1、光纖通信技術(shù)綜合練習(xí)1 概述一、填空題1. 目前光纖通信所使用的光波的波長(zhǎng)范圍是 （0.81.8呵），對(duì)應(yīng)的頻率范圍是（167THz375THz ）。 其中三個(gè)低損耗工作波長(zhǎng)是：短波長(zhǎng)為（0.85卩m）,長(zhǎng)波長(zhǎng)為（1.31卩m ）和（1.55 m）,對(duì)應(yīng)的 損耗值約為（ 2dB/km ） ， （ 0 . 5dB/km ）和（ 0.2dB/km ）。2. 光纖通信是以（光波）作為載波，以（光纖）為傳輸介質(zhì)的一種通信方式。3. 目前實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)，普遍采用的調(diào)制方式是（強(qiáng)度調(diào)制）和檢波方式是（直接檢波）。4. 光纖數(shù)字長(zhǎng)途通信系統(tǒng)主要有（光發(fā)送機(jī)） 、（光接收機(jī)） 、（光纜）和（放大器）四大部

2、分組成。5. 通常根據(jù)傳播方向上有無電場(chǎng)或磁場(chǎng)分量，可將光（電磁波）的傳播形態(tài)分為（TE）波、（TM）波和（ TEM ）波三類。二、名詞解釋題1. 光纖通信 光纖通信是以光波作載波，以光纖為傳輸介質(zhì)的一種通信方式。三、簡(jiǎn)答題1. 何為 TEM 波， TE 波和 TM 波？答：通常， 根據(jù)傳播方向上有無電場(chǎng)分量或磁場(chǎng)分量， 可將光 （電磁波） 的傳播形態(tài)分成如下三類： TEM 波：在傳播方向上沒有電場(chǎng)和磁場(chǎng)分量，稱為橫電磁波。TE 波：在傳播方向上有磁場(chǎng)分量但無電場(chǎng)分量，稱為橫電波。TM 波：在傳播方向上有電場(chǎng)分量而無磁場(chǎng)分量，稱為橫磁波。任何光都可以用這三種波的合成形式表示出來。2. 光纖通信

3、的主要優(yōu)點(diǎn)？答： （1）傳輸頻帶寬、通信容量大。（ 2）傳輸損耗小。（3）抗電磁干擾能力強(qiáng)。（ 4）線徑細(xì)、重量輕。（ 5）資源豐富。3. 簡(jiǎn)述光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。答：光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)，可以通過以下幾個(gè)方面展望：（1）為了實(shí)現(xiàn)越來越大的信息容量和長(zhǎng)距離傳輸，必須使用低損耗和低色散的單模光纖。（2）為了適應(yīng) WDM 系統(tǒng)的需要，近年已開始研制多波長(zhǎng)光源器件（ MLS ）。（3） 對(duì)于光纖通信系統(tǒng)的接收端機(jī)，它的光電監(jiān)測(cè)器和前置放大器，主要是向高速率或?qū)掝l帶 響應(yīng)方向發(fā)展。（4） 光纖通信系統(tǒng)中的以點(diǎn)到點(diǎn)傳輸?shù)腜DH 系統(tǒng)已不能適應(yīng)現(xiàn)代電信網(wǎng)的發(fā)展，因此，光纖 通信向聯(lián)網(wǎng)化發(fā)展（SDH）已成

4、為必然趨勢(shì)。（5） 光纖接入網(wǎng)是當(dāng)前重要的研究課題，有望FTTH 早日實(shí)現(xiàn)。四、畫圖題 請(qǐng)畫出光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的原理方框圖。 P.24 圖 1-2預(yù)備知識(shí)一、簡(jiǎn)答題1麥克斯韋方程組各方程式的含義是什么？ 答：方程組中，各式的物理意義為式（0-1）與式（0-5）表示電場(chǎng)隨時(shí)間變化將產(chǎn)生變化磁場(chǎng)，稱為全電流定律。式（0-2）與式（0-6）表示變化的磁場(chǎng)將感應(yīng)出變化電場(chǎng)，稱為電磁感應(yīng)定律，又稱法拉 第定律。式（0-3）與式（0-7）表示磁力線是閉合的，無頭無尾的，稱為磁通連續(xù)性定理。式（0-4）與式（0-8）表示電位移矢量與源之間的關(guān)系。稱為高斯定理。這時(shí)將產(chǎn)生反射和折射。一部分能量沿k2方向進(jìn)入第

