《光纖通信》習(xí)題解答

1、第1章1. 光通信的優(yōu)缺點(diǎn)各是什么？答：優(yōu)點(diǎn)有：通信容量大；傳輸距離長(zhǎng)；抗電磁干擾；抗噪聲干擾；適應(yīng)環(huán)境；重量輕、安全、易敷設(shè)；保密；壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：接口昂貴；強(qiáng)度差；不能傳送電力；需要專用的工具、設(shè)備以及培訓(xùn)；未經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的檢驗(yàn)。2. 光通信系統(tǒng)由哪幾部分組成，各部分功能是什么？答：通信鏈路中最基本的三個(gè)組成部分是光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)和光纖鏈路。各部分的功能參見(jiàn)1.3節(jié)。3. 假設(shè)數(shù)字通信系統(tǒng)能夠在載波頻率1%的比特率下工作，試問(wèn)在5GHz的微波載波和1.55m的光載波上能傳輸多少路64kb/s的音頻信道？答：5GHz×1/64k781路 （3×108/1.55×1

2、0-6）×1/64k3×107路4. SDH體制有什么優(yōu)點(diǎn)？答：主要為字節(jié)間插同步復(fù)用、安排有開(kāi)銷字節(jié)用于性能監(jiān)控與網(wǎng)絡(luò)管理，因此更加適合高速光纖線路傳輸。5. 簡(jiǎn)述未來(lái)光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)。答：未來(lái)光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)為全光網(wǎng)，關(guān)鍵技術(shù)為多波長(zhǎng)傳輸和波長(zhǎng)交換技術(shù)。6. 簡(jiǎn)述WDM的概念。答：WDM的基本思想是將工作波長(zhǎng)略微不同，各自攜帶了不同信息的多個(gè)光源發(fā)出的光信號(hào)，一起注入同一根光纖，進(jìn)行傳輸。這樣就充分利用光纖的巨大帶寬資源，可以同時(shí)傳輸多種不同類型的信號(hào)，節(jié)約線路投資，降低器件的超高速要求。7. 解釋光纖通信為何越來(lái)越多的采用WDM+EDFA方式。答：WDM波分

3、復(fù)用技術(shù)是光纖擴(kuò)容的首選方案，由于每一路系統(tǒng)的工作速率為原來(lái)的1/N，因而對(duì)光和電器件的工作速度要求降低了，WDM合波器和分波器的技術(shù)與價(jià)格相比其他復(fù)用方式如OTDM等，有很大優(yōu)勢(shì)；另一方面，光纖放大器EDFA的使用使得中繼器的價(jià)格和數(shù)量下降，采用一個(gè)光放大器可以同時(shí)放大多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)，使波分復(fù)用（WDM）的實(shí)現(xiàn)成為可能，因而WDMEDFA方式是目前光纖通信系統(tǒng)的主流方案。8. WDM光傳送網(wǎng)絡(luò)（OTN）的優(yōu)點(diǎn)是什么？答： （1）可以極大地提高光纖的傳輸容量和節(jié)點(diǎn)的吞吐量，適應(yīng)未來(lái)高速寬帶通信網(wǎng)的要求。（2）OXC和OADM對(duì)信號(hào)的速率和格式透明，可以建立一個(gè)支持多種電通信格式的、透明的光傳送平

4、臺(tái)。（3）以波長(zhǎng)路由為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)和故障的自動(dòng)恢復(fù)，構(gòu)成具有高度靈活性和生存性的光傳送網(wǎng)。第二章1. 光波從空氣中以角度1=330投射到平板玻璃表面上，這里的1是入射光線與玻璃表面之間的夾角，根據(jù)投射到玻璃表面的角度，光束部分被反射，另一部分發(fā)生折射。如果折射光束和反射光束之間的夾角正好為900，請(qǐng)問(wèn)玻璃的折射率等于多少？這種玻璃的臨界角又為多少？解： 入射光束與玻璃表面的法線角度（即入射角）=90-33=57度。則反射角r=，折射角2=180-90-57=33度，假設(shè)空氣的折射率為n1=1，由折射定理n1sin=n2sin2 得到玻璃的折射率為 n2=n1sin/ sin2 =

5、 1.54全反射發(fā)生在從玻璃射向空氣的時(shí)候，此時(shí)c=sin-1(n1/n2)=40.49度。2. 計(jì)算n1=1.48及n2=1.46的階躍折射率光纖的數(shù)值孔徑。如果光纖端面外介質(zhì)折射率n=1.00，則允許的最大入射角max為多少？解：NA= 0.2425最大入射角max=arcsin（）=14.03度3. 弱導(dǎo)波階躍光纖纖芯和包層折射率指數(shù)分別為n1=1.5，n2=1.45，試計(jì)算：（1） 纖芯和包層的相對(duì)折射指數(shù)差。（2） 光纖的數(shù)值孔徑NA。解：（1）= 0.0328 （2）NA= 0.38414. 已知階躍光纖纖芯的折射率為n1=1.5，相對(duì)折射指數(shù)差=0.01，纖芯半徑a=25m，若0

6、=1m，計(jì)算光纖的歸一化頻率V及其中傳播的模數(shù)量M。解：=2×25m/1m×（2×1.52×0.01）0.5= 33.3216 模數(shù)量=5555. 一根數(shù)值孔徑為0.20的階躍折射率多模光纖在850nm波長(zhǎng)上可以支持1000個(gè)左右的傳播模式。試問(wèn)：（a） 其纖芯直徑為多少？（b） 在1310nm波長(zhǎng)上可以支持多少個(gè)模式？（c） 在1550nm波長(zhǎng)上可以支持多少個(gè)模式？解：（a），而從而得到纖芯半徑：a=V/（）=30.25m，則直徑為60.5m（b），與波長(zhǎng)的平方成反比因此在1310nm上的模式數(shù)為M=（850/1310）2×1000=421

7、（c）在1550nm上的模式數(shù)為M=（850/1550）2×1000=3006. 纖芯折射指數(shù)為n1=1.5，長(zhǎng)度未知的弱導(dǎo)波光纖傳輸脈沖重復(fù)頻率f0=8MHz的光脈沖，經(jīng)過(guò)該光纖后，信號(hào)延遲半個(gè)脈沖周期，試估算光纖的長(zhǎng)度L。解：脈沖周期T=1/ f0=1.25×10-4 s。 路徑最短的光通過(guò)光纖的時(shí)間為=T/20.625×10-4 s從而解得：L= 12.5 km7. 階躍型光纖，若n1=1.5，0=1.31m，（1） =0.25，為保證單模傳輸，光纖纖芯半徑a應(yīng)取多大？（2） 若取芯徑a=5m，保證單模傳輸時(shí)，應(yīng)怎樣選擇？解：（1）單模傳輸要求 解得到 0.

