光纤通信系统作业
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光纤作业1-1什么是光纤通信光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
1-2光纤通信工作在什么区，其波长和频率是什么目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤。
它是工作在近红外区，波长为0。
8～1、8μm，对应的频率为167～375THz。
1-3BL 积中B和L分别是什么含义系统的通信容量用BL积表示，其含义是比特率—距离积表示，B为比特率，L为中继间距。
1-4光纤通信的主要优点是什么光纤通信之所以受到人们的极大重视，是因为和其他通信手段相比，具有无以伦比的优越性。
主要有：(1)通信容量大(2)中继距离远(3)抗电磁干扰能力强，无串话(4)光纤细，光缆轻(5)资源丰富，节约有色金属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。
因而经济效益非常显著。
1-5试画出光纤通信系统组成的方框图。
一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
第二章2-11有一介质，吸收系数为0。
32cm，透射光强分别为入射光强的10%、50%及80%时，介质的厚度各多少解：光束穿过厚度为z的介质后强度为1II0ez可得：z1lnII0当透射光强分别为入射光强的10%时，介质的厚度为7。
196cm；当透射光强分别为入射光强的50%时，介质的厚度为2、166cm；当透射光强分别为入射光强的10%时，介质的厚度为0。
607cm；2-12一个频率为610Hz的光源，其发射功率为10W，它一秒内发射多少个光子解：14P10W,61014HzP1019N2、5210h6。
6261034610142-13构成激光器的三个基本条件是什么构成一个激光器需要如下三个要素如图所示：（1）激光工作物质（2）激励（3）光学谐振腔第三章3-1填空题(1)通信用的光纤绝大多数用材料制成。
折射率高的中心部分叫，折射率稍低的外层称为(2)表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为，用表示。
(3)在阶跃型光纤中，模是最低工作模式，是第一高阶模。
西北工业大学_光纤通信作业答案
答案第一章：光纤通信1、什么是光纤通信？光纤通信及系统的组成光纤通信使用光导纤维作为传输光波信号的通信方式。
光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
2、什么事光通信光通信就是以光波为载波的通信。
3、光纤通信的优点？①传输频带宽，通信容量大。
②传输衰减小，传输距离长。
③抗电磁干扰，传输质量好。
④体积小、重量轻、便于施工。
⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保4、光纤通信的工作波长？光源：近红外区波长：0.8—1.8μm频率：167—375THz5、WDM是指什么？DWDM指什么？WDM：波分复用DWDM：密集波分复用6、光纤从材料上可以分为哪几种？从材料上分为石英光纤、多组份玻璃光纤、氟化物光纤、塑料光纤等7、光纤活动连接器从连接方式来看分为哪几种？常见的插针端面有哪几种？PC、APC、SPC（球面、斜面、超级抛光端面呈球面的物理接触）8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？层绞式、单位式、骨架式、带状式9、光线的制造分哪几个步骤？I 材料准备与提纯II 制棒III 拉丝、涂覆IV 塑套其中制棒分为：（1）MCVD改进的化学气相沉淀法（2）PCVD等离子化学气相沉淀法10、按材料光纤分几种？同611、无源器件的种类连接器、分路器与耦合器、衰减器、隔离器、滤波器、波分复用器、光开关和调制器等第二章：光纤通信的物理学基础1、通过哪些现象可以证明光具有波动性？光的波动性可以从光的干涉、光的衍射和光的偏振等现象证明2、什么叫光电效应？光电效应具有哪些试验规律？由于光的照射使电子从金属中溢出的现象称为光电效应⑴ 每种金属都有一个确定的截止频率γ0，当入射光的频率低于γ0 时，不论入射光多强，照射时间多长，都不能从金属中释放出电子。
⑵ 对于频率高于γ0的入射光，从金属中释放出的电子的最大动能与入射光的强度无关，只与光的频率有关。
频率越高释放出的电子的动能就越大。
⑶ 对于频率高于γ0的入射光，即使入射光非常微弱，照射后也能立即释放出电子。
光纤通信课后习题答案
光纤通信课后习题答案光纤通信课后习题答案光纤通信作为现代通信技术的重要组成部分，已经在我们的日常生活中扮演着至关重要的角色。
通过光纤传输信息可以实现高速、大容量的数据传输，极大地改善了我们的通信体验。
而在学习光纤通信的过程中，习题是检验我们对知识掌握程度的重要途径。
下面是一些光纤通信课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 什么是光纤通信？光纤通信是一种利用光纤作为传输媒介，使用光信号来传输信息的通信方式。
它通过将信息转换为光信号，并通过光纤进行传输，最后再将光信号转换为电信号，实现信息的传输和接收。
光纤通信具有高速、大容量、低损耗等优点，被广泛应用于电话、互联网、电视等领域。
