光纤通信原理与系统_《通讯原理》基本内容_通信信号处理技术(11)

第七章 光复用技术 1、光纤通信网络的复用技术：OWDM、OTDM、OCDM。

2、光波分复用原理：OWDM 是采用波分复用器在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤传 输；在接收端，再由另一波分复用器将这些不同信号的光载波分开。

3、OWDM 系统组成：光发射机、光中继放大、光接收机、光监控信道和网络管理系统。

4、OCDM 系统是一种干扰受限系统。

光振幅编码 OCDM 系统分为：时域振幅编码、频域振幅编码、脉冲位置 编码 OCDM 系统。

第八章 光交换技术 1、按交换方式，光交换主要分为光路交换和光分组交换。

2、光缓存器分为：传输型缓存器和环形缓存器。计算题 1、 阶跃型光纤中， 已知纤芯折射率 n1 ? 1 . 51 ， 包层折射率 n 2 ? 1 . 45 ， 纤芯半径 a ? 6 ? m ， 工作波长 ? ? 1 . 31 ? m 。

求：数值孔径 NA 和浸入水中（ n 0 ? 1 . 33 ）的最大接收角。

解：数值孔径 NA ? sin ? c ? n1 2 ? ? 见右图，由折射定律可得n 0 sin ? ? n 1 sin ? n 1 sin 90n1 ? n 2 ?2 21 . 51 ? 1 . 4522? 0 . 4214（1） （2）??? ? ? n 2 sin ??要使光波能在光纤中传输，右图中的 A 点必须满足全反射条件。因此，当 ? ? 90 ? 时，式（2）变为cos ? ? n2 n1（3）由式（1）和式（3）联立可得sin ? ? n1 ? n 22 2（4）n0将题中已知参量代入式（4） ，得到sin ? ? n1 ? n 22 2?1 . 512? 1 . 452? 0 . 3169n01 . 33? ? ? arcsin 0 . 3169即光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大接收角为 arcsin 0 . 3169 。

2、有单模光纤，其截止波长为 1 . 4 ? m ，芯包折射率分别为 n1 ? 1 . 465 ， n 2 ? 1 . 46 ，计算它的纤芯半径及波长 分别为 0 . 85 ? m 时的模式数。

解：由 V ? k 0 n1 a 2 ? ， k 0 ?2??0可知：a ?V k 0 n1 2??V ?0 2 ? n1 2??V ?0 2? n1 ? n 22 2?2 . 405 ? 1 . 4 2 ? 3 . 14 ? 1 . 4652? 1 . 46? 4 . 43 ? m2纤芯半径为 4 . 43 ? m 。

波长为 0 . 85 ? m 时，由 V ? k 0 n1 a 2 ? 可知V ? k 0 n1 a 2? ? 2? a n1 ? n 2 ?2 22? 0 . 85?0? 4 . 43 ?1 . 4652? 1 . 462? 3 . 96即波长为 0 . 85 ? m 时，模式数为 3 . 96 。

3、已知，在一阶跃型光纤中， n1 ? 1 . 50 ， n 2 ? 1 . 45 。求经过 20 km 后，光纤的最大延时差。

解：

? ? ?n1 L c n1 n2 ? 1) ? n1 L c(? ?L 2 n1 c( NA ) ?220 ? 103 82 ? 1 . 50 ? 3 ? 10?1 . 502? 1 . 452? ? 3.28? 10 s ? 3 . 28 ? s64、设光电二级管的截止波长 ? ? 1 . 6 ? m ，求产生光电效应所需的最小光子能量 E 。hc 6 . 626 ? 10? 34解：

E ? E g ???? 3 ? 10?681 . 6 ? 10? 1.24 ? 10- 19J5、已知 ? ? 1 . 3 ? m ，响应度 ? ? 0 . 6 A / W ，试求 PIN 管的量子效率? 。Ip e Pin hf Ip Pin hf e hc e? 6 . 626 ? 10 1 . 602 ? 10? 34解：量子效率? ???? ? ?? 0 .6 ?? 3 ? 108 ?6? 19? 1 . 3 ? 10? 0 . 576、已知 Si PIN 光电二级管，量子效率? ? 0 . 8 ，波长 ? ? 0 . 85 ? m ，求其响应度。

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