8、4727m（3） 同樣用 得到 0.00228. 漸變型光纖的折射指數(shù)分布為求光纖的本地?cái)?shù)值孔徑。解：n2=n(0)1-21/2 NA 9. 某光纖在1300nm處的損耗為0.6dB/km，在1550nm波長(zhǎng)處的損耗為0.3dB/km。假設(shè)下面兩種光信號(hào)同時(shí)進(jìn)入光纖：1300nm波長(zhǎng)的150W的光信號(hào)和1550nm波長(zhǎng)的100W的光信號(hào)，試問(wèn)這兩種光信號(hào)在8km和20km處的功率各是多少？以W為單位。解： 因此 將數(shù)值代入可得到：對(duì)1310nm、150W的光信號(hào)，在8km和20km處的功率分別為49.67W和9.46W；對(duì)1550nm波長(zhǎng)的100W的光信號(hào)，在8km和20km處的功率分別為57

9、.54W和25.12W。10. 一段12km長(zhǎng)的光纖線路，其損耗為1.5dB/km；（a） 如果在接收端保持0.3W的接收光功率，則發(fā)送端的功率至少為多少？（b） 如果光纖的損耗變?yōu)?.5dB/km，則所需的輸入光功率為多少？解：（a）利用 ，得到=18.93W （b） ，得到 =30018.93W11. 考慮一段由階躍折射率光纖構(gòu)成的5km長(zhǎng)的光纖鏈路，纖芯折射率n1=1.49，相對(duì)折射率差=0.01：（a） 求接收端最快和最慢的模式之間的時(shí)間差；（b） 求由模式色散導(dǎo)致的均方根脈沖展寬；（c） 假設(shè)最大比特率就等于帶寬，則此光纖的帶寬距離積是多少？解：（a）=5*1.49*0.01/3*1

10、05=2.48×10-7 s （b）均方根脈沖展寬就是最快和最慢的模式之間的時(shí)延差，即2.48×10-7 s （c）帶寬距離積為10（Mb/s）km12. 考慮10km長(zhǎng)，NA=0.30的多模階躍折射率光纖。如果纖芯折射率為1.45，計(jì)算光纖帶寬。解：最大帶寬距離積為，而NA=，將以上數(shù)據(jù)帶入可得到B=483.3kHz。13. 考慮10km長(zhǎng)，NA=0.30的多模階躍折射率光纖。如果纖芯折射率為1.45，計(jì)算光纖帶寬。解：最大帶寬距離積為，而NA=，將以上數(shù)據(jù)帶入可得到B=483.3kHz。14. 某工程師想測(cè)量一根1895m長(zhǎng)的光纖在波長(zhǎng)1310nm上的損耗，唯一可用的儀

11、器是光檢測(cè)器，它的輸出讀數(shù)的單位是伏特。利用這個(gè)儀器，使用截?cái)喾y(cè)量損耗，該工程師測(cè)量得到光纖遠(yuǎn)端的光電二極管的輸出電壓是3.31V，在離光源2m處截?cái)喙饫w后測(cè)量得到光檢測(cè)器的輸出電壓是3.78V，試求光纖的損耗是多少dB/km？解：光檢測(cè)器輸出電壓與光功率成正比。因此 0.3046 dB/km。14. 根據(jù)光纖損耗測(cè)量中截?cái)喾ㄋ罁?jù)的公式，要測(cè)量的功率正比于光檢測(cè)器的輸出電壓。如果兩次功率測(cè)量時(shí)電壓讀數(shù)相差±0.1%，則損耗精度的偏差有多大？若要獲得優(yōu)于±0.05dB/km的靈敏度，光纖至少應(yīng)有多長(zhǎng)？解： 10×(±0.1%)=±1%(dB/

12、km) 光纖至少5Km。15.現(xiàn)已測(cè)得光纖的色散系數(shù)為120ps/（nm·km），當(dāng)光源譜寬是2.5nm時(shí)，此時(shí)單位長(zhǎng)度光纖的3dB帶寬有多寬？解：根據(jù)公式 將數(shù)據(jù)代入得到B=1.47GHz。16. 將3根500m長(zhǎng)的光纖有序地連接在一起，然后使用OTDR測(cè)量這段光纖的損耗，得到的數(shù)據(jù)如圖所示。這三段光纖的損耗分別是多少dB/km？接頭損耗是多少dB？第二段和第三段光纖接頭處接頭損耗較大的原因是什么？解：（1）根據(jù)光纖的損耗P(L)=P(0)可知，p1、p2的值由圖給出如下：第一段P1(L=0)和P2(L=2×0.5km)讀數(shù)分別是70 和30；第二段P1(L=1km)和P

13、2(L=2km)讀數(shù)分別是30 和10；第三段P1(L=2km)和P2(L=3km)讀數(shù)分別是7 和1.9；第一個(gè)接頭損耗：4.1第二個(gè)接頭損耗：5.1（2）第二段和第三段光纖的模場(chǎng)直徑MFD不一樣。17. 如果使用OTDR將光纖故障定位在真實(shí)位置±0.5m范圍內(nèi)，試證明光脈沖的寬度應(yīng)不大于5ns。解： 得到=5 ns18.H（f）的高斯近似表達(dá)式為：至少對(duì)幅度為峰值75%的頻域內(nèi)的點(diǎn)是精確的。利用這個(gè)關(guān)系式，分別畫(huà)出光纖脈沖響應(yīng)的rms脈沖全寬2等于2.0，1.0和0.5ns時(shí)的P（f）/P（0）與頻率的關(guān)系曲線，頻率范圍是01000MHz。這些光纖的3dB帶寬分別是多少？解： 從

