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光纤通信 作业及答案

2023-07-06 来源:步旅网
《光纤通信》作业

2—1 均匀光纤芯与包层的折射率分别为:⑴光纤层与包层的相对折射率差△为多少? ⑵光纤的数值孔径NA为多少?

⑶在1m长的光纤上,由子午线的光程差所引起的最大时延差

解: ⑴

纤芯和包层的相对折射率差⑵

,,试计算:

为多少?

2—10 一阶跃折射率光纤的相对折射率差,,当波长分别为

0.85μm、1.31μm、1.55μm时,要实现单模传输,纤芯半径a应小于多少?

解:

单模传输条件为:

当当当

时,时,时,

3—1 设激光器激活物质的高能级和低能级的能量各为应能级上的粒子密度各为和。试计算: ⑴当

时,

和,频率为f,相

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⑵当⑶当

解: ⑴

,,若

时,?

?(按玻尔兹曼分布规律计算)

。环境温度

其中,代入数据,得 ⑵

其中,

代入数据,得 ⑶

其中,

代入数据,得

,,,,

3—10 一个半导体激光器发射波长为1.3μm,谐振腔具有“箱式”结构,腔长

,宽

,厚

,介质的折射率

。假设谐振腔周

围的壁能完全地反射光,则谐振腔模式满足

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m,s,q是整数,为1,2,3,…,它们分别表示各个方向上的模数,求: ⑴谐振腔允许的纵模模数; ⑵设

解: ⑴ 已知

,,计算纵模的波长间隔。

则 纵模模数

其中 ,,,, 为定值

当q取得最大值时,m、s均取最小值1 此时,计算得 ∴

,且q为整数

谐振腔允许的纵模模数为910 ⑵

由第⑴问,得 当当

时,

,;当

时,时,

4—11 在数字光纤通信系统中,选择码型时应考虑哪几个因素?

答:

数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性,具体要求有:

①能限制信号带宽,减小功率谱中的高低频分量。这样就可以减小基线漂移、提高输出功率的稳定性和减小码间干扰,有利于提高光接收机的灵敏度。

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②能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“1”码和连“0”码的数目,使“1”码和“0”码的分布均匀,保证定时信息丰富。

③能提供一定的冗余度,用于平衡码流、误码监测和公务通信。但对高速光纤通信系统,应尽量减小冗余度,以免占用过大的带宽。

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