《光纤通信》第8章 复习思考题参考答案 .pdf

第８章复习考虑题

参考答案

8－１光纤通信系统的基本结构有哪几种

答:光纤通信系统除点对点结构外,另外四种基本结构是树形、总线形、环形和星形,如图

８、1、１所示。

图8、１、1光纤通信网络基本结构

8—2试画出点对点光纤传输系统的构成框图

答:图8。１、2给出了采纳光-电-光再生中继和光放大中继的点对点光纤传输系统示意

图、

图8。1、2点对点光纤传输系统

8－３什么是损耗限制系统？什么是色散限制系统

答:光纤色散导致光脉冲展宽,从而构成对系统BL乘积的限制。当色散限制传输距离小于

损耗限制的传输距离时,系统是色散限制系统。

Ｌ

否则,就是损耗限制系统、在给定工作波长下,随着B的增加按对数关系减小、在短波

长0。8５m波段上,由于光纤损耗较大(典型值为２、5dB/km),依照码率的不同,中继距离通

常被限制在10～30kｍ、而长波长1。３～1、6m系统,由于光纤损耗较小,在1。3m

处损耗的典型值为0。3～0。4dＢ/ｋm,在1、5５m处为０。２ｄB／kｍ,中继距离能够

达到10０～200km,尤其在1、５5m波长处的最低损耗窗口,中继距离能够超过２00kｍ。

一般说来,1。3m单模光纤通信系统在B＜1Gb/s时为损耗限制系统,在B＞1Gｂ

／ｓ时估计成为色散限制系统。

8－４若光纤的色散太大,将给系统带来什么问题

答:色散引起脉冲展宽,估计对系统的接收性能形成两方面的影响、

首先,脉冲的部分能量估计逸出到比特时间以外而形成码间干扰、这种码间干扰能够采纳

线性通道优化设计,即使用一个高增益的放大器(主放大器)和一个低通滤波器,有时在放大器

前也使用一个均衡器,以补偿前端的带宽限制效应,使这种码间干扰减小到最小。

其次,由于光脉冲的展宽,在比特时间内光脉冲的能量减少,导致在判决电路上SNＲ降低、

为了维持一定的ＳNR,需要增加平均入射光功率。

8-５简述系统对激光器、探测器和光纤的技术要求

答:光纤通信对光源的要求是:

(1)电光转换效率高,驱动功率低,寿命长,可靠性高;

ﻩ(２)单色性和方向性好,以减少光纤的材料色散,提高光源和光纤的耦合效率;采纳单纵模激光

器能够使模分配噪声(MPN)的影响降到最小;边模抑制比ＭSR1０0(20dＢ)时,可使模分配

噪声(MＰN)的影响降到最小。

(3)关于模拟调制,还要求光强随驱动电流变化的线性要好,以保证有足够多的模拟调制信

道。

ﻩ(4)然而在１、５５m波长系统中,即使采纳边模抑制比大的单模LD,LＤ的频率啁啾也是对

系统的主要限制因素。

ﻩ(5)因此高速光纤通信系统,多采纳多量子阱结构DFＢLD,以减小频率啁啾的影响。

对光电探测器的要求是灵敏度高、响应快、噪声小、成本低和可靠性高,同时它的光敏面

应与光纤芯径匹配。

对光纤的基本要求是:从发射光源耦合进光纤的光功率要最大,光信号通过光纤传输后产生

的畸变要最小,光纤的传输窗口要满足系统应用的要求。具体的设计要依照使用条件进行折中、

(1)衰减

在选定的波长,衰减要足够小,以使在满足接收机所要求的光功率的前提下,使中继距离尽

估计大。

(2)耦合损耗

它包括光源耦合损耗和检测器耦合损耗。纤芯尺寸和数值孔径大,可减小光源的耦合损耗;

但要增加检测器耦合损耗。为了减小和检测器的耦合损耗,要求纤芯尺寸和数值孔径要足够小,

以使出射光完全落在检测器上。纤芯尺寸和数值孔径大的光纤,其传输带宽小,适合于采纳发

光管(LEＤ)的系统。

(3)连接损耗

连接损耗包括连接器和接头的损耗、纤芯直径的公差、不圆度和纤芯与包层同心度误差

要尽估计小,以得到最小连接损耗。提高光纤的几何精度,要增加制造