14、圖中可以得到，這些光纖的3dB帶寬分別是 182.6MHz，371.54 MHz，749.89 MHz第3章 光源和光檢測(cè)原來(lái)書(shū)上第3章的題目1. 計(jì)算一個(gè)波長(zhǎng)為=1m的光子能量，分別對(duì)1MHz和100MHz的無(wú)線電波做同樣的計(jì)算。 解：光子的能量E=焦耳。 對(duì)1MHz的無(wú)線電波E=hf= 6.63×10-34×106=6.63×10-28焦耳。 100MHz， E=hf= 6.63×10-34×108=6.63×10-26焦耳。2. 太陽(yáng)向地球輻射的光波，設(shè)其平均波長(zhǎng)=0.7m，射到地球外面大氣層的光強(qiáng)大約為I=0.14W/cm2。

15、如果恰好在大氣層外放一個(gè)太陽(yáng)能電池，試計(jì)算每秒鐘到達(dá)太陽(yáng)能電池上每平方米板上的光子數(shù)。解：波長(zhǎng)=0.7m的光子的能量為：E=28.414×10-20焦耳每平方米的太陽(yáng)能電池的光強(qiáng)為 I=1400W=1400焦耳/秒則每秒鐘到達(dá)太陽(yáng)能電池上每平方米板上的光子數(shù)為I/E=4.927×1021 個(gè)3. 如果激光器在=0.5m上工作，輸出1W的連續(xù)功率，試計(jì)算每秒從激活物質(zhì)的高能級(jí)躍遷到低能級(jí)的粒子數(shù)。解：在=0.5m上出射的光子的能量為：E=39.78×10-20焦耳輸出功率1W=1J/s，即每秒輸出的能量為1J，則光子數(shù)為1/39.78×10-20=2.51

16、38×1018那么每秒從激活物質(zhì)的高能級(jí)躍遷到低能級(jí)的粒子數(shù)等于出射光子數(shù)的一半，即1.2569×1018 4. 光與物質(zhì)間的互作用過(guò)程有哪些？解：在介質(zhì)材料中存在著受激吸收，自發(fā)發(fā)射和受激發(fā)射等三種光與物質(zhì)的相互作用過(guò)程。5. 什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)？什么情況下能實(shí)現(xiàn)光放大？解：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是高能級(jí)上的粒子數(shù)量大于低能級(jí)上的粒子數(shù)的狀態(tài)，是一種非平衡狀態(tài)。 實(shí)現(xiàn)光放大的條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、光學(xué)腔、增益介質(zhì)。6. 什么是激光器的閾值條件。解：當(dāng)注入電流較小時(shí)，激活區(qū)不能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，自發(fā)發(fā)射占主導(dǎo)地位，激光器發(fā)射普通的熒光。隨注入電流量的增加，激活區(qū)里實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，受激輻射占主

17、導(dǎo)地位，但當(dāng)注入電流小于閾值電流時(shí)，諧振腔內(nèi)的增益還不足以克服損耗如介質(zhì)的吸收、鏡面反射不完全等引起的諧振腔的確損耗，不能在腔內(nèi)建立起振蕩，激光器只發(fā)射較強(qiáng)熒光。只有當(dāng)注電流大于閾值電流時(shí)，才能產(chǎn)生功率很強(qiáng)的激光。7. 由表達(dá)式E=hc/，說(shuō)明為什么LED的FWHM功率譜寬在長(zhǎng)波長(zhǎng)中會(huì)變得更寬些。解：由E=hc/可得到， =hc/E； 求關(guān)于光子能量的微分，可以得到 ，則 ，而，通常為，這樣再將E=hc/帶入，得到8. 試畫(huà)出APD雪崩二極管的結(jié)構(gòu)示意圖，并指出高場(chǎng)區(qū)及耗盡區(qū)的范圍。解：見(jiàn)書(shū)中圖。9. 一個(gè)GaAs PIN光電二極管平均每三個(gè)入射光子，產(chǎn)生一個(gè)電子-空穴對(duì)。假設(shè)所有的電子都被收

18、集。a試計(jì)算該器件的量子效率；b當(dāng)在0.8m波段接收功率是10-7W時(shí)，計(jì)算平均輸出光電流；c計(jì)算波長(zhǎng)，當(dāng)這個(gè)光電二極管超過(guò)此波長(zhǎng)時(shí)將停止工作，即長(zhǎng)波長(zhǎng)截止點(diǎn)c。解：a、=1/3=33.3%b、由和可得到 Ip=0.215×10-6 AC、 而=1.424 eV，則波長(zhǎng)截止點(diǎn)c=hc/=0.87m10. 什么是雪崩增益效應(yīng)？解：光生載流子穿過(guò)一個(gè)具有非常高的電場(chǎng)的高場(chǎng)區(qū)。在這個(gè)高場(chǎng)區(qū)，光生電子或空穴可以獲得很高的能量，因此它們高速碰撞在價(jià)帶的電子上使之產(chǎn)生電離，從而激發(fā)出新的電子一空穴對(duì)，這種載流子倍增的機(jī)理稱為碰撞電離。新產(chǎn)生的載流子同樣由電場(chǎng)加速，并獲得足夠的能量從而導(dǎo)致更多的碰

19、撞電離產(chǎn)生，這種現(xiàn)象就是所謂的雪崩效應(yīng)。11. 設(shè)PIN光電二極管的量子效率為80%，計(jì)算在1.3和1.55m波長(zhǎng)時(shí)的響應(yīng)度，說(shuō)明為什么在1.55m光電二極管比較靈敏。解：在1.3和1.55處的響應(yīng)度分別為0.838A/W，0.999 A/W波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低，光子能量越低，對(duì)于同等的入射光功率則光子數(shù)量就越多，則電子-空穴對(duì)也就越多，那么光生電流也就越大。第4章 光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)1. 光接收機(jī)中有哪些噪聲？解：主要有三種。第一種就是熱噪聲信號(hào)，在特定溫度下由電子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，它總是存在的，第二種是散彈（粒）噪聲，是由光子產(chǎn)生光生電流過(guò)程的隨機(jī)特性產(chǎn)生的，即使輸入光功率恒定也存在，散粒噪

20、聲不同于熱噪聲，它不是疊加在光電流上，它作為獨(dú)立的一部分僅僅是產(chǎn)生光電流過(guò)程隨機(jī)性的一種方便的描述。第三種是在光檢測(cè)器之前使用的光放大器產(chǎn)生的放大的自發(fā)輻射噪聲ASE。2. RZ碼和NRZ碼有什么特點(diǎn)？解： NRZ碼與其他格式相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是占據(jù)的頻帶寬度窄，只是RZ碼的一半，缺點(diǎn)是當(dāng)出現(xiàn)長(zhǎng)連“1”，或“0”時(shí)，光脈沖沒(méi)有有和無(wú)的交替變化，這對(duì)于接收時(shí)比特時(shí)種提取是不利的。RZ碼克服了這個(gè)問(wèn)題，解決了連“1”的問(wèn)題有了電平的交替變化，但長(zhǎng)連“0”問(wèn)題仍然存在。3. 通信中常用的線路碼型有哪些？解：4B/5B、8B/10B4. 光源的外調(diào)制都有哪些類型？?jī)?nèi)調(diào)制和外調(diào)制各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？解：目前常

