光纖通信課后第2章習(xí)題答案第2章復(fù)習(xí)思考題參考答案2-1用光線光學(xué)方法簡述多模光纖導(dǎo)光原理答：現(xiàn)以漸變多模光纖為例，說明多模光纖傳光的原理。我們可把這種光纖看做由折射率恒定不變的許多同軸圓柱薄層na、nb和nc等組成，如圖2.1.2（a）所示，而且。使光線1的入射角qA正好等于折射率為na的a層和折射率為nb的b層的交界面A點發(fā)生全反射時臨界角，然后到達(dá)光纖軸線上的O'點。而光線2的入射角qB卻小于在a層和b層交界面B點處的臨界角qc(ab)，因此不能發(fā)生全反射，而光線2以折射角qB'折射進(jìn)入b層。如果nb適當(dāng)且小于na，光線2就可以到達(dá)b和c界面的B'點，它正好在A點的上方（OO'線的中點）。假如選擇nc適當(dāng)且比nb小，使光線2在B'發(fā)生全反射，即qB'>qC(bc)=arcsin(nc/nb)。于是通過適當(dāng)?shù)剡x擇na、nb和nc，就可以確保光線1和2通過O'。那么，它們是否同時到達(dá)O'呢？由于na>nb，所以光線2在b層要比光線1在a層傳輸?shù)每欤M管它傳輸?shù)寐方?jīng)比較長，也能夠趕上光線1，所以幾乎同時到達(dá)O'點。這種漸變多模光纖的傳光原理，相當(dāng)于在這種波導(dǎo)中有許多按一定的規(guī)律排列著的自聚焦透鏡，把光線局限在波導(dǎo)中傳輸，如圖2.1.1（b）所示。圖2.1.2漸變（GI）多模光纖減小模間色散的原理2-2作為信息傳輸波導(dǎo)，實用光纖有哪兩種基本類型答：作為信息傳輸波導(dǎo)，實用光纖有兩種基本類型，即多模光纖和單模光纖。當(dāng)光纖的芯徑很小時，光纖只允許與光纖軸線一致的光線通過，即只允許通過一個基模。只能傳播一個模式的光纖稱為單模光纖。用導(dǎo)波理論解釋單模光纖傳輸?shù)臈l件是，當(dāng)歸一化波導(dǎo)參數(shù)（也叫歸一化芯徑）時，只有一種模式，即基模（即零次模，N=0）通過光纖芯傳輸，這種只允許基模傳輸?shù)墓饫w稱為單模光纖。2-3什么叫多模光纖？什么叫單模光纖答：傳播數(shù)百到上千個模式的光纖稱為多模（MultiMode，MM）光纖。2-4光纖傳輸電磁波的條件有哪兩個答：光纖傳輸電磁波的條件除滿足光線在纖芯和包層界面上的全反射條件外，還需滿足傳輸過程中的相干加強(qiáng)條件。所限制。但這種光纖在1.3mm波段的損耗較大，為0.3~0.4dB/km；在1.55mm波段的損耗較小，為0.2~0.25dB/km。這種光纖可支持用于在1.55mm波段的2.5

Gb/s的干線系統(tǒng)，但由于在該波段的色散較大，若傳輸G.653光纖是一種把零色散波長從1.3mm移到1.55mm的色散移位光纖，它屬于第二代單模光纖。G.654光纖是衰減最小光纖，該光纖具有更大的有效面積（大于110mm2），超低的非線性和損耗，它在1.55

mm波長附近僅為0.151dB/km，可以盡量減少使用EDFA的數(shù)量，并具有氫老化穩(wěn)定性和良好的抗輻射特性，特別適用于無中繼海底DWDM傳輸。G.654光纖在1.3mm波長區(qū)域的色散為零，但在1.55G.655光纖是非零色散光纖，它實質(zhì)上是一種改進(jìn)的色散移位光纖，其零色散波長不在1.55mm，而是在1.525mm或1.585G.656光纖是寬帶全波光纖，它是把1380nm波長附近的OH離子濃度降到以下，消除了1360~1460nm波段的損耗峰，使該波段的損耗也降低到0.3dB/km左右，使S+C+L波段均可應(yīng)用于DWDM光纖通信。圖2.4.1光纖的損耗譜和工作窗口G.657光纖是一種具有小的模場直徑（MFD）和具有比較大的纖芯/包層折射率差的光纖，它對彎曲不敏感，可以在入戶環(huán)境下?lián)頂D的管道中，或者經(jīng)過多次彎曲后固定在接線盒和插座等狹小空間的線路終端設(shè)備中使用。2-11用后向散射法測量光纖損耗的根據(jù)是什么？答：瑞利散射光功率與傳輸光功率成正比，后向散射法就是利用與傳輸光方向相反的瑞利散射光功率來確定光纖損耗系數(shù)的。圖2.7.2為用后向散射法測量光纖損耗系數(shù)的原理圖。設(shè)在光纖中正向傳輸光功率經(jīng)過長和的兩段光纖傳輸后反射回輸入端的光功率分別為和，如圖2.7.2（b）所示。經(jīng)分析推導(dǎo)可知，正向和反向損耗系數(shù)的平均值為圖2.7.2后向散射法（OTDR）測量光纖損耗系數(shù)（dB/mW）（2.7.2）2-12從物理概念來看，色散、脈沖展寬和光纖帶寬三者之間的關(guān)系是什么答：由于光纖色散，光脈沖經(jīng)光纖傳輸后使輸出脈沖展寬，從而影響到光纖的帶寬。高斯色散限制的光帶寬為（2.3.31）式中，（GHz）。由式（2.3.31）可知，光纖帶寬和色散引起脈沖展寬的關(guān)系是。2-13簡述光時域反射計的應(yīng)用答：利用光時域反射計不僅可以測量光纖的損耗系數(shù)（dB/km）和光纖長度，而且還可以測量連接器和熔接頭的損耗，觀測光纖沿線的均勻性和