光纤通信习题.doc

名词概念(每题 4 分,共 20) 光纤通信: 光纤通信是以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式。纤芯与包层相对折射率差: 纤芯折射率为年 n1, 包层的折射率为 n2,Δ=(n1-n2)/n1 为纤芯与包层相对折射率差。阶跃型光纤: 阶跃型光纤在纤芯和包层交界处的折射率呈阶梯形突变,纤芯的折射率 n1和包层的折射率 n2 是均匀常数。数值孔径:为了表示光纤接受入射光能力的大小,将最大入射角的正弦值定义为数值孔径渐变型光纤: 渐变型光纤纤芯的折射率 nl 随着半径的增加而按一定规律逐渐减少,到纤芯与包层交界处为包层折射率 n2 ,纤芯的折射率不是均匀常数。粒子数的反转分布: 要使物质能对光进行放大,必须使物质中的受激辐射强于受激吸收,即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布, 称为粒子数的反转分布。光隔离器: 光隔离器是一种只允许单向光通过,阻止反射光返回的无源光器件。直接调制:用电信号直接调制光源器件的偏置电流,使光源发出的光功率随信号而变化。光纤的色散: 由于光纤中所传信号的不同频率成分, 或信号能量的各种模式成分, 在传输过程中,因群速度不同互相散开, 引起传输信号波形失真, 脉冲展宽的物理现象称为色散。八、简答题(每题 6 分,共 60) 1 半导体光源目前广泛应用的有几类?;产生激光的条件? 半导体光源目前广泛应用的有 LED 和 LD 两类; 产生激光的条件是: 粒子数反转分布, 在谐振腔里建立起稳定的振荡和注入电流超过阈值电流。 2 线码编码的目的? 3B4B 码的码速率提高率? 线码编码的目的为“1”码和“0”码的个数是随机变化基线漂移, 长串连“1”码或长串连“0”码造成定时提取造成困难和中断业务) 的误码检测。 4B5B 码的码速率提高率为 %。 3 光纤中的色散可分为哪几类? 而单模光纤中有哪些色散? 光纤中的色散可分为模间色散和模内色散两类;而单模光纤中仅有材料色散和波导色散。 4 光电二极管的光电转换效率可用什么表征? 光电二极管的光电转换效率可用量子效率和响应度表征。 5 与电缆或微波等电通信方式相比,光纤通信有何优点? 光纤通信有何优点: 容许频带很宽,传输容量很大损耗很小, 中继距离很长且误码率很小重量轻、体积小抗电磁干扰性能好泄漏小, 保密性能好节约金属材料, 有利于资源合理使用 6 、为什么包层的折射率必须小于纤芯的折射率? 只有包层的折射率必须小于纤芯的折射率,才能满足全反射原理。那么光线将在交界面发生全反射而在纤芯向前传播。 7 、如何实现光纤的单模传输? 只有归一化频率 V< 才能实现光纤的单模传输。 8. 光接收机的灵敏度的定义和决定光接收机灵敏度的主要因素灵敏度是衡量光接收机性能的综合指标。灵敏度的定义是, 在保证通信质量( 限定误码率或信噪比) 的条件下,光接收机所需的最小平均接收光功率。在限定误码率的条件下, 决定光接收机灵敏度的主要因素是: (1) 传输速率和光检测器。(2) 前置放大器的噪声特性。 9 、雪崩光二极管( APD) 是利用什么原理,使检测灵敏度大大提高? 雪崩光二极管( APD) 是利用载流子在高场区的碰撞电离形成雪崩倍增效应, 使检测灵敏度大大提高。 10 光与物质的相互作用主要有三种基本过程: 1)受激吸收; (2) 自发辐射;