光纖通信原理參考答案

1、光纖通信原理參考答案第一章習(xí)題1-1 什么是光纖通信? 光纖通信是利用光導(dǎo)纖維傳輸光波信號(hào)的通信方式。1-2 光纖通信工作在什么區(qū)，其波長和頻率是什么?目前使用的通信光纖大多數(shù)采用基礎(chǔ)材料為SiO2的光纖。它是工作在近紅外區(qū)，波長為0.81.8m，對應(yīng)的頻率為167375THz。1-3 BL積中B和L分別是什么含義?系統(tǒng)的通信容量用BL積表示，其含義是比特率距離積表示，B為比特率，L為中繼間距。1-4 光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是什么?光纖通信之所以受到人們的極大重視，是因?yàn)楹推渌ㄐ攀侄蜗啾?，具有無以倫比的優(yōu)越性。主要有：(1) 通信容量大(2) 中繼距離遠(yuǎn) (3) 抗電磁干擾能力強(qiáng)，無串話 (4)

2、 光纖細(xì)，光纜輕(5) 資源豐富，節(jié)約有色金屬和能源。光纖還具有均衡容易、抗腐蝕、不怕潮濕的優(yōu)點(diǎn)。因而經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。1-5 試畫出光纖通信系統(tǒng)組成的方框圖。一個(gè)光纖通信系統(tǒng)通常由電發(fā)射機(jī)、光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、電接收機(jī)和由光纖構(gòu)成的光纜等組成。1-5 試敘述光纖通信的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。略第二章習(xí)題2-1 有一頻率為的脈沖強(qiáng)激光束，它攜帶總能量W=100J，持續(xù)時(shí)間是=10ns(1ns=10-9s)。此激光束的圓形截面半徑為r=1cm。求：(1) 激光波長；(2) 平均能流密度；(3) 平均能量密度；(4) 輻射強(qiáng)度；（1）（2）（3）（4）2-2 以單色光照射到相距為0.2mm的雙縫上，雙縫與

3、屏幕的垂直距離為1m。（1） 從第一級明紋到同側(cè)旁第四級明紋間的距離為7.5mm，求單色光的波長；（2） 若入射光的波長為6×10-7m，求相鄰兩明紋間的距離。（1） （2）2-3 一單色光垂直照在厚度均勻的薄油膜上。油的折射率為1.3，玻璃的折射率為1.5 ，若單色光的波長可由光源連續(xù)調(diào)節(jié)，并觀察到500nm與700nm這兩個(gè)波長的單色光在反射中消失，求油膜的厚度。解：由于空氣的折射率小于油的折射率，油的折射率小于玻璃的折射率，薄油膜的上、下兩表面反射而形成相干光，由于兩束光的路程不同而引起的光程差為2 n2e；由于薄油膜的上、下兩表面反射光都發(fā)生位相突變而不引起額外的光程差。所以

4、總的光程差為 當(dāng)反射光因干涉而減弱，則有 由上式得 k1 ，k2=1，2，3 所以k1 =4，k2=3把n2=1.3代入得到油膜的厚度為干涉加強(qiáng)的光波波長為：e=673.08nm 2-4 、2-5、2-6、2-7、2-8、2-9略2-9 一束線偏振光入射到偏振片上，光矢量方向與偏振化方向分別成30°角和60°角，問透過偏振片的光強(qiáng)之比是多少?解：利用馬呂斯定律： 2-10一束光強(qiáng)為I0的自然光通過兩塊偏振化方向正交的偏振片M與N。如果在M與N之間平行地插入另一塊偏振片C，設(shè)C與M偏振化方向夾角為，試求：透過偏振片N后的光強(qiáng)為多少?定性畫出光強(qiáng)隨變化的函數(shù)曲線，并指出轉(zhuǎn)動(dòng)一周

