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光纤通信原理第二版课后习题解析

时间:2023-06-28 01:13:25 信息发展

光纤通信原理第二版是一本介绍光纤通信技术的经典教材,涵盖了光纤通信的基础理论、系统设计、实验方法和最新进展等内容。为了帮助读者更好地理解和掌握书中的知识,本文将对书中的课后习题进行详细的解析。

第一章介绍了光纤通信的发展历史、现状和未来趋势,以及光纤通信系统的基本组成和性能指标。课后习题主要考察了读者对光纤通信概念和基本参数的理解和计算能力。以下是部分习题的解答:

1. 什么是光纤通信?它有哪些优点和缺点?

答:光纤通信是利用光波在光纤中传输信息的一种通信方式。它有以下优点:(1)传输容量大,频带宽。(2)传输损耗小,传输距离远。(3)抗电磁干扰,保密性好。(4)体积小,重量轻,节省空间和资源。(5)可靠性高,维护成本低。它有以下缺点:(1)接收端需要高灵敏度的光电探测器。(2)连接和分配技术相对复杂。(3)与其他通信系统的互连和互操作需要转换设备。

2. 什么是光纤?它有哪些类型和结构?

答:光纤是一种利用全内反射原理将光波导入并沿轴向传输的介质。它有以下类型:(1)根据折射率分布,可分为均匀折射率光纤(或称为阶跃型光纤)和非均匀折射率光纤(或称为渐变型光纤)。(2)根据模式数分布,可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤只能传输一种模式的光波,多模光纤可以传输多种模式的光波。(3)根据材料分布,可分为玻璃光纤、塑料光纤和复合材料光纤。玻璃光纤由玻璃或石英制成,塑料光纤由塑料制成,复合材料光纤由玻璃和塑料混合制成。它有以下结构:(1)根据功能分布,可分为芯层、包层和外套层。芯层是光波传输的主要部分,包层是围绕芯层的一层低折射率材料,用于实现全内反射。外套层是包裹在包层外的一层保护材料,用于防止光纤受到机械和环境的损伤。(2)根据形状分布,可分为圆形光纤和非圆形光纤。圆形光纤的芯层和包层都是圆形的,非圆形光纤的芯层或包层或者都不是圆形的。

3. 什么是光源?它有哪些类型和特性?

答:光源是将电信号转换为光信号的设备。它有以下类型:(1)根据发光原理分布,可分为自发光源和受激发光源。自发光源是利用电子与原子或分子之间的能量转换产生的随机发光,如白炽灯、气体放电灯等。受激发光源是利用电子与原子或分子之间的能量转换产生的有序发光,如激光器、半导体激光器等。(2)根据输出功率分布,可分为低功率光源和高功率光源。低功率光源的输出功率一般在毫瓦级以下,如白炽灯、气体放电灯等。高功率光源的输出功率一般在毫瓦级以上,如激光器、半导体激光器等。(3)根据输出波长分布,可分为单色光源和多色光源。单色光源的输出波长只有一个或很窄的范围,如激光器、半导体激光器等。多色光源的输出波长有多个或很宽的范围,如白炽灯、气体放电灯等。它有以下特性:(1)输出功率:指光源在单位时间内输出的能量。(2)输出波长:指光源输出的光波的波长或频率。(3)线宽:指光源输出的光波在波长或频率上的变化范围。(4)调制特性:指光源对输入电信号的响应能力。(5)噪声特性:指光源输出的光信号中包含的无用信息。