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来实现光信号的传输。
光信号在光纤中传输时，会一直沿着光纤内壁发生反射，从而避免了光信号的能量损失。
光纤通信系统主要由光源、光纤、光探测器等组成。
光源产生的光信号经过调制后，通过光纤传输到目的地，然后被光探测器接收并转换为电信号。
3. 光纤通信相比于传统通信有哪些优势？光纤通信相比于传统通信具有以下优势：- 高速传输：光信号的传输速度非常快，可以达到光速的30%左右，远远超过了传统的电信号传输速度。
- 大容量传输：光纤通信可以同时传输大量的信息，其传输容量远远超过了传统的铜线通信。
- 低损耗：光信号在光纤中传输时，损耗非常小，可以实现长距离的传输。
- 抗干扰性强：光信号在光纤中传输时，不容易受到外界电磁干扰的影响，保证了通信的稳定性和可靠性。
4. 光纤通信的应用领域有哪些？光纤通信在现代社会的各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：- 电话通信：光纤通信在电话网络中被广泛应用，可以实现高质量、高速度的语音通信。
- 互联网通信：光纤通信是互联网的基础设施之一，可以实现高速、大容量的数据传输，提供了更快速、稳定的网络连接。
- 电视传输：光纤通信在有线电视网络中被广泛应用，可以实现高清晰度、大容量的视频传输。
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。
光纤通信阶段作业
一、单项选择题（共20道小题，共100.0分）1.目前光纤通信的长波长低损耗工作窗口是1310nm和 A nm。
A. 1550B. 1480C. 980D. 15102. 光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、___C_______μm。
A. 1560B. 1550C. 1.55D. 1.513. 渐变型光纤是指_____B______是渐变的。
A. 纤芯和包层的折射率B. 纤芯的折射率C. 包层的折射率D. 模式数量4. 当光纤纤芯的折射率与包层的折射率 C 时，称为弱导波光纤。
A. 差2倍B. 相差很大C. 差别极小D. 相等5.在阶跃型光纤中，导波的特性参数有 D 。
A.B.C.D.6.阶跃型光纤中的主模是 B ，其截止时归一化频率为。
A.B.C.D.7. 在子午面上的光射线在一个周期内和该平面中心轴交叉两次，这种射线被称为 B 。
A. 反射线B. 子午线C. 斜射线D. 折射线8. 阶跃型光纤中数值孔径的计算式为____C________________。
A.B.C.D.9. 渐变型光纤子午线的轨迹方程受纤芯的折射率分布、___A________和___________因素的影响。
A. 光线入射点处的折射率、光线入射点处的轴向角B. 光线入射点处的折射率、光线入射点处的半径C. 光线入射点处的轴向角、光线入射点处的N0D. 光线入射点处的轴向角、纤芯和包层发生全反射的入射角10. 渐变指数 A 的折射指数分布光纤为多模渐变型光纤的最佳折射指数分布形式。
A. 2B. ∞C. 1D. 311. 渐变型光纤的最佳折射指数分布是指___D_______型折射指数分布。
A. 立方B. 线C. 常数D. 平方12. 利用一段____D_______光纤可以消除光纤中由于色散的存在使得光脉冲信号发生的展宽和畸变。
A. 色散位移单模光纤B. 非零色散光纤C. 色散平台光纤D. 色散补偿光纤13. 色散位移单模光纤是将零色散点从______B_____移到___________处的光纤。
光纤通信作业参考
第二章作业2.1什么是振动模式？什么是波动模式？它们之间有什么区别和联系？解：稳定的横向振荡条件2dkn cos0-2©-2©=2m兀。
由于m不同，横向谐振0i23（驻波）状态不同，即横向振动的场分量不同，即波腹数不同。
把同一系统的不同的横向谐振状态称为振动模式。
在波导中横向的振动（驻波）将以波动方式沿z轴传播，形成导波，不同的m称为不同的波动模式，同样称为模式。
不同的波动模式横向场（驻波）分布不同。
同时由于k不同，B二k也不同，即不同的波xz 动模式有不同的传输常数，也即有不同的传输速度v。
2.2如果介质平板波导的y方向也受到限制，例如，该方向存在两个垂直介质平板的边界，相距为w，并且在该界面上也满足全反射条件。
试问介质平板波段中的模式会有什么变化（定性分析）？解：光波在x方向受到限制，则x方向光波满足驻波条件2dk-2©-2©二2m兀x23，光波在y方向受到限制，则y方向光波满足驻波条件2叭-2©2-2©3-2加，n取m取正整数；正整数。
我们用两个正整数描述横向（x,y）驻波条件也即横向场分布特点。
2.3为什么把波导的特征方程称作色散方程？它与光纤的色散有什么关系？解：在波导中，不同的波动模式横向场（驻波）分布不同。
同时由于k不同，B二kxz也不同，即不同的波动模式有不同的传输常数，也即有不同的传输速度v。
把波导的特征方程称作色散方程。
光纤中除了有波导色散之外，还有模式色散、材料色散。
对于单模光纤，还可能有偏振模色散。
2.4介质波导与金属波导截止的含义有什么不同？解：介质波导的截止条件w二0，包层出现辐射模。
金属波导的截止条件0=0。
2.5假设一点光源发出理想的圆锥形光束如图2.13所示，其开角为0=40，并设光束截面上光强均匀分布。
（注：这不是真实情况）。
设该光束与一段均匀光纤耦合，光纤与光束共轴，光纤端面与光纤轴垂直，光源距光纤端面距离为100卩m。
光纤通信作业