5、二種介質(zhì)，稱為折射波。入射0 1，9 2為入射線、反射線、折射線與法2當(dāng)平面波投射到兩種介質(zhì)分界面時(shí)，將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？用什么定律來說明？其表示式是什么? 答：平面波沿k1方向由介質(zhì)I射到兩介質(zhì)的分界面上， 方向反回原來的介質(zhì)，這稱為反射波；一部分能量沿 線、反射線、折射線各在 k1, &k2方向，0 - 線之間的夾角，分別稱為入射角、反射角和折射角。F面我們給出最后結(jié)果，即表示反射和折射的基本規(guī)律是由斯奈耳定律和菲涅爾公式表示的， 式為：0 1= 0 1ms in 0 1= n2si n 0 2斯奈耳定律說明反射波、折射波與入射波方向之間的關(guān)系。 水平極化波：n cos門2 cosiR 二m

6、cosd + 門2 COS2-2n1 cosdT =n cosq + n2 cos2垂直極化波：c n2 cos - n-i cos&2n2 cos6 + n1 cosET2n1 cosdn2 cosd + n1 cosd菲涅爾公式表明反射波、折射波與入射波的復(fù)數(shù)振幅之間的關(guān)系。3什么是臨界角？全反射的條件是什么？答：我們把折射角剛好達(dá)到90時(shí)的入射角稱為臨界角，用0 c表示。利用折射定律可得出全反射的條件是：n-i n2耳 1 : 904寫出介質(zhì)I和介質(zhì)II中合成波的表示式？并說明其物理意義？答：介質(zhì)I中既有入射波，又有反射波，合成應(yīng)為二者的疊加。下面以水平極化波的電場(chǎng)分量為例來進(jìn)行分析E

7、=2E01 cos（k1xx 亠尬 Jew：1）此式即為在全反射情況下，介質(zhì)I中合成波的表達(dá)式。從式中可得出以下兩個(gè)結(jié)論：（1）第一項(xiàng)cos（k1xX+1）是合成波表達(dá)式的幅度中的一部分，由物理的波動(dòng)學(xué)知道，這是一種駐波的形式，說 明合成波沿X方向按三角函數(shù)規(guī)律變化，呈駐波分布；（2）第二項(xiàng)cos（k,z在表達(dá)式中是相位成分，可看出相位隨 z增加而落后，即相位隨傳播距離z的增大而越落后。顯然表示是一個(gè)沿Z傳播的成份。即沿 Z是呈行波狀態(tài)。介質(zhì)II中只有折射波 E2,現(xiàn)仍以水平極化波為例來進(jìn)行分析E2 = Eoi |T |exx 恥宀：1）此式即為在全反射情況下，介質(zhì)II中水平極化波電場(chǎng)分量的表

8、示式。從式中可得出以下兩個(gè)結(jié)論：（1）式中包含兩個(gè)因子，隨Z方向變化的相位因子為e它說明沿Z方向呈行波狀態(tài)，其相位常數(shù)k2z與介質(zhì)I中的相位常數(shù)相同。說明介質(zhì)I中的波和介質(zhì)II中的波是一個(gè)統(tǒng)一波型的兩部分，它們用同樣的速度沿Z方向傳播。（2）隨x方向變化的因子是，它是描述幅度情況的因子e說明介質(zhì) II中波的幅度隨離開界面的距離越遠(yuǎn)而呈指數(shù)式的減少，減小的速度以參量a來決定，稱為X方向的衰減常數(shù)。5什么是導(dǎo)行波？答：當(dāng)衰減常數(shù)a足夠大時(shí)，d很小，介質(zhì)II的波將只存在于介質(zhì)I表面的附近，所以稱為表面波。 又因?yàn)樗茄嘏c界面平行的方向傳播，又被介質(zhì)表面所導(dǎo)行，因而也叫導(dǎo)行波，簡(jiǎn)稱為導(dǎo)波。2光纖與光纜

