器 4.常选EDFA泵浦激光的波长为nm和nm。 答案:980,1480 5.EDFA的输入信噪声比与输出信噪比叫。 答案:噪声系数。 6.掺铒光纤激光器的结构包括三部分,分别为:、和。答案:增益介质,光学谐振腔,泵浦源。 7.光纤激光器的工作条件是增益介质。 答案:粒子数反转。 8.成对出现的光栅是光栅,把光栅烧入掺杂光纤中的光栅是光栅。 答案:分布布拉格,分布反馈。 9光纤激光器用在和未来的系统中。 答案:DWDM,相干光通信 二、选择题 1.EDFA属于再生器。()A.1R B.2R C.3R D.光电混合 答案:A 2.光载波为1550nm,光放大器的泵浦激光波长为,才是共振泵浦。()A.980nm B.1480nm C.1310nm C.1400nm 答案:B 3.如何使SOA实现粒子数反转?()A.光泵浦B.反向偏置电压C.正向偏置电压D.不加电压 答案:C 4.当强泵浦激光注入时,可利用在中发生的交叉增益调制、交叉相位调制和四波混频来制成波长变换器。()A.SBA B.EDFA C.EPFA D.SOA 答案:D 5.提高DBR光纤光栅激光器的吸收效率,可用下列哪种方法?()A.Er-Yb共掺杂光纤B.采用主振荡器—功率放大器一体化 C.有源反馈技术D.采用共振泵浦 答案:A 6.EDFA的工作波长正好落在()范围。()A.0.8~1.0μm B.1.5~1.53μm C.1.53~1.56μm D.1.56~1.58μm 答案:C

南京邮电大学期末试题《通信原理》试卷10

XXX本科《通信原理》试题 说明:答案要求简明扼要,全部做在考试题(卷)。 填空题(每空1分,共40分) 系统的有效性用衡量,可靠性用 衡量。 二进制ASK信号非相干解调,再收“0”码时包络检波器输入端信号与噪声服从分布,包络检波器输出服从分布,在收到“1”码时,包络检波器的输入信号与噪声服从分布,包络检波器的输出服从分布。 一载波为20Hz的FM信号,最大频偏为100Hz,当调制信号频率为1KHz时,调制指数为--------------------,信号带宽为------------------,当调制信号频率为50KHz 时,调制指数为---------------,信号带宽为----------------。单边带调制的方式有------------、---------------和-------------,解调方式---------------------------。4.某调幅信号S m(t)=0.2cos2π×104t+0.2cos2π×1.4×104t, 则调幅信号属调制信号频率为 5.已知二进制代码为11000010100000000101,其相应 AMI码为HDB码为。 6.在AM、△M、FM、PSK、MSK、DPSK、SSB、MSK 等信号中,能直接在数字基带系统中传输的有 能直接在数字频带系统中传输的有。 7.二元确知信号在先验等概情况下,无码率 最。 8.已知四个码字:A1=00000000, A2=00001111,A3=11110000, A4=11111111,d0= 。若用于纠错,可纠正位码,若用于检错,可检出位错码。 9.m序列多项式必为。 10.《通信系统原理》P437.2 11.香农公式为。 12.同步可分为、、 和。 13.对信号m()t=2sin800πt v进行简单增量调制编码,

