《现代光纤通信技术》第二版课后题答案

1、第三章3. 如果徼光器在X=0.5Mm ±工作，输岀1W的连续功率，试计算每秒从激活物质的髙能级 跃迁到低能级的粒子数。解：在入=05艸 上岀射的光于的能量为：E=Av = A-=39.78xio-20焦耳2输岀功率1W=1J/S,即每秒输岀的能量为1J,贝恍子数为1/39.78幻0-20=2 5130X10"那么每秒从激活物质的高能级跃迁到低能级的粒子数等于出射光子数的一半，即 1.2569*10”4. 光与物质间的互作用过程有哪些？解：在介质材料中存在着受激吸收，自发发射和受激发射等三种光与物质的相互作用过程。5. 什么是粒子数反转？什么情况下能实现光放大？解：粒子数反

2、转是高能级上的粒子数量大于低能级上的粒子数的状态，是一种非平衡状态。实现光放大的条件是粒于数反转、光学腔、増益介质。6. 什么是激光器的阈值条件。解：当注入电流较小时，激活区不能实现粒子数反转，自发发射占主导地位，激光器发 射普通的荧光。随注入电流量的增加，激活区里实现了粒子数反转，受激辐射占主导地位， 但当注入电流小于阈值电流时，谐振腔内的增益还不足以克服损耗如介质的吸收.镜面反射 不完全等引起的谐振腔的确损耗，不能在腔内建立起振荡，激光器只发射较强荧光。只有当 注电流大于阈值电流时，才能产生功率很强的激光。9. 一个GaAsPIN光电二极管平均每三个入射光子，产生一个电子空穴对。假设所有的

3、电 子都被收集。a试计算该器件的量子效率；b当在08呵波段接收功率是10 7W时，计算平均输出光电流；c计算波长，当这个光电二极管超过此波长时将停止工作，即长波长截止点人。光生并被收集的自由EHP的数量入射光子的数量=1/3=333%b、由R = ° (A/W )和人=""(4/炉)可得到 比加b二巴、佶=P!y 乎"=0 215x 10" AhrheC、hfc =竺込 而© =L 424 eV,则波长截止点Xc=hc/£g =087p m10-什么是雪崩增益效应？解：光生载流子穿过一个具有非常髙的电场的髙场区。在这个高场区

4、，光生电子或空穴可以 获得很髙的能量，因此它们高速碰撞在价带的电子上使之产生电离，从而激发出新的电子一 空穴对，这种载流子倍增的机理称为碰撞电离。新产生的载流子同样由电场加速，并获得足 够的能量从而导致更多的碰撞电离产生，这种现象就是所谓的雪崩效应。11设PIN光电二极管的量子效率为80%,计算在1.3和1.55im波长时的响应度，说明为 什么在1.55pm光电二极管比较灵敏。解R亠二泌hv he在1.3和1.55处的响应度分别为0.838A/W, 0.999 A/W波长越长，频率越低，光子能量越低，对于同等的入射光功率则光子数量就越多，则 电子空穴对也就越多，那么光生电流也就越大。3. 个E

5、DFA功率放大器，波长为1542nm的输入信号功率为2dBm,得到的输岀功率为 P0U1=27dBm,求放大器的增益。解：放大器在1542nm处的增益为lOlog (PRR丿=11.3dB.第八章2x请画出SDH的帧结构图，简述各部分的作用。解：STM-N帧结构图如下图。帧结构由信息净负荷（Payload.含通道开销POH）、段开销（SOH）和管理单元指针（AU-PTR）三个主要区域组成。帧一帧（9X270XN字节一帧4RSOHAUPTRSTM-N净负荷MSOH（含 POH ）9传输方向9XN 列 261XN净负荷区存放的是有效的传输信息，其中还含有少量用于通道性能监视、管理和控制的 通道开销

6、字节（POH）, POH被视为净负荷的一部分。段开销是为了保证信息净负荷正常灵活的传送所必须附加的字节。主要提供用于网络的 运行、管理.维护以及指配（OAM&P）功能的字节。段开销包括再生段开销（RSOH）和 复用段开销（RSOH）。管理单元指针（AUPTR）是用来指示信息净负荷第一个字节在帧内的准确位置，以便在收端正确分离信息净负荷。1. 光通信的优缺点各是什么？答：优点有：通信容量大；传输距离长；抗电磁干扰；抗噪声干扰；适应环境；重量轻、安 全、易敷设；保密；寿命长。缺点：接口昂贵；强度差；不能传送电力；需要专用的工具、设备以及培训；未经受长 时间的检验。2. 光通信系统宙哪几部分组成，各部分功能是什么？答：通信链路中最基本的三个组成部分是光发射机、光接收机和光纤链路。各部分的功能参见1.3节。5.简述未来光网络的发展趋势及关键技术。答：未来光网络的发展趋势为全光网，关键技术为多波长传籀和波长交换技术。思考题1、SDH帧结构中信息净负荷区城传送的都是有 效负荷。()渤2、SDH的帧结构是一种()状结构，帧频为毎秒( 丿帧。STM-1-帧共有( 丿