5、，通過的光強(qiáng)出現(xiàn)幾次極大和極小值。（1）（2）轉(zhuǎn)動(dòng)一周，通過的光強(qiáng)出現(xiàn)4次極大和極小值。2-11 有一介質(zhì)，吸收系數(shù)為，透射光強(qiáng)分別為入射光強(qiáng)的10%、50%及80%時(shí)，介質(zhì)的厚度各多少?解：光束穿過厚度為z的介質(zhì)后強(qiáng)度為可得： 當(dāng)透射光強(qiáng)分別為入射光強(qiáng)的10%時(shí)，介質(zhì)的厚度為7.196cm；當(dāng)透射光強(qiáng)分別為入射光強(qiáng)的50%時(shí)，介質(zhì)的厚度為2.166cm；當(dāng)透射光強(qiáng)分別為入射光強(qiáng)的10%時(shí)，介質(zhì)的厚度為0.607cm；2-12 一個(gè)頻率為Hz的光源，其發(fā)射功率為10W，它一秒內(nèi)發(fā)射多少個(gè)光子?解：2-13 構(gòu)成激光器的三個(gè)基本條件是什么?構(gòu)成一個(gè)激光器需要如下三個(gè)要素如圖所示：（1） 激光工作

6、物質(zhì)（2） 激勵(lì)（3） 光學(xué)諧振腔2-14 HeNe激光器的中心頻率 Hz，自發(fā)輻射譜線寬度為 Hz，若想獲得單模輸出，腔長應(yīng)為多少?解：縱模個(gè)數(shù)N為 當(dāng)單模輸出時(shí)N=1，即 Hz由得4m第三章習(xí)題3-1 填空題(1) 通信用的光纖絕大多數(shù)用 材料制成。折射率高的中心部分叫 ，折射率稍低的外層稱為 。(2) 表示光纖捕捉光射線能力的物理量被定義為 ，用 表示。(3) 在階躍型光纖中， 模是最低工作模式， 是第一高階模。(4) 階躍型光纖的單模傳輸條件是 。(5) 漸變型光纖中不同射線具有相同軸向速度的現(xiàn)象稱為 。答案： （1）石英，纖芯，包層（2）數(shù)值孔徑，NA（3）LP01，LP11 （4）

7、0V2.405 （5）光纖的自聚焦現(xiàn)象3-2 什么是光纖的歸一化頻率?寫出表達(dá)式。光纖的歸一化頻率V是由U和W得出的一個(gè)重要參數(shù)，由光纖的結(jié)構(gòu)和波長決定。3-3什么是標(biāo)量模?用什么符號(hào)來表示。利用標(biāo)量近似解法得到的電磁場的結(jié)構(gòu)形式稱為標(biāo)量模，用LPmn來表示。3-4 試分析階躍型光纖和漸變型光纖的導(dǎo)光原理。階躍折射率光纖的導(dǎo)光原理比較簡單，如圖3-1-3所示。圖3-1-3 階躍折射率光纖的導(dǎo)光原理按照光的全反射理論，如果光線滿足1大于臨界角由式（3-1-3）確定的C ，將會(huì)在纖芯與包層界面上發(fā)生全反射，當(dāng)全反射的光線再次入射到纖芯與包層的分界面時(shí)，又會(huì)再次發(fā)生全反射而返回纖芯中傳輸形成導(dǎo)波。采

8、用漸變型折射率光纖的目的是為了降低模間色散，其導(dǎo)光原理如圖3-1-4所示。圖中給出了梯度折射率光纖中三條不同路徑的光線沿光纖傳播的情況，與軸線夾角大的光線經(jīng)過的路徑要長一些，然而它的折射率的較小，光線速度沿軸向的傳播速度較大；而沿著軸線傳播的光線盡管路徑最短，但傳播速度卻最慢。這樣如果選擇合適的折射率分布就有可能使所有光線同時(shí)到達(dá)光纖輸出端。這樣人們很容易理解為什么采用梯度折射率光纖可以降低模間色散。 圖3-1-4 漸變型折射率光纖的導(dǎo)光原理3-5 什么是漸變型光纖的最佳折射指數(shù)分布?寫出平方律型折射指數(shù)分布光纖的折射指數(shù)表達(dá)式。從漸變型光纖的導(dǎo)光原理可知：只要n(r)取得合適，那么不同模式的