光纤通信大作业

DWDM技术的现状与发展 摘要;随着公用通信网及国际互联网的飞速发展,人们对宽带通信提出了前所未有的要求,一些原有的通信技术,如时分复用(TDM)和波分复用(WDM)等已不能满足宽带通信的要求。在这种情况下,密集波分复用(DWDM)作为一种新兴的通信技术即应运而生。本文介绍了DWDM 技术出现的历史背景,分析了DWDM的基本原理,然后对DWDM的技术特点进行阐述,再介绍了DWDM的关键技术,研究DWDM在未来的发展趋势。 密集型光波复用(DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing)是能组合一组光波长用一根光纤进行传送。这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。更确切地说,该技术是在一根指定的光纤中,多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距,以便利用可以达到的传输性能。这样,在给定的信息传输容量下,就可以减少所需要的光纤的总数量。 一、应用背景 传统的光纤通信技术用一根光纤只传播一种波长的光信号,这无疑是对光纤容量的一种浪费。而 DWDM 系统是在现有的光纤骨干网上通过提高带宽,利用光纤丰富的带宽来进行不同波长光的传输,大大提高了光纤的负载能力。作为一种区别于传统光纤的激光技术,它通过利用单个光纤载波的紧密光谱间距,以达到在一根指定光纤中多路复用的目的,这样就可以更好的控制信号在传播过程中的色散和信号衰减,实现在一定数量光纤下传递信息容量最大化。这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。这项技术的产生是对原先光钎数据传输技术的缺点的改进。原先光钎数据传输技术主要有两种:空分复用(SDM)和时分复用(TDM)。 空分复用(SDM)是靠增加光纤数量的方式线性增加传输的容量,传输设备也线性增加。如果没有足够的光纤数量,通过重新敷设光缆来扩容,工程费用将会成倍增长。而且,这种方式并没有充分利用光纤的传输带宽,造成光纤带宽资源的浪费。作为通信网络的建设,不

南邮通信原理历年期末试卷与答案

通信原理试卷2002.7 学号: ________ 姓名: (注意:在答题纸上答题,不必重新抄题,只写题号即可。) 填空题:(每个空0.5分,共15分) 1. 若线性系统的输入过程i t是高斯型的,则输出o t是_型的。 2. 若系统功率传输函数为H ,则系统输出功率谱密度P O与输入 功率谱密度P I关系为—。 3. 调制信道对信号的干扰分为_____ 和____ 两种。 4. 根据乘性干扰对信道的影响,可把调制信道分为 _和_两大类。 5. 随参信道中的多经传播对信号传输的影响有:_____ 、____ 、___ 。 6. 常见的随机噪声可分为_____ 、___ 和____ 三类。 7. 数字基带信号St的功率谱密度P S可能包括两部分即_____ 和___ 。 8. 二进制数字调制系统有三种基本信号,分别为—、—和—。 9. 模拟信号是利用—、—和—来实现其数字传输的。 10. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是—、—和—。 11. 设一分组码(110110);则它的码长是____ ,码重是____ ,该分组码 与另一分组码(100011 )的码距是 ____ 。

12. __________________________ 在数字通信中,同步分为、、和二判断是非题:(正确划“X”,错误划每题0.5分,共5分) 1. 信息与消息在概念上是一致的,即信息就是消息,消息就是信息。() 2. 若X t是平稳的,则X t i与X t i C具有相同的统计特性(C为常数) ()3. 对于数字基带信号St的功率谱密度的连续谱部分总是存在的,而离散谱可 有可无。() 4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。() 5. 窄带高斯随机过程的包络和相位过程是两个相互独立的随机过程。 ()6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道,若n o 0,则信道容量C ()7. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道,若信源的信息速率R小于或等 于信道容量C,则理论上可实现无误差传输。() 8. 小信噪比时,调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越,且其优越程度 将随传输带宽的增加而增加。() 9. —种编码的检错和纠错能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。 ()10. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。()

