南邮光纤通信系统第4章1节作业
南邮光纤通信系统第4章1节作业
第四章1节作业之巴公井开创作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采纳温度抵偿措施。
在较小光功率注入下，APD接收机噪声性能（信噪比提高G2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：量子效率和响应度R04、现有1011×10-19J，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：＝1554nm5、有一个PIN光电二极管，其=O.9，=1300 nm，入射光功率P0=-37 dBm。
计算：(a)光电流大小；(b)当负载电阻R L等于50，1000及lOM时的输出电压。
解：＝0.94（A/W）。
光纤通信作业[大全5篇]
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光纤通信作业[大全5篇]第一篇：光纤通信作业2-1光纤由哪几部分组成？答：光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。
2-2在光脉冲信号的传播过程中，光纤的损耗和色散对其有何影响？2-3单模光纤有哪几种类型？各有何特点？答：单模有G.652、G.653、G.654、G.655四种类型。
G.652光纤的特点是当工作波长在1310nm时，光纤色散很小，系统的传输距离只受光纤损耗的限制。
G.653光纤的特点是色散零点在1550nm附近。
G.654光纤的特点是降低1550nm波段的衰减，一般为0.15~0.19dB/km,典型值为0.185dB/km,其零色散点仍然在1310nm 附近，但在1550窗口的色散较高，课达18ps/(nm·km)。
G.655光纤的特点是色散点在1550nm附近，WDM系统在零色散波长处工作很容易引起四波混频效应，导致信道间发生串扰，不利于WDM系统工作。
2-4光纤的归一化频率和各模式的归一化截止频率的关系是什么？光纤单模传输的条件是什么？2-5光纤的特性有哪些？答：几何特性、传输特性、机械特性、温度特性四种。
2-6光缆的结构有哪些？答：光缆一般由缆芯、护层和加强芯组成。
2-7常用的光缆有哪几种类型？答：层绞式结构光缆、骨架式结构光缆、束管式结构光缆、带状结构光缆、单芯结构光缆、特殊结构光缆。
第二篇：光纤通信作业1一、填空题1、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为、。
2、光源的作用是将变换为光检测器的作用是将3、在光波系统中得到广泛应用的两种光检测器是。
4、光传输设备包括5、光纤通信是以为载频，以6、光发送机主要由、和组成。
7、被称为“光纤之父”的是8、中国第一条海底光缆建成于二、简答题1、光纤通信主要有哪些优点？2、简述未来光网络的发展趋势及关键技术。
3、全光网络的优点是什么？第三篇：光纤通信_结课作业光纤通信学院：学号：姓名：电子信息工程学院1xxxxxxxxx摘要：光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。
第4章习题解答
第四章习题解答4.1.1 解： (1) 由表达式01(1cos 2)cos 22f t f t ππΩ+，可知01/2a m ϕ=⎧⎨=⎩载波初相位调幅系数，max min 1.50.5c c c c UU U U =⎧⎨=⎩c U c U0f Ω0Ω0f(2) 由表达式0(1cos 2)cos 2f t f t ππΩ+，可知max min 1,2,0a c c c m U U U ===c U 0f Ω0Ω0f(3) 由表达式0cos cos t t ωΩ⋅，可知它是抑制载频双边带调幅波（设05ω=Ω）0f Ω0Ω0f4.1.2 解：由表达式可知，100c I =，402101/s ωπ=× ，30211101/m s ωωπ+=×× ∵，330211102101/m s ωωππ∴=−××=×(1) 1220,100,25a c c m I I m ==∴=∵(2) 频谱图及波形图如下：1.40.60f Ω0Ω0f4.1.3 解：(1)载波与单音频之和 略，无统一形式。
