光纤通信技术课后答案

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光纤通信技术课程标准

课程名称： 光纤通信技术理论与实践 适用专业：通信 1 课程定位和设计思路 1-1 课程定位

《光纤通信技术理论与实践》是通信技术专业学生必修的一门专业课，通过本课程的学习，要求学生掌握光纤通信系统的基本组成；

了解光缆的结构及光纤传光原理，掌握光缆接续技术；熟悉通信用光器件及参数；掌握光端机的组成和特性；光纤通信系统设计的初步问题；

SDH标准、设备原理、以及SDH组网配置等；了解光纤通信新技术，如光纤放大器、光波复用技术、光交换技术、光时分复用技术、相干光通信技术、单波长的 SDH 传送网，多波长的 WDM 全光网和光接入网等。

1-2 设计思路

《光纤通信技术理论与实践》是通信专业一门必修的专业基础实践课程，该课程采用学做一体，通过五个项目：项目一、光缆系统工程（五个工作任务）；项目二、光传输链路组成与测试（四个工作任务）；项目三、光纤传输系统组建与测试 （三个工作任务）；项目四、SDH 设备应用、 SDH 接口及测试、组网配置（六个工作任务）；项目五、光纤通信新技术应用报告（一个工作任务）来进行

《光纤通信技术》习题

第一章 概述 1、 填空题

? 光纤通信是以 为载频，以 为传输介质的通信方式 ? 1966年7月，英籍华人 博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性；1960年7月，美国科学家 发明了红宝石激光器

? 光纤通信系统的短波长窗口为 ，长波长窗口为 。 ? 光纤通信系统的通信窗口波长范围为 。

? 在光通信发展史上， 和 两个难题的解决，开创了光纤通信的时代。

2、 简答题

? 光纤通信为什么能够成为一种主要的通信方式？

? 光纤通信系统由哪几部分组成？并说明各部分在系统中所完成的功能。 ? 现有光纤通信使用的光波长有哪几种？对应的频率是多少？它们在整个电磁波谱中处在什么位置？

第二章 光纤及其导光原理 1、 填空题

? 光纤的导光原理与结构特性可用 理论与 理论两种方法进行分析。

? 单模光纤中不存在 色散，仅存在 色散，具体来讲，可分为 和

目 录

一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 八、

光纤的概述...................................................................................................... 2 光纤的导光原理.............................................................................................. 3 光纤的分类...................................................................................................... 4 光缆的概述...................................................................................................... 6 光纤通信概述..........................................................

光纤通信技术西安科技大学 通信与信息工程学院 韩晓冰 教授

1. 通信

1.1信源

通信系统模型发射设备

处理与编码

传输媒质

信宿

解码与处理

接收设备

1.2 通信网的基本构成终端设备 传输链路光纤传输系统 卫星传输系统 数字微波传输系统

转接交换设备

1.3 电话通信网的等级结构国际 国际局一级交换中心C1

二级交换中心C2 长途网 三级交换中心C3

四级交换中心C4

端 本地网 T

局 C5

2. 传 输 系 统光纤传输系统 卫星传输系统 微波传输系统同轴传输系统 明线传输系统 载波传输系统

PCM电话通信系统示意图 电话通信系统示意图发送端 抽 话音 信号 样 化 量 码 编再 PCM信号 生 中 继 PCM信号

接收端 再 生 码 解 通 低 话音 信号

信

Pulse Code Modulation---PCM

3. 光纤通信

3.1 光纤通信简史古代光通信3000年前的烽火台； 17世纪中叶，发明了望远镜； 1791年，法国人发明了信号灯。

现代光通信--光话 现代光通信 光话1880年贝尔发明‘光话’,他以日光为光源，大气 为传输媒介，传输距离是200米； 1881年贝尔发表了论文《关于利用光线进行声音的 复制与产生》; 贝尔的光话始终没有实用化：1、没有可靠的、高强度

《光纤通信》第1章课后习题答案 张宝富等主编 西安电子科技大学出版社

习题一

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

1．光放大器包括哪些种类？简述它们得原理与特点EDFA有哪些优点?

