光纖通信課后習題答案73477教學提綱

1、1光放大器包括哪些種類？簡述它們的原理和特點。edfaW哪些優(yōu)點?答：光放大器包括半導(dǎo)體光放大器、光纖放大器（由可分為非線性光纖放大器和摻雜光纖放大器）。1）半導(dǎo)體光放大器它是根據(jù)半導(dǎo)體激光器的工作原理制成的光放大器。將半導(dǎo)體激光器兩端的反射腔去除，就成為沒有反饋的半導(dǎo)體行波放大器。它能適合不同波長的光放大，缺點是耦合損耗大，增益受偏振影響大，噪聲及串擾大。2）光纖放大器（1）非線性光纖放大器強光信號在光纖中傳輸，會與光纖介質(zhì)作用產(chǎn)生非線性效應(yīng)，非線性光纖放大器就是利用這些非線性效應(yīng)制作而成。包括受激拉曼放大器（SRA）和受激布里淵放大器（SBAA兩種。（2）摻雜光纖放大器（常見的有摻鉺和摻鐠

2、光纖放大器）在泵浦光作用下，摻雜光纖中出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生受激輻射，從而使光信號得到放大。EDFAtt點：高增益、寬帶寬、低噪聲及放大波長正好是在光纖的最低損耗窗口等。2. EDFA勺泵浦方式有哪些？各有什么優(yōu)缺點？答：EDFA勺三種泵浦形式：同向泵浦、反向泵浦和雙向泵浦。同向泵浦：信號光和泵浦光經(jīng)WD廢用器合在一起同向輸入到摻餌光纖中，在摻鉺光纖中同向傳輸；反向泵浦：信號光和泵浦在摻鉺光纖中反向傳輸；雙向泵浦：在摻鉺光纖的兩端各有泵浦光相向輸入到摻鉺光纖中。同向泵浦增益最低，而反向泵浦比同向泵浦可以提高增益3dB5dB。學習資料這是因為在輸出端的泵浦光比較強可以更多地轉(zhuǎn)化為信號光。而雙向

3、泵浦又比反向泵浦輸出信號提高約3dB,這是因為雙向泵浦的泵功率也提高了3dB。其次，從噪聲特性來看，由于輸出功率加大將導(dǎo)致粒子反轉(zhuǎn)數(shù)的下降，因此在未飽和區(qū)，同向泵浦式EDFA的噪聲系數(shù)最小，但在飽和區(qū)，情況將發(fā)生變化。不管摻鉺光纖的長度如何，同向泵浦的噪聲系數(shù)均較小。最后，考慮三種泵浦方式的飽和輸出特性。同向EDFA的飽和輸出最小。雙向泵浦EDFA的輸出功率最大，并且放大器性能與輸出信號方向無關(guān)，但耦合損耗較大，并增加了一個泵浦，使成本上升。3. 一個EDFA功率放大器，波長為1542nm的輸入信號功率為2dBm得到的輸出功率為Pout27dBm，求放大器的增益。解：G=10log10(Pou

4、t/Pin)=10log10Pout-10log10Pin=27-2=25dB4. 簡述FBA與FRA間的區(qū)別。為什么在FBA中信號與泵浦光必須反向傳輸？答：FBA與FRA間的區(qū)別：1、FRA是同向泵浦，F(xiàn)BA是反向泵浦；2 、FRA產(chǎn)生的是光學聲子，F(xiàn)BR產(chǎn)生的是聲學聲子，3 、FRA比FBA的閾值功率大；4 、FRA比FBA的增益帶寬大。在SBA中，泵浦光在光纖的布里淵散射下，產(chǎn)生低頻的斯托克斯光，方向與泵浦光傳播方向相反。如果這個斯托克斯光與信號光同頻、同相，那么信號光得到加強。故要使信號光得到放大，信號光應(yīng)與泵浦光方向相反。5. 一個長250Hm的半導(dǎo)體激光器用做F-P放大器，有源區(qū)折

5、射率為4,學習資料則放大器通帶帶寬是多少？此題可能有誤，半導(dǎo)體光放大器的通帶帶寬目前還沒找到公式計算。6. EDFA在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用形式有哪些？答：（1）作為光中繼器，用EDFA!代替半導(dǎo)體光放大器，對線路中的光信號直接進行放大，使得全光通信技術(shù)得以實現(xiàn)。（2）作為前置放大器，由于EDFAM有低噪聲特點，因而如將它置于光接收機的前面，放大非常微弱的光信號，則可以大大提高接收機靈敏度。（3）作為后置放大器，將EDFA置于光發(fā)射機的輸出端，則可用來提高發(fā)射光功率，增加入纖功率，延長傳輸距離。7. EDFA勺主要性能指標有哪些？說明其含義？答：（1）增益，是指輸出功率與輸入功率之比G=Put/

6、P*如果用分貝作單位定義為G=10log10（Pout/Pin）；（2）噪聲系數(shù)，是指輸入信號的信噪比與輸出信號的信噪比Fn=（SNRin/（SNR）out。8分別敘述光放大器在四種應(yīng)用場合時各自的要求是什么？答：（1）在線放大器：當光纖色散和放大器自發(fā)輻射噪聲的累積，尚未使系統(tǒng)性能惡化到不能工作時，用在線放大器代替光電光混合中繼器是完全可以的。特別是對多信道光波系統(tǒng)，節(jié)約大量設(shè)備投資。（2）后置放大器：將光放大器接在光發(fā)送機后，以提高光發(fā)送機的發(fā)送功率，增加通信距離。（3）前置放大器：將光放大器接在光接收機前，以提高接收機功率和信噪比，增加通信距離。（4）功率補償放大器：功率補償放大器的運用場合：A.用于補償局域網(wǎng)中的分配損耗，以增大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)；B.將光放大器用于光子交換系統(tǒng)等多種場合。僅供學習與參考9.敘述SOA-XGMfc長變換的原理。答：探測波s和泵浦波。經(jīng)耦合注入到SOA中，SOA寸入射光功率存在增益飽和特性：當入射光強增加時，增益變??；當入射光強減小時，增