(2)普通调幅波c U c U120f Ω0Ω0f(3)抑制载频的双边带调幅波120f Ω0Ω0f(4)抑制载频调幅波的上边带0f Ω0Ω0f4.1.4 解：根据方程式可知：60210ωπ=×，125000πΩ=×，221000πΩ=× 则方程式可写为12001020001010202()25[10.7cos()0.3cos()]sin()25[sin()0.7cos()sin()0.3cos()sin()]25[sin()0.35[sin()sin()]0.15[sin()sin()]]AM u t t t t t t t t t t t t t t ωωωωωωωωω=+Ω−Ω=+Ω−Ω=++Ω+−Ω−+Ω+−Ωi 因此，可见，该方程是一个双音频普通调幅波。
南京邮电大学光电子作业及答案(第二章)
【习题2.5】GaAs材料制作的P-N+同质结LED，器件参数如下。请计算：
（1）总量子效率； （2）单位时间内产生的光子数； （3）注入电流。
输出光功率 注入效率 出光效率 辐射复合寿命 非辐射复合寿命
P 1.5mW
inj 0.8 opt 0.25 r 2.0 ns nr 5.0 ns
有源区与外界隔离，有利于提高器件的稳定性与可靠性。 （5）由于有源层侧向尺寸减少，有利于改善侧向模式。
（2.5节）3．在条形半导体激光器中测向电流扩展和侧向载 流子扩散在物理概念上有何不同？如何减少这两种影响？
答：电流与载流子的侧向扩展都是载流子运动的结果，但前 者是pn结间多数载流子在电场作用下侧向的漂移运动，而后者 是注入的非平衡少数载流子由中心向两侧所形成的浓度梯度使其 产生侧向扩散。
【习题2.1】
P-N+型同质结构成的LED，参数如下。计算其注入效率。
电子扩散系数 空穴扩散系数 N区 掺 杂 浓 度 P区 掺 杂 浓 度 电子少数载流子寿命 空穴少数载流子寿命
Dn 25cm2 / s Dp 12cm2 / s Nd 51017 cm3 Na 1016 cm3
25 4 104 5 104
12 8 106 3.46 104
0.986
【习题2.2】 一个LED，正常工作情况下其有源区载流子的辐射复合寿 命为2ns，非辐射复合寿命为5ns，求此LED的3dB截止带宽。
【解】
1
1
光纤通信课后习题解答-第4章习题参考答案
习题参考答案1.光纤连接器的作用是什么？答：光纤连接器的作用是实现光纤之间活动连接的光无源器件，它还具有将光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。
2.我国常用的光纤连接器有哪些类型？答：我国常用的光纤连接器有FC、SC和ST三种类型连接器。
3.光纤连接器的结构有哪些种类？分析各自的优缺点。
答：光纤连接器的结构主要有套管结构、双锥结构、V形槽结构、球面定心结构和透镜耦合结构。
套管结构设计合理，加工技术能够达到要求的精度，因而得到了广泛应用。
双锥结构的精度和一致性都很好，但插针和基座的加工精度要求极高。
V形槽结构可以达到较高的精度，但其结构复杂，零件数量多。
球面定心结构设计思想巧妙，但零件形状复杂，加工调整难度大。
透镜耦合结构降低了对机械加工的精度要求，使耦合更容易实现，但其结构复杂、体积大、调整元件多、接续损耗大。
4.光纤耦合器的作用是什么？答：光纤耦合器的作用是将光信号进行分路、合路、插入、分配。
5.光纤耦合器常用的特性参数有哪些？如何定义这些参数。
答：光纤耦合器常用的特性参数主要有：插入损耗、附加损耗、分光比、方向性、均匀性、偏振相关损耗、隔离度等。
插入损耗定义为指定输出端口的光功率相对全部输入光功率的减少值。
附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于全部输入光功率的减小值。
分光比定义为耦合器输出端口的输出功率相对输出总功率的百分比。
