梁瑞生《现代光纤通信技术及应用》课后习题及参考答案
第1章概述
1－1、什么是光纤通信？
参考答案：光纤通信(Fiber-optic communication)是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式，其先将电信号转换成光信号，再透过光纤将光信号进行传递，属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。光纤通信利用了全反射原理，即当光的注入角满足一定的条件时，光便能在光纤内形成全反射，从而达到长距离传输的目的。
1－2、光纤通信技术有哪些特点？
参考答案：(1)无串音干扰，保密性好。 (2)频带极宽，通信容量大。
(3)抗电磁干扰能力强。 (4)损耗低，中继距离长。
(5)光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设。
除以上特点之外，还有光纤的原材料资源丰富，成本低;温度稳定性好、寿命长等特点。
1－3、光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。
参考答案：光纤通信系统最基本由光发送机、光接收机、光纤线路、中继器以及无源器件组成。其中光发送机负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，光纤线路负责传输信号，而光接收机负责接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
(1)光发送机：由光源、驱动器和调制器组成，实现电/光转换的光端机。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。
(2)光接收机：由光检测器和光放大器组成，实现光/电转换的光端机。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端机去。
(3)光纤线路：其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。
(4)中继器：由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。
(5)无源器件：包括光纤连接器、耦合器等，完成光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合。
1－4、光纤通信新技术主要有哪几种？
参考答案：（1）相干光通信:相干光通信是指在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术。
（2 ）光孤子通信技术:光孤子通信是光纤折射率的非线性（自相位调制）效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件
（光纤的反常色散区及脉冲光功率密度足够大）下，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。
（3 ）空间光通信:空间激光通信系统是指以激光光波作为载波，大气作为传输介质的光通信系统。
（4）量子光通信:量子光通信的主要形式包括基于量子密钥分发（Quantum Key Distribution）的量子保密通信、量子密集编码（Quantum Dense Coding）和量子隐形传态（Quantum Teleportation）等。
第2章光纤与光缆
2－1、光纤主要有哪几部分组成？
参考答案：光纤由三个部分组成:纤芯、包层和涂敷层。
2-2、光纤主要分类有哪些？
参考答案：（1）按光纤横截面的折射率分布：分为阶跃和渐变折射率分布光纤。此外还有：三角型折射率光纤、双包层光纤、四包层光纤等。
（2）按光纤中传导模式数量分类：光纤可以分为单模光纤和多模光纤两类。
（3）按照光纤的材料，可以将光纤的种类分为石英光纤和全塑光纤。
（4）按其套塑层可分为紧套光纤与松套光纤。
2－3、分析光纤导光的两种基本方法是什么？
参考答案：光线理论和波动理论是分析光纤导光的两种基本方法。
（1）.光线理论
光线理论又称为几何光学法，当光波波长 远小于光纤的横向尺寸时，光可以用一条表示光波传播方向的几何线来表示。
（2）. 波动方程理论
为全面精确的分析光波导，可采用波动理论，该方法基于电磁场理论分析光纤导光原理。
2-4光纤色散概念及分类。
参考答案：
(1)、光纤色散的概念。
光纤色散是指由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，从而导致信号的畸变。
(2)、光纤色散的种类。
色散可分为：模式色散、材料色散和波导色散3种。模式色散由信号不是单一模式携带所导致，也称模间色散。材料色散和波导色散是由于同一个模式内携带信号的光波频率成分不同所导致的，所以也称为模内色散。
2-5、光纤中的非线性效应作用与分类。
参考答案：光纤中的非线性效应有两方面的作用：一方面可以引起传输信号的附加损耗、波分复用系统中信道之间的串扰以及信号载波的移动；另一方面可以被用来开发放大器、调制器等新型器件。
光纤的非线性可以分为：受激散射效应和折射率扰动。
受激散射效应是光通过光纤介质时，有一部分能量偏离预定的传播方向，且光波的频率发生改变，这种现象叫受激散射效应。受激散射效应有两种形式：受激布里渊散射和受激拉曼散射。折射率扰动主要引起四种非线性效应：自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）、四波混频（FWM）。
2-6、常用于光纤通信系统的光纤有哪些？
参考答案：
(1 )G.6 52标准单模光纤:G.652D是光缆中光纤的型号，代表的是非色散位移单模光纤，是目前国内最广泛应用的一种单模光纤。
(2) G.6 53色散移位光纤:G.653光纤（1550性能最佳光纤）,是一种把零色散波长从1.3μm移到1.55μm的色散位移光纤（DSF，Dispersion－Shifted Fiber）。
（3 ）G.6 54衰减最小光纤:G.654大大改善了光纤的弯曲附加损耗。
（4）G.6 55非零色散光纤:G.655光纤是一种在1550nm工作波长具有较小正色散或具有负色散的光纤。这种单模光纤的特点是在1530～1565nm工作窗口的色散不为零，保持有一个能够抑制四波混频的合适色散系统值。
（5 ）G.6 56宽带全波光纤:G.656光纤在1460～1624nm波长范围具有大于非零值的正色散系数值，能有效抑制密集波分复用系统的非线性效应。
（6 ）G.6 57接入网用光纤:G.657光纤具有优异的耐弯曲特性，主要工作在1310nm、1550nm和1625nm3个波长窗口，其更适用于实现FTTH的信息传送、安装在室内或大楼等狭窄的场所。
（7）色散补偿光纤:色散补偿光纤（DCF，Dispersion Compensating Fiber）是具有大的负色散光纤。它是针对现已铺设的G652标准单模光纤而设计的一种新型单模光纤。
2－7、光缆的结构。
参考答案：光缆一般由缆芯、加强元件和护层三部分组成。
2-8、在均匀光纤中，为什么单模光纤的芯径和相对折射率差Δ比多模光纤小？
2-9、已知阶跃折射率光纤中n1=1.52，n2=1.49。
（1）．光纤浸没在水中(n0=1.33)，求光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大接收角；
（2）．光纤放置在空气中，求数值孔径。
2-10、均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n1=1.50，n2=1.45，光纤的长度L=10Km。试求：（1）光纤的相对折射率差Δ；
（2）数值孔径NA；
（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的NA和相对折射率差Δ。
2-11、已知阶跃型光纤，纤芯折射率n1=1.50，相对折射率差Δ=0.5%，工作波长λ0=1.31μm，试求：
（1）保证光纤单模传输时，光纤的纤芯半径a应为多大？
（2）若a=5μm，保证光纤单模传输时，n2应如何选择？
2-12、一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850波长上可以支持1000个左右的传播模式，试问：
（1）其纤芯直径为多少？
（2）在1310nm波长上可以支持多少个模？
（3）在1550nm波长上可以支持多少个模？
2-13、某光纤在1300nm处的损耗为0.6dB/km，在1550nm处的波长损耗为0.3dB/km。假设下面两种光信号同时进入光纤：1300nm波长的150μw的光信号和1550nm波长的100μw的光信号。试问这两种光信号在8km和20km处的功率各是多少？以μw为单位。
2-14、当光在一段长为10km光纤中传输时，输出端的光功率减少至输入端光功率的一半，求光纤的损耗系数。
第3章光发送机和光接收机、
3-1、能级跃迁过程有哪些？
参考答案：受激吸收，受激辐射和自发辐射。
3-2、什么是粒子数反转？什么情况下能实现光放大？
参考答案：粒子数反转分布是指高能级粒子布居数大于低能级的粒子布居数。处于粒子数反转分布的介质（叫激活介质）可实现光放大。
3-3 比较半导体激光器和发光二极管的异同。
参考答案：半导体发光二极管和半导体激光器类似，也是一个PN结，也是利用外电源向PN结注入电子来发光的。
半导体发光二极管与半导体激光器最大的不同是半导体发光二极管没有谐振腔，是无阈值器件，它的发光只限于自发辐射过程，发出的是荧光，半导体发光二极管最大的特点是：光谱较宽、线性好、温度特性好、耦合效率低。
3-4：何谓激光器的阈值电流？激光器的阈值电流与激光器的使用温度、使用时间有什么关系？
参考答案：当半导体激光器外加激励的能源功率（一般为电能源）超过某一临界值时，激光物质中的粒子数反转达到了一定程度，激光器才能克服光谐振腔内的损耗而产生激光，此临界值就它的阈值。
3-5 什么是直接调制？
参考答案：直接调制是在光源上直接施加调制信号，使光源在发光过程中完成光的参数调制。
3-6 什么是直接调制？最常用方法是什么？
参考答案：间接调制是利用晶体电光效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，这种调制方式既适用于半导体激光器，也适应于其他类型的激光器。间接调制最常用的是外调制的方法，即在激光形成以后加载调制信号。其具体方法是在激光器谐振腔外的光路上放置调制器，在调制器上加电压，使调制器的某些物理特性发生相应的变化，当激光器通过它时，得到调制。
3-7光发送机的概念、作用及构成。
参考答案：光发送机（Optical transmitter）是光传输网中的一类设备，和光接收机（Optical receiver）成对使用。光发送机将电信号转成光信号，通过光纤发送，光接收机则将光信号转成电信号。
在光纤通信系统中，光发送机的作用是把从电端机送来的电信号转变成光信号，并送入光纤线路进行传输。光发送机的作用是进行电-光转换。
光发送机由输入接口、光源、驱动电路、监控电路、控制电路等构成，其核心是光源及驱动电路。
3-8光发送机主要技术指标有哪些？
参考答案：作为光纤通信系统的重要组成部分，光发送机有许多技术指标，其最主要的是如下几项。（1）．平均发光功率Ps（2）．谱宽δλ(3) ．光
源器件的寿命 。
3-9 光纤通信对光检测器有哪些要求？
参考答案：（1） 灵敏度高（2） 响应速度快（3） 噪声小（4） 稳定可靠 3-10光电二极管的PN 结中间掺入一层浓度很低的N 型半导体有什么作用？
参考答案：光电二极管的PN 结中间掺入一层浓度很低的N 型半导体，就可以增大耗尽区的宽度，达到减小扩散运动的影响，提高响应速度的目的。 3-11光发送机的作用及主要构成是什么？
参考答案：光接收机的作用是探测经过传输的微弱光信号，并放大、再生成原发射的光信号。对强度调制的数字光信号，在接收端采用直接检测(DD)方式时， 光接收机组成部分主要有：
光电探测器、光学接收系统、信号处理
3-12光接收机主要的性能指标是什么？
参考答案：光接收机主要的性能指标是误码率（BER ）、灵敏度以及动态范围。
3-13、一个半导体激光器平均每秒钟注入4个电子空穴对发射一个光子，那么
（1）计算该器件的量子效率；
（2）当禁带宽度为0.8eV 时，计算发射波长。
（1）e 1/40.25x η==；
（2）由 1.24 1.24 1.550.8g m E λμ=
==得到
3-14、已知一LED 量子效率为1%，峰值波长为850nm ，正向电流为50mA ，求其发出的功率是多少？ 解：p 1248 1.47,0.735.
p he E eV P E I mW λλη=====
3-15、一个GaAsPIN 光电二极管平均每三个入射光子产生一个电子空穴对，假设所有电子都被收集，那么
（1）计算该器件的量子效率；
（2）在0.8μm 波段接收功率是10-7W ，计算平均输出光电流。
（3）计算截止波长λc 。（GaAsPIN 的 1.424g E =ev ）
3-16、设PIN光电二极管的量子效率为80%，计算1.3μm和1.55μm波长时的响应度，说明为什么在1.55μm处光电二极管比较灵敏。
第4章光放大器与光纤激光器
4-1光放大器原理是什么？
参考答案：光放大器的原理基本上是基于激光的受激辐射，通过将泵浦光的能量转变为信号光的能量实现放大作用。
4-2、光放大器有哪些重要参数？
参考答案：光放大器参数主要有（1）增益；（2）增益带宽；（3）饱和输出光功率；（4）噪声指数。
4-3、掺铒光纤放大器的构成有哪些。
参考答案：掺铒光纤EDFA主要由5个部分组成：掺铒光纤（EDF）、光耦合器（WDM）、光隔离器（ISO）、光滤波器（Optical Filter）、泵浦源（Pumping Supply）。4-4、掺饵光纤放大器有哪些应用。
参考答案：EDFA在功能应用上可以分为用作远距离传输的线路放大器、用作光发射机输出的功率放大器和用作接收机前端的前置放大器。
4-5、双级EDFA的设计要点是什么？
参考答案：双级EDFA的设计要点。在掌握了同向泵浦和反向泵浦方式的EDFA的特点以后，就可以在双级EDFA设计中，灵活运用这两种泵浦方式，设计出性能较高的EDFA。一般在设计高增益功率放大器时，需要采用双级EDFA的设计。
其设计要点是：为使EDFA具有低噪声，前级采用同向泵浦，因为多级EDFA 的噪声主要由第一级噪声所决定。
为得到高增益，在第二级采用反向泵浦，以使系统的功率得到进一步提高。为降低自发辐射对系统的影响，在前后两级之间加如隔离器，隔离器的位置一般在两级铒纤总长的25%~30%处效果最好。
d) 对于C波段40nm EDFA，需要采用平坦滤波器。如果平坦滤波器放在EDFA的输出端，将影响EDFA的增益。如果将平坦滤波器放在两级之间，则采用什么样的平坦滤波曲线来进行模拟呢？实际上EDFA的增益线形主要是来自于均匀增益的贡献，非均匀增益的影响主要在1531~1532nm处。因此，可以在两级之间的参数设置时，根据EDFA的总输出增益曲线的不平坦部分，设置一个衰减值，并在1531~1532nm 出做0.15dB左右的修正。模拟之后，如果输出曲线还是不够平坦，重复上面的过程，最终将得到比较满意的结果。
4-6、EDFA测试方法有哪些？
参考答案：EDFA测试方法可分为直接法和间接法两大类。通常采用的技术包括内插法、偏振消光法、脉冲法(也称时域消光法)和增益噪声法(也称为光脉冲探针法)等
4-7、简述光纤拉曼放大器的工作原理。
参考答案：光纤拉曼放大器的工作原理是基于石英光纤中的受激拉曼散射
效应，在形式上表现为处于泵浦光的拉曼增益带宽内的弱信号与强泵浦光波同时在光纤中传输，从而使弱信号光即得到放大。
4-8、光纤拉曼放大器的有哪些优缺点？
参考答案：优点：( 1 ) 拉曼放大是一个非谐振过程，其增益响应仅依赖于泵浦光波长及其带宽，选择合适的泵浦源就可得到任意波长的放大。对于开发光纤的整个低损耗区具有无可替代的作用。
( 2 ) 增益介质为传输光纤本身，与光纤系统具有良好的兼容性，它可利用现已大量铺设的G.652或G.655光纤作为增益介质，对光信号进行分布式放大，从而实现长距离的无中继传输和远程泵浦，尤其适用于海底光缆通信等不方便设立中继器的场合。
( 3 )串扰小，温度稳定性好、噪声指数低。
( 4 )光纤拉曼放大器的饱合功率高，增益谱调整的方式直接而且多样，放大作用的时间短，可实现对超短脉冲的放大。
光纤拉曼放大器也存在一些缺点：需要特大功率的泵浦源，这是一个比较苛刻的要求；另外一点，其对光的偏振态较敏感，可以通过增加偏振光耦合器来解决；其次拉曼增益被放大自发辐射的瑞利后向散射和信号的双重瑞利后向散射所限制，会引起多点反射和多路径干涉，产生码间干扰，降低信噪比等。
4-9、介绍光纤拉曼放大器的应用。
参考答案：（1）提高系统容量。
（2）拓展频谱利用率和提高传输系统速率。
（3）增加无中继传输距离。
（4）补偿色散补偿光纤（DCF）的损耗。
（5）通信系统升级。
4-10、拉曼光纤放大器使用过程一定要注意安全，我们在平时维护过程中应从哪几个方面引起注意？
参考答案：拉曼光纤放大器一般有几组不同波长高功率激光器同时泵浦，泵浦总功率甚至超过30dBm，所以在使用时特别要注意光缆线路安全、仪表设备安全和人身安全。
①目前商用的拉曼放大器一般都是后向泵浦，泵浦光从信号光的输入端反向输出，这与我们平时维护其他设备完全不同。②后向泵浦光功率一般很高，超出了机房一般光功率计，包括光谱分析仪的测试范围，不要试图直接测试泵浦光的输出功率。泵浦光波长在光纤里传输损耗较小，如果拉曼光纤放大器没有断开，100km之外的光时域分析仪（OTDR）的光检测器件完全可能被烧毁。③裸眼短时间可容忍的激光功率为1mW，400mW的漫反射光都可能对人眼造成伤害，无论机房维护还是光缆施工，都不要去直视或使用显微镜观察带有激光的光纤端面。④连接拉曼光纤放大器的尾纤端面要求为APC或更低反射损耗端面，而且要保证端面清洁，否则会烧毁尾纤，尾纤的弯曲半径过小同样会烧毁尾纤。⑤接近拉曼放大器端至少25km里的光缆固定熔接点要求熔接质量良好，否则会烧坏熔接点或
者降低拉曼光纤放大器的增益。
4-11、简述光纤激光器的工作原理。
参考答案：光纤激光器（Fiber Laser ）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。
4-12、介绍光纤激光器的应用。
参考答案：
（1） 标刻应用
（2） 材料处理的应用
（3） 材料弯曲的应用
（4） 激光切割的应用
4-13一个EDFA 功率放大器，波长为1542nm 的输入信号功率为2dBm ，得到的输出功率为27dBm ，求放大器的增益？
4-14、铒光纤的输入光功率是300μW ，输出功率是60mW,则
（1）EDFA 的增益是多少？
（2）假如放大自发辐射噪声功率是PASE=30W ，EDFA 增益变为多少？
解：EDFA 增益10log()23out dB in P G dB P ==
当考虑放大器自发辐射噪声功率时，EDFA 增益10log()23out ASE dB in P P G dB P -== 4-15、一个980nm 泵浦的EDFA ，其泵浦功率为30mW ，如果在1550nm 处的增益是20dB,求信号光的最大输入功率、最大输出功率？
解：已知G （dB ）=20 dB ，即G=100，
故：
(9801550)30()1901001
in s mW P W μ≤- (max)1900.6330() 1.9112.8p out in in s s p s
P P P W mW mW dBm λμλ=+
=+⨯==
第5章 光纤通信中的光无源器件
5-1、光纤活动连接器按功能可分成几个组成部分？各部分的功能是什么？
参考答案：光纤活动连接器在结构上差别很大，品种也很多，但按功能可分如下几部分。
（1）连接器插头（Plug Connector）：是光纤在转换器中完成插拔功能的部件称为插头，由插针体和若干外部零件组成。为使光纤不受外界伤害，插头的机械结构必须具有对光纤进行有效保护的功能。
（2）转换器或适配器（Adapter）：即插座（珐琅盘），将光纤插头连接在一起使光纤接通的器件，转换器可以连接同型号插头，也可以连接不同型号插头，可以连接一对插头，也可以连接几对插头或多芯插头。
（3）变换器（Converter）：将某一型号的插头变换成另一型号插头的器件，使用时将某一型号的插头插入同型号的转换器中，就变成其它型号的插头了。
（4）光缆跳线（Cable Jumper）：一根光缆两端面装上插头，称为跳线。两个插头的型号可以不同，可以是单芯的，也可以是多芯的。连接器插头是跳线的特殊情况，即只在光纤（缆）的一端装有插头，也将其称为尾纤。
（5）裸光纤转换器（Bare Fiber Adapter）：将裸光纤与光源、探测器及各种光仪表连接的器件，将裸光纤穿入转换器，处理好光纤端面，形成一个插头，就可以进行其它连接了。用完后，可将裸光纤从转换器中抽出。裸光纤转换器在光纤测试、光仪表以及光纤之间的临时连接中具有广泛的用途。
5-2、常用的光纤连接器有哪几种类型？各类型的特点是什么？
参考参考答案：案：目前具有代表性的产品主要有FC、ST、SC、D4、双锥、VFO(球面定心)和F-SMA等。
（1）.FC型连接器，是一种螺纹连接，外部零件采用金属材料制作，是我国电信网采用的主要产品，我国已制定了FC型连接器的国家标准。
（2）.SC型连接器，SC型连接器的插针，套筒与FC型的完全一样。它的外壳采用工程塑料制成的矩形结构，便于密集安装。它没有采用螺纹连接，可以直接插拔，使用方便，操作空间小，可以密集安装，可做成多芯连接器，应用前景广泛。
（3）.ST型连接器，ST型连接器采用带键的卡口式锁紧结构，确保连接时准确对中。
5-3、简述四种常用的光纤耦合器的类型和功能。
参考答案：
(1).T型偶合器:这是一种2×2的3端耦合器，如图5-3（a）所示，它的功能是把一根光纤输入的光信号按一定比例分配给两根光纤，或把两根光纤输入的光信号组合在一起输入一根光纤。这种耦合器主要用作不同分路比的功率分配器或功率组合器。
(2).星型耦合器:这是一种n×m耦合器，如图5-3（b）所示，它的功能是把n根光纤输入的光功率组合在一起，均匀地分配给m根光纤，m和n不一定相等。
这种耦合器常用作多端功率分配器。
图5-3 常见的耦合器类型
(3).定向耦合器:这是一种2×2的3端或4端耦合器，它的功能是分别取出光纤中向不同方向传输的光信号，如图5-3（c）所示，光信号从端1传输到端2，一部分由端3输出，端4无输出；光信号从端2传输到端1，一部分由端4输出，端3无输出。这种耦合器可用作分路器，不能用作合路器。
(4).波分复用器/解波分复用器:这是一种与波长有关的耦合器（也称合波器/分波器），如图5-3（d）所示，它的功能是把多个不同波长的发射机输出的光信号组合在一起，输入到一根光纤；解复用器是把一根光纤输出的多个不同波长的光纤分配给不同的接收机。
5-4、简述评价光纤耦合器的特性参数有哪些？
参考答案：：(1).插入损耗; ( 2).附加损耗; (3).分光比; (4).方向性(5).均匀性; (6).偏振相关损耗; (7).隔离度
5-5、简述MZ 幅度调制器的工作原理。
参考答案：MZ干涉型光调制器
最常用的幅度调制器是在铌酸锂晶体表面用钛扩散波导构成的马赫-曾德尔（MZ）干涉型调制器，如图5-10所示。使用两个频率相同但相位不同的偏振光进行干涉的干涉仪，通过外加电压引入相位的变化来使幅度变化。
图5-10 马赫-曾德尔幅度调制器
图5-10（a）所示的由两个 Y 形波导构成的结构中，在理想的情况下，输入光功率在C点平均分配到两个分支传输，在输出端D干涉，所以该结构扮演着干涉仪的作用，其输出幅度与两个分支光通道的相位差有关。两个理想的背对背
相位调制器，在外电场作用下，能够改变两个分支中待调制传输光的相位。由于加在两个分支中的电场方向相反，如图5-10（a）右上方的截面图所示，所以在两个分支中的折射率和相位变化也相反，例如若在A分支中引入π/2的相位变化，那么在B分支则引入−π/2相位的变化，因此A、B分支将引入相位π的变化。
在图5-10（b）所示的强度调制器中，当外调制电压为零时，MZ干涉仪A、B两臂的电场表现出完全相同的相位变化；当加上外电压后，电压引起A波导折射率变化从而破坏了该干涉仪的相长特性，因此在A臂上引起了附加相移，结果使输出光的强度减小。作为一个特例，当两臂间的相位差等于π时，在 D 点出现了相消干涉，输出光强为零；当两臂的光程差为0或2π时，干涉仪相长干涉，输出光强最大。当调制电压引起A、B两臂的相位差在0～π之间变化时，输出光强随调制电压而变化。由此，加到调制器上的电比特流在调制器的输出端产生了波形相同的光比特流。
5-6、什么是电光效益？
参考答案：：物质的折射率因外加电场而发生变化称为电光效应
5-7、光开关的作用是什么？主要分为哪两类？
参考答案：：作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作光开关如按其工作原理划分，可分为机械式和非机械式两大类
5-8、简述偏振相关型隔离器和偏振无关型隔离器各自的工作原理。
偏振相关型隔离器的工作原理如图5-17所示。这里假设入射光只是垂直偏振光，第一个偏振器的透振方向也在垂直方向，因此输入光能够通过第一个偏振器。紧接第一个偏振器的是法拉第旋转器，法拉第旋转器由旋光材料制成，能使光的偏振态旋转一定角度，例如45°，并且其旋转方向与光传播方向无关。法拉第旋转器后面跟着的是第二个偏振器，这个偏振器的透振方向在 45°方向上，因此经过法拉第旋转器旋转 45°后的光能够顺利地通过第二个偏振器，也就是说光信号从左到右通过这些器件（即正方向传输）是没有损耗的（插入损耗除外）。另一方面，假定在右边存在某种反射（比如接头的反射），反射光的偏振态也在45°方向上，当反射光通过法拉第旋转器时再继续旋转 45°，此时就变成了水平偏振光。水平偏振光不能通过左面偏振器（第一个偏振器），于是就达到隔离效果。
图5-17 偏振相关型隔离器的工作原理
5.7.2 偏振无关型光隔离器
一种小型的与入射光的偏振态无关的隔离器结构如图5-18所示。具有任意偏振态的入射光首先通过一个空间分离偏振器（Spatial Walk-off Polarizer，SWP）。这个SWP 的作用是将入射光分解为两个正交偏振分量，让垂直分量直线通过，水平分量偏折通过。两个分量都要通过法拉第旋转器，其偏振态都要旋转45°。法拉第旋转器后面跟随的是一块半波片（half-wave plate）。
这个半波片的作用是将从左向右传播的光的偏振态顺时针旋转 45°，将从右向左传播的光的偏振态逆时针旋转 45°。因而法拉第旋转器与半波片的组合可以使垂直偏振光变为水平偏振光，反之亦然。最后两个分量的光在输出端由另一个SWP合在一起输出，如图5-18（a）所示。另一方面，如果存在反射光在反方向上传输，半波片和法拉第旋转器的旋转方向正好相反，当两个分量的光通过这两个器件时，其旋转效果相互抵消，偏振态维持不变，在输入端不能被SWP再组合在一起，如图5-18（b）所示，于是就起到隔离作用。
5-9、简述光环形器的工作原理？
参考答案：：光环形器是一种单向多端口无源器件，它将光沿一个方向从一个端口传送到另一个端口。这种器件可用于光放大器、分插复用器及散射补偿模块等。
第6 章光缆线路
6-1、简述光缆线路敷设的一般步骤？
参考答案：：光缆线路施工分为以下阶段进行：
（1）.线路施工准备（路由复测、光缆配盘与预留、施工仪器、工具准备）；（2）.光缆线路敷设；
（3）.光缆线路接续与成端；
(4).光缆线路测试与竣工验收。
6-2、什么是光缆配盘？配盘有哪些目的？
参考答案：：光缆配盘应遵循的原则
(1）光缆应尽量做到整盘敷设，以利减少中间接头。
(2）靠设备侧的第1、2段光缆的长度应尽量大于1公里。
(3）靠设备侧应选择光纤的几何尺寸，数值孔径等参数偏差小，一致性好的光缆。
(4）不同敷设方式及不同的环境温度，应根据设计规定选用相应的光缆。
(5）配盘后的接头应满足下列要求：直埋光缆接头应安排在地势平坦和地质稳固地点，应避开水塘、河流、沟渠等。管道光缆接头应避开交通要道口，接头点应安排在人孔中；架空光缆接头应落在杆上或杆旁1米左右；光缆配盘结果填人“中继段光缆配盘图”。
6-3、简述直埋光缆线路的敷设过程。
参考答案：(1).光缆沟的开挖及要求，光缆直埋敷设可能会受到诸多因素的影响，如耕地、排水沟和其他地面设施、鼠害、冻土层深度等。因此，直埋光缆一般要比管道光缆埋得深。只有达到足够的深度后才能防止各种机械损伤。而且在达到一定深度时，地温较稳定，减少了温度变化对光纤传输特性的影响，从而提高了光缆的安全性和通信传输质量。
(2).直埋光缆的敷设方法，一般长途光缆的单盘长度为2km。对于距离较长的中继段，为减少接头数目，通常采用单盘长度为4km的光缆，同时，这也给光缆的敷设带来一定的困难。
6-4、简述架空光缆线路的敷设过程。
参考答案：：
（1）架空光缆吊线的架设
架空光缆的吊线采用规格为7/2.2mm的镀锌钢绞线。一般情况下，1根吊线上架挂1条光缆。架空吊线时若发现有条股松散等有损吊线机械强度的伤残部分，应剪除后再进行接续。
(2)架空光缆的架挂
光缆挂钩卡挂间距要求50cm，允许偏差不大于±3cm，电杆两侧的第一个挂钩距吊线在杆上的固定点边缘为25cm左右。光缆采用挂钩预布放时，应在光缆架设前，预先在吊线上安装挂钩，
6-5、简述光纤熔接操作的一般步骤。
参考答案：：
光缆接续方法与步骤
（1）准备工作；核对光缆接头位置，准备接续所需要的机具。
（2）光缆的开剥；由于光缆端头部分在敷设过程中易受机械损伤，因此，在光缆开剥前应根据光缆状况截取lm左右的长度丢掉。
（3）加强芯、金属护层的处理；加强芯固定在接头盒两边，并对光缆接头两端的金属加强芯和金属护层均做绝缘处理。
（4）光纤的接续和接续损耗的监测及评价；
（5）光纤预留长度的收容处理；光缆接头盒里，必须有一定长度的光纤，完成光纤接续后的预留长度（光缆开剥处到接头间的长度）一般为60～100cm。
（6）光缆接头盒的密封处理；应按接头护套的规定方法，严格按操作步骤和要领进行密封。光缆接头盒封装完成后，应作气闭检査和光电特性复测，以确认光缆接续良好。至此，接续已完成。
6-6、光缆再生段测试项目有哪些？
参考答案：(1).测试内容和要求
①）光传输特性的测量
②铜导线电气特性测量（带铜线光缆）
③接地装置地线电阻的测量。
④光缆护层对地绝缘电阻测量
(2).光缆再生段线路衰减测量
(3).光缆线路再生段OTDR测量曲线
(4).光缆金属护层的绝缘检测
6-7、光缆线路维护应遵循哪些原则？
参考答案：(1).认真做好技术资料的整理
(2)_严格制度光缆线路的维护规则
(3).维护人员的组织与培训
(4).做好线路巡视记录
(5).进行定期测量
(6).及时检修与紧急修复
第7章光传输系统的操作与维护
7-1、SDH光传输系统的结构可分为哪两大部分？各部分分别是什么？
参考答案：：SDH光传输设备的系统结构可分为硬件和软件两大部分。其硬件包括机柜、子架及机盘，软件为网管系统。
7-2、SDH设备调测的主要内容有哪些？
参考答案：应当进行系统调测，包括指标测试、自环测试、网管测试、系统功能测试和系统性能测试等。其中，指标测试和自环测试属于单站设备的测试，只有单站设备测试通过后，才能连通子网的各网元设备进行全网测试。在测试过程中，应记录相关的测试数据，以备今后查询。
7-3、SDH设备的光口测试包括哪些内容？
参考答案：：光口测试主要包括平均发送光功率、接收灵敏度、接收动态范围、各站点平均收光功率等指标。
7-4、SDH设备的自环测试该如何进行？进行该测试时，选用的光衰减器有什么作用？
参考答案：：用尾纤将相应的光接口自环，选取一个2M支路连接误码仪进行测试，测试时间不短于10分钟，测试时间内应无误码。进行自环时，应选用适当的光衰减器（固定的或可变的都可以），防止光接收口因过载而误码或损坏光接收模块。
7-5、系统光路连通后，为什么首先检查SDH设备的公务电话功能？
参考答案：：系统光路连通后，应首先检查公务电话功能是否正常，检测项目有选呼和群呼的测试。正常的公务功能标志着整个光路的传输基本正常，同时便于系统调试时各局站间进行联络。
7-6、业务检查完成后，紧接着应进行SDH设备哪项功能的检查？此项检查如何操作？
参考答案：：业务检查完成后，应对热备份机盘的自动切换功能以及网络中业务的倒换功能进行检测，确认保护操作能准确无误地进行，业务能够快速恢复，DCC通道可以自动恢复，倒换后系统的误码等指标应满足要求。测试的方式一般采用抽拔机盘、尾纤，插入误码等方式。
为观察整个子网的同步情况，首先应检查全网的时钟配置，然后通过网管界面检查指针调整是否频繁，如没有指针调整或很长时间才有一个指针调整，表示全网时钟已同步。
《光纤通信技术》复习题答案
《光纤通信技术》复习题 一．基本概念 1．什么样的电磁波叫做“光”？目前的光纤通信用的是什么光？波长是多少？ 答：光是一种电磁波，光频为10E14HZ量级，波长为μm 量级。可见光大约指0.4μm ~0.76μm 波长范围的电磁波。光通信采用的波长0.85μm、1.31μm和1.55μm。即在电磁波近红外区段。 2．光纤通信的特点？ 答：一、传输频带宽，通信容量大 二、传输损耗低，中继距离长 三、不怕电磁干扰 四、保密性好，无串音干扰 五、光纤尺寸小,重量轻,利于敷设和运输 六、节约有色金属和原材料 七、抗腐蚀性能好 3．光纤的NA和LNA各是什么意义？什么是光线模式的分立性？ 答：入射最大角称为孔径角，其正弦值称为光纤的数值孔径。数值孔径表示光纤采光能力的大小。 在光纤端面上芯区各点处允许光线射入并形成导模的能力是不一样的，折射率越大的位置接收入射光的能力越强。为了定量描述光纤端面各点位接受入射光的能力，取各点位激发最高次导模的光线入射角度为局部孔径角θ’C (r) ，并定义角的正弦值为该点位的局部数值孔径LNA。 光是有一定波长的，将光线分解为沿轴向和径向的两个分量，传输光波长λ也被分为λZ和λr。沿径向传输的光波分量是在相对的芯/包层界面间（有限空间）往返传输，根据波形可以稳定存在的条件——空间长度等于半波长的整数倍，而空间长度已由光纤结构所确定，所以径向波长分量λr不能随意了，从而导致它们夹角不能随意也即不能连续变化，即光线模式的分立性。 4．什么是光纤的色散？光纤的色散分为哪几种？在单模光纤中有哪些色散？ 答：脉冲信号在光纤中传输时被展宽的现象叫光纤的色散。分为模间色散和模内色散。模内色散又分为材料色散和波导色散。多模光纤：模式色散和材料色散；单模光纤：材料色散和波导色散。 5．归一化频率V和截止频率VC各如何定义？有何区别和联系？ 答：归一化频率见书28页，截止频率见27页。实际光纤中能够传输的导模模式必须满足V>Vc。
现代通信交换技术课后习题及部分答案
习题一（绪论） 一、填空题 1.最早的自动电话交换机在 1892 年投入使用。 1970 年法国首先开通了第一台 数字交换系统。 2.电话交换机的出现降低了线路投资，提高了传输线路的利用率，使电话通 信得以发展。 3.在微电子技术和数字技术进一步发展以后，才开始了全电子交换机的迅速发 展。 4.促进程控交换技术发展的主要原因有计算机技术和电子技术的发展、通信信息容量起 伏、用户本地电话服务要求。 5.话务理论中话务量的单位是爱尔兰，话务量的含义是在一个平均占用的时常内话 源发生的平均呼叫次数。 二、判断题 １．第一部自动电话交换机采用间接控制方式。（×） ２．世界上第一部计算机控制的交换机所交换的信号是数字信号。（×） ３．交换机的BHCA 值越大，说明系统能够同时处理的呼叫次数越大。（√） ４．话务量使用户占用交换机资源的一个宏观度量。（√） ５．话务量与用户的呼叫次数和每次呼叫的平均占用时间有关。（√） ６．呼损是必然事件，与交换系统的结构无关。. （×） 三、选择题 1．话务量是由（Ｃ）发明的。Ａ、爱因斯坦 B.史端桥 C.贝尔 D.比图兰德２．采用直接控制的自动交换机有（Ａ）交换机 A.步进制 B.纵横制 C.旋转制 D.储存程序控制 ３．早期的空分交换网采用的是（Ａ）开关接点。 A.机械 B.电子 C.机械和电子 D.前3种说法都不对 ４．BHCA值越大，说明呼叫处理机呼叫处理能力（Ｂ） A.越弱 B.越强 C.不确定四、简答题 １．通信的3个基本要素是什么？说明各自的功能。 ２.程控数字交换机有什么优点？ ２.什么叫呼损？处理呼损的方式有哪两种？ ２.评价程空交换机话务能力的两个基本参数是什么？ 五、计算题 １.某用户1h 内共打了3次电话，平均每次通话时间长6min ，求该用户的话务量。 ２.一台交换机，其交换网连接1000 个用户终端，每个用户忙是话务量为0.1 Erl 。求该交换机总的话务量。 ３.某处理机忙时用于呼叫处理的时间开销平均为0.95 ，固有开销为0.25 ，处理一次呼叫平均开销需要30ms ，试求其BHCA值。
梁瑞生《现代光纤通信技术及应用》课后习题及参考答案
第1章概述 1－1、什么是光纤通信？ 参考答案：光纤通信(Fiber-optic communication)是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式，其先将电信号转换成光信号，再透过光纤将光信号进行传递，属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。光纤通信利用了全反射原理，即当光的注入角满足一定的条件时，光便能在光纤内形成全反射，从而达到长距离传输的目的。 1－2、光纤通信技术有哪些特点？ 参考答案：(1)无串音干扰，保密性好。 (2)频带极宽，通信容量大。 (3)抗电磁干扰能力强。 (4)损耗低，中继距离长。 (5)光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设。 除以上特点之外，还有光纤的原材料资源丰富，成本低;温度稳定性好、寿命长等特点。 1－3、光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。 参考答案：光纤通信系统最基本由光发送机、光接收机、光纤线路、中继器以及无源器件组成。其中光发送机负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，光纤线路负责传输信号，而光接收机负责接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。 (1)光发送机：由光源、驱动器和调制器组成，实现电/光转换的光端机。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。 (2)光接收机：由光检测器和光放大器组成，实现光/电转换的光端机。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端机去。 (3)光纤线路：其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。 (4)中继器：由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。 (5)无源器件：包括光纤连接器、耦合器等，完成光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合。 1－4、光纤通信新技术主要有哪几种？ 参考答案：（1）相干光通信:相干光通信是指在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术。 （2 ）光孤子通信技术:光孤子通信是光纤折射率的非线性（自相位调制）效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件
《光纤通信》课后习题答案
1．光纤通信的优缺点各是什么？ 答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。 缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。 2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？ 答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。 光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。 模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。 光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。 光检测器将光信号转化为电流信号。常用的器件有PIN和APD。然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。 光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继
器等组成。 光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。 3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和 1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？ 解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s的音频信道。 根据题意，求得在 1.55μm的光载波下，数字通信系统的比特率为1.935Gb/s，则能传输30241935路64kb/s的音频信道。 4．SDH体制有什么优点？ 答：（1）SDH传输系统在国际上有统一的帧结构，数字传输标准速率和标准的光路接口，使网管系统互通，因此有很好的横向兼容性，它能与现有的准同步数字体制（PDH）完全兼容，并容纳各种新的业务信号，形成了全球统一的数字传输体制标准，提高了网络的可靠性； （2）SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律，而净负荷与网络是同步的，它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号，实现了一次复用的特性，克服了PDH准同步复用方
光纤技术及应用第二版课后答案
光纤技术及应用第二版课后答案 以下哪类光纤需要测试22米截止波长 [单选题] * A：G652D B:G652B C:G657A1 D:G654E(正确答案) 22米用专用装置绕多少圈 [单选题] * A:25(正确答案) B:26 C:27 D:28 截止波长测试方法： [单选题] * A:散射法 B:前向散射法 C:后向散射法 D:传输功率法(正确答案) 22米测试时光纤沿在工作台面上需绕（）cm大圈 [单选题] * A:20 B:25
D:28(正确答案) 主界面输入测试命令（），确定进入测试 [单选题] * A:AOF(正确答案) B:tglassp C:speccut D:Wavausi 测试中输入光纤长度，输入（）m长度 [单选题] * A:2 B:1 C:22(正确答案) D:1000 测试中按（）键盘，调节清晰度 [单选题] * A:F3 B:F8(正确答案) C:F1 D:F5 测试中按（）键盘，调节端面左右 [单选题] * A:F3 B:F6(正确答案) C:F1
测试中按（）键盘，调节端面上下 [单选题] * A:F4 B:F7(正确答案) C:F2 D:F6 测试中若屏幕上没有图像显示，按（）键盘，CENTER IN（自动搜索输入端端面） [单选题] * A:F4(正确答案) B:F7 C:F2 D:F6 测试中目视检查光纤端面处理质量，如光纤端面需圆整无裂痕、无黑色缺陷点。[判断题] * 对(正确答案) 错 测试过程中无需注意观察条码信息有无异常。 [判断题] * 对 错(正确答案) 绕一个28cm的小圈必须贴合轨道绕 [判断题] *
光纤通信简明教程部分参考答案
第一章习题 1-1 什么是光纤通信? 目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO 2的光纤,它是工作在电磁波的哪个区?波长范围是多少?对应的频率范围是多少? 光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。 目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO 2的光纤。它是工作在近红外区，波长为0.8～1.8μm ，对应的频率为167～375THz 。 1-2 试画出光纤通信系统组成的方框图。 一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。 1-3 通信系统的容量用BL 积表示，B 和L 分别是什么含义? 系统的通信容量用比特率—距离积表示，B 为比特率，L 为中继间距。 1-4 光纤通信的主要优点是什么? 光纤通信之所以受到人们的极大重视，是因为和其他通信手段相比，具有无以伦比的优越性。 (1) 通信容量大 (2) 中继距离远 (3) 抗电磁干扰能力强，无串话 (4) 光纤细，光缆轻 (5) 资源丰富，节约有色金属和能源。 光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。因而经济效益非常显著。 1-5 请查阅最新资料论述光纤通信的发展趋势。 略 第二章习题 2-1 一个频率为Hz 的光14 106⨯源，其发射功率为10W ，它一秒内发射多少个光子? 解： 19 14 34141052.210 610626.610106,10⨯=⨯⨯⨯==⨯==-ννh P N Hz W P
2-2 如下两种光纤，临界角满足什么条件可以保持光在纤芯中传播? （1） 对于石英光纤，纤芯的折射率48.11=n ，包层的折射率46.12=n 。 （2） 对于塑料光纤，纤芯的折射率495.11=n ，包层的折射率402.12=n 。 解：由 1 2 sin n n c = ϑ 得 1 2 1 sin n n c -=ϑ （1）︒==-57.8048.146 .1sin 1 c ϑ （2）︒==-94.73495 .1402.1sin 1c ϑ 2-3 一单色光垂直照在厚度均匀的薄油膜上。油的折射率为 1.3，玻璃的折射率为1.5 ，若单色光的波长可由光源连续调节，并观察到500nm 与700nm 这两个波长的单色光在反射中消失，求油膜的厚度。 解：由于空气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、下两表面反射而形成相干光，由于两束光的路程不同而引起的光程差为2 n 2e ；由于薄油膜的上、下两表面反射光都发生位相突变而不引起额外的光程差。 所以总的光程差为 e n 22=δ 当反射光因干涉而减弱，则有 λδ)2/1(22-==k e n 由上式得2211)2/1()2/1(λλ-=-k k k 1 ，k 2=1，2，3… … 所以k 1 =4，k 2=3 把n 2=1.3代入得到油膜的厚度为干涉加强的光波波长为： e=673.08nm 2-4 一波长为λ=600nm 的单色平行光垂直照射一个光栅上，光栅常数为d=6μm ，问第二级明纹所对应的衍射角φ为多少? 解：光衍射角φ满足光栅方程时： λφk b a ±=+sin )( k=0,1,2… … 式中d=a+b ，k=2 得 ︒=+=-54.112sin 1 b a λ φ 2-5 一束线偏振光入射到偏振片上，光矢量方向与偏振化方向分别成30°角和60°角，问透过偏振片的光强之比是多少?
《光纤通信》课后习题答案
习题二 1．光波从空气中以角度1θ=33°投射到平板玻璃表面上，这里的1θ是入射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1θ=33°，则入射角57i θ=°，反射角57r θ=°。由于折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，所以折射角33y θ=°。 由折射定律sin sin i i y y n n θθ=，得到 sin /sin sin 67/sin 33y i y n θθ==（自己用matlab 算出来） 其中利用了空气折射率1i n =。这种玻璃的临界角为 1 arcsin c y n θ=（自己用matlab 算出来） 2．计算1 1.48n =及2 1.46n =的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果光纤端面外介质折射率 1.00n =，则允许的最大入射角max θ为多少？ 解：阶跃光纤的数值孔径为 max sin 0.24NA θ== 允许的最大入射角 ()max arcsin 0.24θ=自己用matlab 算出来 3．弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为1 1.5n =，2 1.45n =，试计算 （1）纤芯和包层的相对折射率∆； （2）光纤的数值孔径NA 。 解：阶跃光纤纤芯和包层的相对折射率差为 22 122 10.032n n n -∆=≈ 光纤的数值孔径为 0.38NA 4．已知阶跃光纤纤芯的折射率为1 1.5n =，相对折射（指数）差0.01∆=，纤芯半径25a m μ=，若01m λμ=，计算光纤的归一化频率V 及其中传播的模数量M 。 解：光纤的归一化频率 00 2233.3V a n ππλλ=⋅=
光纤通信习题及答案
一、填空题(每空1.5分，共24分) 1.现代光纤通信系统的三个传输窗口分别 为、、。 2.光纤由、包层与三层构成；按照传输模式按数量的多少 来分，可分为单模光纤和。 3.光纤通信中用到的光源有和两种。 4.SDH传输系统每秒传送8000帧STM-4帧，则该系统的传送速率 为。 5.激光振荡器必须包括增益介质、、 和。 6.G.653是光纤，G.654是光纤。 7.施工中光缆允许弯曲半径大于等于其外径倍 8.光缆代号GYFLT53-12T50/125(1208)C，则此光缆包 含条光纤，光纤芯径是，是加强件光缆 二、选择题（每题2分，共18分） 1.光隔离器的作用是( ) A.调节光信号的功率大小 B.保证光信号只能正向传输 C.分离同向传输的各路光信号 D.将光纤中传输的监控信号隔离开 2.映射是指( ) A.支路信号装入C的过程 B. VC和TU指针构成TU的过程 C. 支路信号适配装入VC的过程 D.N个STM-1同步复用进STM-N的过程 3.光缆代号GYFLT53-12A150/125(1208)C，则纤芯/包层直径及 工作窗口分别是（）。 A.50/125 0.85um B.150/125 1.31um C.25/120 0.85um D.50/125 1.31um 4.下面( )光纤跳线接头为带螺纹的金属接头。 A. ST B. SC C. FC D. LC 5.SOH中用来识别帧的起始位置的字节是（）。 A. A1、A2 B.B1、B2 C. C1、C2 D. J0 6.终端复用器之间的信道称为( )。 Ａ.复用段 B.再生段 C.通道 D.保护段 7.相邻两个指针调整事件间隔至少为多少针（） Ａ.无要求 B.2 C.1 D.3 8.STM-16中有多少个B1与B2字节（）。 Ａ. 1 48 B.1 3 C.16 48 D.16 3 9.在由vc-4 构成的STM-1中用于正调整与负调整地字节分别是（） Ａ. J0 H3 B.H3 J1 C.J1 H3 D.H3 J0 三、判断题（每题1分，共10分） 1.通信光源中激光器比发光二极管的温度特性更稳定但使用寿命更短一些 （） 2.VC4净负荷中没有开销字节（） 3.ITU-T建议规定复用段倒换时间不能大于50MS（） 4.多模光纤中存有模式色散，单模光纤中只有基模传输所以没有模式色散 （）
《电信传输原理及应用》课后习题答案完整版
《电信传输原理及应用》课后习题答 案完整版 电信传输原理及应用是一门关于电信传输技术的课程，主要介绍了电信传输原理、电信传输网络的组成和应用等内容。以下是《电信传输原理及应用》课后习题的答案。 1.什么是电信传输原理？答：电信传输原理是指在电信传输过程中所涉及的 基本原理和相关技术。它包括了信号的产生、调制、解调、传输、接收等各个环节。电信传输原理是电信传输技术的基础，也是实现高质量、高速度的传输的关键。 2.电信传输网络的组成有哪些？答：电信传输网络由多个组成部分组成，包 括传输设备、传输线路、传输节点和传输协议等。传输设备是指用于信号的传输和处理的设备，如光纤传输设备、交换机等。传输线路是信号传输的通道，可以是光纤、电缆等。传输节点是连接传输线路的设备，可以是交换 机、路由器等。传输协议是指在传输过程中所遵循的规则和规定，如 TCP/IP协议。 3.什么是调制与解调？调制的目的是什么？答：调制是指将数字信号转换为 模拟信号的过程，解调是指将模拟信号转换为数字信号的过程。调制的目的是在数字信号传输过程中保证信号的传输质量和稳定性。由于数字信号在传输过程中容易受到噪声的干扰，因此需要将数字信号转换为模拟信号，以增加信号的抗干扰能力。 4.什么是光纤传输？光纤传输有哪些优点？答：光纤传输是指利用光纤作为 传输介质进行信号传输的技术。光纤是一种由光纤芯和光纤包层组成的非常细的光导体，可以将光信号传输到长距离。光纤传输具有以下优点：
(1) 传输速度快：光信号的传输速度接近于光速，远远快于传统的电信传输方式。 (2) 传输距离长：光纤传输可以实现长距离的信号传输，能够覆盖大范围的通信需求。 (3) 抗干扰能力强：光纤传输不受电磁干扰的影响，信号传输稳定可靠。 (4) 容量大：光纤传输具有较大的传输容量，可以满足高带宽需求。 5.什么是传输协议？常见的传输协议有哪些？答：传输协议是指在网络传输 过程中所遵循的规则和规定，用于保证数据的传输质量和稳定性。常见的传输协议有TCP/IP协议、UDP协议、HTTP协议等。TCP/IP协议是互联网传输中最常用的协议，它可以保证数据的可靠传输。UDP协议是一种无连接的传输协议，适用于对实时性要求较高的应用场景。HTTP协议是用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本的协议。
光纤通信网与西北工业大学2021年8月《测试技术》作业考核试题及答案参考7
光纤通信网与西北工业大学2021年8月《测试技术》作业考核试题及答案（参考） 1. 输出功率是功率放大器最为重要的性能指标之一，通常用( )的大小来衡量。 A.饱和输出功率 B.实际输出功率 C.理论输出功率 D.最大输出功率 参考答案：A 2. 模拟光接收机的( )定义为在接收一定带宽的模拟信号时，满足一定信噪比，所需要的最小平均接收光功率。 模拟光接收机的( )定义为在接收一定带宽的模拟信号时，满足一定信噪比，所需要的最小平均接收光功率。 A.信噪比 B.接收灵敏度 C.误码率 D.动态范围 参考答案：B 3. 发射机的杂散辐射是在有用边带和邻道( )的离散频率上的辐射。 A.以内 B.以外 C.以上 D.以下 参考答案：B 4. 半导体光检测器基于光发射与光吸收中的( )过程工作。 半导体光检测器基于光发射与光吸收中的( )过程工作。 A.自发辐射 B.受激辐射 C.光吸收 D.热辐射 参考答案：C 5. 光纤的色散决定光纤通信系统的：A、通信容量B、传输距离C、传输速率D、传输模式 光纤的色散决定光纤通信系统的： A、通信容量 B、传输距离 C、传输速率 D、传输模式 参考答案：A
6. 人耳的闻阈声压是( )N／㎡ A、2×10-5 B、2×10-4 C、2×10-6 D、2×10-3 参考答案A 7. 高频电子技术所研究的高频工作频率范围是300kHz~3000MHz。( ) A.错误 B.正确 参考答案：A 8. 已知一光放大器能将-10dBm的光信号放大到10mW，饱和输出功率为23dBm。当10dBm的光 信号输入至同一放大器时，输出功率有( )。 已知一光放大器能将-10dBm的光信号放大到10mW，饱和输出功率为23dBm。当10dBm的光信号输入至同一放大器时，输出功率有( )。 A.10dBm B.20dBm C.23dBm D.30dBm 参考答案：C 9. 有一调频广播发射机的频偏f=75kHz，调制信号的最高频率Fmax=15kHz，当忽略载频幅10%以下的边频分量时，此调频信号的频带宽度是( )kHz。 A.180 B.380 C.30 D.110 参考答案：A 10. 光纤中同一模式由于光源的线宽，不同波长的传输速率不同将导致光脉冲展宽，称为( )。光纤中同一模式由于光源的线宽，不同波长的传输速率不同将导致光脉冲展宽，称为( )。 A.模间色散 B.模内色散 C.波导色散 D.材料色散 参考答案：B
光纤通信技术试题及答案
试题1 《光纤通信技术》综合测试1 一、(20分)填空题： 1光纤通信的主要优点有、 、 、、 和。 2光纤的数值孔径是表示定义式为 。 3 光纤损耗的理论极限值是由 和一起构成的。 4激光器由、 和三部分组成。 5光复用技术有：技 术、技 术、技术、 技术和技术。 6光接收机的主要指标是 和。 二、（30分）选择题： 1 目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：[ ] A ； B ； C ； D 。 2 下面说法正确的是：[ ] A 光纤通信只能用于数字通信，不能用于模拟通信； B 光纤通信不能用于数字通信，只能用于模拟通信； C 光纤通信即可以用于数字通信，也可用于模拟通信； D 光纤通信不能用于数字通信，也不能用于模拟通信。 3 下面说法正确的是：[ ]
A 光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为包层、纤芯和涂覆层； B 光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为纤芯、包层和涂覆层； C 光纤的典型结构是两层同轴圆柱体，自内向外为纤芯和涂覆层； D 光纤的典型结构是两层同轴圆柱体，自内向外为包层和涂覆层。 4下面说法正确的是：[ ] A 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率； B 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率； C 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须小于纤芯的折射率； D 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂覆层的折射率。 5 下面说法正确的是：[ ] A 多模光纤指的是传输多路信号； B 多模光纤可传输多种模式； C 多模光纤指的是芯径较粗的光纤； D 多模光纤只能传输高次模。 6 光纤的连接分为：[ ] A 固定连接和永久性连接； B 固定连接和熔连接； C 固定连接和活动连接； D 粘连接和熔连接。 7 光合波器是：[ ] A 将多个光波信号合成一个光波信号在一根光纤中传输； B 将多路光信号合并成一路光信号在光纤中传输； C 将同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输；
光纤通信技术习题及答案
光纤通信概论 一、单项选择题 1.光纤通信指的是： A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式； D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的： A 近红外区 B 可见光区 C 远红外区 D 近紫外区 3 目前光纤通信所用光波的波长围是： A 0.4～2.0 B 0.4～1.8 C 0.4～1.5 D 0.8～1.6 4 目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是： A 0.85、1.20、1.80； B 0.80、1.51、1.80； C 0.85、1.31、1.55； D 0.80、1.20、1.70。 6 下面说确的是： A 光纤的传输频带极宽，通信容量很大；
B 光纤的尺寸很小，所以通信容量不大； C 为了提高光纤的通信容量，应加大光纤的尺寸； D 由于光纤的芯径很细，所以无中继传输距离短。 二、简述题 1、什么是光纤通信？ 2、光纤的主要作用是什么？ 3、与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信有何优点？ 4、光纤通信所用光波的波长围是多少？ 5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别是多少？ 光纤传输特性测量 一、单项选择题 1 光纤的损耗和色散属于： A 光纤的构造特性； B 光纤的传输特性； C 光纤的光学特性； D 光纤的模式特性。 2 光纤的衰减指的是： A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少； B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少； C光信号沿光纤传输时，光功率的损耗； D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。 3 光纤的色散指的是：
光纤通信试题库及答案
光纤通信试题库及答案 试题1 一、填空(每空1分，共20分) 1、光纤传输窗口的三个低损耗窗口是__________、_____________和_____________。 2、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：_____________、_______________、____________;产生激光的主要过程是：___________________________________________。 3、石英玻璃的n=1.458，则光在石英玻璃中的传播速度是____________________m/s。 4、表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的____________，用__________来表示。 5、分析光纤传输特性的理论有___________________理论，_________________理论两种。 6、光源的作用______________变换为______________;光检测器的作用是将_____________转换为______________。 7、光纤通信系统中所用到的器件可以分为有源器件和________________。 8、对光信号实现分路、和路、插入和分配的无源器件叫_______________________________。 9、SDH网有一套标准化的信息等级结构称为
_____________________。 10、某数字光接收机的灵敏度为100uW，其dBm值为_______________________ 二、选择(每题2分，共10分) 1、光纤通信指的`是( ) 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式; 以光波做载波、以光纤为传输媒介的通信方式; 以光波做载波、以电缆为传输媒介的通信方式; 以激光做载波、以导线为传输媒介的通信方式; 2、光检测器的发光机理是( ) 受激吸收B、自发吸收C、自发辐射D、受激辐射 3、下列色散不存在于单模光纤中的色散类型是( ) 材料色散B、波导色散C、多模色散D、偏振色散 4、一个光纤放大器，其输入光功率为10mW，输出光功率为100mW，则其增益为( ) A、10dB B、20dB C、30dB D、40dB 5、EDFA在做光中继器使用时，其主要作用是( ) 使光信号放大并再生B、使光信号再生 C、使光信号放大 D、使光信号的噪声降低 三、简答(每题8分，共32分) 1 直接检测的数字光接收机由哪几个部分组成?简述各组成部分的功能。
《光纤通信》第6章课后习题答案
习题六 1．光接收机中有哪些噪声？ 答：热噪声、散粒噪声和自发辐射噪声。 2．RZ 码和NRZ 码有什么特点？ 答：NRZ （非归零码）：编码1对应有光脉冲，且持续时间为整个比特周期，0对应无光脉冲。RZ （归零码）：编码1对应有光脉冲，且持续时间为整个比特周期的一半，0对应无光脉冲。NRZ 码的优点是占据频宽窄，只是RZ 码的一半；缺点是当出现长连“1”或“0”时，光脉冲没有交替变换，接收时对比特时钟的提取是不利的。RZ 码解决了长连“1”的问题，但长连“0”的问题没解决。 3．通信中常用的线路码型有哪些？ 答：扰码、mBnB 码、插入码和多电平码。 4．光源的外调制都有哪些类型？内调制和外调制各有什么优缺点？ 答：光源的外调制类型有：电折射调制、电吸收MQW 调制、M-Z 型调制。内调制器简单且廉价，这种调制会引起输出光载波的频率啁啾；外调制器可以有更高的速率工作，并且有较小的信号畸变。 5．假定接收机工作于1550nm ，带宽为3GHz ，前置放大器噪声系数为4dB ，接收机负载为100L R =Ω，温度300T K =，量子效率1η=， 1.55/1.24 1.25/R A W ==，1m G =，设计1210BER -=，即7γ≈，试计算接收机的灵敏度。 解：接收机工作于1550nm ，则电离系数比为0.7A k =，1m G =，则散粒噪声系数为 1 ()(1)(2)0.87A m A m A m F G k G k G =+-- ≈ 热噪声电流方差为 24B re n e L k T F B R σ= （带数据自己计算） 接收机灵敏度为 ()re R e A m m P eB F G R G σγγ⎡ ⎤ = +⎢⎥⎣⎦ （带数据自己计算） 6．在考虑热噪声和散粒噪声的情况下，设APD 的()x A m m F G G =，(0,1)x ∈，推导APD 的m G 的最佳值opt G ， 此时APD 接收机的SNR 最大。 解：光接收机输出端的信噪比定义为： SNR =光电流信号功率/（光检测器噪声功率+放大器噪声功率） 光检测器的噪声功率表示为 224()m A m R e eG F G RP B σ=散粒 其中()A m F G 是APD 的散粒噪声系数，下标A 表示APD 的意思，m G 是APD 的倍增因子（系数），R 是相 应度，R P 是灵敏度，e B 是接收机电带宽。 假设放大器的输入阻抗远大于负载电阻L R ，所以放大器电路的热噪声远小于L R 的热噪声，那么光检测器负载电阻的均方热噪声电流为 24B RE n e L k T F B R σ= 其中n F 是放大器的噪声因子（系数），B k 是波尔兹曼常数，T 是温度。 放大器输入端的信号功率为22p m i G ，其中2 p i 是信号功率，p i 是用PIN 检测到的信号电流。或把输入放大器的信号功率表示为2()m R G RP ，其中R P 是输入到PIN 的功率。 得到放大器输入端的信噪比为
2022年光纤通信系统与网络习题答案
一、判断题1．正确2．正确3．错误4．正确5．正确6．正确7．错误 8．错误 9．错误10．错误11．错误12．错误13．正确14．正确15．正确16．正确17．错误18．错误19．正确20．错误21．错误22．错误23．错误24．错误25．错误26．正确27．错误28．正确29．错误30．错误31．错误32．错误33．正确34．正确35．正确36．正确37．正确38．正确39．正确40．错误41．正确
43．错误44．错误45．错误46．正确47．正确48．错误49．错误50．正确51．正确52．正确53．错误54．正确55．错误56．正确57．正确58．错误59．错误60．正确61．正确62．正确63．正确64．错误65．错误66．正确67．错误68．正确69．正确70．错误71．错误72．错误73．错误74．正确75．错误76．错误77．正确78．正确79．正确80．错误81．错误82．错误83．错误84．错误85．正确
87．错误88．错误89．错误90．正确91．错误 二、选择题 1、C 2、B 3、A 4．B 5．B 6．C 7．A 8．A 9．D 10．B 11．C 12．C 13．A 14．B 15．B 16．D 17．A 18．A 19．A 20．C 21．A 22．A 23．B 24．B 25．C 26．A 27．B 28．B 29．B 30．A 31．B 32．B 33．C 34．A 35．D
37．D 38．C 39．B 40．D 41．D 42．B 43．D 44．C 45．B 46．D 47．A 48．B 49．D 50．B 51．C 52．B 53．A 54．D 55．B 56．B 57．D 58．B 59．A 60．C 61．C 62．B 63．D 64．B 65．C 66．D 67．B 68．B 69．D 70．A 71．C 72．C 73．D 74．D 75．C 76．A 77．A 78．A 79．A
光纤通信顾畹仪课后题答案《光纤通信》试卷题及答案(最全最经典)
光纤通信顾畹仪课后题答案《光纤通信》试卷题及答 案（最全最经典） 2007-2008年度教学质量综合评估测验试卷《光纤通信》试题注：1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·张延锋2、考试时间：90分钟。 试卷满分：100分。 3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答，考试前提前带好必要物件（含计算器）。 4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上，考试结束后请将试卷与答题纸一并上交。 总分一二三四五六七八九十100 20 18 30 20 12 试题如下： 一、选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的，共10小题，每小题2分，共20分）1、表示光纤色散程度的物理量是 A.时延 B.相位差C.时延差 D.速度差2、随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会 A.逐渐减少 B.保持不变 C.逐渐增大 D.先逐渐增大,后逐渐减少3、当平面波的入射角变化时，在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是 A.TEM波、TE波和TM B.导波、TE波和TM波C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模D.TEM波、导波和TM波4、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于A. B. C. D. 5、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为 A. 均衡器B. 判决器和时钟恢复电路 C. 放大器D. 光电检测器6、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度 A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用7、EDFA中用于降低放大器噪声的器件是A.光耦合器B.波分复用器C.光滤波器D.光衰减器8、关于PIN和APD的偏置电
《光纤通信》试卷题及答案
2007-2008年度教学质量综合评估测验试卷 《光纤通信》试题 注：1、开课学院：通信与信息工程学院。 命题组：通信工程教研组·张延锋 2、考试时间：90分钟。 试卷满分：100分。 3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答，考试前提前带好必要物件（含计算器）。 一、 选择题（每小题仅有一个选项是符合题意要求的，共10小题，每小题2分，共20 分） 1、表示光纤色散程度的物理量是 A.时延 B.相位差 C.时延差 D.速度差 2、随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会 A.逐渐减少 B.保持不变 C.逐渐增大 D.先逐渐增大,后逐渐减少 3、当平面波的入射角变化时，在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是 A.TEM 波、TE 波和TM B.导波、TE 波和TM 波 C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模 D.TEM 波、导波和TM 波 4、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于 A. 121n n n - B. ∆21n C. 22V D. 4 2 V 5、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为 A. 均衡器 B. 判决器和时钟恢复电路 C. 放大器 D. 光电检测器 6、在光纤通信系统中，EDFA 以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度 A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用 7、EDFA 中用于降低放大器噪声的器件是 A.光耦合器 B.波分复用器 C.光滤波器 D.光衰减器 8、关于PIN 和APD 的偏置电压表述，正确的是 A.均为正向偏置 B.均为反向偏置 C.前者正偏,后者反偏 D.前者反偏,后者正偏 9、下列哪项技术是提高每个信道上传输信息容量的一个有效的途径？ A.光纤孤子(Soliton)通信 B. DWDM C. OTDM D. OFDM 10、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是 A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大 二、 填空题（本题共三部分，每部分6分，共18分） （一）、基本概念及基本理论填空（每空1分，共4小题6小空，共6分） 11、以色散为基，对于单模光纤来说，主要是材料色散和 ，而对于多模光纤来 说， 占主要地位。 12、渐变型光纤中,不同的射线具有相同轴向速度的现象称为 现象。 13、EDFA 中的关键器件是 和 。