9、光線就會(huì)具有相同的軸向速度。即具有不同條件的子午射線，從同一地點(diǎn)出發(fā)，達(dá)到相同的終端。利用漸變型光纖n隨r變化的特點(diǎn)，可以減小模式色散。這種現(xiàn)象稱為光纖的自聚焦現(xiàn)象，相應(yīng)的折射指數(shù)分布稱為最佳折射指數(shù)分布。折射指數(shù)選取平方律型分布形式 （3-3-1）式中： n(0)光纖軸線處（r=0）的折射率a纖芯半徑3-6 什么是單模光纖的衰減系數(shù)？寫出表達(dá)式。衰減常數(shù)用單位長度光纖引起光功率衰減的分貝來表示，定義為單位為dB/km。3-7什么是光纖的色散?為什么說光纖的色散會(huì)限制系統(tǒng)的通信容量?信號(hào)在光纖中是由不同的頻率成分和不同模式成分?jǐn)y帶的，這些不同的頻率成分和模式成分有不同的傳播速度，從而引起色散，

10、也可以從波形在時(shí)間上展寬的角度去理解，即光脈沖在通過光纖傳播期間，其波形在時(shí)間上發(fā)生了展寬，這種觀象就稱為色散。光纖色散是光纖通信的另一個(gè)重要特性，光纖的色散會(huì)使輸入脈沖在傳輸過程中展寬，產(chǎn)生碼間干擾，增加誤碼率，這樣就限制了通信容量。因此制造優(yōu)質(zhì)的、色散小的光纖，對增加通信系統(tǒng)容量和加大傳輸距離是非常重要的。3-8 色散的大小用什么來表示?其單位是什么?對于單模光纖，色散的大小用時(shí)延差來表示，色散系數(shù)D工程上單位采用ps/(nm·km)。3-9 階躍型光纖纖芯折射率n1=1.48，包層折射率n2=1.46，在工作波長為1.31m條件下，要保證單模傳輸，纖芯半徑應(yīng)如何選擇。由可知纖芯

11、半徑應(yīng)小于2.09m3-10階躍型光纖纖芯折射率n1=1.48，包層折射率n2=1.46，試計(jì)算光纖的數(shù)值孔徑?解：由得3-11階躍型光纖纖芯折射率為1.5，包層折射率為1.48，纖芯半徑為2m，問當(dāng)工作波長為1.31m時(shí)，此光纖可傳輸?shù)哪Ｊ绞鞘裁?由可知：V=2.38，所以只傳輸單基模LP01第四章習(xí)題4-1 填空題 (1) 根據(jù)半導(dǎo)體的能帶理論，能夠被電子占據(jù)的能帶為 、 、 ，不能被子占據(jù)的狀態(tài)為 。(2) 按照費(fèi)米狄拉克統(tǒng)計(jì)，本征半導(dǎo)體在熱平衡狀態(tài)下，電子在高能級的概率 。(3) 對于半導(dǎo)體激光器，當(dāng)外加正向電流達(dá)到某一值時(shí)，輸出光功率將急劇增加，這時(shí)輸出的光為 ，這個(gè)電流稱為 電流。