21、用的外調(diào)制器有電折射調(diào)制器、電吸收MQW調(diào)制器、M-Z型調(diào)制器等。內(nèi)調(diào)制優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)：隨著傳輸速率的不斷提高，直接強(qiáng)度調(diào)制帶來(lái)了輸出光脈沖的相位抖動(dòng)即啁啾效應(yīng)，使得光纖的色散增加，限制了容量的提高。外調(diào)制優(yōu)點(diǎn)：可以減小啁啾；缺點(diǎn)：比較復(fù)雜，成本較大5. 假定接收機(jī)工作于1550nm，帶寬為3GHz，前置放大器噪聲系數(shù)為4dB，接收機(jī)負(fù)載為RL=100，溫度T=3000K，量子效率為=1，=1.55/1.24=1.25A/W，Gm=1，試計(jì)算接收機(jī)靈敏度。解：1.9872×10-10 A2 對(duì)于BER=10-7，7； =1=9.7784*10-5 W=9.7784*

22、10-2 mW = -10.0973 dbm6. 在考慮熱噪聲和散彈噪聲的情況下，設(shè)APD的FA(Gm)=Gxm x（0,1），推導(dǎo)APD的Gm的最佳值GOpt，此時(shí)APD接收機(jī)的SNR最大。解：SNR=可見(jiàn)當(dāng)x=0時(shí)，APD的SNR最大。7. 證明對(duì)于OOK直接檢測(cè)接收機(jī)的誤碼率公式： 解：則由BER=1/2+1/2 8. 對(duì)于PIN直接接收機(jī)，假設(shè)熱噪聲是主要噪聲源，且方差由（6.31）給出，對(duì)于誤碼率為10-12，速率為100Mbit/s和1Gbit/s，以每1比特的光子數(shù)表示的接收靈敏度是多少？設(shè)工作波長(zhǎng)為1550nm，響應(yīng)度為1.25A/W。解：，02=熱2，12=熱2+散2， （6

23、.31）而忽略散彈噪聲，有12=02=，誤碼率為10-12，則=7。對(duì)PIN ，=1，則計(jì)算，則=1.1232×109/速率為100Mbit/s時(shí)，M=1.1232×105 速率為1Gbit/s時(shí)，M= 3.5519×1049. 推導(dǎo)（6.34）？10. 推導(dǎo)（6.32）證明：在放大系統(tǒng)中信號(hào)與自發(fā)輻射噪聲差動(dòng)噪聲與其他噪聲相比占主導(dǎo)地位，因此且 ，因此根據(jù)誤碼率公式，以及以上的假設(shè)，則誤碼率為 =， 得證。 11 發(fā)全“0”碼時(shí)的光功率為40W，全“1”碼時(shí)的光功率為100W，若信號(hào)為偽隨機(jī)碼序列，則消光比為多少？解：偽隨機(jī)碼序列，消光比為 EXT=P00/2P

24、T=40/200=20%12已知某光端機(jī)的靈敏度為-40dBm，動(dòng)態(tài)范圍為20dB，若系統(tǒng)能正常工作，則接收的光功率在多少微瓦的范圍之內(nèi)？ 解：Pmin= - 40dbm= 10-4 mW= 0.1 微瓦 Pmax= - 40+20=- 20dbm =10-2 mW =10微瓦則接收的光功率范圍為 0.1微瓦 到10微瓦第5章 無(wú)源光器件1. 光纖的連接損耗有哪些？如何降低連接損耗？解：連接損耗可分為外部損耗和內(nèi)部損耗。外部損耗主要有軸向位移、連接間隔、傾斜位移、截面不平整。內(nèi)部損耗主要是由于光纖的波導(dǎo)特性和幾何特性差異導(dǎo)致的損耗，包括纖芯的直徑、纖芯區(qū)域的橢圓度、光纖的數(shù)值孔徑、折射率剖面等

25、。采用較好的連接方法，改善連接器的性能。2. 試用2×2耦合器構(gòu)成一個(gè)8×8空分開(kāi)關(guān)陣列，畫(huà)出連接圖和輸入輸出端口信號(hào)間流向，計(jì)算所需開(kāi)關(guān)數(shù)。解：1123456781213415162171821需開(kāi)關(guān)數(shù)12個(gè)。3. 討論圖5.22所示平面陣列波導(dǎo)光柵的設(shè)計(jì)思想和方法。解：設(shè)計(jì)思想：將同一輸入信號(hào)分成若干路分別經(jīng)歷不同的相移后又將它們合在一起輸出； 設(shè)計(jì)方法：將N個(gè)輸入波導(dǎo)和N個(gè)輸出波導(dǎo)，二個(gè)聚焦平面波導(dǎo)（星型耦合器）和通道陣列波導(dǎo)，集成在單一襯底上。使得輸入輸出波導(dǎo)的位置和陣列波導(dǎo)的位置滿足羅蘭圓規(guī)則。 4. 簡(jiǎn)述光耦合器和WDM分波器有什么不同。解：在寬帶光纖耦合器中，

26、通常通過(guò)改變?nèi)廴诶F工藝，使耦合器輸出端口的分光比不受波長(zhǎng)的影響。相反，在WDM器件中則改變?nèi)廴诶F工藝，使分光比隨波長(zhǎng)急劇變化。5. 光濾波器有哪些種類，濾波器應(yīng)用在什么場(chǎng)合？解：光濾波器主要有F-P腔濾波器、M-Z干涉濾波器、陣列波導(dǎo)光柵濾波器、聲光可調(diào)濾波器，光纖光柵濾波器。 光濾波器用于濾出特定波長(zhǎng)的光信號(hào)。6. 光開(kāi)關(guān)有哪些性能參數(shù)，在光纖通信中有什么作用？解：光開(kāi)關(guān)的性能參數(shù)主要有開(kāi)關(guān)時(shí)間、通斷消光比、插入損耗、串?dāng)_、偏振依賴損耗； 光開(kāi)關(guān)在光纖通信技術(shù)中作光路切換之用，如系統(tǒng)的主備切換等。它是光交換的關(guān)鍵器件，在光網(wǎng)絡(luò)中有許多應(yīng)用場(chǎng)合。 7. 簡(jiǎn)述F-P腔可調(diào)諧濾波器的工作原理。

