光纤通信课后第1章习题答案

1、第六章 光电检测器与光接收机118习题解答1、在光纤通信系统中，使用最多的光电检测器有哪些？它们分别使用于什么场合？答：在光纤通信系统中，使用最多的光电检测器包括 PINPD 和 APD 两种，它们分别使用于短距离小容量光纤通信系统和长距离大容量光纤通信系统。2、光电检测器是在什么偏置状态下工作的？为什么要工作在这样的状态下？答：光电检测器工作于负偏置状态。只有工作于负偏置状态，才能使材料的受激吸收占据主导地位，从而完成光电变换功能。3、在 PINPD 中，I 层半导体材料的主要作用是什么？答：通过扩展受激吸收的区域提高光。

2、第七章 光放大器复习思考题答案1 光放大器在光纤通信中有哪些重要用途？答：（1）利用光放大器代替原有的光电光再生中继器，能够大幅度延长系统传输距离。（2）在波分复用系统中，它一方面可以同时实现多波长的低成本放大，另一方面，可以补偿波分复用器，波分解复用器、光纤光缆等无源器件带来的损耗。（3）光放大器在接入网中使用，可以补偿由于光分支增加带来的损耗，使得接入网服务用户增加，服务半径扩大。（4）光孤子通信必须依靠光放大器放大光信号，使光脉冲能量大到可以在光纤中满足孤子传输条件，从而实现接近无穷大距离的电再。

3、王辉光纤通信 第3版 第1章习题 1 已知语音信道的带宽为3 4kHz 问 1 接收机信噪比S N 30dB时的信道容量 2 设光载波波长为1 31 m 且系统带宽是载波频率的1 该系统可容纳语音信道的数量是多少 2 光纤的传输窗口有哪些 3 分别计算波长为820nm 1550nm的光子能量 设某个激光器工作波长等于650nm 光功率为0 5mw 求该激光器每秒发射的光子数 4 已知某光源具有的能。

4、第 3 章 复习思考题参考答案3-1 连 接 器 和 跳 线 的 作 用 是 什 么 ？ 接 头 的 作 用 又 是 什 么答：连接器是把两个光纤端面结合在一起，以实现光纤与光纤之间可拆卸（活动）连接的器件。跳线用于终端设备和光缆线路及各种光无源器件之间的互连，以构成光纤传输系统。接头是把两个光纤端面结合在一起，以实现光纤与光纤之间的永久性（固定）连接。接头用于相邻两根光缆（纤）之间的连接，以形成长距离光缆线路。3-2 耦 合 器 的 作 用 是 什 么 ？ 它 有 哪 几 种耦合器的功能是把一个或多个光输入分配给多个或一个光输出。耦合器有 。

5、 1 计算一个波长为的光子能量 分别对1MHz和100MHz的无线电做同样的计算 解 波长为的光子能量为 对1MHz和100MHz的无线电的光子能量分别为 2 太阳向地球辐射光波 设其平均波长 射到地球外面大气层的光强大约为 如果恰好在大气层外放一个太阳能电池 试计算每秒钟到达太阳能电池上每平方米板上的光子数 解 光子数为 3 如果激光器在上工作 输出1W的连续功率 试计算每秒从激活物质的高能级跃。

6、第 2 章 复习思考题参考答案2-1 用 光 线 光 学 方 法 简 述 多 模 光 纤 导 光 原 理答：现以渐变多模光纤为例，说明多模光纤传光的原理。我们可把这种光纤看做由折射率恒定不变的许多同轴圆柱薄层 na、n b 和 nc 等组成，如图 2.1.2（a）所示，而且。使光线 1 的入射角 A 正好等于折射率为 na 的 a 层和折射率为 nb 的 b 层cban的交界面 A 点发生全反射时临界角 ，然后到达光纤轴线上的 O点。而bcrsi)(光线 2 的入射角 B 却小于在 a 层和 b 层交界面 B 点处的临界角 c(ab)，因此不能发生全反射，而光线 2 以折射角 B 折射进入 b 层。如。

7、第 5 章 复习思考题参考答案5-1 光 探 测 器 的 作 用 和 原 理 是 什 么答：光探测器的作用是利用其光电效应把光信号转变为电信号。光探测器的原理是，假如入射光子的能量 超过禁带能量 Eg，只有几微米宽的耗尽区每次吸收一个光子，将h产生一个电子-空穴对，发生受激吸收，如图 5.1.1（a）所示。在 PN 结施加反向电压的情况下，受激吸收过程生成的电子-空穴对在电场的作用下，分别离开耗尽区，电子向 N 区漂移，空穴向 P 区漂移，空穴和从负电极进入的电子复合，电子则离开 N 区进入正电极。从而在外电路形成光生电流 。当入射功率变化时。

8、 1 光放大器包括哪些种类 简述它们的原理和特点 EDFA有哪些优点 答 光放大器包括半导体光放大器 光纤放大器 由可分为非线性光纤放大器和掺杂光纤放大器 1 半导体光放大器 它是根据半导体激光器的工作原理制成的光放大器 将半导体激光器两端的反射腔去除 就成为没有反馈的半导体行波放大器 它能适合不同波长的光放大 缺点是耦合损耗大 增益受偏振影响大 噪声及串扰大 2 光纤放大器 1 非线性光纤放大器。

9、11光波从空气中以角度 33投射到平板玻璃表面上，这里的 是入射1 1光与玻璃表面之间的夹角。根据投射到玻璃表面的角度，光束一部分被反射，另一部分发生折射，如果折射光束和反射光束之间的夹角正好为90，请问玻璃的折射率等于多少？这种玻璃的临界角又是多少？解：入射光与玻璃表面之间的夹角 33，则入射角 ，反射157i角 。由于折射光束和反射光束之间的夹角正好为 90，所以折射57r角 。3y由折射定律 ，得到siniy（自己用 matlab 算出来）sin/sin67/i3yy其中利用了空气折射率 。这种玻璃的临界角为1i（自己用 matlab 算出来）arcsiny2计算。

10、第 1 章 复习思考题参考答案1-1 用 光 导 纤 维 进 行 通 信 最 早 在 哪 一 年 由 谁 提 出答：1966 年 7 月英籍华人高锟提出用光导纤维可进行通信。1-2 光 纤 通 信 有 哪 些 优 点光纤通信具有许多独特的优点，他们是：1. 频带宽、传输容量大；2. 损耗小、中继距离长；3. 重量轻、体积小；4. 抗电磁干扰性能好；5. 泄漏小、保密性好；6节约金属材料，有利于资源合理使用。1-3 简 述 通 信 网 络 的 分 层 结 构构成通信网络的基础设施可用图 1.1.3 所示的分层模型来描述。这种分层网络支持传统的电复用信号传输，但是也可以提供全光端。