光纖通信新增計算題

1、新增加的計算題第一章 計算題.word格式整理版.1、某種光纖的纖芯和包層的折射率分別是 1.48 和 1.46，則其臨界傳播角為。221（ = arcsin1（n2） =arcsin） 9.4Cn12、光接收機(jī)的靈敏度S 是指在滿足給定誤碼率或信噪比條件下，接r P 來描述，現(xiàn)若有最低平均光功率P 為 10，則其靈敏度S 為。r解：該處必須注意單位S 的單位是 P 的單位是，計算時r要注意單位以免出錯，依據(jù)公式S = 10lgP = 10lg10 = 10dBmr3、光接收機(jī)的動態(tài)范圍 D 是指在保證系統(tǒng)誤碼率指標(biāo)要求下，接收機(jī)的最低光功率P 和最大允許光功率P 之比，現(xiàn)知P 和P 分別是1

2、0W 和100W，則其動態(tài)范圍D為。P= 10lg = 1dB ，注意單位！D = 10lgmaxPmin4、一階躍折射率光纖，已知纖芯和包層的折射率分別是：n =11.486n = 1.472,現(xiàn)僅考慮模式色散，則：2（1）每1km長度的脈沖寬度。（2）假設(shè)輸入光脈沖的寬度 T 與模式色散產(chǎn)生的展寬t相比可以忽略不計，在以上情況下計算可傳輸光脈沖的最大比特率。t =1）光纖長度單位和光速單位分別是 km 和 km/s，則 n ) = ) = 1.4710 )= 47.1(ns)112cn23105(2)輸入光脈沖的寬度 T 與模式色散產(chǎn)生的展寬t相比可以忽略不計，則最大比特率為B =1 =1

3、= （Mb/s）85、已知語音信道的帶寬為 3.4KHz，則接收機(jī)信噪比是 S/N=30dB 的.范文.范例.參考分享.word格式整理版.信道容量是。解：C = Blog (1+ ) = 3.410 log (1+30) = 1.68410 b/sS3522N第二章 計算題1、 一階躍折射率光纖，已知纖芯和包層的折射率分別是： n =11.48n = 1.46,求：2（1）其臨界入射角 ；c（2）其臨界傳播角 ；C（3）其數(shù)值孔徑NA；（4）其最大接收角 ；0（5）是否能得知相對折射率差 的大??？相對折射率差 和光纖與光源之間的耦合效率有何關(guān)系？實際光纖對有什么要求？ = arcsin（n）

4、 = arcsin（ ） = 80.6 。02n1c22（2） = arcsin1（n2） arcsin1（） 9.4 。Cn11212（3）NA= sin =（n n）= （1.48 1.462 ）= 0.242222201(4) = = 1400(5)數(shù)值孔徑 NA 在實際計算時還有另外的計算公式為： NA=112122n2sin = （n n ） = （2n ） n） = n 2122212120112n221。：221 n1= 1） = 0.013368則 = （）（022一般而言大一些，光纖與光源之間的耦合效率就高一些，要過大的話，色散影響就越嚴(yán)重，實際光纖總有 。2、 已知某光纖參

5、數(shù)如下：a = 4.0m= 0.003,纖芯折射率為n =1.范文.范例.參考分享.word格式整理版.1.48。試問：（1）此光纖能否傳輸波長 = 1.31m 的TE 和TM 模？說明理由。（2）如要使TE 和TM 模能夠傳輸，光波長應(yīng)做怎樣的調(diào)整？V = k n a2可得：0 1V = n a2= 1.484.010 20.003= 2.2，16而TE 和TM 模的歸一化截止頻率V = 2.045，顯然V V 條件的模式都cc可以在光纖中傳輸。n a ，所以有：V =122V = n a2=1.5610 20.002 = 2.3061 11.5512V = n a2=21.5610 20.