方向性定义为在耦合器正常工作时，输入端非注入光端口的输出光功率与总注入光功率的比值。
均匀性定义为在器件的工作带宽范围内，各输出端口输出功率的最大变化量。
偏振相关损耗是指当传输光信号的偏振态发生360 变化时，器件各输出端口输出光功率的最大变化量。
隔离度是指某一光路对其他光路中的信号的隔离能力。
6.简述系统对波分复用器与解复用器要求的异、同点。
答：系统对波分复用器与解复用器共同的要求是：复用信道数量要足够多、插入损耗小、串音衰减大和通带范围宽。
波分复用器与波分解复用器的不同在于：解复用器的输出光纤直接与光检测器相连，芯径与数值孔径可以做得大些，因此制造低插入损耗的解复用器并不太难；而复用器的输出光纤必须为传输光纤，不能任意加大芯径和数值孔径，而减小输入光纤的芯径和数值孔径，又会增加光源到输入光纤的耦合损耗，所以复用器的插入损耗一般比较大。
光纤通信第四版习题答案
光纤通信第四版习题答案光纤通信第四版习题答案光纤通信是一门重要的通信技术，它利用光信号在光纤中传输信息。
光纤通信的发展已经进入到第四版，这意味着在这一版本中，有更多的新问题和挑战需要解决。
在本文中，我将为大家提供一些光纤通信第四版习题的答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这一领域的知识。
1. 什么是光纤通信？它有哪些优点？光纤通信是一种利用光信号在光纤中传输信息的通信技术。
它通过将信息转换为光信号，利用光的高速传输特性，实现远距离的数据传输。
光纤通信具有以下优点：- 高带宽：光纤通信可以提供很高的传输带宽，可以满足大容量数据传输的需求。
- 长距离传输：光纤通信可以实现几十公里乃至几百公里的远距离传输，而且信号质量不会衰减。
- 低损耗：与传统的电缆相比，光纤通信的信号损耗非常小，可以减少信号衰减和失真。
- 抗干扰性强：光纤通信的信号不容易受到外界的干扰，可以提供更稳定的通信质量。
2. 光纤通信的基本原理是什么？光纤通信的基本原理是利用光的全反射特性，在光纤中传输信息。
当光信号从光纤的一端进入时，由于光的入射角度大于临界角，光信号会在光纤内部发生全反射，沿着光纤的轴向传播。
光纤通信系统由光源、调制器、光纤、接收器等组成。
光源产生的光信号经过调制器进行调制，将信息转换为光信号。
光信号经过光纤传输到目的地，然后由接收器接收并解调，将光信号还原为原始的信息。
3. 光纤通信中常用的调制技术有哪些？光纤通信中常用的调制技术包括：- 直接调制：将信息直接转换为光信号的强度或频率的变化。
常用的直接调制技术有强度调制、频率调制等。
- 相位调制：通过改变光信号的相位来表示信息。
常用的相位调制技术有二进制相移键控（BPSK）、四进制相移键控（QPSK）等。
- 调幅调制：将信息转换为光信号的幅度变化。
常用的调幅调制技术有振幅键控（ASK）、脉冲幅度调制（PAM）等。
4. 光纤通信中常用的传输模式有哪些？光纤通信中常用的传输模式包括：- 单模传输：在单模光纤中传输的光信号只有一个传播模式，传输距离较长，适用于长距离通信。
光纤通信与数字传输通信原理_南邮_习题指导.docx
光纤通信与数字传输习题解题指导南京邮电大学通信与信息工程学院Chap.1 No.2比较五代光纤通信系统的主要特点与差别O参见1.1,注意各代系统在传输容量和关键技术上的区别。
Chap.1 No.1光纤通信有哪些优点?参见1.2.1 oChap.1 No.3为什么使用石英光纤的光纤通信系统中，工作波长只能选择850nm、131 Onm、1550nm 三种。
参见1.3.2,由丁•口前使用的光纤均为石英光纤，而石英光纤的损耗一波长特性中有三个低损耗的波长区，即波长为850nm、1 31 Onm > 1 550nm三个低损耗区。
为此光纤通信系统的工作波长只能是选择在这三个波长窗口。
Chap.2 No.1光纤产生衰减的原凶是什么？衰减对通信有什么影响？……则该光纤的衰减系数a为多少？光纤产生衰减的原因包括吸收、散射和辐射。
衰减会导致信号功率损失，造成接收困难。
