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第1章 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；必威体育官网网址；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。 光通信系统由哪几部分组成，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。 假设数字通信系统能够在载波频率1%的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？ 答：5GHz×1％/64k＝781路 （3×108/1.55×10-6）×1％/64k＝3×107路 SDH体制有什么优点？ 答：主要为字节间插同步复用、安排有开销字节用于性能监控与网络管理，因此更加适合高速光纤线路传输。 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输和波长交换技术。 简述WDM的概念。 答：WDM的基本思想是将工作波长略微不同，各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号，一起注入同一根光纤，进行传输。这样就充分利用光纤的巨大带宽资源，可以同时传输多种不同类型的信号，节约线路投资，降低器件的超高速要求。 解释光纤通信为何越来越多的采用WDM+EDFA方式。 答：WDM波分复用技术是光纤扩容的首选方案，由于每一路系统的工作速率为原来的1/N，因而对光和电器件的工作速度要求降低了，WDM合波器和分波器的技术与价格相比其他复用方式如OTDM等，有很大优势；另一方面，光纤放大器EDFA的使用使得中继器的价格和数量下降，采用一个光放大器可以同时放大多个波长信号，使波分复用（WDM）的实现成为可能，因而WDM＋EDFA方式是目前光纤通信系统的主流方案。 WDM光传送网络（OTN）的优点是什么？ 答： （1）可以极大地提高光纤的传输容量和节点的吞吐量，适应未来高速宽带通信网的要求。 （2）OXC和OADM对信号的速率和格式透明，可以建立一个支持多种电通信格式的、透明的光传送平台。 （3）以波长路由为基础，可实现网络的动态重构和故障的自动恢复，构成具有高度灵活性和生存性的光传送网。 第二章 光波从空气中以角度θ1=330投射到平板玻璃表面上，这里的θ1是入射光线与玻璃表面之间的夹角，根据投射到玻璃表面的角度，光束部分被反射，另一部分发生折射。如果折射光束和反射光束之间的夹角正好为900，请问玻璃的折射率等于多少？这种玻璃的临界角又为多少？ 解： 入射光束与玻璃表面的法线角度（即入射角）θ=90-33=57度。 则反射角θr=θ，折射角θ2=180-90-57=33度，假设空气的折射率为n1=1， 由折射定理n1sinθ=n2sinθ2 得到玻璃的折射率为 n2=n1sinθ/ sinθ2 = 1.54 全反射发生在从玻璃射向空气的时候，此时θc=sin-1(n1/n2)=40.49度。 计算n1=1.48及n2=1.46的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果光纤端面外介质折射率n=1.00，则允许的最大入射角θmax为多少？ 解：NA== 0.2425 最大入射角θmax=arcsin（）=14.03度 弱导波阶跃光纤纤芯和包层折射率指数分别为n1=1.5，n2=1.45，试计算： 纤芯和包层的相对折射指数差Δ。 光纤的数值孔径NA。 解：（1）= 0.0328 （2）NA== 0.3841 已知阶跃光纤纤芯的折射率为n1=1.5，相对折射指数差Δ=0.01，纤芯半径a=25μm，若λ0=1μm，计算光纤的归一化频率V及其中传播的模数量M。 解：=2×25μm/1μm×（2×1.52×0.01）0.5= 33.3216 模数量=555 一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850nm波长上可以支持1000个左右的传播模式。试问： 其纤芯直径为多少？ 在1310nm波长上可以支持多少个模式？ 在1550nm波长上可以支持多少个模式？ 解：（a），而 从而得到纤芯半径：a=V/（）=30.25μm，则直径为60.5μm （b），与波长的平方成反比 因此在1310nm上的模式数为M=（850/1310）2×1000=421 （c）在1550nm上的模式数为M=（850/1550）2×1000=300 纤芯折射指数为n1=1.5，长度未知的弱导波光纤传输脉冲重复频率f0=8MHz的光脉冲，经过该光纤后，信号延迟半个脉冲周期，试估算光纤的长度L。 解：脉冲周期T=1/ f0=1.25×10-4 s。 路径最短的光通过光纤的时间为=T/2＝0.625×10-4 s 从而解得：L= 12.5 km