27、解：F-P腔型濾波器的主體是F-P諧振腔，是由一對(duì)高度平行的高反射率鏡面構(gòu)成的腔體，當(dāng)入射光波的波長(zhǎng)為腔長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)光波可形成穩(wěn)定振蕩，輸出光波之間會(huì)產(chǎn)生多光束干涉，最后輸出等間隔的梳狀波形。通過(guò)改變腔長(zhǎng)L或腔內(nèi)的折射率n來(lái)改變?yōu)V波器的中心波長(zhǎng)。 8. 討論光纖光柵在光通信中的應(yīng)用。解：光纖光柵的應(yīng)用范圍有光纖激光器、WDM合/分波器、超高速系統(tǒng)中的色散補(bǔ)償器、固定或可調(diào)濾波器、光纖放大器、光纖光柵全光分插復(fù)用器等。9. NLOM是否可作光開(kāi)關(guān)？解：可以。改變環(huán)的長(zhǎng)度或光波的波長(zhǎng)，使來(lái)自傳輸光纖的光波與繞環(huán)后的光波之間產(chǎn)生相移，兩者之間產(chǎn)生相長(zhǎng)和相消，達(dá)到開(kāi)和關(guān)的作用。第6章 光放大器1. 光

28、放大器包括哪些種類，簡(jiǎn)述它們的原理和特點(diǎn)，EDFA有哪些優(yōu)點(diǎn)。解：摻餌光纖放大器EDFA，原理：在制造光纖過(guò)程中，向其摻入一定量的三價(jià)餌離子，利用餌離子的三能級(jí)系統(tǒng)，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)入射光近來(lái)時(shí)，由受激輻射產(chǎn)生光放大，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)光在摻鉺光纖的傳輸過(guò)程中不斷被放大的功能。優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)移效率高、放大的譜寬適合于WDM光纖通信、具有較高的飽和輸出光功率、動(dòng)態(tài)范圍大、噪聲指數(shù)小、與光纖的耦合損耗小、增益穩(wěn)定性好、增益時(shí)間常數(shù)較大；缺點(diǎn)：存在ASE噪聲、串?dāng)_、增益飽和等問(wèn)題。受激拉曼光纖放大器，原理：利用光纖媒質(zhì)中傳輸高功率信號(hào)時(shí)發(fā)生的非線性相互作用-拉曼效應(yīng)，頻率為p和as的泵浦光和信號(hào)光通過(guò)WDM合波

29、器輸入至光纖，當(dāng)這兩束光在光纖中一起傳輸時(shí)，泵浦光的能量通過(guò)受激拉曼散射轉(zhuǎn)移給信號(hào)光，使信號(hào)光得到放大。特點(diǎn)：不需要粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，能夠提供整個(gè)波段的光放大，主要問(wèn)題在于所需泵浦的種類。受激布里淵光纖放大器，原理：利用強(qiáng)激光與光纖中的彈性聲波場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的后向散射光來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的放大。其主要特點(diǎn)是高增益、低噪聲、窄小帶寬。半導(dǎo)體光放大器，原理：采用正向偏置的PN結(jié)，對(duì)其進(jìn)行電流注入，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，利用受激輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光功率的放大。特點(diǎn)：小型化的半導(dǎo)體器件，易于和其他器件集成；與偏振有關(guān)；具有大的帶寬；但由于非線性現(xiàn)象(四波混頻)，SOA的噪聲指數(shù)高，串?dāng)_電平高。2. EDFA的泵浦方

30、式有哪些，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？解：EDFA常用的結(jié)構(gòu)有三種，即同向泵浦、反向泵浦和雙向泵浦。同向泵浦：優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)成簡(jiǎn)單，噪聲低， 信號(hào)一進(jìn)入光纖即得到較強(qiáng)的放大；缺點(diǎn)是由于吸收，泵浦光將沿光纖長(zhǎng)度而衰減。反向泵浦：優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)光信號(hào)放大到很強(qiáng)的時(shí)候，泵浦光也強(qiáng)，不易達(dá)到飽和，從而獲得較高增益。雙向泵浦：結(jié)合了同向泵浦和反向泵浦的優(yōu)點(diǎn)，使泵浦光在光纖中均勻分布，從而使其增益在光纖中也均勻分布。3. 一個(gè)EDFA功率放大器，波長(zhǎng)為1542nm的輸入信號(hào)功率為2dBm，得到的輸出功率為Pout=27dBm，求放大器的增益。解：放大器在1542nm處的增益為10log（Pout/Pin）=11.3dB。 4.

31、簡(jiǎn)述SBA與SRA間的區(qū)別，為什么在SBA中信號(hào)與泵浦光必定反向傳輸。解： SRA是靠非線性介質(zhì)的受激散射，一個(gè)入射泵浦光子通過(guò)非彈性散射轉(zhuǎn)移其部分能量，產(chǎn)生另一個(gè)低能和低頻光子，稱為斯托克斯頻移光，而剩余的能量被介質(zhì)以分子振動(dòng)(光學(xué)聲子)的形式吸收，完成振動(dòng)態(tài)之間的躍遷。而SBA是泵浦光被注入光纖傳輸時(shí)，由于光波與晶體結(jié)構(gòu)互作用產(chǎn)生一個(gè)聲振動(dòng)，同時(shí)光波被散射，在入射光的反方向上產(chǎn)生最大的散射頻移和散射光強(qiáng)。SBA中由于除了滿足能量守恒定理外，還要滿足動(dòng)量守恒定理（或相位匹配條件），當(dāng)散射光與入射光夾角為180度時(shí)得到最大的散射頻移和散射光強(qiáng)。因此，在SBA中信號(hào)與泵浦光必定反向傳輸。5. 一

