《光纖通信》試題計(jì)算分析題練習(xí)

1、.要自信,絕對(duì)的自信,無(wú)條件的自信,時(shí)刻自信,即使在錯(cuò)的時(shí)候！光纖通信計(jì)算、綜合、分析練習(xí)公布精選精煉+課后精講QQ在線(xiàn)講解張延鋒2014/8/1忍人之所不能忍,方能為人知所不能為！計(jì)算、綜合、分析題練習(xí)1. 一階躍折射率光纖,纖芯折射率n1=1.5,相對(duì)折射率差,工作波長(zhǎng)為1310nm,試計(jì)算： 為了保證單模傳輸,其芯徑應(yīng)取多大？ 若取芯徑,求其數(shù)值孔徑及其模式數(shù)。2.設(shè)PIN光電二極管的量子效率為75,渡越時(shí)間為10ps。問(wèn)： 計(jì)算該檢測(cè)器的3dB帶寬； 計(jì)算在1.3um和1.55um波長(zhǎng)時(shí)的響應(yīng)度,并說(shuō)明為什么在1.55um處光電二極管比較靈敏。3.已知階躍型光纖的n1=1.5,=0.5

2、,工作波長(zhǎng)=1.31m光纖中的導(dǎo)模M=2求： 光纖的數(shù)值孔徑NA。 全反射臨界角c。 光纖的纖芯半徑a。4.一個(gè)GaAsPIN光電二極管平均每?jī)蓚€(gè)入射光子,產(chǎn)生一個(gè)電子空穴對(duì),假設(shè)所有的電子都被接收。 計(jì)算該器件的量子效率； 設(shè)在1.31um波段接收功率是107W,計(jì)算平均輸出光生電流。 計(jì)算這個(gè)光電鉺極管的長(zhǎng)波長(zhǎng)截止點(diǎn)c超過(guò)此波長(zhǎng)光電二極管將不工作。5.某SI型光纖,光纖的芯徑d=2a為100m,折射率n1=1.458,包層的折射率n2=1.450,在該光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ牟ㄩL(zhǎng)=850nm。1計(jì)算該光纖的V參數(shù)；2估算在該光纖內(nèi)傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量；3計(jì)算該光纖的數(shù)值孔徑；4計(jì)算該光纖單模工作的波長(zhǎng)

3、。6.有一GaAlAs半導(dǎo)體激光器,其諧振腔長(zhǎng)為300,材料折射率n=3.0,兩端的解理面的反射率為0.35。求因非全反射導(dǎo)致的等效損耗系數(shù)。求相鄰縱模間的頻率間隔和波長(zhǎng)間隔。若此激光器的中心波長(zhǎng)=1310nm,與此相應(yīng)的縱模序數(shù)。7.設(shè)140Mb/s的數(shù)字光纖通信系統(tǒng),工作波長(zhǎng)1300 nm,其他參數(shù)如下：發(fā)射光功率為-3dBm,接收機(jī)的靈敏度為-38 dBm BER=10-9,系統(tǒng)余量為4 dB,連接器損耗為0.5 dB /個(gè),平均接頭損耗為0.05 dB/km,光纖損耗為0.4 dB/km,試計(jì)算損耗限制傳輸距離。8.分光比為3：1的定向耦合器,假設(shè)從輸入口0輸入的功率為1mW,從輸入口

4、0到輸入口1的插入損耗為1.5dB,求兩個(gè)輸出口的輸出光功率。9.已知階躍折射率光纖中n1=1.52,n2=1.49。1光纖浸沒(méi)在水中,求光從水中入射到光纖輸入端面的光纖最大接收角；2光纖放置在空氣中,求數(shù)值孔徑。10.若一個(gè)565Mbit/s單模光纜傳輸系統(tǒng),其系統(tǒng)總體要求如下：光纖通信系統(tǒng)光纖損耗為0.4dB/km,光纖接頭損耗為0.1dB/km,光源的入纖功率為-2.5dbm,接收機(jī)靈敏度為-37dbm,線(xiàn)路碼型5B6B,傳輸速率為677990kbit/s,光源采用MLMLD,光源譜寬為2nm,光纖的色散系數(shù)為2.5ps/,光通道功率參數(shù)取0.115。設(shè)計(jì)中取光功率代價(jià)為1db,光連接器