12、(4) 半導(dǎo)體材料只有波長為C的光入射時(shí)，才能使材料產(chǎn)生光子，所以C稱為 波長 (5) PIN光電二極管，是在P型材料和N型材料之間加上一層 ，稱為 。答案：（1）滿帶 價(jià)帶 導(dǎo)帶 禁帶（2）較小（3）激光 閾值（4）截止（5）輕摻雜的N型材料 I層 4-2 試說明半導(dǎo)體激光器有哪些主要的工作特性?半導(dǎo)體激光器（LD）是光纖通信最主要的光源，非常適合于高碼速率長距離的光纖通信系統(tǒng)。光纖通信用的半導(dǎo)體激光器具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：（1）光源應(yīng)在光纖的三個(gè)低損耗窗口工作，即發(fā)光波長為0.85m、1.31m或1.55m。（2）光源的譜線寬度較窄，=0.11.0nm。（3）能提供足夠的輸出功率，可達(dá)到1

13、0mW以上。（4）與光纖耦合效率高，30%50%。（5）能長時(shí)間連續(xù)工作，工作穩(wěn)定，提供足夠的輸出光功率。4-3 半導(dǎo)體激光器的溫度變化對閾值電流有什么影響?溫度對激光器閾值電流影響很大，閾值電流隨溫度升高而加大。所以為了使光纖通信系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地工作，一般都要采用自動(dòng)溫度控制電路，來穩(wěn)定激光器的閾值電流和輸出光功率。4-4 試畫出發(fā)光二極管的特性曲線。LED是無閾值器件，它隨注入電流的增加，輸出光功率近似的線性增加。通常使用使用光輸出功率P與注入電流I的關(guān)系，即P-I曲線，來描述LED的輸出光功率特性，如圖4-2-5所示。圖4-2-5 LED的P-I特性曲線4-5什么是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)?半導(dǎo)

14、體材料的光電效應(yīng)是指光照射到半導(dǎo)體的P-N結(jié)上，若光子能量足夠大，則半導(dǎo)體材料中價(jià)帶的電子吸收光子的能量，從價(jià)帶越過禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶中出現(xiàn)光電子，在價(jià)帶中出現(xiàn)光空穴，即光電子空穴對，它們總起來稱作光生載流子。光生載流子在外加負(fù)偏壓和內(nèi)建電場的作用下，在外電路中出現(xiàn)光電流。從而在電阻R上有信號(hào)電壓輸出。這樣，就實(shí)現(xiàn)了輸出電壓跟隨輸入光信號(hào)變化的光電轉(zhuǎn)換作用。4-6光電檢測器的響應(yīng)度和量子效率描述的是什么?二者有什么聯(lián)系?響應(yīng)度和量子效率都是描述這種器件光電轉(zhuǎn)換能力的物理量。但是，它們的分析角度不同。二者的關(guān)系為4-7 試畫出分布反饋半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。分布反饋半導(dǎo)體激光器(DFB-LD

15、)，它是在異質(zhì)結(jié)激光器具有光放大作用的有源層附近，刻上波紋狀的周期的光柵來構(gòu)成的，如圖4-3-4所示。圖4-3-4 分布反饋半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)示意圖LD多模光譜和單模光譜的比較可以看出，單縱模LD中除了一個(gè)主模外，其它縱模都被抑制了，同時(shí)主模的譜線寬度非常窄，通常小于1nm，用于高速光纖通信系統(tǒng)是非常理想的。第五章習(xí)題5-1 試畫出光纖附加損耗隨溫度變化曲線。5-2 光纜的纖芯是如何構(gòu)成的?根據(jù)不同用途和不同的使用環(huán)境，光纜的種類很多，但不論光纜的具體結(jié)構(gòu)如何，都是由纜芯、加強(qiáng)元件和外護(hù)層所組成。5-3 色散位移光纜與常規(guī)光纜有何不同? 常規(guī)光纜即G·652常規(guī)單模光纜。這種光纜光纖損