32、個(gè)長(zhǎng)250m的半導(dǎo)體激光器做F-P放大器，有源區(qū)折射率為4，則放大器通帶帶寬是多少？解：=（3×108）/（2×4×250×10-6）=0.15GHz6. EDFA在光纖通信系統(tǒng)中應(yīng)用形式有哪些？解：主要有1）在寬帶光波分配系統(tǒng)中的應(yīng)用；2）作前置放大器，3）作功率放大器；4）作線路放大器。7. EDFA的主要性能指標(biāo)有哪些，說(shuō)明其含義。解：增益，是輸出光功率與輸入光功率的比值（dB為單位）。增益帶寬，是放大器放大信號(hào)的有效頻率范圍。增益飽和，一般情況下輸入信號(hào)應(yīng)該足夠大，以便能引起放大器的飽和增益。增益飽和時(shí)增益隨信號(hào)功率增加而減小。增益波動(dòng)，是增益帶

33、寬內(nèi)的增益變化范圍（以dB為單位）。噪聲，EDFA的噪聲主要有信號(hào)光的散射噪聲，ASE噪聲，以及信號(hào)-ASE，ASE-ASE差拍噪聲等。 8. 分別敘述光放大器在四種應(yīng)用場(chǎng)合時(shí)各自的要求是什么？解：在線放大器：用在線放大器代替光電光混合中繼器。要求：光纖色散和放大器自發(fā)輻射噪聲累積尚未使系統(tǒng)性能惡化到不能工作時(shí)，且需要考慮光學(xué)濾波和隔離等問(wèn)題/ 后置放大器：是將光放大器接在光發(fā)送機(jī)后以提高光發(fā)送機(jī)的發(fā)送功率，增加傳輸距離，要求：需要考慮最大飽和輸出功率，而對(duì)絕對(duì)增益和噪聲系數(shù)的要求則要低一點(diǎn)。前置放大器：將光放大器接在光接收機(jī)前，以提高接收功率和信噪比。要求：前置放大器其主要的品質(zhì)因數(shù)是高增益

34、和低噪聲，由于接收機(jī)靈敏度主要受限于光放大器的噪聲而不是接收機(jī)本身的熱噪聲，因此對(duì)前置放大器的噪聲系數(shù)有極為苛刻的要求。功率補(bǔ)償放大器：將光放大器用于補(bǔ)償局域網(wǎng)中的分配損耗，以增大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)。還可以將光放大器用于光子交換系統(tǒng)等多種場(chǎng)合。9. 敘述SOAXGM波長(zhǎng)變換的原理？解： CW探測(cè)波(s)和泵浦波(p)經(jīng)耦合器注入SOA，SOA對(duì)入射光功率存在增益飽和特性。因而當(dāng)有調(diào)制信息（“1”或“0”）的泵浦波注入SOA時(shí)，此時(shí)，泵浦信號(hào)將調(diào)制SOA的載流子密度，從而調(diào)制增益（“無(wú)”或“有”），同時(shí)，注入的CW探測(cè)波的強(qiáng)度變化也受增益變化影響而按泵浦信號(hào)的調(diào)制規(guī)律變化，用帶通濾波器取出變換后的s信號(hào)

35、，即可實(shí)現(xiàn)從p到s的波長(zhǎng)變換。第7章 光纖通信系統(tǒng)及設(shè)計(jì)1 商業(yè)級(jí)寬帶接收機(jī)的等效電阻為Req=75。當(dāng)Req=75時(shí)，保持發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的參數(shù)和圖7.5的例子相同，在接收機(jī)光功率范圍為0-16dBm時(shí)計(jì)算總載噪比，并畫(huà)出相應(yīng)的曲線，如同7.2.2節(jié)的推導(dǎo)一樣，推出其載噪比的極限表達(dá)式。證明當(dāng)Req=75時(shí)，在任何接收光功率電平下，熱噪聲都超過(guò)量子噪聲而成為起決定作用的噪聲因素。解：利用 以及相關(guān)參數(shù)，m=0.25，RIN=-143dB/Hz，R=0.6A/W，B=10MHz，ID=10nA，Req=75，F(xiàn)t=3dB；G=1，=1.6*10-19C; 玻爾茲曼常數(shù) k= 1.3806503

36、× 10-23 m2 kg s-2 K-1, 設(shè)定溫度為300K計(jì)算總載噪比，并畫(huà)出相應(yīng)的曲線如下圖。（注意計(jì)算過(guò)程中單位的統(tǒng)一，以及RIN和 Ft在計(jì)算過(guò)程中db要轉(zhuǎn)化為絕對(duì)單位）。載噪比的極限表達(dá)式同7.2.4節(jié)的推導(dǎo)，將參數(shù)代入即可。 在Req=75時(shí)，計(jì)算三種噪聲極限下的載噪比并畫(huà)圖如下圖，可見(jiàn)在任何接收光功率電平下，熱噪聲都超過(guò)量子噪聲而成為起決定作用的噪聲因素。（也可以通過(guò)計(jì)算比較兩種噪聲的大小得到結(jié)論）。2 假設(shè)一個(gè)SCM系統(tǒng)有120個(gè)信道，每個(gè)信道的調(diào)制指數(shù)為2.3%，鏈路包括一根損耗為1dB/km的12km長(zhǎng)的單模光纖，每端有一個(gè)損耗為0.5dB的連接器；激光光源耦

37、合進(jìn)光纖的功率為2mW，光源的RIN=-135dB/Hz；pin光電二極管接收機(jī)的響應(yīng)度為0.6A/W，B=5GHz，ID=10nA，Req=50，F(xiàn)t=3dB，試求本系統(tǒng)的載噪比。解：m=mcN0.5=0.023（120）0.5=0.252。 計(jì)算接收光功率：Ps-Pr=20.5+112=13dB，而Ps=2mW=3dBm，所以Pr= -10dBm；代入公式計(jì)算載噪比為 14.594dB。3 如果題3中的pin光電二極管用一個(gè)G=10和F（G）=G0.7的InGaAs雪崩光電二極管替代，那么系統(tǒng)的載噪比又是多少？解：即計(jì)算公式中的 G=10，=100.7+2，代入計(jì)算公式得到：載噪比為 23

38、.421dB。4 假設(shè)一個(gè)有32個(gè)信道的FDM系統(tǒng)，每個(gè)信道的調(diào)制指數(shù)為4.4%，若RIN=-135dB/Hz，假定pin光電二極管接收機(jī)的響應(yīng)度為0.6A/W，B=5GHz，ID=10nA，Req=50，F(xiàn)t=3dB。（a） 若接收光功率為-10dBm，試求這個(gè)鏈路的載噪比；（b） 若每個(gè)信道的調(diào)制指數(shù)增加到7%，接收光功率減少到-13dBm，試求這個(gè)鏈路的載噪比。解：m=mcN0.5=0.044（32）0.5=0.2489。（a） 代入計(jì)算公式得到鏈路的載噪比為14.486dB。（b） m=mcN0.5=0.07（32）0.5=0.396，接收光功率為-13dBm，代入計(jì)算公式得到鏈路的載