《光纤通信》第3章作业答案

第3章 习题及答案 一.填空 1.对于二能级原子系统,要实现光信号的放大,原子的能级分布必须满足高能级粒子数大于低能级粒子数,即粒子数反转分布条件。 2.一个电路振荡器,必须包括放大部分、振荡回路和反馈系统。而激光振荡器也必须具备完成以上功能的部件,故它也包括三个部分:能够产生激光的 工作物质 ,能够使工作物质处于粒子数反转分布的 ,能够完成频率选择及反馈作用的 。 答案:工作物质,泵浦源,光学谐振腔 3.半导体光放大器的粒子数反转可通过对PN 节加 偏压来实现。PN 结加上这种偏压后,空间电荷区变窄,于是N 区的电子向P 区扩散,P 区的空穴向N 区扩散,使得P 区和N 区的少数载流子增加。当偏压足够大时,增加的少数载流子会引起粒子数反转。 答案:正向。 4.对于半导体激光器,当外加正向电流达到某一值时,输出光功率将急剧增加,表明振荡产生了激光,把这个电流值叫 ,用th I 表示。当th I I <时,激光器发出的是 ,因此光谱很宽,宽 度常达到几百埃;当th I I >时,激光器发出的是 ,光谱突然变得很窄,谱线中心强度急剧增加, 表面发出的是激光。 答案:阈值电流,荧光,激光。 5.影响耦合效率的主要因素是光源的发散角和光纤的数值孔径。发散角越大,耦合效率越 ;数值孔径越大,耦合效率越 。 答案:低,高。 6.激光和光纤的耦合方式有直接耦合和透镜耦合。当发光面积大于纤芯截面积时,用 ;当发光面积小于纤芯截面积时,用 。 答案:透镜耦合,直接耦合。(课本上有误) 7.半导体激光器其光学谐振腔的谐振条件或驻波条件是 。 答案:2g L q λ=(或2nL q λ=)。 8.判断单模激光器的一个重要参数是 ,即最高光谱峰值强度与次高光谱峰值强度之比。 答案:边模抑制比。 二.判断题 1.电子服从费米能级分布,即在热平衡条件下,占据能级低的概率大,占据能级高的概率小。 ( ) 正确 2.自发辐射的光子方向是随机的,发出非相干光,且不需要外来光场的激励。 ( ) 正确 3.LED 与单模光纤的耦合效率低于LD 与单模光纤的耦合效率,边发光比面发光LED 耦合效率低。 ( ) 错误,边LED 比面LED 耦合效率高 4.光检测器要产生光电流,入射光波长必须大于截止波长,所以长波长检测器能用于短波长检测。 ( ) 错误。应该小于。 5.设计工作于1.55 μm 的光检测器同样能用作1.3 μm 的光检测器,且在长波长灵敏些。 ( ) 正确。因为在一定波长工作的光检测器能工作于更短的波长。 三.选择题 1.对于半导体激光器的结构,下列说法错误的是( ) A .F-P 激光器是多模,DF B 和DBR 激光器是单模激光器

【南邮通信原理期末考试试题】《通信原理》试卷01

1 XXX 级本科《通信原理》试题(卷) 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 总分 分 数 说明:答案要求简明扼要,全部做在考试题(卷)上。 一、 (20分)填 空 1、 数字通信系统的主要优点是 __________ 、_____________、 ________________、________________。 2、 通信系统的主要质量指标通常用_________和________衡量, FSK 系统指标具体用______ _和_ _______衡 量,FM/PM 系统具体指标用______ 和______ _衡量。 3、 PCM 量化可以分为 和 。在线性PCM 中,抽样频率为8 KHZ ,对双极性信号编码时 编码器输出码元速率为72 KB ,则量化信噪比为_______dB 。 4、 ΔM 信号携带着输入信号的_______信息,Σ—ΔM 信号携带着输入信号的_______信息,PCM 信号携带着输入信号的_______信息,。 5、 窄带高斯噪声的一维随机包络服从_________ 分布,其概率密度函数p (x )= ;OOK 信号加窄带 高斯噪声的 一维随机包络服从 分布。 6、 在0—-T 时刻内高度为A 的矩形信号,与之相匹配 姓 名 学 号 期 班 密 封 线

的滤波器的单位冲激响应h(t)图形为,传递函数H(ω)= ,最大输出信噪比r0max= ,最大信噪比出现的时刻t o=。 7、门限效应是;用示波器观察眼图的方法步骤是 (1), (2)。 8、二进制代码1011000000000000101的差分码是;HDB3码是+1 。 9、在ΔM系统中,输入信号f(t)=Acosωk t,抽样速率为f s,量化台阶为δ,要求系统不出现过载现象,而且能正常编码,输入信号f(t)的幅度范围应为。 10、信道带宽为6 MHz,信号功率与噪声谱密度之比为6 MHz,则信道最大传输速率为,当信道带宽B趋向无穷大时,则信道最大传输速率为。二、(15分)已知语音信号的最高频率fm为4kHz,幅度范围为(-5.120V,+5.120V),采用13折线法对其进行PCM,试回答计算下列问题: 1求当采样值为-1.450V时编码器的输出C0C1C2C3C4C5C6C7(设段内码为戈雷码); 2求量化误差为多少(伏); 2

