光纤通信原理与系统

第二章 1. 定性描述渐变型多模光纤带宽远远优于阶跃型多模光纤的原因。 答：阶跃型多模光纤以不同入射角进入光纤的光线将经历不同的路径， 虽然在输入端同时入 射并以相同的速度传播， 但到达光纤输出端的时间却不同， 出现了时间上的分散， 导致脉冲 严重展宽。 而渐变型多模光纤有自聚焦作用， 虽然沿光纤轴线传输路径最短， 但轴线上折射 率最大，光传播最慢。 斜光线大部分路径在低折射率的介质中传播， 虽然路径长， 但传输快。 通过合理设计折射率分布， 不同入射角度入射的光线以相同的轴向速度在光纤中传输， 同时 到达输出端，即所有光线具有相同的空间周期，从而降低模间色散，增加了光纤传输带宽。 2. 已知多模阶跃型光纤，纤芯折射率为 n1=1.5，光纤芯经 2a=50μm，相对 折射率差Δ =0.01，求：（1）光纤数值孔径 NA.和收光角；（2）归一化频 率 V 和导模总数 N？（λ=1.3μm）；

1 光纤通信原理参考答案 第一章习题 1-1 什么是光纤通信 ? 光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。 1-2 光纤通信工作在什么区，其波长和频率是什么 ? 目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为 SiO2的光纤。它是工作在近红外区，波长 为 0.8～ 1.8μm，对应的频率为 167～375THz。 1-3 BL 积中 B 和 L 分别是什么含义 ? 系统的通信容量用 BL 积表示，其含义是比特率—距离积表示， B为比特率， L 为中继 间距。 1-4 光纤通信的主要优点是什么 ? 光纤通信之所以受到人们的极大重视， 是因为和其他通信手段相比， 具有无以伦比的优 越性。主要有： (1) 通信容量大 (2) 中继距离远 (3) 抗电磁干扰能力强，无串话 (4) 光纤细，光缆轻 (5) 资源丰富，节约有色金属和能源。 光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。因而经济效益