39、噪比為13.072 dB。5 已知一個(gè)565Mbit/s單模光纖傳輸系統(tǒng)，其系統(tǒng)總體要求如下：（1）光纖通信系統(tǒng)光纖損耗為0.1dB/km，有5個(gè)接頭，平均每個(gè)接頭損耗為0.2dB，光源的入纖功率為-3dBm，接收機(jī)靈敏度為-56dBm（BER=10-10）。（2）光纖線路上的線路碼型是5B6B，光纖的色散系數(shù)為2ps/（kmnm），光源光譜寬度1.8nm，求：最大中繼距離為多少？注：設(shè)計(jì)中選取色散代價(jià)為1dB，光連接器損耗為1dB（發(fā)送和接收端個(gè)一個(gè)），光纖富余度為0.1dB/km，設(shè)備富余度為5.5dB。解：功率限制中繼距離為：-3-（-56）=0.1L+0.25+1+12+0.1L+5.

40、5，得到L=217.5km。 而色散限制中繼距離為：，而信息速率為565Mb/s的單模光纜傳輸系統(tǒng)，采用5B6B碼型，其傳輸速率為677990kb/s。，因此 =47.1164km顯然這是一個(gè)色散限制系統(tǒng)，最大中繼距離應(yīng)小于47.1164km。6 一個(gè)二進(jìn)制傳輸系統(tǒng)具有以下特性： 單模光纖色散為15ps/（nmkm），衰減為0.2dB/km。 發(fā)射機(jī)用=1551nm的GaAs激光器，發(fā)射平均光功率5mW，譜寬2nm。 為了正常工作，APD接收機(jī)需要平均1000個(gè)光子/比特。 在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處耦合損耗共計(jì)3dB。a、 數(shù)據(jù)速率為10和100Mbit/s時(shí)，找出受衰減限制的最大傳輸距離。b、 數(shù)

41、據(jù)速率為10和100Mbit/s時(shí)，找出受色散限制的最大傳輸距離。c、 對(duì)這個(gè)特殊系統(tǒng)，用圖表示最大傳輸距離與數(shù)據(jù)速率的關(guān)系，包括衰減和色散兩種限制。解：a、Ps=5mW= 6.9897dBm，而，h=6.63*10-34（J-s），（W）； 受衰減限制的最大傳輸距離： Ps- Pr（dBm）=3+0.2L （a） 數(shù)據(jù)速率為10 Mbit/s時(shí)，L=479.6 km；數(shù)據(jù)速率為100Mbit/s時(shí)，L=429.6km，b、 （b）數(shù)據(jù)速率為10 Mbit/s時(shí)，L=383.33 km；數(shù)據(jù)速率為100Mbit/s時(shí)，L=38.333km，c、利用（a）和（b）式，畫(huà)出衰減和色散兩種限制下最大

42、傳輸距離與數(shù)據(jù)速率的關(guān)系。7 畫(huà)圖比較（參見(jiàn)圖7.31）下面兩個(gè)速率為100Mbit/s的系統(tǒng)其損耗受限的最大傳輸距離。系統(tǒng)1工作在850nm：（a）GaAlAs半導(dǎo)體激光器：0dBm（1mW）的功率耦合進(jìn)光纖；（b）硅雪崩光電二極管：靈敏度-50dBm；（c）漸變折射率光纖：在850nm處的損耗為3.5dB/km；（d）連接器損耗：每個(gè)連接器為1dB。系統(tǒng)2工作在1300nm：（a）InGaAsP LED：-13dBm的功率耦合進(jìn)光纖；（b）InGaAs pin光電二極管：靈敏度-38dBm；（c）漸變折射率光纖：在1300nm處的損耗為1.5dB/km；（d）連接器損耗：每個(gè)連接器1dB。

43、每個(gè)系統(tǒng)均要求6dB的系統(tǒng)富余度。解：作圖方法同書(shū)中7.15的方法，得到系統(tǒng)1的最大傳輸距離為12km。系統(tǒng)2的最大傳輸距離為11.33km。9、當(dāng)采用對(duì)端環(huán)回-本端測(cè)試方法觀測(cè)一段全長(zhǎng)為280km的四次群光纖通信系統(tǒng)的全程誤碼時(shí)，誤碼儀每秒鐘統(tǒng)計(jì)一次誤碼，其結(jié)果如下表：時(shí)間誤碼個(gè)數(shù)00：00：00006：00：0180006：00：02180006：00：03240006：00：04220006：00：05100006：00：0670006：00：07023：59：590注：表中未標(biāo)出的時(shí)間，其誤碼個(gè)數(shù)為0。試求：（1）系統(tǒng)的平均誤碼率BER（2）DM，SES，ES的平均百分?jǐn)?shù)解：（1）系統(tǒng)

44、的平均誤碼率BER=誤碼的個(gè)數(shù)/總的傳輸碼元數(shù) = 7.396710-10 （2）誤碼都是發(fā)生在某一分鐘內(nèi)，這一分鐘內(nèi)誤碼率為：= 1.06510-6，劣于1×10-6 ，屬于劣化分，所以DM=1/（2460）=0.0694%。有誤碼的秒為6秒，所以ES=6/（246060）=0.00694%。這6秒的誤碼率分別為5.744510-6，1.292510-5，1.723310-5，1.579710-5，7.180610-6，5.026410-6，優(yōu)于1×10-3，都不屬于嚴(yán)重誤碼秒，因此SES=0%。第8章 SDH1、 SDH設(shè)備在規(guī)范方法上有什么不同？解：SDH設(shè)備的設(shè)計(jì)思

