石家莊學(xué)院光纖復(fù)習(xí)

填空：1、 基本光纖傳輸系統(tǒng)：1光發(fā)射機(jī)：把輸入電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并用耦合技術(shù)吧光信號(hào)最大限度地注入光纖線路2光纖線路：吧來自光發(fā)射機(jī)的光信號(hào)，以盡可能小的畸變和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C(jī)。 3光接收機(jī)：把從光纖線路輸出，產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)其后的電接收機(jī)放大和處理后回復(fù)成基帶電信號(hào)。2、 光纖類型：突變型多模光纖漸變型多模光纖單模光纖3、 光纖色散：色散是在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)，有雨不同成分的光的傳播時(shí)間不同而產(chǎn)生的一種物理效應(yīng)。包括：模式色散材料色散波導(dǎo)色散色散的影響：在時(shí)域和頻域的表示方法不同，從頻域上看，色散限制了傳輸信號(hào)的帶寬，從時(shí)域上看，色散引起信號(hào)脈沖的展寬。4、 光纖損耗：光在光纖中傳輸時(shí)，平均光功率沿傳輸光纖長(zhǎng)度Z方向按指數(shù)方式遞減的現(xiàn)象稱為光纖損耗影響：影響光信號(hào)能夠傳輸?shù)木嚯x8、 激光器的溫度特性：1激光器電流隨溫度上升而增大2效率隨溫度上升功率逐漸減小，達(dá)到一定溫度時(shí)，激光器就不激射了。9、 LD發(fā)射的是受激輻射光，LED發(fā)射的是自發(fā)輻射光10、（填空）2eIpB為量子噪聲是由于入射光子和所形成的電子-空穴對(duì)都具有離散性和隨機(jī)性而產(chǎn)生的。只要有光信號(hào)輸入就有量子噪聲光電二極管的輸出電流I隨著反偏電壓的增加，開始先基本不變后急劇增加，最后器件被擊穿。11、 光無源器件種類：連接器光耦合器波分復(fù)用器外調(diào)制器光開關(guān)和隔離器12、 光纖通信中的三個(gè)主要窗口850nm、1310nm、1550nm選擇：5、5類光纖：G.651多模漸變型光纖中小容量中短距離（選擇）G.652常規(guī)單模光纖G.653色散移位光纖G.6541.55Am損耗最小的單模光纖G.655非零色散光纖改進(jìn)的色散移位光纖5、 （選擇）光時(shí)域反射儀：采用單端輸入輸出，不破壞光纖，不僅可以測(cè)量光纖損耗系數(shù)和光纖長(zhǎng)度，還可以測(cè)量連接器和接頭的損耗，觀察光纖沿線的均勻性和確定故障點(diǎn)的位置。13、 （選擇）靈敏度：越高意味著能夠接收到更微弱的光信號(hào)hfn(C)hfn(C)簡(jiǎn)答：14、 如何在光學(xué)諧振腔中實(shí)現(xiàn)震蕩：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布式產(chǎn)生受激輻射的必要條件，但還不能產(chǎn)生激光，只有把激活物質(zhì)置于光學(xué)諧振腔中，對(duì)光的頻率和放向進(jìn)行選擇，才能獲得連續(xù)的光放大和激光振蕩輸出。15、 擾碼：缺點(diǎn)：1不能完全控制長(zhǎng)串連“1”或“0”序列的出現(xiàn)2沒有引入冗余，不能進(jìn)行在線誤碼監(jiān)測(cè)3信號(hào)頻譜中接近于直流的分量較大，不能解決基線漂移。為了保證傳輸?shù)耐该餍?，在系統(tǒng)光發(fā)射機(jī)的調(diào)制器前加一個(gè)擾碼器，將原始二進(jìn)制碼序列加以變化，使其接近于隨機(jī)序列。在光接收機(jī)的判決器后加一個(gè)解擾器，以恢復(fù)原始序列。16、 4-11在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，選擇碼型時(shí)應(yīng)考慮哪幾個(gè)因素？答數(shù)字光纖通信系統(tǒng)對(duì)線路碼型的主要要求如下：(1)能限制信號(hào)帶寬，減小功率譜中的高低頻分量。(2)能給光接收機(jī)提供足夠的定時(shí)信息。(3)能提供一定的冗余度，用于平衡碼流、誤碼檢測(cè)和公務(wù)通信。但對(duì)高速光纖通信系統(tǒng)，應(yīng)適當(dāng)減小冗余度，以免占用過大的帶寬。4-15光發(fā)射機(jī)中外調(diào)制方式有哪些類型？?jī)?nèi)調(diào)制和外調(diào)制各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答外調(diào)制有電折射調(diào)制器、電吸收MQW調(diào)制器和M—Z干涉型調(diào)制器。內(nèi)調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、易實(shí)現(xiàn)，適用于半導(dǎo)體激光器LD和發(fā)光二極管LED；缺點(diǎn)是帶來了輸出光脈沖的相位抖動(dòng)(即啁啾效應(yīng))，使光纖的色散增加，限制了容量的提高。外調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是可以減少啁啾，不但可以實(shí)現(xiàn)00K方案，也可以實(shí)現(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方案；缺點(diǎn)是成本高，不易實(shí)現(xiàn)。17、 SDH特點(diǎn)：1采用世界上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級(jí)。2各個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元的光接口有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。3在SDH的幀結(jié)構(gòu)中，有豐富的開銷比特，可用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，維護(hù)和管理，便于實(shí)現(xiàn)性能監(jiān)測(cè)，故障檢測(cè)和定位，故障報(bào)告等管理功能4采用數(shù)字同步復(fù)用技術(shù)，其最小的復(fù)用單位為字節(jié)，不必進(jìn)行碼速調(diào)整，簡(jiǎn)化了復(fù)接分接的實(shí)現(xiàn)設(shè)備，由低速信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào)，或從高速信號(hào)分出低速信號(hào)，不必逐級(jí)進(jìn)行5采用數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC可以對(duì)各種端口速率進(jìn)行可控的連接配置1818、SDH幀結(jié)構(gòu):21、5-8簡(jiǎn)述PDH和SDH的特點(diǎn)。答PDH的特點(diǎn)：我國(guó)和歐洲、北美、日本各自有不同的PDH數(shù)字速率等級(jí)體系，這些體系互不兼容，使得國(guó)際互通很困難；PDH的高次群是異步復(fù)接，每次復(fù)接要進(jìn)行一次碼速調(diào)整，使得復(fù)用結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，缺乏靈活性；沒有統(tǒng)一的光接口；PDH預(yù)留的插入比特較少，無法適應(yīng)新一代網(wǎng)絡(luò)的要求；PDH沒有考慮組網(wǎng)要求，缺少保證可靠性和抗毀性的措施。SDH的特點(diǎn)：SDH有一套標(biāo)準(zhǔn)的世界統(tǒng)一的數(shù)字速率等級(jí)結(jié)構(gòu)；SDH的幀結(jié)構(gòu)是矩形塊狀結(jié)構(gòu)，低速率支路的分布規(guī)律性極強(qiáng)，使得上下話路變得極為簡(jiǎn)單；SDH幀結(jié)構(gòu)中擁有豐富的開銷比特，用于不同層次的OAM，預(yù)留的備用字節(jié)可以進(jìn)一步滿足網(wǎng)絡(luò)管理和智能化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要；SDH具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)接E1,可以實(shí)現(xiàn)光路上的互通；SDH采用同步和靈活的復(fù)用方式，便于網(wǎng)絡(luò)調(diào)度；SDH可以承載現(xiàn)有的TDM業(yè)務(wù)，也可以支持ATM和IP等異步業(yè)務(wù)。19、2048KB/S 線 路 實(shí) 現(xiàn) 過 程