16、耗在=1.55m附近時(shí)最小，但色散較大約為18ps/(nm·km)；在=1.31m損耗較小，約0.35dB/km色散幾乎為零。可見常規(guī)光纜G·652在傳輸1.55m的光信號(hào)時(shí)是不利的。色散位移光纜即是由色散位移光纖DSF構(gòu)成的光纜。DSF是使單模光纖的材料色散和皮導(dǎo)色散相互補(bǔ)償，在1.55m附近總色散為零。5-4 光纖分路器及耦合器的作用是什么?在光纖通信系統(tǒng)或光纖測試中，經(jīng)常要遇到需要從光纖的主傳輸信道中取出一部分光，作為監(jiān)測、控制等使用，這就用到光纖分路器；也有時(shí)需要把兩個(gè)不同方向來的光信號(hào)合起來送入一根光纖中傳輸，這就用光纖耦合器來完成。5-5 光纖通信系統(tǒng)中為什么必

17、須采用光隔離器?某些光器件，像LD及光放大器等對來自連接器、熔接點(diǎn)、濾波器等的反射光非常敏感，并導(dǎo)致性能惡化。因此需要用光隔離器來阻止反射光。5-6 波分復(fù)用器的作用是什么，主要有哪幾種類型? 波分復(fù)用器把不同波長的光信號(hào)復(fù)合注入到一根光纖中，或者相反地把復(fù)合的多波長信號(hào)解復(fù)用，把不同波長的信號(hào)分離出來。波分復(fù)用器的種類很多，有棱鏡色散型、衍射光柵型及干涉濾光型等。5-7 試畫出邊發(fā)射LED結(jié)構(gòu)截面圖(AlGaAs/GaAs ELED)。5-8 半導(dǎo)體激光二極管按結(jié)構(gòu)分類可分為哪幾類?按性能分類有哪些?LED類型有：邊發(fā)光二極管(ELED)、面發(fā)光二極管(SLED)和超輻射發(fā)光二級管(SLD)

18、。5-9 試畫出DH LD管芯示意圖。 5-10 LD發(fā)光的峰值波長為1.31m，試求有源層材料的帶隙Eg為多少焦耳，多少eV?第六章習(xí)題5-1 填空題（1）實(shí)現(xiàn)光源調(diào)制的方法有兩類： 和 。（2）消光比定義為 。（3）LD與單模光纖的耦合效率 可達(dá) 。 LED與單模光纖的耦合效率 可達(dá) 。（4）LED與多模光纖的耦合結(jié)構(gòu)主要有 、 和 。（5）在光接收機(jī)中，與光電檢測器相連的放大器稱為 ，它是 的放大器。（6）信號(hào)電平超過判決門限電平，則判為 碼。低于判決門限電平，則判為 碼。（7）工程上光接收機(jī)的靈敏度常用 表示，單位是 。答案：（1）直接調(diào)制 間接調(diào)制；（2）消光比定義為：EXT=全“0

19、”碼時(shí)的平均光功率/全“1”碼時(shí)的平均光功率；（3）較高 30%-50% 較低 1%（4）球透鏡 柱透鏡 GRIN透鏡（5）前置放大器 低噪聲、高增益；（6）“1” “0”（7）光功率的相對值 dBm6-2 面發(fā)光LED的輸出為朗伯分布I()=I0cos，試計(jì)算耦合效率。略6-3 試畫出LD數(shù)字信號(hào)的直接調(diào)制原理圖。6-4 什么是頻率啁啾? 調(diào)制脈沖的前沿升高(藍(lán)移)，后沿下降(紅移)，使輸出頻譜加寬，這種動(dòng)態(tài)線寬加寬效應(yīng)稱為啁啾6-5 目前可以使用的外調(diào)制方式有幾種，分別是什么?為什么采用外調(diào)制方式? 有三種：電光調(diào)制 聲光調(diào)制 磁光調(diào)制 對光源進(jìn)行內(nèi)調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單容易實(shí)現(xiàn)。但是，若在

