光纖通信課后習(xí)題答案73477教學(xué)提綱

1、1光放大器包括哪些種類？簡(jiǎn)述它們的原理和特點(diǎn)。edfaW哪些優(yōu)點(diǎn)?答：光放大器包括半導(dǎo)體光放大器、光纖放大器（由可分為非線性光纖放大器和摻雜光纖放大器）。1）半導(dǎo)體光放大器它是根據(jù)半導(dǎo)體激光器的工作原理制成的光放大器。將半導(dǎo)體激光器兩端的反射腔去除，就成為沒有反饋的半導(dǎo)體行波放大器。它能適合不同波長(zhǎng)的光放大，缺點(diǎn)是耦合損耗大，增益受偏振影響大，噪聲及串?dāng)_大。2）光纖放大器（1）非線性光纖放大器強(qiáng)光信號(hào)在光纖中傳輸，會(huì)與光纖介質(zhì)作用產(chǎn)生非線性效應(yīng)，非線性光纖放大器就是利用這些非線性效應(yīng)制作而成。包括受激拉曼放大器（SRA）和受激布里淵放大器（SBAA兩種。（2）摻雜光纖放大器（常見的有摻鉺和摻鐠

2、光纖放大器）在泵浦光作用下，摻雜光纖中出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生受激輻射，從而使光信號(hào)得到放大。EDFAtt點(diǎn)：高增益、寬帶寬、低噪聲及放大波長(zhǎng)正好是在光纖的最低損耗窗口等。2. EDFA勺泵浦方式有哪些？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：EDFA勺三種泵浦形式：同向泵浦、反向泵浦和雙向泵浦。同向泵浦：信號(hào)光和泵浦光經(jīng)WD廢用器合在一起同向輸入到摻餌光纖中，在摻鉺光纖中同向傳輸；反向泵浦：信號(hào)光和泵浦在摻鉺光纖中反向傳輸；雙向泵浦：在摻鉺光纖的兩端各有泵浦光相向輸入到摻鉺光纖中。同向泵浦增益最低，而反向泵浦比同向泵浦可以提高增益3dB5dB。學(xué)習(xí)資料這是因?yàn)樵谳敵龆说谋闷止獗容^強(qiáng)可以更多地轉(zhuǎn)化為信號(hào)光。而雙向

3、泵浦又比反向泵浦輸出信號(hào)提高約3dB,這是因?yàn)殡p向泵浦的泵功率也提高了3dB。其次，從噪聲特性來看，由于輸出功率加大將導(dǎo)致粒子反轉(zhuǎn)數(shù)的下降，因此在未飽和區(qū)，同向泵浦式EDFA的噪聲系數(shù)最小，但在飽和區(qū)，情況將發(fā)生變化。不管摻鉺光纖的長(zhǎng)度如何，同向泵浦的噪聲系數(shù)均較小。最后，考慮三種泵浦方式的飽和輸出特性。同向EDFA的飽和輸出最小。雙向泵浦EDFA的輸出功率最大，并且放大器性能與輸出信號(hào)方向無關(guān)，但耦合損耗較大，并增加了一個(gè)泵浦，使成本上升。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Pout27dBm，求放大器的增益。解：G=10log10(Pou

4、t/Pin)=10log10Pout-10log10Pin=27-2=25dB4. 簡(jiǎn)述FBA與FRA間的區(qū)別。為什么在FBA中信號(hào)與泵浦光必須反向傳輸？答：FBA與FRA間的區(qū)別：1、FRA是同向泵浦，F(xiàn)BA是反向泵浦；2 、FRA產(chǎn)生的是光學(xué)聲子，F(xiàn)BR產(chǎn)生的是聲學(xué)聲子，3 、FRA比FBA的閾值功率大；4 、FRA比FBA的增益帶寬大。在SBA中，泵浦光在光纖的布里淵散射下，產(chǎn)生低頻的斯托克斯光，方向與泵浦光傳播方向相反。如果這個(gè)斯托克斯光與信號(hào)光同頻、同相，那么信號(hào)光得到加強(qiáng)。故要使信號(hào)光得到放大，信號(hào)光應(yīng)與泵浦光方向相反。5. 一個(gè)長(zhǎng)250Hm的半導(dǎo)體激光器用做F-P放大器，有源區(qū)折

5、射率為4,學(xué)習(xí)資料則放大器通帶帶寬是多少？此題可能有誤，半導(dǎo)體光放大器的通帶帶寬目前還沒找到公式計(jì)算。6. EDFA在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用形式有哪些？答：（1）作為光中繼器，用EDFA!代替半導(dǎo)體光放大器，對(duì)線路中的光信號(hào)直接進(jìn)行放大，使得全光通信技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。（2）作為前置放大器，由于EDFAM有低噪聲特點(diǎn)，因而如將它置于光接收機(jī)的前面，放大非常微弱的光信號(hào)，則可以大大提高接收機(jī)靈敏度。（3）作為后置放大器，將EDFA置于光發(fā)射機(jī)的輸出端，則可用來提高發(fā)射光功率，增加入纖功率，延長(zhǎng)傳輸距離。7. EDFA勺主要性能指標(biāo)有哪些？說明其含義？答：（1）增益，是指輸出功率與輸入功率之比G=Put/

6、P*如果用分貝作單位定義為G=10log10（Pout/Pin）；（2）噪聲系數(shù)，是指輸入信號(hào)的信噪比與輸出信號(hào)的信噪比Fn=（SNRin/（SNR）out。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？答：（1）在線放大器：當(dāng)光纖色散和放大器自發(fā)輻射噪聲的累積，尚未使系統(tǒng)性能惡化到不能工作時(shí)，用在線放大器代替光電光混合中繼器是完全可以的。特別是對(duì)多信道光波系統(tǒng)，節(jié)約大量設(shè)備投資。（2）后置放大器：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，增加通信距離。（3）前置放大器：將光放大器接在光接收機(jī)前，以提高接收機(jī)功率和信噪比，增加通信距離。（4）功率補(bǔ)償放大器：功率補(bǔ)償放大器的運(yùn)用場(chǎng)合：A.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)；B.將光放大器用于光子交換系統(tǒng)等多種場(chǎng)合。僅供學(xué)習(xí)與參考9.敘述SOA-XGMfc長(zhǎng)變換的原理。答：探測(cè)波s和泵浦波。經(jīng)耦合注入到SOA中，SOA寸入射光功率存在增益飽和特性：當(dāng)入射光強(qiáng)增加時(shí)，增益變??；當(dāng)入射光強(qiáng)減小時(shí)，增