5、衰減為1db,光纖富余度為0.1db/km,設(shè)備富余度為5.5db。試求：系統(tǒng)的最大中繼距離。11.弱導(dǎo)波階躍光纖芯子和包層的折射指數(shù)分別為n1=1.5,n2=1.45,試計(jì)算:纖芯和包層的相對(duì)折射指數(shù)差；光纖的數(shù)值孔徑NA。12.光波從空氣中以角度33投射到平板玻璃表面上,這里的是入射光與玻璃表面之間的夾角。根據(jù)投射到玻璃表面的角度,光束一部分被反射,另一部分發(fā)生折射,如果折射光束和反射光束之間的夾角正好為90,請(qǐng)問(wèn)玻璃的折射率等于多少？這種玻璃的臨界角又是多少？13.計(jì)算及的階躍折射率光纖的數(shù)值孔徑。如果光纖端面外介質(zhì)折射率,則允許的最大入射角為多少？14.已知階躍光纖纖芯的折射率為,相對(duì)

6、折射指數(shù)差,纖芯半徑,若,計(jì)算光纖的歸一化頻率及其中傳播的模數(shù)量。15.一根數(shù)值孔徑為0.20的階躍折射率多模光纖在850nm波長(zhǎng)上可以支持1000個(gè)左右的傳播模式。試問(wèn)：1其纖芯直徑為多少？2在1310nm波長(zhǎng)上可以支持多少個(gè)模？3在1550nm波長(zhǎng)上可以支持多少個(gè)模?16.用纖芯折射率為,長(zhǎng)度未知的弱導(dǎo)光纖傳輸脈沖重復(fù)頻率的光脈沖,經(jīng)過(guò)該光纖后,信號(hào)延遲半個(gè)脈沖周期,試估算光纖的長(zhǎng)度。17.有階躍型光纖,若,那么1若,為保證單模傳輸,光纖纖芯半徑應(yīng)取多大？2若取芯徑,保證單模傳輸時(shí),應(yīng)怎么選擇？18.漸變光纖的折射指數(shù)分布為求光纖的本地?cái)?shù)值孔徑。19.某光纖在1300nm處的損耗為,在15

7、50nm波長(zhǎng)處的損耗為。假設(shè)下面兩種光信號(hào)同時(shí)進(jìn)入光纖：1300nm波長(zhǎng)的的光信號(hào)和1550nm波長(zhǎng)的的光信號(hào)。試問(wèn)這兩種光信號(hào)在8km和20km處的功率各是多少？以為單位。20.一段12km長(zhǎng)的光纖線(xiàn)路,其損耗為。試回答：1如果在接收端保持的接收光功率,則發(fā)送端的功率至少為多少？2如果光纖的損耗變?yōu)?則所需的輸入光功率為多少？21.有一段由階躍折射率光纖構(gòu)成的5km長(zhǎng)的光纖鏈路,纖芯折射率,相對(duì)折射率差。1求接收端最快和最慢的模式之間的時(shí)延差；2求由模式色散導(dǎo)致的均方根脈沖展寬；3假設(shè)最大比特率就等于帶寬,則此光纖的帶寬距離積是多少？22.有10km長(zhǎng)的多模階躍折射光纖,如果其纖芯折射率為,