《光纤通信》课后习题及答案

1.光纤通信的优缺点各是什么? 答:优点有:带宽资源丰富,通信容量大;损耗低,中继距离长;无串音干扰,保密性好;适应能力强;体积小、重量轻、便于施工维护;原材料来源丰富,潜在价格低廉等。 缺点有:接口昂贵,强度差,不能传送电力,需要专门的工具、设备以及培训,未经受长时间的检验等。 2.光纤通信系统由哪几部分组成?各部分的功能是什么? 答:光纤通信系统由三部分组成:光发射机、光接收机和光纤链路。 光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤(尾纤或光纤跳线)组成。 模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配(限制输入信号的振幅)作用。光源是LED或LD,这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口,用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。 光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。光检测器组件包括一段光纤(尾纤或光纤跳线)、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。 光检测器将光信号转化为电流信号。常用的器件有PIN和APD。然后再通过电流—电压转换器,变成电压信号输出。模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。 光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继

器等组成。 光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。光缆线路盒:光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘,因而,如果光发送与光接收之间的距离超多2km时,每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。光缆终端盒:主要用于将光缆从户外(或户内)引入到户内(或户外),将光缆中的光纤从光缆中分出来,一般放置在光设备机房内。光纤连接器:主要用于将光发送机(或光接收机)与光缆终端盒分出来的光纤连接起来,即连接光纤跳线与光缆中的光纤。 3.假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作,试问在5GHz的微波载波和 1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道? 解:根据题意,求得在5GHz的微波载波下,数字通信系统的比特率为50Mb/s,则能传输781路64kb/s的音频信道。 根据题意,求得在 1.55μm的光载波下,数字通信系统的比特率为1.935Gb/s,则能传输30241935路64kb/s的音频信道。 4.SDH体制有什么优点? 答:(1)SDH传输系统在国际上有统一的帧结构,数字传输标准速率和标准的光路接口,使网管系统互通,因此有很好的横向兼容性,它能与现有的准同步数字体制(PDH)完全兼容,并容纳各种新的业务信号,形成了全球统一的数字传输体制标准,提高了网络的可靠性; (2)SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律,而净负荷与网络是同步的,它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号,实现了一次复用的特性,克服了PDH准同步复用方

南邮通信原理 实验二 BPSK_BDPSK 传输系统综合实验 (1)

实验二BPSK/BDPSK 数字传输系统综合实验 一、实验原理 (一)BPSK 调制 理论上二进制相移键控(BPSK )可以用幅度恒定,而其载波相位随着输入信号m (1、0码)而改变,通常这两个相位相差180°。如果每比特能量为E b ,则传输的BPSK 信号为: )2cos(2)(c c b b f T E t S θπ+= 其中 ???===11800000 m m c θ (二)BPSK 解调 接收的BPSK 信号可以表示成: )2cos(2)()(θπ+=c b b f T E t a t R 为了对接收信号中的数据进行正确的解调,这要求在接收机端知道载波的相位和频率信息,同时还要在正确时间点对信号进行判决。这就是我们常说的载波恢复与位定时恢复。 1、载波恢复 对二相调相信号中的载波恢复有很多的方法,最常用的有平方变换法、判决反馈环等。 在BPSK 解调器中,载波恢复的指标主要有:同步建立时间、保持时间、稳态相差、相位抖动等。 本地恢复载波信号的稳态相位误差对解调性能存在影响,若提取的相干载波与输入载波没有相位差,则解调输出的信号为212) ()('b b T E t a t a =;若存在相差Δ,则输出信号下降cos 2Δ倍,即输出信噪比下降cos 2Δ,其将影响信道的误码率性能,使误码增加。对BPSK 而言,在存在载波恢复稳态相差时信道误码率为: ]cos [210 ?= N E erfc P b e 2、位定时 抽样时钟在信号最大点处进行抽样,保证了输出信号具有最大的信噪比性能,从而也使误码率较小。在刚接收到BPSK 信号之后,位定时一般不处于正确的抽样位置,必须采用一