9、1、填空題1. 按照射線理論的觀點(diǎn)， 階躍型光纖是根據(jù)光線在纖芯與包層分界面上的（全反射）原理將光線束 縛在纖芯中沿光纖軸向傳輸?shù)摹?. 階躍型光纖中，子午線在包層與纖芯分界面上形成全反射的條件是（韋_屯=sin匹 ）。ni3. 階躍光纖中，子午光線是指（位于光纖子午面內(nèi)）的光線，它的傳輸特點(diǎn)是子午光線在傳輸過程 中始終位于（同一子午面內(nèi)）。4. 從射線理論的觀點(diǎn)，在階躍型光纖端面上的光線在纖芯中形成導(dǎo)波的條件是：光線在光纖端面上N的投射角必須滿足關(guān)系式（0_ _ max二SinA二sin, n；-n；）。no5. 所謂弱導(dǎo)波光纖是指纖芯折射率（稍大于）包層折射率的光纖。6. 按照光纖折射率分

10、布的不同，光纖可以分為（階躍型光纖）和（漸變型光纖）；按照光纖中傳輸模式的多少，光纖可以分為（多模光纖）和（單模光纖）。7. 在階躍型（弱導(dǎo)波）光纖中，導(dǎo)波的主模為（LPoi）,第一高次模為（LPii）,其單模傳輸條件是（0 : V Vc）而截止條件是（VWVc）。16光纜主要由纜芯、（加強(qiáng)元件）和護(hù)層等幾部分組成。17常用通信光纜的纜芯結(jié)構(gòu)有層絞式、單位式、（帶狀式）和骨架式等幾種。18. 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（G.625 ），在人=（1.31 ym）處，色散系數(shù) D=Dm+Dw=O，這個(gè)波長(zhǎng)稱為（零 色散波長(zhǎng)）。19. 按照射線理論，階躍型光纖中的光纖主要有（子午線）和斜射線兩種。二、名詞解釋題

11、1.相對(duì)折射率差2n22. 數(shù)值孔徑NA二n0sin max，它表示光纖端面的集光能力。3. 弱導(dǎo)波光纖弱導(dǎo)波光纖是指纖芯折射率（nJ稍大于包層折射率（n2）的光纖。4. 光纖的子午面通過光纖軸線的平面稱為光纖的子午面。5. 子午光線子午光線就是位于光纖子午面內(nèi)的光線。6. 導(dǎo)波的基模在光纖所有導(dǎo)模中，歸一化截止頻率最小的模式稱為導(dǎo)波的基模，亦稱主模。7. LP 模LP模是線極化模的英文縮寫，所謂線極化就是電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度E矢量的端點(diǎn)隨時(shí)間變化的軌跡為一條直線。8. 自聚焦?jié)u變型光纖中不同射線，具有相同軸向速度的現(xiàn)象。9. 本地?cái)?shù)值孔徑在漸變型光纖中，把射入纖芯某點(diǎn)r處的光線的數(shù)值孔徑稱為本地

12、數(shù)值孔徑。10. 材料色散材料色散是由于材料本身的折射率隨頻率而變化，使信號(hào)各頻率成分的群速度不同而引起色散。11. 波導(dǎo)色散波導(dǎo)色散是對(duì)于光纖某一個(gè)模式而言，在不同的頻率下，相位常數(shù)B不同，使得群速度不同而引起的色散。12. 線極化波電場(chǎng)矢量空間取向不變，即其端點(diǎn)的軌跡為一直線的波稱為線級(jí)化波。13. 單模光纖的零色散波長(zhǎng)單模光纖的色散系數(shù)（D）等于零時(shí)所對(duì)應(yīng)的光波長(zhǎng)稱為它的零色散波長(zhǎng)。三、簡(jiǎn)答題1.何謂弱導(dǎo)波光纖？它對(duì)光纖的數(shù)值孔徑和模式色散分別會(huì)產(chǎn)生什么影響？比較答：弱導(dǎo)波光纖指纖芯折射率n1稍大于包層折射率 n2的階躍型光纖。由于Ln 1 :小，所以NA =n廣2-和max 都比較小。

13、2何謂漸變型光纖的最佳折射指數(shù)分布？最佳折射指數(shù)分布形式又是什么？答：可以使光纖中產(chǎn)生自聚焦時(shí)的折射率分布稱為最佳折射指數(shù)分布。折射指數(shù)按雙曲正割型分布是最佳折射指數(shù)分布形式。嚴(yán)格來講，只有折射指數(shù)按雙曲正割型分布時(shí)的光纖，才可使光纖中子午線產(chǎn)生自聚焦，而由于平方律型折射指數(shù)分布光纖的折射率分布，接近于雙曲正割型光纖的折射率分布，因此可以認(rèn)為平方律型折射指數(shù)分布光纖，具有較小的模式色散的特點(diǎn)。它的折射率分 布形式，接近于最佳折射指數(shù)分布。其表示式為：n(r)二 n(0)式中2 2n (0) -n (a)2n2(0)3何謂漸變型光纖的本地?cái)?shù)值孔徑？答：漸變型光纖芯子中的折射指數(shù)n 1，隨半徑r而