8、計(jì)算光纖帶寬。23.計(jì)算一個(gè)波長(zhǎng)為的光子能量,分別對(duì)1MHz和100MHz的無(wú)線(xiàn)電做同樣的計(jì)算。24.太陽(yáng)向地球輻射光波,設(shè)其平均波長(zhǎng),射到地球外面大氣層的光強(qiáng)大約為。如果恰好在大氣層外放一個(gè)太陽(yáng)能電池,試計(jì)算每秒鐘到達(dá)太陽(yáng)能電池上每平方米板上的光子數(shù)。25.如果激光器在上工作,輸出1W的連續(xù)功率,試計(jì)算每秒從激活物質(zhì)的高能級(jí)躍遷到低能級(jí)的粒子數(shù)。26.設(shè)PIN光電二極管的量子效率為80%,計(jì)算在和波長(zhǎng)時(shí)的響應(yīng)度,說(shuō)明為什么在處光電二極管比較靈敏。27.假設(shè)我們想要頻分復(fù)用60路FM信號(hào),如果其中30路信號(hào)的每一個(gè)信道的調(diào)制指數(shù),而另外30路信號(hào)的每一個(gè)信道的調(diào)制指數(shù),試求出激光器的光調(diào)制指數(shù)

9、。28.假設(shè)一個(gè)SCM系統(tǒng)有120個(gè)信道,每個(gè)信道的調(diào)制指數(shù)為2.3%；鏈路包括一根損耗為1dB/km的12km長(zhǎng)的單模光纖,每端有一個(gè)損耗為0.5dB的連接器；激光光源耦合進(jìn)光纖的功率為2mW,光源的RIN=-135dB/Hz；PIN光電二極管接收機(jī)的響應(yīng)度為0.6A/W,B=5GHz,ID=10nA,Req=50,Ft=3dB。試求本系統(tǒng)的載噪比。29.假設(shè)一個(gè)有32個(gè)信道的FDM系統(tǒng)中每個(gè)信道的調(diào)制指數(shù)為4.4%,若,PIN光電二極管接收機(jī)的響應(yīng)度為,。1若接收光功率為,試求這個(gè)鏈路的載噪比；2若每個(gè)信道的調(diào)制指數(shù)增加到7%,接收光功率減少到,試求這個(gè)鏈路的載噪比。30.一直有一個(gè)565

10、Mb/s單模光纖傳輸系統(tǒng),其系統(tǒng)總體要求如下：1光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.1dB/km,有5個(gè)接頭,平均每個(gè)接頭損耗為0.2dB,光源的入纖功率為-3dBm,接收機(jī)靈敏度為-56dBmBER=10-19。2光纖線(xiàn)路上的線(xiàn)路碼型是5B6B,光纖的色散系數(shù)為2ps/km.nm,光源光譜寬度為1.8nm。求：最大中繼距離是多少？注：設(shè)計(jì)中選取色散功率代價(jià)為1dB,光連接器損耗為1dB發(fā)送和接收端各一個(gè),光纖富于度為0.1dB/km,設(shè)備富于度為5.5dB。31.一個(gè)二進(jìn)制傳輸系統(tǒng)具有以下特性：1單模光纖色散為15ps/,損耗為0.2dB/km。2發(fā)射機(jī)用的GaAs激光源,發(fā)射平均光功率為5mW,譜

11、寬為2nm。3為了正常工作,APD接收機(jī)需要平均1000個(gè)光子/比特。4在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處耦合損耗共計(jì)3dB。求：1數(shù)據(jù)速率為10和100Mb/s時(shí),找出受損耗限制的最大傳輸距離。2數(shù)據(jù)速率為10和100Mb/s時(shí),找出受色散限制的最大傳輸距離。3對(duì)這個(gè)特殊系統(tǒng),用圖表示最大傳輸距離與數(shù)據(jù)速率的關(guān)系,包括損耗和色散兩種限制。32.比較下面兩個(gè)速率為100Mb/s的系統(tǒng)其損耗受限的最大傳輸距離。系統(tǒng)1工作在850nm：1GaAlAs半導(dǎo)體激光器：0dBm的功率耦合進(jìn)光纖；2硅雪崩光電二極管：靈敏度為-50dBm；3漸變折射率光纖：在850nm處的損耗為3.5dBm/km；4連接器損耗：每個(gè)連接器