光纤通信技术与发展前景光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。
随着科技的发展，越来越多的先进技术产生并应用到光纤通信中。
光纤通信最新技术，其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
下面简单的介绍几种光通信技术及其应用前景。
一相干光通信相干检测原理：光接收机接收的信号光和本地振荡器产生的本振光经混频后，由光检测器检测，经处理后，以基带信号的形式输出。
相干光通信系统由光发射机、光纤和光接收机组成。
1．光发射机光发射机:由光频振荡器发出相干性很好的光载波，通过调制器调制后，变成受数字信号控制的已调光波，并经光匹配器后输出，这里光匹配器有两个作用：一是使从调制器输出已调光波的空间复数振幅分布和单模光纤的基模有最好的匹配；二是保证已调光波的偏振态和单模光纤的本振偏振态相匹配。
自动频率控制用于对光频振荡器的输出光信号进行稳频。
（1）调制方式相干光通信系统中，光发射机中的光调制器根据调制方式的不同，可分为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）3种形式，1）幅移键控（ASK）光载波的频率和相位为常数，用数字信号去调制光载波的幅度，称为幅移键控ASK。
ASK相干通信系统必须采用外调制器来实现，这样只有输出光信号的幅度随基带信号而变化，而相位保持不变。
如果采用直接光强调制，幅度变化将引起相位变化。
2）频移键控（FSK）光载波的相位和幅度为常数，用数字信号去调制光载波的频率，称为频移键控FSK。
对应二进制调制信号，传输“0”码和传输“1”码时，分别用不同的频率表示。
3）相移键控（PSK）光载波的幅度和频率为常数，用数字信号去调制光载波的相位，称为相移键控PSK。
传输“0”码和传输“1”码时，分别用两个不同相位（通常相差π）表示。
光纤通信大作业
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，不可能总是采⽤敷设新光纤的⽅式来扩容，事实上，在⼯程之初也很难预测⽇益增长的业务需要和规划应该敷设的光纤数。
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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。
RZ码：B（bit/s）＝Bc（Hz）
NRZ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：
2、有一个双异质结InGaAsP —LED ，中心发光波长为1310nm ，其材料的辐射复合率为50ns ，非辐射复合率为70ns 。
试计算：
(a) 发光时的内量子效率ηint ；
(b) 设驱动电流为100mA ，计算该LED 的内部发光功率；
(c) 若该LED 芯片与多模光纤的直接耦合效率为-14dB ，计算入纤的光功率大小。
解：
int int int 11
0.58350
1170
(/)(
)55.290.0455.29 2.2rr
nr
e ext hcI
P q I mw q P mw
ηττηωηληη=
=
=++
=====⨯= in int (a)由式（3.1.14）得
(b)由式（3.2.1）得
(c)由式（3.2.2）得
3、已知一弱导波阶跃型光纤，纤芯和包层的折射率分别为n 1＝1.5，n 2＝1.45，纤芯半径a ＝4μm ，λ＝1.31μm ，L ＝1km 。
计算： （1） 光纤的数值孔径； （2） 光纤的归一化频率； （3） 光纤中传输的模数量； （4） 光纤的最大时延差。
解：（1）NA ＝sin θmax ＝（n 21－n 22）1/2＝0.38 （2）
12224()1.31()
7.37
V n m m π
π
λ
λ
π
μμ==
=
⨯=（3）M ＝V 2/2＝7.372/2＝27 （4）
1max 2
2
1221
55
2.5.260.032821.50.03281(k )310(k /)
0.016410ns n L
C
n n n m m s s τ-⨯∆⨯∆=-∆==⨯⨯⨯⨯ （）式＝＝（）＝16.4
1max 221221
55 2.5.260.032821.50.03281(k )310(k /)0.016410ns
n L C n n n m m s s τ-⨯∆⨯∆=-∆==⨯⨯⨯⨯ （）式＝＝（）
＝16.4
4、有一个波长为1310nm LED ，其谱宽45 nm 。
则光纤材料色散造成的单位长度脉冲展宽是多少?若是谱宽为2 nm 的LD ，则脉冲展宽又是多少? 解：由式（2.4.13）得
0 1.273122(1)122(1) 3.4/.1.31
M D ps nm km λλ=-=-=
代入式（2.4.28）得到LED 脉冲展宽：
3.4(/)1()45()155LED D L ps nm km km nm ps τλ∆=⋅⋅∆=⋅⨯⨯= 同理得到LD 脉冲展宽：
3.4(/)1()2() 6.8LD D L ps nm km km nm ps τλ∆=⋅⋅∆=⋅⨯⨯=
5、有一个PIN 光电二极管，其η=O.9，λ=1300 nm ，入射光功率P 0=-37 dBm 。
计算：
(a)光电流大小；
(b)当负载电阻R L 等于50Ω，1000Ω及lOM Ω时的输出电压。
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。