《光纖通信》第8章復(fù)習(xí)思考題參考答案

1、原榮編著《光纖通信（第3版）》1第8章復(fù)習(xí)思考題參考答案81光纖通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)有哪幾種答：光纖通信系統(tǒng)除點對點結(jié)構(gòu)外，另外四種基本結(jié)構(gòu)是樹形、總線形、環(huán)形和星形，如圖8.1.1所示。圖8.1.1光纖通信網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)82試畫出點對點光纖傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成框圖答：圖8.1.2給出了采用光電光再生中繼和光放大中繼的點對點光纖傳輸系統(tǒng)示意圖。圖8.1.2點對點光纖傳輸系統(tǒng)83什么是損耗限制系統(tǒng)？什么是色散限制系統(tǒng)答：光纖色散導(dǎo)致光脈沖展寬，從而

2、構(gòu)成對系統(tǒng)BL乘積的限制。當(dāng)色散限制傳輸距離小于損耗限制的傳輸距離時，系統(tǒng)是色散限制系統(tǒng)。否則，就是損耗限制系統(tǒng)。在給定工作波長下，L隨著B的增加按對數(shù)關(guān)系減小。在短波長0.85?m波段上，由于光纖損耗較大（典型值為2.5dBkm），根據(jù)碼率的不同，中繼距離通常被限制在10~30km。而長波長1.3~1.6?m系統(tǒng)，由于光纖損耗較小，在1.3?m處原榮編著《光纖通信（第3版）》3連接損耗包括連接器和接頭的損耗。纖芯直徑的公差、不圓度和纖

3、芯與包層同心度誤差要盡可能小，以得到最小連接損耗。提高光纖的幾何精度，要增加制造成本，增大纖芯尺寸和數(shù)值孔徑可以減小幾何公差對連接損耗的不利影響，但與增大帶寬相矛盾。（4）色散和帶寬為了使已調(diào)制的光信號以最小畸變通過光纖全長，光纖色散要足夠小。為了減小光纖色散，要嚴(yán)格控制折射率分布指數(shù)（g）和零色散波長。對具體系統(tǒng)要正確選擇光纖類型和工作波長，例如長距離高速率海纜系統(tǒng)要選擇零色散移位到1.55?m的G.654單模光纖。波分復(fù)用系統(tǒng)要選擇

4、色散系數(shù)雖然很小、但不為零的G.655單模光纖，以減小四波混頻的影響。用于城域網(wǎng)的DWDM系統(tǒng)要選擇因無水峰可用波長范圍特別寬的全波光纖。采用發(fā)光管（LED）的系統(tǒng)，要充分考慮材料色散的影響等。86請說明光中繼器的功能答：任何光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離都受光纖損耗或色散限制，因此，傳統(tǒng)的長途光纖傳輸系統(tǒng)需要每隔一定的距離就增加一個再生中繼器，以便保證信號的質(zhì)量。這種再生中繼器的基本功能是進(jìn)行光電光轉(zhuǎn)換，并在光信號轉(zhuǎn)換為電信號時進(jìn)行整形、再生

5、和定時處理，（即所謂的3R中繼器），恢復(fù)信號形狀和幅度，然后再轉(zhuǎn)換回光信號，沿光纖線路繼續(xù)傳輸。這種方式有許多缺點。首先，通信設(shè)備復(fù)雜，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性不高，特別是在多信道光纖通信系統(tǒng)中更為突出，因為每個信道均需要進(jìn)行波分解復(fù)用，然后進(jìn)行光電光轉(zhuǎn)換，經(jīng)波分復(fù)用后再送回光纖信道傳輸，所需設(shè)備更復(fù)雜，費(fèi)用更昂貴；其次，傳輸容量受到一定的限制。另一種是全光中繼器，去掉了上述光電光轉(zhuǎn)換過程，直接在光路上對信號進(jìn)行放大，然后再傳輸，即用一個全

6、光傳輸中繼器代替目前的這種光電光3R（ReshapingRegeneratingRetiming，3R）再生中繼器。87影響中繼距離的因素有哪些？是如何影響的答：中繼距離L是系統(tǒng)的一個重要設(shè)計參數(shù)，它決定著系統(tǒng)的成本。局間距離較長時，光發(fā)射機(jī)發(fā)出的光信號在傳輸過程中，由于線路損耗和色散的存在，會使信號波形畸變，誤碼率增加。為此，必須考慮在線路中間增加再生中繼器。中繼間距過短，會增加中繼器數(shù)量，使建設(shè)成本增加；中繼間距過長，會使系統(tǒng)性能變

7、差，不能滿足系統(tǒng)對性能的要求。所以必須合理設(shè)計中繼間距。中繼器有光電光3R中繼器和光放大中繼器，選擇何種中繼器，也需要考慮。中繼間距L隨光纖損耗的減小而增加，同時它也隨接收機(jī)靈敏度和光源輸出光功率的提高而增加。由于光纖的色散，中繼距離L與系統(tǒng)碼率B有關(guān)。在點對點的傳輸中，碼率、中繼距離乘積BL是表征系統(tǒng)性能的一個重要指標(biāo)。由于光纖的損耗和色散都與波長有關(guān)，所以BL也與波長有關(guān)。對工作波長0.85?m的第一代商用化光纖通信系統(tǒng)，BL的典型