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光纤通信原理邓大鹏第二版习题解析

时间:2023-06-28 04:14:00 信息发展

光纤通信原理是一门关于光纤技术和光通信系统的基础课程,对于学习和从事光纤通信相关领域的人员具有重要意义。邓大鹏教授的《光纤通信原理》第二版是一本经典的教材,涵盖了光纤通信的基本概念、原理、技术和应用,同时配有大量的课后习题,既可以帮助读者巩固知识,又可以提高分析和解决问题的能力。

本文旨在对《光纤通信原理》第二版的课后习题进行解析,帮助读者更好地理解和掌握光纤通信原理。本文按照教材的章节顺序,分别给出每一章节的习题答案,并对部分重点或难点习题进行详细的解释和推导。本文仅供参考,不保证答案的正确性和完整性,如有错误或疑问,欢迎指正和讨论。

第一章 光纤通信概述

1.1 什么是光纤通信?简述其发展历程。

答:光纤通信是利用光波作为信息载体,在光纤这种介质中传输信息的一种通信方式。其发展历程可以分为以下几个阶段:

1.1960年代,激光器和半导体激光器的发明,为光纤通信提供了高效、稳定、可调节的光源。

2.1970年代,低损耗玻璃光纤的研制成功,为光纤通信提供了高质量、低成本、易于安装和维护的传输介质。

3.1980年代,单模光纤、分立式和集成式光电器件、波分复用技术、相干检测技术等的发展,使得光纤通信系统的容量、速率、距离等性能得到了显著提高。

4.1990年代至今,全光网络、非线性效应利用、溶子传输技术、多波长放大器、全光交换等新技术和新概念的出现,使得光纤通信进入了一个新的发展阶段,向着更高速率、更大容量、更灵活可靠、更智能化的方向发展。

1.2 简述光纤通信系统的基本组成部分及其功能。

答:光纤通信系统的基本组成部分包括以下几个部分:

1.发射端:将电信号转换为调制后的光信号,并将其注入到光纤中。发射端主要由电源、调制器、驱动电路和发射器件(如激光器或发光二极管)组成。

2.光纤:作为信息传输的介质,将光信号从发射端传输到接收端。光纤主要由芯、包层、外护套和缓冲层组成,根据模式数可以分为单模光纤和多模光纤。

3.接收端:将光信号转换为电信号,并进行放大、滤波、再生等处理,还原出原始的电信号。接收端主要由接收器件(如光电二极管或雪崩光电二极管)、放大器、滤波器、判决器和后处理电路组成。

4.中继段:在长距离的光纤通信系统中,为了补偿光纤的损耗和色散,需要在一定的间隔处设置中继段,对光信号进行放大或再生。中继段主要由光放大器(如掺铒光纤放大器或半导体激光放大器)、再生器(如全光再生器或电光再生器)或其他功能器件(如色散补偿器、波长转换器等)组成。

1.3 简述光纤通信系统的主要性能指标及其影响因素。

答:光纤通信系统的主要性能指标有以下几个: