光纤通信论文毕业设计.doc

第一章 1. 光纤通信有哪些优点⑴容量大。光纤工作频率比目前电缆使用的工作频率高出 8~9 个数量级, 故所开发的容量很大。⑵衰减小。光纤每公里衰减比目前容量最大的通信同轴电缆的每公里衰减要低一个数量级以上。⑶体积小,重量轻。同时有利于施工和运输。⑷防干扰性能好。光纤不受强电干扰、电气信号干扰和雷电干扰,抗电磁脉冲能力也很强,保密性好。⑸节约有色金属。一般通信电缆要耗用大量的铜、铅或铝等有色金属。光纤本身是非金属,光纤通信的发展将为国家节约大量有色金属。⑹扩容便捷。一条带宽为 2Mbps 的标准光纤专线很容易就可以升级到 4M、10M 、20M ,最大可达 100Mbps ,其间无需更换任何设备。 2. 光纤通信系统有哪几部分组成?简述各部分作用。信息源:把用户信息转换为原始电信号,这种信号称为基带信号。电发射机:把基带信号转换为适合信道传输的信号,这个转换如果需要调制,则其输出信号称为已调信号。光发射机:把输入电信号转换为光信号,并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光纤线路:把来自光发射机的光信号,以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。光接收机:把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号,并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。电接收机:功能和电发射机的功能相反,它把接收的电信号转换为基带信号。信息宿:恢复用户信息。第二章 1 均匀光纤芯与包层的折射率分别为:45 .1,50 .1 21??nn 试计算: ( 1 )光纤芯与包层的相对折射率差△=? ( 2 )光纤的数值孔径 NA=? ( 3 )在 1 米长的光纤上,由子午线的光程差所引起的最大时延差? max???解:?? 121nnn??? NA=???2 1 22 21nnn???????c Ln Lcn L c 1 21 21 max22 ?? 2. 目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长?55 .1,31 .1,85 .0 321mmm?????????损耗:在 , 存在低损耗窗口色散:随波长增加,色散减小,带宽增加所以采用 ,, 3. 光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展? 长波长、单模光纤比短波长、多模光纤具有更好的传输特性。( 1)单模光纤没有模式色散,不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著小于经过多模光纤时不同的程度. (2 )由光纤损耗和波长的关系曲线知,随着波长的增大,损耗呈下降趋势,且在 μm和 1. 55μm 处的色散很小,故目前长距离光纤通信一般都工作在 1. 55μ m. 4. 光纤色散产生的原因及其危害是什么? 答光纤色散是由光纤中传输的光信号。由于不同成分的光时间延迟不同而产生的。光纤色散对光纤传输系统的危害有:若信号是模拟调制的,色散将限制带;是数字脉冲,色散将使脉冲展宽,限制系统传输速率(容量) . 5. 光纤损耗产生的原因及其危害是什么? 答光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗。吸收损耗是由 SiO2 材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的。散射损耗主要由材料微观密度密度不均匀引起的瑞利散射和光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。。第三章 1. 设激光器的高能级和低能级的能量各为 12EE和, 频率为 f ,相应能