光纤通信技术试题1及答案

一、填空题(20分) 1、目前光纤通信所用光波得光波波长范围为:0、8~1、8μm,属于电磁波谱中得近红外区。 2、光纤得典型结构就是多层同轴圆柱体,它由、与三部分组成. 3、光纤通信中常用得三个低损耗窗口得中心波长就是: , ,;最低损耗窗口得中心波长就是在: 。 4、光纤得色散分为色散色散与色散。 5、光与物质得粒子体系得相互作用主要有三个过程就是:,,;产生激光得最主要过程就是: 。6、光源得作用就是将变换为;光检测器得作用就是将转换为. 二、单项选择题(15分) 1光纤通信指得就是:[B] A以电波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; B 以光波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介得通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介得通信方式。 2 光纤单模传输条件,归一化频率V应满足:[B] ----A—V>2、405——--—-B-V〈2、405-——---C- V>3、832————-D- V〈3、832 3 使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续,将会造成:[C] A 光功率无法传输; B 光功率得菲涅耳反射; C光功率得散射损耗; D 光功率得一部分散射损耗,或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中,光得放大就是通过:[C] A 光学谐振腔来实现; B 泵浦光源来实现; C粒子数反转分布得激活物质来实现; D 外加直流来实现. 5掺铒光纤得激光特性:[B] A主要由起主介质作用得石英光纤决定; B 主要由掺铒元素决定; C 主要由泵浦光源决定; D 主要由入射光得工作波长决定. 三、(15分)如图所示,用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中得传输原理.

【南邮通信原理期末考试试题】《通信原理》试卷15

读万卷书 行万里路 1 名 班 号 姓 期 学 密 封 线 XXX 本科班《通信原理》试卷 题 号 一 二 总 分 得 分 一、 填空题(每小题2分,共20分) 1.相位不连续的2 FSK 信号,发“1”码和发“0”码时 其信号频率分别为 1KHz 和4KHz 码元速率为600波特, 系统频带宽度B 最小应为 2.某通信系统传输八进制数字信号,每个码元占有的时间 为1ms,各种码元等概率出现,系统信息传输速率为 3.高斯分布的概率密度函数f(x)= 4.一个二进制数字通信系统,码元速率为10000波特,连续发送一小时,接收端收到的信码为36个,则系统的 P e 5.数字通信系统中,差错控制的主要工作方式 有 、 和 。 6.已知电话信道的带宽为 3.4kHz ,接收端信噪比 N S =30dB 时,信道容量为 。 7.简单△M 动态范围小的主要原因是 。写出一种改进方案 。 8.设有4个消息符号,其出现概率是2 1、4 1、8 1、8 1各消息 符号出现是相对独立的,该符号集的平均信息量为 。

读万卷书 行万里路 2 名 班 号 姓 期 学 密 封 线 9.相干检测时2PSK 系统的P e = 。 10.一调频接收机输入信号为单音频调制。 (1)当m f =5,且输入信噪比为20dB 时,其输出信噪比为 。 (2)若输入信号幅度和调制频率不变,而调频指数变为m f =10,这时输出信噪比为 。 二、 计算题(共80分) 1. (8分)已知二进制代码101000001000011 (1) 写出HDB 3码; (2) 若HDB 3码的码元速率为 b f =b T 1,“+1”码用 ()??? ? ??+=b T t t g π2cos 121表示,“0”码用0表示,而“-1”码用()t g -表示。画出示波器水平扫描周期T=2T b 时接收波形眼图。 2. (10分)已知(7,4)循环码的生成矩阵为 ? ? ??? ???? ???=1011100 011010000110100010111 G (1) 写出该码的生成多项式;

