9.抖动容限的指标有几种？并说明其含义？
抖动容限的指标分为输入抖动容限和无输入抖动时的最大输出抖动容限。 输入抖动容限是指光纤通信系统（或设备）允许输入脉冲存在抖动的范围。 无输入抖动时的最大输出抖动容限是指输入信号无抖动的情况下，光纤通信系统（或设备）输出信号的抖动范围。
10.EDFA的工作原理。
饵离子有三个工作能级：E1、E2和E3。其中E1为基态，E2为亚稳态，E3能级最高，为激发态。
当饵离子未受到光的照射时，饵离子处于基态。当泵浦光源的激光射入掺饵光纤时，使处于基态的粒子获得动能而跃迁到高能级。即由E1跃迁到E3，由于粒子在E3这个高能级上是不稳定的，它将迅速以无辐射过程落到亚稳态E2上。在该能级上，粒子相对来将有较长的存活寿命。由于泵浦光源不断地激发，则E2能级上的粒子数就不断增加，而E1能级上的粒子数就减少，这样在这段掺饵光纤中就处于粒子数反转分布状态，当受到外来光子的作用时，则具有放大功能。
11.光波分复用通信技术的特点及工作原理有哪些？
①光波分复用器结构简单、体积小、可靠性高 ②提高光纤的频带利用率 ③降低对器件的速率要求 ④提供透明的传送通道
⑤可以灵活地进行光纤通信组网 ⑥存在插入损耗和串光问题 12. 简述IP over SDH技术的特点。
①简化了网络体系结构，提高了传输效率，降低了成本。
②利于实施多路广播方式 ③提高网络的稳定性
④仅对IP业务提供良好的支持，不适于多业务平台，可扩展性不理想， ⑤不能像IP over ATM技术那样提供较好的服务质量保障（QoS）， 1 某光纤通信系统，其发送光功率为-4dBm，光接收机灵敏度为-40dBm，设备富余度为6 dB，光缆富余度为0.1dB/km，光纤接头损耗为0.2dB/km，且不考虑色散的影响，求当无光缆配线架时，如果希望最长中继距离为60 km，此时的光缆的衰减系数为多大？
?? =
PT?PR?ME??S?MC
L?4?(?40)?6?0.2?0.1?0.2dB/km
602 有622Mbit/s速率的单模光缆传输系统，应用InGaAs-LD，其It<50mA，标称波长为1310nm，光谱宽度为2nm，发送光功率为-2.3dBm, 接收灵敏度为-38dBm, 动态范围≥20dB。采用的光缆其固有损耗为0.3dB/km, 接头损耗为0.1dB/km，光连接器衰减为1dB，光纤色散系数≤2.0ps/nm·km, 光纤富余度为0.1dB/km。若考虑1dB色散代价（ε取0.115），5dB设备富余度，试计算在系统设计时，最大中继距离为多少？
L??PT?PR?2AC?Pd?ME?2.3?38?2?1?5??55.4km
Af?As?MC0.3?0.1?0.1??1060.115?106??46.2km 最大中继距离为 LD?B????D622?2?246.2km。
3 若一个2.5Gbit/s单模光缆通信系统，其系统总体要求如下：
系统中采用的激光器为单纵摸激光器，其阈值电流小于50mA，激光器工作于1550nm.光脉冲谱线宽度Δλmax≤1.8nm。发送光功率PT=2.3dBm。如用高性能的光接收组件，可在BER=1×10-10条件下得到接收灵敏度PR=-35dBm，动态范围D≥20dB。试计算系统中所允许的最大中继距离。
注：考虑光通道功率代价PP =1dB，光连接器衰减AC=1dB（发送和接收端各一个），光纤接头损耗AS=0.1dB/km，光纤固有损耗α=0.22dB/km，光纤色散系数D≤2ps/(km·nm)取ME=3dB MC=0.1dB/km，频率啁啾系数为3。
衰减的影响： Lα?PT?PR?2AC?PP?ME2.3?35?2?1?3 =?74.52km
0.22?0.1?0.1Af?AS?MC 色散的影响：
7140071400 LC? = = 792.5km
α?D?λ2?B23?2?15502?0.00252 最大中继距离为74.52km
4．某激光器的输出光功率为500mw, 问此功率可折合为多少dBm? 500mw折合电平值=10lg500
5、试计算STM-1的比特速率。
STM-1的比特速率=270×9×8×8000 = 155.520 (Mbit/s)
6、试计算STM-1中段开销的比特数和传输速率。
STM-1段开销的字节数 = 8×9 = 72 （字节） STM-1段开销的比特数 = 72×8 = 576 （bit）
STM-1段开销的速率 = 576×8000 = 4.608 (Mbit/s)
三、画图题：（共1题，每题10分）
1、请画出用LD管进行数字信号内调制原理图 见教材P98 图4-1（c）
四、问答题（共1题，每题15分）
1、什么是弱导波光纤？为什么标量近似解法只适用于弱导波光纤？
五、计算题：（共3题,共35分）
1、.已知阶跃型光纤的n1=1.5，Δ=0.01，芯子半径a=10μm，波长λ0=1.5μm, 试计算：
（1）数值孔径NA （2）归一化频率 （3）入射光线的激励角范围 （1）NA?n12??1.5?2?0.01?0.2 （10分）
（2） （3）
V?k0n1a2??2?0.01?NA?n0sinφmax?sinφmax2π?1.5?10?8.91.5 0.2?sinφmax
φ?φmax?11.5?
