光纤通信简明教程课后思考题答案-原荣.doc

1-1 用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出 答：1966年7月英籍华人高锟提出用光导纤维可进行通信。 1-2 光纤通信有哪些优点 光纤通信具有许多独特的优点，他们是： 1. 频带宽、传输容量大； 2. 损耗小、中继距离长； 3. 重量轻、体积小； 4. 抗电磁干扰性能好； 5. 泄漏小、必威体育官网网址性好； 6．节约金属材料，有利于资源合理使用。 1-3 简述光纤通信系统的分构成及各部分的作用 用光纤传输信息的过程大致是这样的，在发送端，把用户要传送的信号（如声音）变为电信号，然后使光源发出的光强随电信号变化，这个过程称为调制，它把电信号变为光信号，最后用光纤把该光信号传送到远方； 在接收端，用光电探测器接收光信号，并把光信号还原为携带用户信息（如声音）的电信号，这个过程称为解调，最后再变成用户能理解的信息（如声音）。 1-4光纤通信系统结构分类 a) 点对点 b) 一点对多点 c) 网络 1-5 光纤通信网络分类 依据网径的大小可分为宽域网(WAN)、城域网(MAN)和局域网(LAN）) 光的本质是什么，什么是相位差？ 光是一种电磁波，即由密切相关的电场和磁场交替变化形成的一种偏振横波，它是电波和磁波的结合。它的电场和磁场随时间不断地变化，分别用Ex和Hy表示，在空间沿着z方向并与z方向垂直向前传播，z方向依波矢量k传播，如式（1.5.1）所示，被分开的两点间的相位差可用简单表示，因为对于每一点是相同的。假如相位差是0或2( 的整数倍，则两个点是同相位，于是相位差可表示为 或 2-1简述光纤的结构 光纤由玻璃（石英SiO2）制成的纤芯和包层组成，为了保护光纤，包层外面还增加尼龙外层。纤芯材料主要成分为掺杂的二氧化硅（SiO2），纯度达99.999 %，其余成分为极少量的掺杂剂如二氧化锗（GeO2）等，以提高纤芯的折射率。 2-2 由折射率的径向分布分为阶跃和渐变 2-3实用的单模和多模 2-4 多模光纤有哪两种？单模光纤又有哪几种 答：多模光纤有折射率阶跃光纤和渐变光纤。单模光纤有G.652、G.653、G.654、G.655、G.656、G.657光纤和色散补偿光纤。 2-5 光纤从折射率较大的介质以不同的入射角进入折射率较小的介质时，会出现哪三种不同的情况？ ? 2-6解释光纤传光原理 射线理论认为，光在光纤中传播主要是依据全反射原理。光线垂直光线端面射入，并与光纤轴心线重合时，光线沿轴心线向前传播。光的传播就是通过电场、磁场的状态随时间变化的规律表现出来。 2-7 光纤的传输特性用哪几个参数表示 答：单模光纤的传输特性有衰减、色散和带宽。在传输高强度功率条件下，，，1.3?(m的损耗是多少？ 答：G.652光纤在1.3 (m波段的损耗较大，为0.3~0.4 dB/km。 2-10造成光纤传输损耗的主要因素有哪些？哪些是可以改善的？最小损耗在什么波长范围内 答：引起衰减的原因是光纤对光能量的吸收损耗、散射损耗和辐射损耗，如图2.3.1所示。光纤是熔融SiO2制成的，，SiO2材料引起的内部吸收和杂质引起的外部吸收。内部吸收是由于构成SiO2的离子晶格在光波（电磁波）的作用下发生振动损失的能量。外部吸收主要由OH离子杂质引起。散射损耗主要由瑞利散射引起。瑞利散射是由在光纤制造过程中材料密度的不均匀（造成折射率不均匀）产生的。 3-1 连接器和跳线的作用是什么？接头的作用又是什么 答：连接器是把两个光纤端面结合在一起，以实现光纤与光纤之间可拆卸（），（）（），AM）和幅移键控（ASK）时，，， 图3.5.1 调制方式比较 3-9 简述马赫-曾德尔幅度调制器的工作原理 答：最常用的幅度调制器是在晶体表面用钛扩散波导构成的马赫-曾德尔（M-Z）干涉型调制器，如图3.5.5所示。使用两个频率相同但相位不同的偏振光波，进行干涉的干涉仪，外加电压引入相位的变化可以转换为幅度的变化。在图3.5.5（a）表示的由两个Y形波导构成的结构中，在理想的情况下，输入光功率在C点平均分配到两个分支传输，在输出端D干涉，所以该结构扮演着一个干涉仪的作用，其输出幅度与两个分支光通道的相位差有关。两个理想的背对背相位调制器，在外电场的作用下，能够改变两个分支中待调制传输光的相位。由于加在两个分支中的电场方向相反，如图3.5.5（a）的右上方的截面图所示，所以在两个分支中的折射率和相位变化也相反，例如若在A分支中引入的相位变化，那么在B分支则引入相位的变化，因此A、B分支将引入相位(的变化。 假如输入光功率在C点平均分配到两个分支传输，其幅度为A，在输出端D的光场为 （3.5.5）成正比，所以由式（3.5.5）可知，当时输出功率最大，当时，两个分支中的光场相互抵消干涉，使输出功率最小，在理想