14、變化，因此其數(shù)值孔徑是芯子端面上位置的函數(shù)。所以把射入纖芯某點(diǎn)r處的光線的數(shù)值孔徑，稱為該點(diǎn)的本地?cái)?shù)值孔徑，記作NA（r）。只有當(dāng)入射光線的端面入射角 max的射線，才可成為導(dǎo)波。漸變型光纖芯子中某點(diǎn)的數(shù)值空間可根據(jù)是（2-5 ）,可寫為：NA(r)二n(r) 2：二 n(r)n2(r) -n2(a) ,n2(r)式中，r為光纖芯子中任一點(diǎn)到軸線之間的距離，n（r）為該點(diǎn)的折射指數(shù)。4. 給出漸變型光纖中導(dǎo)波相位常數(shù)3的解析表示式。答：在前面分析階躍光纖中標(biāo)量模特性時(shí)，曾確定傳輸常數(shù)3的變化范圍為k0 n2 ： - : k0 0|對(duì)于導(dǎo)波，應(yīng)限制在纖芯中，此時(shí)1 : k0n1，當(dāng)_k0n2后，

15、導(dǎo)波截止。分析漸變型光纖中的導(dǎo)波， 一個(gè)很重要的目的是找出各模式的相位常數(shù)3的解析式，可利用它分析光纖中的色散特性。3的解析式，可由式（2-47 ）求出,二 kon(0) 1 -2、2kn(0)a(m n 1)如令p = m n，則有p個(gè)m和n的組合，可以得到相等的3值。將p代入式（2-58 ）得出(p)*n(0)1適(p+J1/2ILkn (0)a可以看出，對(duì)于 m和n不同，但p相同的模式，它們的相位常數(shù)相同，因此，這些模式是相互簡(jiǎn)并的。所有3值相同的模式，就構(gòu)成了一個(gè)模式群，而p是模式群的編號(hào)。5. 給出平方律型折射指數(shù)分布光纖的模數(shù)量。答：經(jīng)分析可知Mmax = P2max，又PmaxV

16、，所以平方律型折射指數(shù)分布光纖中總的模數(shù)量2V2M max 4從式中看出，漸變型光纖中的模數(shù)量與光纖的歸一化頻率的平方成正比，相同V的情況下，它比階躍光纖中的模數(shù)量減少一半。6何謂單模光纖的雙折射？單模光纖中，兩個(gè)互相正交的偏振模LPoix和LPoiy，它們的相位常數(shù)不同，即 F：x = %，這就稱為單模光纖的雙折射現(xiàn)象。7單模光纖的雙折射是如何引起的？單模光纖中的雙折射是由于實(shí)際光纖的形狀、折射率和應(yīng)力分布等不均勻，從而造成光波在互相正交的兩個(gè)偏振方向上呈現(xiàn)出折射率不同，即n 1x = n1y，以致使得相位常數(shù)xy。8何謂單模光纖？在階躍型光纖中要實(shí)現(xiàn)單模傳輸必須滿足什么條件？在給定的工作波

17、長(zhǎng)上，只傳單一基模的光纖稱為單模光纖。在階躍型光纖中單模傳輸?shù)臈l件是光纖參數(shù)歸一化頻率V必須滿足0V2.40483。9何謂光纖色散？它對(duì)光纖通信會(huì)產(chǎn)生什么影響？光纖色散是指光脈沖在光纖內(nèi)傳輸過程中，其波形在時(shí)間上發(fā)生展寬而畸變的現(xiàn)象。由于光脈沖在傳輸過程中發(fā)生展寬，將使光脈沖相互重迭而產(chǎn)生碼間干擾，增加誤碼率，從而限制 了通信容量和傳輸距離。10. 何謂光纖的模式色散？它與哪些因素有關(guān)？模式色散是指具有同一頻率的各種光線(或模式)，由于它們?cè)诠饫w中的傳輸路徑不同，從而Ln k使得各種光線(或模式)具有不同的軸向速度所引起的光脈沖展寬。由max二一可知，C模式色散與光纖的纖芯折射率(ni)，包層