^(i55On m)= Wlg(P i yP(J/L=101g(4/3)/5-0.25dB/km Chap.2 No.3光纤中产生色散的原因是什么？色散对通信有什么影响？光纤的色散是由于光纤中所传输的光信号不同的频率成分和不同模式成分的群速度不同而引起的传输信号畸变的一种物理现象。
色散会导致传输光脉冲的展宽，继而引起码间干扰，增加误码。
对于高速率长距离光纤通信系统而言，色散是限制系统性能的主要因素之一。
Chap.2 No.2光脉冲在光纤中传输时，为什么会产生瑞利散射？瑞利散射损耗的大小与什么有关？瑞利散射是由于光纤内部的密度不均匀引起的，从而使折射率沿纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸比光波波长还要小。
光在光纤中传输时，遇到这些比波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生了散射。
瑞利散射损耗的大小与1//成正比。
Q押3忧磴彳并6Chap.2 No.4光纤中色散有儿种？单模传输光纤中主要是什么色散？多模传输光纤中主要存在什么色散？从产生机理而言，光纤中的色散主要包括材料色散、波导色散和模式间色散。
《光纤通信》第4章作业
第4章作业学号姓名成绩一、填空题1．不需要电源的光器件叫。
常见的无源光器件有：光纤连接器、光耦合器、光纤光栅、光滤波器。
2．光纤的连接损耗分为外部损耗和内部损耗，由光纤中间的连接错位引起的损耗为，由光纤的波导特性和几何特性差异导致为。
3．在光纤通信中，能够把多个光信号耦合到一起，或能将光信号分到多根光纤中的器件就是。
4．某输出端口的功率除了有来自希望的输入端口外，还有来自不希望的输入端口的功率，二者之比叫。
5．光纤光栅是指一段折射率沿长度呈周期性变化的光纤。
利用光纤材料的光敏性质制作而成，目前最常用的制作方法是。
6．光滤波器主要应用于系统。
7．熔锥式光纤耦合器做成的波分复用器，其耦合长度为时，可实现1.31μm和1.55μm的分离。
8．光开关的作用是（三个字）。
9写出被布拉格光栅反射回去的光波长满足条件：。
二、选择题1．光纤连接的使用场合不包括。
（）A．光源与光纤之间的连接B．光纤与光纤之间的连接C．光纤与光检测器之间的连接D．光交叉复用连接2．一个8×8的耦合器所需的2×2的耦合器数目为。
（）A．4 B．8 C．12 D．163．下列哪一种光栅节距呈线性变化？（）A．光纤布拉格光栅B．啁啾布拉格光栅C．长周期光栅D．特殊光栅4．只能用作合路器的是？（）A．T型耦合器B．定向耦合器C．星型耦合器D．波分复用器三、判断题1．附加损耗和回波损耗越小越好。
（）2．用熔接法连接的光纤是可拆卸连接。
（）3．光隔离器是互易器件。
（）4波分复用器是和波长无关的光纤耦合器。
四、问答题1．简述三种光纤连接的方法。
2．列举四种光开关，说说它们的工作原理。
3．光纤耦合器的作用是什么？4．光纤耦合器的分波原理是什么？何谓3dB耦合器？。
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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：
＝1554nm
5、有一个PIN光电二极管，其η=O.9，λ=1300 nm，入射光功率P
=-37 dBm。
计
算：
(a)光电流大小；
等于50Ω，1000Ω及lOMΩ时的输出电压。
(b)当负载电阻R
L
解：
＝0.94（A/W）
0076666(0.94/)(37)
0.942100.188()50(0.18810)(50)9.41000(0.18810)(1000)18850(0.18810)(1010) 1.88L L L L L L L R P A W dBm A
b R R R A V R R A V R M R A V μμμ----==-=⨯⨯==Ω=⨯Ω==Ω=⨯Ω==Ω=⨯⨯Ω=P P P P 光电流为
I 负载电阻上的输出电压为时，V=I 时，V=I 时，V=I。