12、為1dB。系統(tǒng)2工作在1300nm：1InGaAsPLED：-13dBm的功率耦合進(jìn)光纖；2InGaAsPIN光電二極管：靈敏度為-38dBm；3漸變折射率光纖：在300nm處的損耗為1.5dBm/km；4連接器損耗：每個(gè)連接器為1dB。每個(gè)系統(tǒng)均要求6dB的系統(tǒng)富于度。33.某光纖通信系統(tǒng),其發(fā)送光功率為-4dBm,光接收機(jī)靈敏度為-40dBm,設(shè)備富余度為6 dB,光纜富余度為0.1dB/km,光纖接頭損耗為0.2dB/km,且不考慮色散的影響,求當(dāng)無(wú)光纜配線(xiàn)架時(shí),如果希望最長(zhǎng)中繼距離為60 km,此時(shí)的光纜的衰減系數(shù)為多大？34.階躍型光纖中,已知纖芯折射率n1=1.51,n21.49,

13、纖芯半徑a4m,工作波長(zhǎng)1.31 m。求：1相對(duì)折射指數(shù)差；2光纖中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量；3每公里長(zhǎng)度光纖的模式色散35.一光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.35 dB/km,光發(fā)射機(jī)的平均發(fā)送光功率為-1 dBm,全程光纖平均接頭損耗為0.05 dB/km。設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)富裕度為6 dB,無(wú)中繼傳輸距離為70 km。求：1滿(mǎn)足上述要求,光接收機(jī)靈敏度至少應(yīng)取多少？2若要求系統(tǒng)允許的最大接收功率為10 dBm,則光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍至少應(yīng)取多少？36.已知階躍型光纖的n1=1.5,=0.01,芯子半徑a=10m,波長(zhǎng)0=1.5m,試計(jì)算：1數(shù)值孔徑NA2歸一化頻率3入射光線(xiàn)的激勵(lì)角范圍37.已知階躍型光纖的n

14、1=1.5,=0.5%,0=1.3m,若光纖中的導(dǎo)模數(shù)量N=2,試問(wèn)至少纖芯半徑為多大？38.有一五次群?jiǎn)文９饫|傳輸系統(tǒng),線(xiàn)路碼型為3B4B碼,應(yīng)用InGaAs-LD,其It50mA,標(biāo)稱(chēng)波長(zhǎng)為1310nm,光譜寬度為2nm,發(fā)送光功率為-2.3dBm,接收靈敏度為-38dBm,動(dòng)態(tài)范圍20dB。采用的光纜其固有損耗為0.4dB/km,接頭損耗為0.1dB/km,光連接器衰減為1dB,光纖色散系數(shù)2.0ps/nmkm,光纖富余度為0.1dB/km。若考慮1dB色散代價(jià)取0.115,5dB設(shè)備富余度,試計(jì)算在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),最大中繼距離為多少？39.一無(wú)備用系統(tǒng)的光纜通信系統(tǒng),在420km內(nèi)共設(shè)10

15、個(gè)中繼器,各種設(shè)備的故障率如下：設(shè)備種類(lèi)故障率fit140Mb/s光端機(jī)20000一端140Mb/s中繼器7000一線(xiàn)光纜200一公里供電7500一端求：1系統(tǒng)總故障率。2平均無(wú)故障時(shí)間。40.已知均勻光纖的n1=1.51,=0.01,工作波長(zhǎng)0=0.85m,當(dāng)纖芯半徑a=25m。試求：1此光纖中傳輸?shù)膶?dǎo)模數(shù)是多少？2若要實(shí)現(xiàn)單模傳輸,纖芯半徑應(yīng)為多少？3系統(tǒng)中采用11的主備比,在系統(tǒng)發(fā)送和接收端各存在一個(gè)轉(zhuǎn)換設(shè)備,轉(zhuǎn)換設(shè)備的故障率為200fit一端,平均故障修復(fù)時(shí)間為4小時(shí)。求：此系統(tǒng)的失效率。若系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命為20年,則在此間系統(tǒng)的中斷通信時(shí)間。41.如果在無(wú)備用系統(tǒng)情況下,容許5000k

16、m光纖通信系統(tǒng)雙向全程每年4次全程故障,那么280km的數(shù)字段雙向全程每年允許出現(xiàn)的全程故障是多少次？42.某激光器的輸出光功率為500mw,問(wèn)此功率可折合為多少dBm?43.某種光纖的纖芯和包層的折射率分別是1.48和1.46,則其臨界傳播角為？44.光接收機(jī)的靈敏度Sr是指在滿(mǎn)足給定誤碼率或信噪比條件下,接收機(jī)接受微弱信號(hào)的能力,工程上常用最低平均光功率 Pmin 來(lái)描述,現(xiàn)若有最低平均光功率Pmin為10mW,則其靈敏度45.光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍D是指在保證系統(tǒng)誤碼率指標(biāo)要求下,接收機(jī)的最低光功率Pmin和最大允許光功率Pmax之比,現(xiàn)知Pmin和46.一階躍折射率光纖,已知纖芯和包層的折

17、射率分別是：n1=1.486,1每1km長(zhǎng)度的脈沖寬度。2假設(shè)輸入光脈沖的寬度T與模式色散產(chǎn)生的展寬t相比可以忽略不計(jì),在以上情況下計(jì)算可傳輸光脈沖的最大比特率。47. 一階躍折射率光纖,已知纖芯和包層的折射率分別是：n1=1.48,1其臨界入射角c其臨界傳播角C3其數(shù)值孔徑NA；4其最大接收角05是否能得知相對(duì)折射率差的大小？相對(duì)折射率差和光纖與光源之間的耦合效率有何關(guān)系？實(shí)際光纖對(duì)有什么要求？48.已知某光纖參數(shù)如下：a=4.0m,=0.003,纖芯折射率為n1此光纖能否傳輸波長(zhǎng)=1.31m的TE01和TM2如要使TE01和TM49. 已知某光纖參數(shù)如下：a=6m,=0.002,纖芯折射率

18、為n1=1.5。若干HEmn1當(dāng)光波長(zhǎng)分別為1=1.55m,22從1中能看出波長(zhǎng)與歸一化頻率、可傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量有何關(guān)系？可傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量與歸一化頻率的近似關(guān)系表達(dá)式是？3歸一化頻率的值一般還決定了包層傳輸?shù)墓β收伎偣β实谋壤?對(duì)于上例光波長(zhǎng)為1=1.55m而言,若假設(shè)總功率為1000dBm,則包層傳輸?shù)墓β时? 若干HEmn模式HEHEHEHEHEHEHEHEHE截止頻率V2.0455.5208.65411.7923.8327.01610.17313.32表2 若干EHmn模式EHEHEHEHEHEHEHEHEH截止頻率V3.3827.01610.17313.3245.1368.41711.6

19、2014.7950. 已知某階躍光纖參數(shù)如下：=0.003,纖芯折射率為n1=1.46,其中光波長(zhǎng)是=1.31m,求單模傳輸時(shí)光纖具有的纖芯半徑51.對(duì)于單縱模激光器,定義邊模抑制比MSR為主模功率P主與次邊摸功率P邊之比,它是半導(dǎo)體激光器頻譜純度的一種度量,若P主=10dBm,P52.光檢測(cè)器的響應(yīng)度R表明了光檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的效率,現(xiàn)知光檢測(cè)器的光電流Ip=1.0A,其入射光功率為P53.某LAN光纖鏈路工作波長(zhǎng)=850nm,鏈路長(zhǎng)度L=2000m,最大比特率為16Mb/s,采用線(xiàn)寬為20nm的LED光源,光設(shè)備的上升時(shí)間為8ns,10/100Mb/s LAN最大光纜長(zhǎng)度如表1,