18、折射率(n2)以及傳輸距離(L)有關(guān)。11. 階躍型光纖中導(dǎo)波特性參數(shù)U和W的名稱和計(jì)算式分別是什么？U = a】kfn 12 - 2，稱為導(dǎo)波的徑向歸一化相位常數(shù)；W二a2 - kfn；，稱為導(dǎo)波的徑向歸一化衰減常數(shù)。四、畫圖題1. 分別畫出階躍型光纖和漸變型光纖的折射率剖面分布的示意圖。見教材P.27圖2-2。2. 分別畫出階躍型光纖和漸變型光纖中子午光線傳輸路徑的示意圖。見教材 P.30 圖 2-6、P.41 圖 2-8。五、計(jì)算題1.已知階躍型光纖的 n1 =1.51, n2 =1.49，工作波長(zhǎng)-=1.31，纖芯半徑a=25g。求:(1) 相對(duì)折射率差。(2) 數(shù)值孔徑。(3 )光纖

19、中傳輸?shù)膶?dǎo)模數(shù)是多少？(4) 若要實(shí)現(xiàn)單模傳輸。則纖芯半徑a應(yīng)如何選擇？(5) 10公里光纖的模式色散值。解:2 2 2 2(1)n2 .51) -(你)=oo1 n22(1.51)2式中，稱為相對(duì)折射指數(shù)差，其定義見P.29。當(dāng)厲與n2差別極小時(shí)，這種光纖稱為弱導(dǎo)波光纖，此時(shí)ni _n2H;ni（2）NA2冥=1.51 一 2 0.01=0.21式中，NA稱為數(shù)值孔徑，其定義見P.30。數(shù)值孔徑大表示捕捉射線的能力強(qiáng)。可以想見弱導(dǎo)波光纖的很小，所以 NA也不太大。(3) 2 ma.2.:二1.51 25、2 0.01 = 25.521.31所以_V2_ 2空空二326（個(gè)）2式中，M稱為光纖

20、中傳輸?shù)膶?dǎo)模數(shù)，其定義見 P.35P.39在光纖中，當(dāng)不能滿足單模傳輸條件（ 稱為多模光纖（4）階躍型光纖的單模傳輸條件為 0V2.404832兀廠匚而 V ma、2 二：2.40483P.41。而V稱為光纖的歸一化頻率，其定義見0V2.40483 ）時(shí)，將有多個(gè)導(dǎo)波同時(shí)傳輸，故從上式解出2.404832.40483 1.312“：n-2：2二 1.51.2 0.01= 2.36(m)3Ln,10 101.51 0.017“、3 108-85.03 10 (s)P.66。弱波導(dǎo)光纖由于很小，所以c 一式中，max稱為最大時(shí)延差，即模式色散值。其定義見 max也較小。即可以減小模式色散。2.已知

21、階躍光纖的m =1.51，=0.5%， - =1.31m，光纖中的導(dǎo)模數(shù) M=8。求：纖芯半徑a。V2解：因?yàn)镸 =2所以V = 】2M= 2 8=42応j而 V na 2 ： kV4 1.31所以 a5.6(m)2 兀m J 2 也2兀 x 1.5 J2 沃 0.005即a = 5.6丄m3.已知階躍型光纖的 厲=1.51,盤=0.0018 , =1.32m，纖芯半徑a=7g。求：光纖中可以傳輸哪幾種模式？2 汀 2 TT|解：因?yàn)?V ma . 21.51 7 .、2 0.0018 =3.02&1.31可見 0V3.82171由于 VC(LP01) =0，VC(LRJ =2.40483，V

22、C(LP02、LP21) = 3.831714.已知階躍光纖的所以根據(jù)導(dǎo)模傳輸條件 V Vc可知，此光纖中能傳輸LP01和LP11兩種模= 1.49, A =0.0024 , =1.3Wm，纖芯半徑a=4 g，導(dǎo)波的徑向歸一化相位常數(shù)U -1.529。求:(1) 徑向歸一化衰減常數(shù)W。(2) 軸向相位常數(shù)伍解:(1)因?yàn)?V 2応 may2也=2応 x1.49x4j2x0.0024 =2 丸1.31而 v =U2 +w2從上式解出W可得：W =晶2 U 2 = U(2)2 (1.529)2 =1.29所以W =1.29(2)因?yàn)?U =aJ(K0nJ2 B2 , K0 =空R2兀YfU)(2兀