6、002= 2.732 11.3122V = n a2=21.5610 20.002= 4.213 10.853當(dāng) = 1.55m時，10V ( ) V = 2.306 (， c1c此時光纖中只能傳輸 導(dǎo)波模。當(dāng) = 1.31m時，2 () V = 2.73 (， ,c2c此時光纖中只能傳輸導(dǎo)波模。TE ，TM ，HE 和HE當(dāng) = 0.85m時，1，3.832V(HE ，12) V = 4.21 (EH )3 c c此時光纖中只能傳輸導(dǎo)波HE ，EH ，HE ，TE ，TM ，HE 和HE.范文.范例.參考分享.word格式整理版.模。故光纖中能傳輸?shù)膶?dǎo)波模有 。1N = V22(3) 歸一化

7、頻率的值一般還決定了包層傳輸?shù)墓β收伎偣β实谋壤?即P = ，對于光波長為22= 1.55m而言，V = 2.306，總功率包層11P總為P 1000dBm，則包層傳輸?shù)墓β蔖為總P =P =總1000= 408.85dBm3V32.30614、已知某階躍光纖參數(shù)如下：= 0.003，纖芯折射率為n = 1.46，1光波長 = 1.31m，則單模傳輸時光纖具有的纖芯半徑a 。 = 2.4051.31106 = 4.44m注意填寫時加單位。a 221.4620.0031第三章 計算題1、對于單縱模激光器，定義邊模抑制比 MSR 為主模功率P 與次邊主摸功率P 之比，它是半導(dǎo)體激光器頻譜純度的一種

8、度量，若 P =邊主，P = ，則MSR為邊。PMSR = 10lg = 10lg = 101主P邊第四章 計算題1、 光檢測器的響應(yīng)度 R 表明了光檢測器將光信號轉(zhuǎn)化成電信號的效率，現(xiàn)知光檢測器的光電流I = ，其入射光功率為P =pin.范文.范例.參考分享.word格式整理版.1.4286W，則響應(yīng)度R 的大小為。I解：依定義R = = 0.7A/W，注意填寫單位。pPin第五章 計算題1、當(dāng)光放大器的增益比較大時，自發(fā)輻射因子 n = 2,則其噪聲系數(shù)F 的大小為。n解：當(dāng)光放大器的增益比較大時，噪聲系數(shù)F 2n = 4。n第六章 計算題1、某 LAN 光纖鏈路工作波長 = 850nm

9、，鏈路長度L = 2000m，最大比特率為 ，采用線寬為 20nm 的 LED 光源，光設(shè)備的上升時間為8ns10/100Mb/s LAN最大光纜長度如表，用MMF（多模光纖）62.5/125m的光纖。表1 求：(1) 系統(tǒng)要求的上升時間t 。r(2) 模式色散引起的脈沖展寬t ，即光線模式上升時間。(3) 色度色散引起的脈沖展寬t 。(4) 求系統(tǒng)實際上升時間t 。(5) 可以達(dá)到指定的比特率嗎？.范文.范例.參考分享.word格式整理版.(6) 如果光纖的帶寬不能滿足要求，你認(rèn)為該如何解決？4S= |D()|L。注：色度色散計算公式D() = （ ）和t0043解：（1）帶寬與比特率的關(guān)系f = B = 16MHz，從而得：0.350.35t = 21.9ns）r f 166（2）由表可知，62.5/125m光纖工作于 850nm 時的帶寬距離積為160MHzkm，由于鏈路長度是，故模式帶寬（光電寬）為f = = （MHz），轉(zhuǎn)換成電帶寬f = 0.707f = 56.6(MHz),則t= = = 6.2（ns）e1mod4S= |D()|L，（3）由色度色散計算公式D() = （ t0043可得D() 0.1ns/(nskm),t =20nm2km= 4ns有以上得t= (t ) +(t ) = 6.2 +4 = 7.4ns2 2 2 2故系統(tǒng)實際上升