光纤通信原理(第2版) 习题答案 邓大鹏 第3章习题参考答案.pdfVIP

第三章 光纤的传输特性 1．简述石英系光纤损耗产生的原因，光纤损耗的理论极限值是由什么决定的？ 答：（1） 紫外吸收 本征吸收 红外吸收 吸收损耗 氢氧根（OH－）吸收 杂质吸收 过渡金属离子吸收 光纤损耗 原子缺陷吸收 瑞利散射损耗 散射损耗 结构不完善引起的散射损耗 光纤弯曲损耗 弯曲损耗 光纤微弯损耗 光纤损耗的理论极限值是由紫外吸收损耗、红外吸收损耗和瑞利散射决定 （2 ） 的。 2 ．当光在一段长为 10km 光纤中传输时，输出端的光功率减小至输入端光功率的一 半。 求：光纤的损耗系数 α。 解：设输入端光功率为P 1 ，输出端的光功率为P2 。 则P 1 ＝2P2 10 P 10 2P 光纤的损耗系数＝ lg 1 lg0.32 dB/ km  P L km 10 P 2 2 3 ．光纤色散产生的原因有哪些？对数字光纤通信系统有何危害？ 答：（1）按照色散产生的原因，光纤的色散主要分为：模式（模间）色散、材 料色散、波导色散和极化色散。 （2 ）在数字光纤通信系统中，色散会引起光脉冲展宽，严重时前后脉冲将相互 重叠，形成码间干扰，增加误码率，影响了光纤的传输带宽。因此，色散会限制光 纤通信系统的传输容量和中继距离。 4 ．为什么单模光纤的带宽比多模光纤的带宽大得多？ 答：光纤的带宽特性是在频域中的表现形式，而色散特性是在时域中的表现形 式，即色散越大，带宽越窄。由于光纤中存在着模式色散、材料色散、波导色散和 极化色散四种，并且模式色散材料色散＞波导色散＞极化色散。由于极化色散很 小，一般忽略不计。在多模光纤中，主要存在模式色散、材料色散和波导色散；单 模光纤中不存在模式色散，而只存在材料色散和波导色散。因此，多模光纤的色散 比单模光纤的色散大得多，也就是单模光纤的带宽比多模光纤宽得多。 5 ．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n =1.50 ，n =1.45 ，光纤的长度L=10km 。试 1 2 求： （1）子午光线的最大时延差； （2 ）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求子午光线的最大时延差。 L L Ln n    1 1  1  解：（1） M C C C