STM-A1AUGVC-4― [c-dj-—139264kb/s一44736kb/5 STM-A1AUGVC-4― [c-dj-—139264kb/s一44736kb/5 ^__——T—J4368kb/s4匸2] 3l2kb/s2-1 均勻光纖芯與包層的折射率分別為:円=1.50和;=1.45，試計(jì)算：光纖芯與包層的相對(duì)折射率差△為多少? 2光纖的數(shù)值孔徑NA為多少？在1米長(zhǎng)的光纖上，由子午線的光程差所引起的最大時(shí)延差A(yù)t 為多少?解max（1）由纖芯和包層的相對(duì)折射率差a=（ni-n2）/氣得到A二^^2」?5°—1?45二0.033n 1.501（2） NA=Jn2一n2=\；].52一1.452=0.384說1 2nL15X1（3）At q十= x0.384=1.92nsmax C 3X1082-8階躍折射率光纖中氣=1.52,氣=1.49。光纖浸在水中(氣=1.33)，求光從水中入射到光纖輸入端面的最大接收角;光纖放置在空氣中，求數(shù)值孔徑。解(1)如圖2.4所示，由nsin屮=nsin90o1 c 2得n1.49sm屮=t— —0.98cn1.521由cos2屮+sin2屮—1c c得cos屮q0.198c由nsin0—ncos屮0 c 1 c得ncos屮 1.52x0.198sin0—t c— —0.226c n 1.330

2—17(1)(2)

解(2)9=13。c2—17(1)(2)

解(2)9=13。cNA=x：n2—n2=*1.522—1.492沁0.312弱導(dǎo)階躍光纖纖芯和包層折射率指數(shù)分別為「.5,匕=1-45,試計(jì)算:纖芯和包層的相對(duì)折射率差A(yù)；光纖的數(shù)值孔徑NA。（1）相對(duì)折射率差A(yù)n—n1.5—1.45naaa

A=t2= 沁0.0333n11.5光纖的數(shù)值孔徑NA=&n、12—n2￡1.52—1.452沁0.3841NA=&n、122—18已知階躍光纖纖芯的折射率n1=15，相對(duì)折射率差A(yù)=0.01，纖芯半徑2—18若九0=1ym，計(jì)算光纖的歸一化頻率V及其中傳播的模數(shù)量M?！鴑—n由A=t2得光纖包層折射率n1n=(1—A)n=(1—0.01)x1.5=1.48521則光纖歸一化頻率2兀/ 2兀 > V=apn2一n2= x25x10-6x1.52一1.4852?33.2九*1 2 10—6對(duì)于階躍光纖，傳播的模數(shù)量M沁V2=3322=551.122220、5-4設(shè)140Mb/s數(shù)字光纖通信系統(tǒng)發(fā)射光功率為-3dBm，接收機(jī)靈敏度為-38dBm，系統(tǒng)余量為4dB，連接器損耗為0.5dB對(duì)，平均接頭損耗為0.05dB/km，光纖衰減系數(shù)為0.4dB/km，光纖損耗余量為0.05dB/km，計(jì)算中繼距離L。rP—P—2a—M解 LW—t rcea+a+aTOC\o"1-5"\h\zf s m由題可知P=-3dBm,P=-38dBm,M=4dB,a=0.5dB/對(duì)，a=0.05dB/km，a=t r e