20、高碼速下采用這種調(diào)制方法時(shí)，將使光源的性能變壞，如使光源的動(dòng)態(tài)譜線增寬，造成在傳輸時(shí)色散增加，從而使在光纖中所傳脈沖波形展寬，結(jié)果限制了光纖的傳輸容量。采用外調(diào)制方式可以克服上述缺點(diǎn)。6-6 試畫出光接收機(jī)組成方框圖。直接檢測數(shù)字光纖通信接收機(jī)一般由三個(gè)部分組成，即光接收機(jī)的前端、線性通道和數(shù)據(jù)恢復(fù)三個(gè)部分，如圖5-3-1所示。圖5-3-1 直接檢測數(shù)字光纖通信接收機(jī)框圖6-7 為什么在光接收機(jī)線性通道中要加入均衡濾波器?均衡器的作用是對主放大器輸出的失真的數(shù)字脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，使之成為最有利于判決、碼間干擾最小的波形。通常將輸出波形均衡成具有升余弦頻譜函數(shù)特性， 此時(shí)碼間干擾最小，最有利于判

21、決。6-8 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，按照“1”碼時(shí)碼元周期T的大小可分哪兩種碼型?它們的占空比分別是什么?按照“1”碼時(shí)碼元周期T的大小，分為歸零碼(RZ碼)與非歸零碼(NRZ碼)兩種，見圖5-4-1。顯然，RZ碼的占空比為0.5，而NRZ碼的占空比為1。圖5-4-1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中的碼元6-9 什么是量子噪聲?量子噪聲是與光信號(hào)有關(guān)，出現(xiàn)這種噪聲的原因可以這樣解釋：光信息的傳播是由大量的光量子傳播來進(jìn)行的，這些大量的光量子其相位都是隨機(jī)的，因此光電檢測器在某個(gè)時(shí)刻實(shí)際接收到的光子數(shù)，是在一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值附近浮動(dòng)，因而產(chǎn)生了噪聲。6-10 某光接收機(jī)接收的光功率為0.1W，光波長為1.31m，求

22、所對應(yīng)的每秒鐘接收的光子數(shù)。解：6-11 某光纖通信系統(tǒng)光發(fā)送端機(jī)輸出光功率為0.5mW，接收端機(jī)靈敏度為0.2W，若用dBm表示分別是多少?(提示lg20.3)解：6-12 一數(shù)字光纖接收端機(jī)，在保證給定誤碼率指標(biāo)條件下，最大允許輸入光功率為0.1mW，靈敏度為0.1W，求其動(dòng)態(tài)范圍。解：所以動(dòng)態(tài)范圍D為30dB第七章習(xí)題7-1 填空題(1) 利用光纖傳輸監(jiān)控信號(hào)有兩種方式分別是 、 。(2) mBnB又稱 ，它是 。(3) 光纖通信系統(tǒng)的長期平均誤碼率定義為 ，反映突發(fā)性誤碼，用 、 兩個(gè)性能指標(biāo)來評價(jià)。(4) 在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，抖動(dòng)會(huì) 。(5) SDH網(wǎng)有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息等級結(jié)構(gòu)，稱

23、為 。(6)根據(jù)ITU-T的建議，碼速率分別為：STM-1= Mb/s；STM-16= Mb/s； (7) SDH幀結(jié)構(gòu)中的管理單元指針的位置在 。(8) 二次群的碼速率為8.448Mbit/s，1UT的時(shí)間為 。答案：（1）頻分復(fù)用傳輸方式 時(shí)分復(fù)用方式 （2）分組碼 它是把輸入信碼流中每m比特碼分為一組，然后變換為n比特(nm)輸出 （3）誤碼率(BER)定義為傳送錯(cuò)誤的碼元數(shù)占傳送的總碼元數(shù)的百分比 有嚴(yán)重誤碼秒(SES) 誤碼秒(ES) （4）引起誤碼率的增加 （5）同步傳輸模塊 （6）155.520Mb/s， 2488.320Mb/s （7）第四行，1N-9N列 （8）0.1184s