南邮光纤通信系统第4章1节作业

第四章1节作业 1、光纤通信系统用的光检测器是怎样偏置外加工作电压的? 答:反向偏置。 足够大的反向偏置电压,目的是使本征区中的载流子完全耗尽,形成高电场耗尽区。使入射到检测器上的光子能量高速度、高效率转换成光生电子。APD 管加上更高反向电压,可以形成雪崩倍增增益。 2、比较PIN 光电检测器与APD 光电检测器,各自有那些特点? 答:(1)PIN 光电二极管没有倍增,使用简单,工作偏压低(5-10V),不需要任何控制。 在较大光功率注入下,PIN 接收机噪声性能要比APD 接收机噪声性能(信噪比降低G x 倍)优越。 (2)APD 具有很高的内部倍增因子(通过合理设计,可以使APD 工作在最佳倍增状态),这样接收灵敏度比PIN 光检测器高。 但由于APD 需要较高的工作偏压(200V )以及其倍增特性受温度的影响较严重因此使用起来也比较复杂,需要AGC 电路对APD 的工作偏压进行精细控制,在要求较高的数字光接收机中,还必须对APD 采取温度补偿措施。 在较小光功率注入下,APD 接收机噪声性能(信噪比提高G 2 倍)要比PIN 接收机噪声性能优越。 3、光电检测器转换能力的物理量有哪些?写出其表达式。 答:量子效率η和响应度R 0 0000//(/) 1.24P P P I e I hc P hf P e I e R A W P hc m ηλ ληληλμ=====注意:以为单位 4、现有1011个光子/秒,光子能量为1.28×10-19J ,入射到一个理想的光电二极管上,计算: (a)入射光波长; (b)输出光电流大小; (c)若这是一个APD ,其G=18,计算光电流。 解:

通信原理复习资料(根据南邮课件总结)

通信原理复习资料 一、基本概念 第一章 1、模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 信息源(简称信源):把各种消息转换成原始电信号,如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。 发送设备:产生适合于在信道中传输的信号。 信道:将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。 噪声源:集中表示分布于通信系统中各处的噪声。 接收设备:从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 受信者(信宿):把原始电信号还原成相应的消息,如扬声器等。 两种变换: 模拟消息 原始电信号(基带信号) 基带信号 已调信号(带通信号) 2、数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 信源编码与译码目的: 提高信息传输的有效性 完成模/数转换 信道编码与译码目的:增强抗干扰能力 加密与解密目的:保证所传信息的安全 数字调制与解调目的:形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的:使收发两端的信号在时间上保持步调一致 3、数字通信的特点 优点: (1)抗干扰能力强,且噪声不积累 (2)传输差错可控 模拟通信系统模型 信息源 信源编码 信道译码 信道编码信 道数字调制 加密 数字解调解密 信源译码 受信者 噪声源 数字通信系统模型

(3)便于处理、变换、存储 (4)便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 (5)易于集成,使通信设备微型化,重量轻 (6)易于加密处理,且保密性好 缺点: (1)需要较大的传输带宽 (2)对同步要求高 4、通信系统的分类 (1)按通信业务分类:电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统(2)按调制方式分类:基带传输系统和带通(调制)传输系统 (3)调制传输系统又分为多种调制,详见书中表1-1 (4)按信号特征分类:模拟通信系统和数字通信系统 (5)按传输媒介分类:有线通信系统和无线通信系统 (6)按工作波段分类:长波通信、中波通信、短波通信 (7)按信号复用方式分类:频分复用、时分复用、码分复用 5、通信系统的主要性能指标:有效性和可靠性 有效性:指传输一定信息量时所占用的信道资源(频带宽度和时间间隔),或者说是传输的“速度”问题。 可靠性:指接收信息的准确程度,也就是传输的“质量”问题。 (1)模拟通信系统: 有效性:可用有效传输频带来度量。 可靠性:可用接收端最终输出信噪比来度量。 (2)数字通信系统: 有效性:用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性:常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B:定义为单位时间(每秒)传送码元的数目,单位为波特(Baud) 信息传输速率R b:定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数,单位为比特/秒 6、通信的目的:传递消息中所包含的信息 7、通信方式可分为:单工、半双工和全双工通信 8、信息量是对信息发生的概率(不确定性)的度量。一个二进制码元含1b的信息量;一个M进制码元含有log2M比特的信息量(eg:8个等概率波形,即8进制波形,含3bit信息)。等概率发送时,信息源的熵有最大值。 第二章 1、确知信号:是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号,通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。 2、确知信号的类型 (1)按照周期性区分:周期信号和非周期信号 (2)按照能量区分:能量信号和功率信号: 特点:能量信号的功率趋于0,功率信号的能量趋于 3、确知信号在频域中的性质有四种,即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。 5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。能量信号的自相关函数R(0)等于信号的能量;功率信号的自相关函数R(0)等于信号的平均功率。

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