45、想是將同步設(shè)備按一種所謂的功能參考模型分成單元功能，復(fù)合功能和網(wǎng)絡(luò)功能。在這種情況下，功能模型重點(diǎn)描述的是具體設(shè)備的功能行為，不再描述支撐其功能行為的設(shè)備硬件或軟件結(jié)構(gòu)，規(guī)范的功能模型允許有許多種不同的實(shí)施方法。系統(tǒng)的各個(gè)功能可以分在三個(gè)設(shè)備中，也可以集中在一個(gè)設(shè)備中。2、 請(qǐng)畫(huà)出SDH的幀結(jié)構(gòu)圖，簡(jiǎn)述各部分的作用。解：STM-N幀結(jié)構(gòu)圖如下圖。幀結(jié)構(gòu)由信息凈負(fù)荷（Payload，含通道開(kāi)銷POH）、段開(kāi)銷（SOH）和管理單元指針（AU-PTR）三個(gè)主要區(qū)域組成。RSOHAU PTRMSOHSTM-N凈負(fù)荷（含POH）12349行列9×N261×N傳輸方向一幀（9×

46、;270×N字節(jié)）一幀一幀凈負(fù)荷區(qū)存放的是有效的傳輸信息，其中還含有少量用于通道性能監(jiān)視、管理和控制的通道開(kāi)銷字節(jié)（POH），POH被視為凈負(fù)荷的一部分。段開(kāi)銷是為了保證信息凈負(fù)荷正常靈活的傳送所必須附加的字節(jié)。主要提供用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)以及指配（OAM&P）功能的字節(jié)。段開(kāi)銷包括再生段開(kāi)銷（RSOH）和復(fù)用段開(kāi)銷（RSOH）。管理單元指針（AU-PTR）是用來(lái)指示信息凈負(fù)荷第一個(gè)字節(jié)在幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置，以便在收端正確分離信息凈負(fù)荷。3、 試計(jì)算STM-1段開(kāi)銷的比特?cái)?shù)。解：段開(kāi)銷分別位于幀結(jié)構(gòu)的三行（第一行到第三行）9列和五行（第五行到第九行）9列，共計(jì)（3+5）9=

47、72個(gè)字節(jié)，即576個(gè)比特4、 試計(jì)算STM-16的碼速率。解：STM-1碼速率是155.52Mb/s，因此STM-16的碼速率為16155.52 Mb/s =2488.32 Mb/s。5、 請(qǐng)畫(huà)出用SDXC構(gòu)成的自愈網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。DXCDXCDXCDXCDXCABCDE12單位業(yè)務(wù)量（12×140/155Mbit/s）切斷6單位2單位4單位解：參考書(shū)中，主要是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。6、 簡(jiǎn)述SDH網(wǎng)管的主要功能。解：SDH網(wǎng)管系統(tǒng)利用幀結(jié)構(gòu)中豐富的開(kāi)銷字節(jié)，可以實(shí)施對(duì)SDH設(shè)備和SDH傳送網(wǎng)的強(qiáng)大的管理功能。SDH網(wǎng)管的主要功能有：一般管理功能，故障管理功能，性能監(jiān)視，配置管理以及安全管理。7、

48、簡(jiǎn)述ADM的功能與連接能力，其基本構(gòu)成以及各部分作用。解：ADM的功能主要體現(xiàn)在對(duì)信號(hào)的路由連接和對(duì)信號(hào)的復(fù)用/解復(fù)用上，用于在高速率碼流中分（?。┏?插入低速率的碼流。 ADM設(shè)備應(yīng)該具有支路-群路（上/下支路）和群路-群路（直通）的連接能力。一般的OADM節(jié)點(diǎn)可以用四端口模型來(lái)表示，基本構(gòu)成如下： Main inputADMMain output群路接口(W)dropAdd 基本功能包括三種：下路需要的波長(zhǎng)信道，復(fù)用進(jìn)上路信號(hào)，使其它波長(zhǎng)信道盡量不受影響地通過(guò)。ADM具體的工作過(guò)程如下：從線路來(lái)的WDM信號(hào)包含N個(gè)波長(zhǎng)信道，進(jìn)入OADM的“Main Input”端，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，從N個(gè)波長(zhǎng)

49、信道中，有選擇性地從下路端（Drop）輸出所需的波長(zhǎng)信道，相應(yīng)地從上路端（Add）輸入所需的波長(zhǎng)信道。而其它與本地?zé)o關(guān)的波長(zhǎng)信道就直接通過(guò)ADM，和上路波長(zhǎng)信道復(fù)用在一起后，從OADM的線路輸出端（Main Output）輸出。第9章 WDM1、一個(gè)由4信道組成的WDM傳輸系統(tǒng)。如果假設(shè)信道具有零帶寬，信道間隔應(yīng)當(dāng)多大，才能保證被選信道的檢測(cè)功率比檢測(cè)到的相鄰信道的功率大10倍？假設(shè)原來(lái)采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的FP濾波器作為解復(fù)用器，其通帶為30GHz。解：根據(jù)洛倫茲線型，假設(shè)為歸一化洛倫茲線型，大致如下： 聯(lián)立計(jì)算；GHz；得到GHz；所以信道間隔為45GHz。2. 簡(jiǎn)述波分復(fù)用工作原理及系統(tǒng)組成。解

50、：光波分復(fù)用WDM（Wavelength Division Multiplexing）是將光纖的低損耗窗口可使用光譜帶寬劃分為若干極窄的子帶寬，信號(hào)被強(qiáng)度調(diào)制在子帶寬的中心波長(zhǎng)上，在子帶寬內(nèi)傳輸，即在一根光纖中同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。系統(tǒng)構(gòu)成見(jiàn)書(shū)中圖9.3和9.4。3 WDM系統(tǒng)對(duì)光源的要求是什么？有哪些器件可以作為WDM系統(tǒng)的光源器件？解：WDM系統(tǒng)中要求光源的波長(zhǎng)具有穩(wěn)定性、可重復(fù)性和精確性。4 EDFA用在WDM系統(tǒng)中，存在的突出問(wèn)題是什么？應(yīng)采取哪些措施克服這些問(wèn)題？解：1.在WDM系統(tǒng)中采用EDFA以后，光功率增大，使得光纖呈現(xiàn)非線性特性。解決方法見(jiàn)9.2.2節(jié)。2EDFA增益不平坦，引起增益偏差累積，低電平信道的SNR惡化等等。5. 波分復(fù)用器/解復(fù)用器的主要性能參數(shù)有哪些？根據(jù)ITU-T G.692的建議，這些參數(shù)的取值及范圍是什么？解: 見(jiàn)書(shū)5.7.1節(jié).6. 設(shè)EDFA飽和功率是20mW，每毫瓦泵浦功率產(chǎn)生5dB的增益，泵