24、7-2 試畫出IM-DD光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。點(diǎn)對點(diǎn)IM-DD數(shù)字光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖6-1-1 點(diǎn)對點(diǎn)IM-DD數(shù)字光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7-3 選擇線路碼型應(yīng)滿足的主要要求是什么?選擇線路碼型應(yīng)滿足下面要求：(1) 碼流中“1”及“0”碼的出現(xiàn)是隨機(jī)的，可能會(huì)出現(xiàn)長串的連“1”或連“0”，這時(shí)定時(shí)信息將會(huì)消失，使接收機(jī)定時(shí)信息提取產(chǎn)生困難；(2) 簡單的單極性碼流中有直流成分，且當(dāng)碼流中“0”與“1”作隨機(jī)變化時(shí)直流成分也作隨機(jī)變化，從而引起數(shù)字信號(hào)的基線漂移，給判決和再生帶來困難。(3) 不可能在不中斷業(yè)務(wù)的條件下檢測線路的BER。7-4 什么是插入碼，插入碼的類型有幾種?插入比特碼是將信碼流

25、中每m比特劃為一組，然后在這一組的末尾一位之后插入一個(gè)比特碼輸出，根據(jù)插入碼的類型分為：mB1P碼，mB1C碼，mB1H碼。7-5 產(chǎn)生抖動(dòng)的主要原因有哪些?抖動(dòng)產(chǎn)生的原因主要有： 由于噪聲引起的抖動(dòng)。例如，在邏輯電路中，當(dāng)輸入信號(hào)階躍時(shí)，由于信號(hào)疊加了噪聲，輸入信號(hào)提前超過了邏輯電路的門限電平，使躍變信號(hào)提前發(fā)生，從而引起了抖動(dòng)。 時(shí)鐘恢復(fù)電路產(chǎn)生的抖動(dòng)。在時(shí)鐘恢復(fù)電路中有諧振放大器，如果諧振回路元件老化，初始調(diào)諧不準(zhǔn)等因素可引起諧振頻率的變化。這樣，這種輸出信號(hào)經(jīng)時(shí)鐘恢復(fù)電路限幅整形恢復(fù)為時(shí)鐘信號(hào)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。 其他原因引起的抖動(dòng)。引起抖動(dòng)還有其他原因，如數(shù)字系統(tǒng)的復(fù)接、分接過程，光纜的

26、老化等。7-6 什么是分組碼?經(jīng)過分組編碼，線路上的速率提高了多少?分組碼常用mBnB表示，它是把輸入信碼流中每m比特碼分為一組，然后變換為n比特(nm)輸出。分組碼有1B2B，2B3B，3B4B，5B6B，5B7B，6B8B等。線路上的速率提高了線路上的速率提高了線路上的速率提高了線路上的速率提高了線路上的速率提高了（n-m）/m7-7 有一個(gè)光纖通信系統(tǒng)，其碼速率為622.080Mb/s，平均發(fā)送光功率PT的最大值0dBm，活動(dòng)連接器ACT和ACR為0.4dB，設(shè)備富余度ME為3dB，光纖衰減系數(shù)Af取值1550nm取0.2dB/km，平均熔接接頭損耗AS/Lf為0.05dB/km，線路富

27、余度MC為0.06dB/km。接收機(jī)靈敏度PR為-31.2dBm，試估算最大中繼距離。解：7-8 光纖色散對系統(tǒng)性能參數(shù)有什么影響，比較重要的有哪三類。光纖色散會(huì)使系統(tǒng)性能參數(shù)惡化，比較重要的有三類：碼間干擾、模分配噪聲、啁啾聲。7-9 LAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有幾種，試畫出它們的拓?fù)鋱D。7-10 試畫出SDH幀結(jié)構(gòu)圖。整個(gè)幀結(jié)構(gòu)可以分為三個(gè)主要區(qū)域：(1) 段開銷(SOH)區(qū)域(2) 信號(hào)凈負(fù)荷區(qū)域(3) 管理單元指針區(qū)域7-11 畫圖說明我國的SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)。7-12 什么是數(shù)字交叉連接器(DXC)?DXC設(shè)備是一種集復(fù)用、自動(dòng)化配線、保護(hù)/恢復(fù)、監(jiān)控和網(wǎng)管等功能為一體的傳輸設(shè)備。第八章習(xí)題8