20、用MMF多模光纖62.5/125m的光纖。表1 10/100Mb/s LAN最大光纜長(zhǎng)度LAN類(lèi)型波長(zhǎng)/nm最大長(zhǎng)度/m最大損耗dB/km帶寬距離積/Mb/skm纖芯50m纖芯62.5m纖芯50m纖芯62.5m10Base-F850100020003.75500160100Base-FX1300200020001.5500500100Base-SX85020003.75500求： 系統(tǒng)要求的上升時(shí)間t 模式色散引起的脈沖展寬t 色度色散引起的脈沖展寬t 求系統(tǒng)實(shí)際上升時(shí)間t 可以達(dá)到指定的比特率嗎？ 如果光纖的帶寬不能滿(mǎn)足要求,你認(rèn)為該如何解決？注：色度色散計(jì)算公式D=S計(jì)算、綜合、分析題練習(xí)

21、答案1.解：由單模傳輸條件得 由數(shù)值孔徑的定義式有則模式數(shù)為, 所以光纖中存在13個(gè)模式。 2. 解：12響應(yīng)度R定義為光生電流與輸入光功率之比,即因?yàn)槿肷涔夤β蕦?duì)應(yīng)于單位時(shí)間內(nèi)平均入射的光子數(shù)而入射光子以量子效率部分被吸收,并在外電路中產(chǎn)生光電流,則有響應(yīng)度波長(zhǎng)為1.3um時(shí),_ 波長(zhǎng)為1.55um時(shí), 由上式可知,在量子效率一定時(shí),響應(yīng)度與波長(zhǎng)成正比。所以由PIN在1.55um處的靈敏度高于在1.3um處。 3. 解：, 4.解： 由量子效率的定義得2由公式得 3 根據(jù)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件hfEg可得,因GaAs的禁帶寬度為1.424ev,所以。5.解：由于歸一化頻率 傳播的模式總數(shù)該光纖的

22、數(shù)值孔徑:該光纖單模工作的波長(zhǎng): 6.解 ：已知 QUOTE QUOTE QUOTE 1 因非全反射導(dǎo)致的等效損耗系數(shù) QUOTE QUOTE 2由 QUOTE q=1,2,3. QUOTE QUOTE 波長(zhǎng)間隔 QUOTE 3由 QUOTE 1374 7.解：根據(jù)題意得, /個(gè) ,由得8.解：由題意得 即故有 已知 ,得 由于 所以 9.1見(jiàn)圖,由折射定律可得 n0sin=n1sin1 n1sin=n2sin2要使光波能在光纖中傳輸,右圖中的A點(diǎn)必須滿(mǎn)足全反射條件。因此,當(dāng)=90時(shí),式2變?yōu)閏os= 由式和式聯(lián)立可得sin= 將題中已知參量代入式,得到sin=13.06即光從水中入射到光纖輸

23、入端面的光纖最大接收角為13.06。2光纖放置在空氣中,則n0=1NA=10.解：衰減的影響La=/=/=43.3 LD=/=/=33.9km由上述計(jì)算可以看出,中繼段距離只能小于33.9km,對(duì)于大于33.9km的線(xiàn)段,可采取加接轉(zhuǎn)站的方法解決。11.對(duì)于弱導(dǎo)波光纖:=/n1=/1.5=0.033;NA=n1=1.5=0.387。12.解：入射光與玻璃表面之間的夾角33,則入射角,反射角。由于折射光束和反射光束之間的夾角正好為90,所以折射角。由折射定律,得到其中利用了空氣折射率。這種玻璃的臨界角為13.解：階躍光纖的數(shù)值孔徑為允許的最大入射角自己用matlab算出來(lái)14.解：光纖的歸一化頻