答：光放大器包括半导体光放大器、光纤放大器（由可分为非线性光纤放大器与掺杂光纤放大器）。

1）半导体光放大器

它就是根据半导体激光器得工作原理制成得光放大器。将半导体激光器两端得反射腔去除，就成为没有反馈得半导体行波放大器。它能适合不同波长得光放大，缺点就是耦合损耗大，增益受偏振影响大，噪声及串扰大。韧滯灿担紅残鄲。

2）光纤放大器

（1）非线性光纤放大器

强光信号在光纤中传输，会与光纤介质作用产生非线性效应，非线性光纤放大器就就是利用这些非线性效应制作而成。包括受激拉曼放大器

（SRA与受激布里渊放大器（SBA两种。葉輊鮞为喷餘驶。

（2）掺杂光纤放大器（常见得有掺铒与掺镨光纤放大器）在泵浦光作用下，掺杂光纤中出现粒子数反转分布，产生受激辐射，从而使光信号得到放大。

EDFA优点：高增益、宽带宽、低噪声及放大波长正好就是在光纤得最低损耗窗口等。

2. EDFA得泵浦方式有哪些？各有什么优缺点？

答：EDFA得三种泵浦形式：同向泵浦、反向泵浦与双向泵浦。同向泵浦：信号光与泵浦光经WDR复用器合在一起同向输入到掺铒光纤中，在掺铒光纤中同向传输；反向泵浦：信号光与泵浦在掺铒光纤中反向传输；双向泵浦：在

通信系统组成

信源：原始信号系统

发送机：对原始信号处理，变换（调制，放大，滤波）

送信道

信道：信号传输媒介

噪声：各种干扰信号

接收机：完成发送机的反变换（滤波，放大，解调）

信宿：完成原始电信号 原始消息

一：光纤通信发展史

1.光纤通信概念：以光载波运送信息，以光纤为传媒的通信。

2.古老光通信：烽火台，交通灯，光电话/880，贝尔实验室。

3.三个主要技术：

光源: 1960 红宝石激光器

1962 LED

1977Bell实验室成功研制100HLD

光纤：1966 高锟严格论证从人类玻璃中祛除杂质可制成低衰减光纤。

1970公司制出20dB/km

1973 Bell实验室制成1dB/km，现在02dB/km以下。

1973 日本解决接续问题。

1974活动连接器

光检测器：70年代研制成功。

1．三个阶段：

第一阶段：1970-1979：光源，光纤检测器研制成功。

由美国，亚特兰大，第一个光纤通信系统建成。

第二阶段：光纤技术突破：衰减降02dB以下。

79-89 年：多模单模光系统建设高潮

第三阶段：89年至今：光系统PDH SDH过渡。传

输速率提高，光纤放大器问世，给光纤通

信技术带来巨大变革。

光纤传输光放大光集成，光分播复用，光交叉相连，光交换的全光网时代。将来:宇宙星际

练习题

光纤通信练习题 一、填空题

1. 单模光纤中不存在 色散，仅存在 色散，具体来讲，可分为 和 。 2. 光纤中的最低阶非线性效应起源于 阶电极化率，它是引起 、 、 和 等现象的原因。 3．光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为 ， ， ；最低损耗窗口的中心波长是在 。

4.数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越 ，光纤与光源之间的耦合效率就越 。

5．光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是 ， ， ；产生激光的最主要过程是 。

6．光纤单模传输条件，归一化频率V应满足 。

7、光源的作用是将 变换为 ；光检测器的作用是将 转换为 。 8. 散射损耗与 及 有关。

9. 单模光纤只能传输一个模式，即 ，称为光纤的基模。

10. 光缆的种类很多，但是不论它的具体结构如何，都是由 、 和 组成。 11. 限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是 和 。

12.

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光纤通信基础

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光纤通信原理

第一章 概论 内容摘要：

------本章主要介绍光纤通信的发展简史，光纤通信的特点，概括了光纤通信系统的主要构成，并且简单说明了光纤通信系统中的多媒体应用，最后指出光纤通信的发展方向。 -本章重点要求：

-- ---了解光纤通信的发展史，理解光在电磁波谱中的位置、光纤通信所用光波的波长范围。掌握光纤通信系统的组成、光纤通信的特性。 第一节. 光纤通信简史

----光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，给世界通信技术乃至国民经济、国防事业和人民生活带来了巨大变革。为了使读者对光纤通信的发展历程有个基本了解，现将该技术的进程简要介绍如下。

（1）1966年，英籍华人高锟 (C·K·Kao)预见利用玻璃可以制成衰减为20dB／km的通信光导纤维(简称光纤)。当时，世界上最优秀的光学玻璃衰减达l000dB／km左右。1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20dB／km 的光纤。从此，光纤就进入了实用化的发展阶段，世界各国纷纷开展光纤通信的研究。

----光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。为了实现长距离的光纤通信，必须减小光纤的衰减。C·K·Kao