光纤通信原理第二版是袁国良教授编写的一本系统介绍光纤通信技术的教材,适用于高等院校电子信息类专业的本科生和研究生。本书涵盖了光纤通信的基本概念、光纤和光缆、光源和探测器、光纤放大器和激光器、光纤传输系统、光纤网络和接入网等内容,既有理论分析,又有实际应用,是一本很有价值的学习参考书。
为了帮助读者更好地理解和掌握本书的知识,本书在每章的末尾都提供了一些课后习题,包括选择题、填空题、判断题、计算题和简答题等。这些习题既有基础性的,也有拓展性的,既有定量的,也有定性的,既有简单的,也有复杂的,能够考察读者对本章内容的不同层次和方面的理解和运用。
为了方便读者查阅和参考,本文将对本书的课后习题进行解析,并提出一些思考问题,以期激发读者对光纤通信原理的进一步探索和研究。本文按照本书的章节顺序,依次给出每章课后习题的答案和解释,并在每章末尾给出一些思考问题。由于篇幅限制,本文只能给出部分习题的答案和解释,其余习题请读者自行尝试或参考其他资料。
第一章 光纤通信概述
1. 选择题
(1)B. 光纤通信是利用光波在光纤中传输信息的技术,其特点是传输容量大、传输损耗小、抗干扰性强、安全性高等。
(2)C. 光纤是一种由透明材料制成的细长柱体,其结构由芯部和包层组成,芯部比包层具有更高的折射率,使得光波能够在芯部内反射传播。
(3)A. 光源是将电信号转换为光信号的器件,常用的光源有半导体激光器和半导体发光二极管等。
(4)D. 探测器是将光信号转换为电信号的器件,常用的探测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管等。
(5)B. 光纤放大器是一种利用受激发射原理放大光信号的器件,常用的光纤放大器有掺铒光纤放大器和掺铥光纤放大器等。
2. 填空题
(1)光纤通信的基本组成部分有光源、光纤、探测器和相关的电子电路等。
(2)光纤通信的主要优点有传输容量大、传输损耗小、抗干扰性强、安全性高、重量轻、体积小、寿命长等。
(3)光纤通信的主要缺点有接口损耗大、连接和分配困难、维护和检测复杂等。
(4)光纤通信的主要应用领域有长途通信、城域网、局域网、接入网、数据通信、军事通信等。
(5)光纤通信的发展历程可以分为四个阶段:第一代(1970s)、第二代(1980s)、第三代(1990s)和第四代(2000s)。
3. 判断题
(1)正确。根据香农定理,信道容量C与带宽B和信噪比S/N呈正相关关系,即C=B*log2(1+S/N)。因此,提高带宽或信噪比都可以提高信道容量。
(2)错误。光纤中的信息传输是利用光波在芯部内反射传播的,而不是利用电磁波在芯部内传播的。