28、-1 填空題(1)EDFA對工作波長為 的光波有放大作用。(2)ITU-T建議G.692文件確定WDM系統(tǒng)的絕對參考頻率規(guī)范為 。(3)可調(diào)光濾波器的作用是 。(4)EDFA有三種基本結(jié)構(gòu)形式分別為 。(5)EDFA具體應(yīng)用形式有四種： 、 、 、 。答案：(1)1530-1560nm(2)193.10THz(3)波長可調(diào)的光濾波器作用是在接收端于接收器前從多信道復(fù)用的光信號(hào)中選擇出一定波長的信號(hào)，以供接收機(jī)進(jìn)行接收。(4) 同向泵浦結(jié)構(gòu)，反向泵浦結(jié)構(gòu)和雙向泵浦結(jié)構(gòu)(5)線路放大 功率放大 前置放大 LAN放大8-2 多信道復(fù)用技術(shù)中，從光信號(hào)復(fù)用技術(shù)來考慮主要包括哪些，從光波復(fù)用技術(shù)來考慮包

29、括哪些? 多信道復(fù)用技術(shù)中，從光信號(hào)復(fù)用技術(shù)來考慮主要有光時(shí)分復(fù)用技術(shù)、光碼分復(fù)用技術(shù)、副載波復(fù)用技術(shù)、波分復(fù)用技術(shù)和空分復(fù)用技術(shù)。 從光波復(fù)用技術(shù)來考慮包括光轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)、可調(diào)光濾波技術(shù)、光放大技術(shù)、光波分復(fù)用技術(shù)等。8-3 試畫出WDM的雙纖單向和單纖雙向傳輸方式的示意圖。8-4 光轉(zhuǎn)發(fā)器的作用是什么? WDM光的發(fā)射是采用光轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù)，開放式WDM系統(tǒng)在發(fā)送端采用OTU將非標(biāo)準(zhǔn)的波長轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)波長。8-5 摻鉺光纖放大器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么? EDFA具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)工作波長處在1.521.56m范圍，與光纖最小損耗窗口一致；(2)對摻鉺光纖進(jìn)行激勵(lì)的泵浦功率低，僅需要幾十毫瓦，而拉曼放大器

30、需0.51W的泵浦源進(jìn)行激勵(lì)；(3)增益高、噪聲低、輸出功率大。它的增益可達(dá)40dB，噪聲系數(shù)可低至34dB，輸出功率可達(dá)1420dBm； (4)連接損耗低，因?yàn)樗枪饫w型放大器，因此與光纖連接比較容易，連接損耗可低至0.1dB。8-6 試從EDFA的工作能級圖，簡述EDFA的工作原理。如圖8-2-2所示，EDFA的工作能級在和之間，能級分離成一個(gè)能帶，鉺粒子先躍遷到該能帶的頂部，并迅速以非輻射躍遷的形式由泵浦態(tài)變至亞穩(wěn)態(tài)(即能級)，在該能級上，粒子有較長的存活時(shí)間，由于源源不斷地進(jìn)行泵浦，粒子數(shù)不斷增加，從而實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)具有1 550nm波長的光信號(hào)通過這段摻鉺光纖時(shí)，亞穩(wěn)態(tài)的粒子以受激輻射的形式躍遷到基態(tài)，并產(chǎn)生出和入射光信號(hào)中的光子一模一樣的光子，從而大大增加了信號(hào)光中的光子數(shù)量，即實(shí)現(xiàn)了信號(hào)光在摻鉺光纖的傳輸過程中不斷被放大的功能，摻鉺光纖放大器也由此得名。發(fā)出的光的波長為15201570nm，即EDFA對15201570nm的光信號(hào)有放大作用。第九章習(xí)題