2、已知光功率为2.4mw，光波频率为1015Hz,求单位时间传播的光子数。
p2.4?10?315n???3.62?10hf6.625?10?34?1015个
3、有622Mbit/s速率的单模光缆传输系统，应用InGaAs-LD，其It<50mA，标称波长为1310nm，光谱宽度为2nm，发送光功率为-2.3dBm, 接收灵敏度为-38dBm, 动态范围≥20dB。采用的光缆其固有损耗为0.3dB/km, 接头损耗为0.1dB/km，光连接器衰减为1dB，光纤色散系数≤2.0ps/nm·km, 光纤富余度为0.1dB/km。若考虑1dB色散代价（ε取0.115），5dB设备富余度，试计算在系统设计时，最大中继距离为多少？
L??PT?PR?2AC?Pd?ME?2.3?38?2?1?5??55.4kmAf?As?MC0.3?0.1?0.1
??1060.115?106LD???46.2kmB????D622?2?2 最大中继距离为46.2km。
四、画图题（本大题共2小题，36小题7分，37小题8分，共15分）
36.分别画出半导体发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）的典型输出特性曲线，并在LD的曲线上标出阈值电流点及荧光区和激光区的范围。
37.画出在光接收机中，单个脉冲在均衡器前后的波形图。
五、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
38.阶跃型光纤中，导波特性参数U、W的名称和计算公式分别是什么？
答 导波的径向归一化相位常数U, 导波的径向归一化衰减常数W;U=
2-k02n12- 2 W=
39.光纤通信系统对光发射机有哪些要求？
答：1)有合适的输出光功率 一般在0.01Mw~5Mw; 2)有较好的消光比EXT <=10% ；3)调制特性好
40.什么是半导体材料的光电效应？
当光照射到半导体的P-N结上时若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光子，在价带中出现光空穴，即产生光生载流子，这种现象称为半导体材料的光电效应。 41.在光纤通信系统设计中，主要涉及哪些系统部件的选择？
答：1）工作波长的选择 2）光源的选择 3）光电检测器的选择 4）光导纤维的选择。
六、计算题 42.已知阶跃型光纤的n1＝1.51，n2＝1.48，光纤长度为L＝10 km。 求：（1）光线在纤芯和包层分界面上产生全反射时入射角θ1变化的范围；
（2）光线在光纤端面上的最大入射角Φmax； （3）该光纤的最大时延差 。 解：（1）（自己做的）sinθc=n2/n1 所以临界角θc=arcsinn2/n1=78.56。 由题意知 当 θc <θ1<90。 可以产生全反射。 （2）因为sinΦmax=n1* (3)1*sinθc=Ln12/cn2 最小时延 =L/V1=Ln1/c Ln12/cn2-- Ln1/c=(Ln12-Ln1n2)/cn2
43.已知某光纤通信系统的光发射机输出光功率为0 .5 mW，光纤传输损耗为0.35 dB/km，全程光纤平均接头损耗为0.1 dB/km，系统富裕度为6 dB。若要求系统的中继传输距离达60 km，则选择的光接收机的灵敏度至少应为多少？
解：PT=Pmin+La+Lai+M 且PT=10lg0.5*10-3/10-3所以PMIN= PT- La-Lai-M=近结束
三、画图题（共1题，每题10分）
1、画出采用直接调制的数字光纤通信光发射端机的方框图。
四、问答题：（共1题，每题15分）
1、什么是模分配噪声？它是如何产生的
五、计算题：（共3题。共35分）
1、.已知阶跃光纤的n1=1.62，n2=1.52, 试计算：相对折射率Δ （2）数值孔径
2n12?n21.622?1.522(1）?? （10分） ?222n12?1.62 (2)NA?n12??1.62?2?0.06?0.56
2、计算STM-1帧结构中段开销SOH的容量(速率)。 解：
8?9?8?4.608Mbit/s
125 3、某光纤通信系统，其发送光功率为-4dBm，光接收机灵敏度为-40dBm，设备富余度为6 dB，光缆富余度为0.1dB/km，光纤接头损耗为0.2dB/km，且不考虑色散的影响，求当无光缆配线架时，如果希望最长中继距离为60 km，此时的光缆的衰减系数为多大？
?? =
PT?PR?ME??S?MC
L?4?(?40)?6?0.2?0.1?0.2dB/km
60
三、名词解释
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