光纤通信复习资料.doc

三六章复习内容一、填空题：（每空1.5分，共30分）1、形成激光振荡的三个条件是：(1) ，(2) ，(3) 。半导体激光器只有当注入电流大于 时，才能产生激光。2、数字光接收机的性能由 决定，它定义为 。3、光纤耦合器是实现光信号分路/合路的功能器件，是对同一 的光功率进行分路/合路；波分复用/解复用器的功能是，将若干路 的信号复合后送入同一根光纤中传送，或相反的作用。4、在以半导体激光器为光源的光发送机中，将电信号转变为光信号有两种调制方式，分别为 与 。5、光电检测过程的基本机制是半导体材料的 ，当入射光子能量超过 时，每当一个光子被半导体吸收就产生一个 ，在外加电压建立的电场作用下形成 。6、波分复用器/解复用器有(1) ，(2) ， (3) 等多种。7、对强度调制器性能的要求有（1） ，（2） 等。8、PIN光电二极管与普通PN管相比，其优点是：（1） ，（2） 。9、量子噪声强度与 有关，热噪声强度与（1） 及（2） 有关。10、当温度升高时，半导体激光器的波长向 波长方向移动，输出功率 （增大或降低），这是由于 及 引起的。11、在以半导体激光器为光源的光发送机中，采用直接调制，会产生 ，增大脉冲展宽。12、N型半导体是在本征半导体中掺入 价杂质形成的？PN结中的载流子存在（1） 与（2） 两种运动。13、量子噪声强度与 有关，热噪声强度与（1） 及（2） 有关，从接收机灵敏度的角度考虑，希望采用 前端。14、数字光接收机中“均衡器”的功能是 ；“时钟提取”出的“时钟”用来 。15、PIN光电二极管与普通PN管相比，其优点是：（1） ，（2） 。APD光电管与PIN光电管的区别在于 。16、P型半导体是在本征半导体中掺入 价杂质形成的？PN结中的载流子存在（1） 与（2） 两种运动。二、论述与分析题1、说明强度调制直接检测数字光接收机的组成（画出组成框图）及各组成部分的功能。包括光电转换器（将光纤传送来的光信号转换为电信号）、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟提取、增益控制、判决电路、解码器等主要部分。功能和图略见ppt。2、请分析光纤连接中产生插入损耗的原因。纤芯错位、端面间隙、倾斜等6种损耗。见ppt3、请介绍一种波分复用器/解复用器的工作原理。见作业题4、简述LED与LD在工作原理、输出功率注入电流特性及调制特性方面的差异。(1)从：LED自发辐射，粒子数特性，光学谐振腔特性；而LD受激辐射，粒子数特性，光学谐振腔特性；方面答(2)从：LED只要注入电流就有光输出还是有阈值特性；而LD只要注入电流就有光输出还是有阈值特性。方面答(3) LED调制速率；而LD调制速率。方面作答。5、说明强度调制直接检测光通信系统中对光发送机的技术要求。结合PPT总结一下，光源的波长、线宽和功率特性上；信号消光比特性上；带宽特性上回答。6、请列举导致光接受机灵敏度恶化的因素。见PPT7、某WDM系统共8个波长信道，在一中间节点处需对其中两个波长进行分插，试设计该OADM方案。见作业题8、说明数字光接收机中“均衡滤波器”的功能。见PPT9、简述EDFA的工作原理，并绘制、说明EDFA的三种典型结构图及原理。见PPT三、综合题1、 现有下列元件可以使用：(1)以1.55m波长工作的半导体激光器，能耦合进单模光纤的平均功率为0.1mW。(2) 25段光纤，每段长度均为2Km，衰减为0.5dB/Km。(3)每段光纤之间用连接器连接，每个连接器的插入损耗为0.5dB。(4)一台PIN光电管接收机，灵敏度为-40dBm； 现在要利用这些元件设计一条50Km长的光波系统。如果需要的系统富裕度为6dB，你认为是否还需要其它的元件？如需要，请说明是何种元件，并给出关键指标。2、 现有下列元件可以使用：(1)以1.3m波长工作的半导体激光器，能耦合进单模光纤的平均功率为0.5mW。(2) 25段光纤，每段长度均为2Km，衰减为0.5dB/Km。(3)每段光纤之间用连接器连接，每个连接器的插入损耗为0.5dB。(4)一台PIN光电管接收机，灵敏度为-40dBm；一台APD光电管接收机，灵敏度为-59dBm。现在要利用这些元件设计一条50Km长100Mbit/s的光波系统。如果需要的系统富裕度为6dB，则应选择哪一种接收机？请给出选择的理由。3、现有下列元件可以使用：(1)以1.55m波长工作的半导体激光器，能耦合进单模光纤的平均功率为0.1mW；(2) 50段光纤，每段长度均为2Km，衰减为0.5dB/Km；(3)每段光纤之间用连接器连接，每个连接器的插入损耗为0.5dB；(4)一台PIN光电管接收机，灵敏度为-40dBm；(5)若干光放大器供选用，每台光放大器增益为20 dB。现在要利用这些元件设计一条100km长的光波系统。如果需要的系统富裕度为6dB，请从光功率预算角度分析，该系统至少需要几个光放大器，以及在线路中如何放置，说明理由。答案：1、(1) 泵浦源 ，(2) 激活（增益）介质 ，(3) 光学谐振腔 。 阈值电流 。2、 误码率 ， 接收机判决电路错误确定一个比特的概率 。3、 波长 ， 不同波长 。4、 直接调制 与 间接调制 。5、 光吸收 ， 带隙能量 ， 电子空穴对 ， 光电流 。6、 闪烁光栅 ， 光纤光栅 ， 多层膜干涉滤波片 。7、 带宽满足要求 ， 消光比高 。8、 响应速度高 ， 光电转换效率高 。9、 平均入射光功率 ， 温度 ， 负载阻抗 。10、 长 ， 降低 ， 阈值电流增大 ， 外微分量子效率降低 。11、 频率啁啾 。12、 5价 ，