《光纤通信》试题计算分析题练习

2026/1/17 8:31:32

??106 L?BD??由于是单模光纤,所以??0.100,D?15ps/(nm.km),???2nm,分子上的106是为了和分母的B的单位相匹配,B的单位一定要用Mb/s。代入数据就可以求出L的值来。

(3)对这个特殊系统,用图表示最大传输距离与数据速率的关系,包括损

耗和色散两种限制。用matlab很容易表示。

dBm32. 解:系统1:把PS?0PR??50dBm,?c?1dB,?f?3.5dB/km,M?6dB,

代入 L?PS?PR?2?c?M?f

可得到损耗受限的最大传输距离。

系统2:把PS??13dBm,PR??38dBm,?c?1dB,M?6dB,

?f?1.5dB/km代入 L?PS?PR?2?c?M?f

可得到损耗受限的最大传输距离。

33.解:??PT?PR?ME??S?MC

L?4?(?40)?6?0.2?0.1?0.2dB/km

60 =

34. 解:(1) n1=1.51,n2=1.49

△≈(n1-n2)/ n1=(1.51-1.49)/1.51=0.013 (2) M=V2/2

? V?2?a1n2? 2222?4? M?4?2an1??1.312?4?1.51?0.013?11

1 (3) ??max?Ln c?22???maxL?8?0.013?n1c??1.51?6.5?10s/km 53?1035. 解:(1) 由PT = Pmin + Lα + Lα1 + M

Pmin = PT-L(α + α1)-M =-1-70×(0.35+0.05)-6=-35 dBm (2) 动态范围D=Pmax-Pmin D=-10-(-35)=25 dB 36.解:

《光纤通信》考前练习题之计算、综合、分析题……第17页(答案在14页)

37.解:

38.解:

39.解:

40.解:

41.解:

《光纤通信》考前练习题之计算、综合、分析题……第18页(答案在14页)

42.解:

43. 解: ( )= ( )=

44. 解:该处必须注意单位 的单位是dBm, 的单位是mW,计算时要注意

单位以免出错,依据公式 45. 解:

,注意单位!

46. 解:(1)光纤长度单位和光速单位分别是km和km/s,则

(2)输入光脉冲的宽度T与模式色散产生的展宽 相比可以忽略不计,则最大比特率为 ( )

47. 解:(1)临界入射角 ( ) ( ) 。

(2) ( (3)

)= ( )= 。

( )

(4)

(5)数值孔径NA在实际计算时还有另外的计算公式为:

( )

( )

( )

( ) 则: (

) (

) 。

一般而言,相对折射率差 大一些,光纤与光源之间的耦合效率就高一些,但是

要过大的话,色散影响就越严重,实际光纤总有 。 48. 解:(1)由方程 可得:

而 和 模的归一化截止频率 ,显然 ,故不能传输波长为 的 和 模。

(2)对于 和 模,其截止波长为

即入射光波长应小于 时,才能传播。 49. 解:(1)我们先求出上述波长对应的归一化频率V,然后将它们与前述各种模式归一化截止频率 相比较,凡是满足 条件的模式都可以在光纤中传输。

《光纤通信》考前练习题之计算、综合、分析题……第19页(答案在14页)

因为

,所以有:

当 时, , , 此时光纤中只能传输 导波模。

当 时,

, , , 此时光纤中只能传输 , , 和 导波模。 当 时,

, , ,

此时光纤中只能传输 , , , , , 和 导波模。 故光纤中能传输的导波模有 , , , , , 和 。 (2)从(1)中可以看出,波长越短,归一化频率越高,可传输的模式数量就越多,可传输的模式数量与归一化频率的近似关系表达式是

(3) 归一化频率的值一般还决定了包层传输的功率占总功率的比例,即

包层 总

,对于光波长为

而言, ,总功率为 总 1000dBm,

则包层传输的功率 包层为

包层

50. 解: 总 主

注意填写时加单位。

51. 解:

52. 解:依定义 ,注意填写单位。 53. 解:(1)带宽与比特率的关系 ,从而得:

《光纤通信》考前练习题之计算、综合、分析题……第20页(答案在14页)

( )

(2)由表可知,62.5/125 光纤工作于850nm时的带宽距离积为160MHz·km,由于链路长度是2000m,故模式带宽(光电宽)为

( ),

转换成电带宽 则

( )

(3)由色度色散计算公式 (

)和 ,可得

,故有 (4)有以上得 故系统实际上升时间

其中,光设备的上升时间 为8ns是已知条件。

(5)由于系统实际上升时间小于系统所要求的上升时间 ,故光纤的选择满足系统设计的要求。

(6)如果光纤的带宽不能满足要求,可以将波长换为1300nm或采用LD光源。

《光纤通信》考前练习题之计算、综合、分析题……第21页(答案在14页)


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