24、率光纖中傳播的模數(shù)量15.解：1由,得到纖芯直徑為2當(dāng),有得到模的個(gè)數(shù)為3當(dāng),得到模的個(gè)數(shù)為16.解：信號(hào)的周期為信號(hào)在纖芯中傳輸?shù)乃俣葹橛捎谛盘?hào)延遲半個(gè)脈沖周期,則光纖的長(zhǎng)度為17.解：1由歸一化頻率得到為了保證光纖中只能存在一個(gè)模式,則要求,則要求光纖纖芯半徑2若取芯徑,保證單模傳輸時(shí),則18.解：漸變光纖纖芯中某一點(diǎn)的數(shù)值孔徑為19.解：由, 得對(duì)于1300nm波長(zhǎng)的光信號(hào),在8km和20km處的功率各是,對(duì)于1550nm波長(zhǎng)的光信號(hào),在8km和20km處的功率各是,20.解：1根據(jù)損耗系數(shù)定義得到發(fā)送端的功率至少為2如果光纖的損耗變?yōu)?則所需的輸入光功率為21.解：1纖芯和包層的相對(duì)折

25、射率差為則得到接收端最快和最慢的模式之間的時(shí)延差2模式色散導(dǎo)致的均方根脈沖展寬實(shí)際上就等于最快和最慢的模式之間的時(shí)延差3光纖的帶寬距離積22.解：纖芯和包層的相對(duì)折射率為由階躍光纖的比特距離積,得到光纖帶寬23.解：波長(zhǎng)為的光子能量為對(duì)1MHz和100MHz的無(wú)線(xiàn)電的光子能量分別為24.解：光子數(shù)為25.解：粒子數(shù)為26.解：時(shí)的響應(yīng)度為；時(shí)的響應(yīng)度為。因?yàn)轫憫?yīng)度正比于波長(zhǎng),故在處光電二極管比處?kù)`敏。27. 解：由得到。28.解：由得到。激光耦合進(jìn)光纖的功率為,用dBm表示,光檢測(cè)器接收到的功率為,根據(jù),得到其中損耗系數(shù),長(zhǎng)度,為兩個(gè)連接器的損耗。由于是PIN,所以載噪比為把參數(shù),代入上式,就

26、得出的值。29.解：1由得到,參數(shù),代入上式,就得出的值。,2將上式的,代入上式很容易就求出載噪比。30.解：1把,代入其中右邊分子上的1是指色散功率代價(jià)。于是可通過(guò)計(jì)算得到損耗限制的最大中繼距離。2受色散限制的最大傳輸距離為由于是單模光纖,所以,分子上的是為了和分母的的單位相匹配,的單位一定要用Mb/s。代入數(shù)據(jù)就可以求出的值來(lái)。其中。求出受色散限制的最大傳輸距離,然后與損耗限制的最大中繼距離相比,取最小值,就是最大中繼距離。31.解：1由為了正常工作,APD接收機(jī)需要平均1000個(gè)光子/比特得到APD的接收功率為其中是普朗克常數(shù),是光速,是波長(zhǎng)。又已知,把發(fā)射功率和接收功率用dBm表示出來(lái)。受損耗限制的最大傳輸距離為其中2受色散限制的最大傳輸距離為由于是單模光纖,所以,分子上的是為了和分母的的單位相匹配,的單位一定要用Mb/s。代入數(shù)據(jù)就可以求出的值來(lái)。3對(duì)這個(gè)特殊系統(tǒng),用圖表示最大傳輸距離與數(shù)據(jù)速率的關(guān)系,包括損耗和色散兩種限制。用matlab很容易表示。32.解：系統(tǒng)1：把,代入可得到損耗受限的最大傳輸距離。系統(tǒng)2：把,代入可得到損耗受限的最大傳輸距離。33.解： =34.解：1n1=1.51,n21.49/ n1=/1.51=0.013 M=V2/2 35.解： 由PT = Pmin + L+ L1 + MPmin =PTLM =-1-70-6=-35 dBm 動(dòng)