23、丫f 1.529 丫所以一 一山 | = J 1.49 |丿ia丿1.3仆10丿i4 x 10丿=7.1406 (rad/m)15.已知漸變型光纖的纖芯折射率分布為n(r)二n(0) 1 - 2 ：(-)2 2- a求：本地?cái)?shù)值孔徑。解：因?yàn)?NA(r) =：n2(r) -n；已知n(r)從此式可得:門2 =n(r)1-二 n(0) 1 一2.1 -2 -1J1-2Afr、i1 2A】2丿.所以 NA(r)二 n(0)= n(0)26階躍型光纖中，已知纖芯折射指數(shù)為 n1 =1.51,相對(duì)折射指數(shù)差 厶二0.014，纖芯半徑a = 85 ,工作波長(zhǎng)，=1.315。求: (1)光纖中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)

24、量；若要實(shí)現(xiàn)單模傳輸，則纖芯半徑應(yīng)如何選擇?解: (1)V2_4二2a222 24，： ：m。8. 誤碼秒比ESR = B霍時(shí)、0的秒數(shù)，（BER . 0的秒稱為誤碼秒） 可用時(shí)間（秒）9嚴(yán)重誤碼秒比SESR二BER 1 10 勺秒數(shù),（ber jo 的秒稱嚴(yán)重誤碼秒） 可用時(shí)間（秒）10.假設(shè)參考數(shù)字鏈路見教材P.20811假設(shè)參考數(shù)字段見教材P.20812. 誤碼率見教材P.20913. 抖動(dòng)見教材P.21214. 抖動(dòng)峰一峰值見教材P.21215. 數(shù)字周期（UI）見教材P.21216. 輸入抖動(dòng)容限見教材P.21317. 光通道色散代價(jià)見教材P.156第2行18. 傳輸系統(tǒng)的可靠性和可

25、靠度見教材P.165三、簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述光隔離器的主要作用和要求。答：光隔離器的主要作用是只允許正向光信號(hào)通過，阻止反向光返回。對(duì)光隔離器的主要要求是插入損耗低、隔離性能好。2. 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，線路碼型應(yīng)滿足哪些條件？答：應(yīng)滿足以下幾個(gè)條件：（1）避免在信碼流中出現(xiàn)長(zhǎng)“ 0”和長(zhǎng)“ 1 ”；（2）能進(jìn)行不中斷業(yè)務(wù)的誤碼監(jiān)測(cè)；（3）盡量減少信碼流中直流分量的起伏。3. 光纖連接器的主要作用和要求是什么？答：光纖連接器用于設(shè)備與光纖之間的連接、光纖和光纖之間的連接或光纖與其它無源器件的連接。對(duì)它的要求是：連接損耗小，穩(wěn)定性好，重復(fù)性和互換性好，裝、拆方便，體積小，成本低。4. 在光纖通信系統(tǒng)

26、設(shè)計(jì)中涉及哪些系統(tǒng)部件的選擇？答：涉及下列系統(tǒng)部件的選擇（1）工作波長(zhǎng)的選擇；（2）光源的選擇；（3）光電檢測(cè)器的選擇;（4）光導(dǎo)纖維的選擇。5. 光纖定向耦合器有哪幾個(gè)主要參數(shù)？它們的物理含義是什么？答：主要參數(shù)有隔離度，插入損耗和分光比等。隔離度表示耦合器兩個(gè)輸入端口間的隔離程度；插入損耗表示耦合器損耗的大小；分光比等耦合器兩個(gè)輸出端口的光功率之比。6. 在我國(guó)采用的準(zhǔn)同步數(shù)字體系中，PCM端機(jī)輸出端口的接口速率和接口碼型分別是什么？答：群路等級(jí)一次群（基群）二次群 三次群 四次群2.048接口速率2.048接口碼型HDB3四、畫圖題8.44834.368139.264HDB 3 HDB3

27、 CMI1畫出最簡(jiǎn)單的光中繼器原理方框圖。五、計(jì)算題1已知一單模光纖通信系統(tǒng)，其光發(fā)射機(jī)的平均發(fā)送光功率為1mW，接收機(jī)靈敏度為一 35dBm，全程光纖平均接頭損耗為 0.05dB/km。系統(tǒng)富裕度取為 6dB。若系統(tǒng)中繼傳輸距離為 80km，則應(yīng) 選擇光纖每公里損耗上限為多少？解：根據(jù)題意可得 Pt =1mW = 10W，Pmin - -35dBm，: 0.05dB/km，M = 6dB，L 二 80km。由 PT =10lgPt10Pt =10lg10” FT - Pmin - M二-i0_（_35）一6-（0.05 80）0.31dB/km802已知一光纖通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的平均發(fā)送光功率為

28、0.5mW，接收機(jī)靈敏度為-38dBm，光纖損耗為0.34dB/km，全程光纖平均接頭損耗為 0.05dB/ km，設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)富裕度為 6dB。試核算該系統(tǒng)的 無中繼傳輸距離是否滿足 100km的要求。解：根據(jù)題意可得 Pt = 0.5mW，略山=-38dBm，: = 0.34dB / km，:0.05dB/km，M =6dB。由 PT = 10lgPt10”0.5 10Pt -10lg二-3d B m一3 (38) 一60.340.05=74.4km該系統(tǒng)的無中繼傳輸距離不能滿足100km的要求3光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.33dB/km，光發(fā)射機(jī)的平均發(fā)送光功率為1dBm，全程光纖平均接

29、頭損耗為0.04dB/km。設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)富裕度為6dB，無中繼傳輸距離為 80km。現(xiàn)選擇一接收機(jī)，在滿足系統(tǒng)誤碼率指標(biāo)條件下，其允許的最小接收光功率為1 W，試核算該接收機(jī)能否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。解：根據(jù)已知可得：a =0.33dB/km , PT =1dBm , ctj =0.04dB/km , M =6dB , L =80km ,pr =VW =106W。Pmin -PT-M -L匕J=1 -6 -80 (0.33 0.04) - -34.6d B m_6由 Pr =10lg 上耳=10lg10 = -30dBm10 10Pr Pmin該接收機(jī)不能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求4. 已知一個(gè)565Mb/

30、s單模光纖傳輸系統(tǒng)，其系統(tǒng)總體要求如下：(1) 光纖平均衰減系數(shù)為0.4dB/km，光纖平均接續(xù)損耗為0.1dB/km，光發(fā)送機(jī)的平均輸出光功率為-3dBm，光接收機(jī)靈敏度為-56dBm ;(2) 光纖線路上的線路碼型為5B6B，光纖色散系數(shù)為 2ps/km.nm，采用多縱模激光器，其譜線寬度為1.8nm。設(shè)計(jì)中，取一個(gè)光纖活動(dòng)連接器的損耗為1dB。光纜富裕度為0.1dB/km，設(shè)備富裕度為5dB，光通道色散代價(jià)為1dB。求：最大中繼距離。解：據(jù)題意可知：FT 二-3dBm ,Pr 二-56dBm ,4%，-0.1dBkm，Mc=0.1d%m , Ac=1dB , ME=5dB,巳=1dB56

31、5 |= 678MBs ,nm，8nm；=0.115 (多縱模激光器)二 75( km)3(56) 2 1 5 10.4 + 0.1 +0.1而Ld;106BD ： 0.115 106678 2 1.8= 47(km)可見 Ld :：: L.所以取L = LD = 47km5. 某光纖通信系統(tǒng)，在保證誤碼率為 10-9指標(biāo)下，光接收機(jī)所要求的最低光功率為 -44 dBm，光發(fā) 送機(jī)平均發(fā)送光功率為 1 mw;又知光纖的平均衰減系數(shù)和接續(xù)損耗分別為0.3 dB/k m和0.1 dB/k m。設(shè)計(jì)中，取一個(gè)光纖活動(dòng)接頭的損耗為 1dB，光纜富裕度為 0.1 dB/k m，設(shè)備富裕度為5dB，光通 道色散代價(jià)為1dB。求：最大中繼距離。一1x10 解：據(jù)題意可知：PT =101g = 0dBm， PR - -44dBm10:f=0.3dBkm，: s=0.1dBkm，Mc=0.1dBkm，Ac=1dB，Pd =1dB，M E = 5dBPt - Pr - 2 Ac -Me _ Pd：5 ： s M c0_(_44) -2 1 _5_10.3 0.1 0.1-72(