光纤通信系统第二版课后习题解析

光纤通信系统第二版课后习题解析

光纤通信系统是一门涉及光学、电子、通信等多个领域的综合性学科，它是现代信息技术的重要组成部分。光纤通信系统第二版是刘增基教授编写的一本经典教材，它全面、系统地介绍了光纤通信的基本原理、关键技术和应用发展。本文旨在对该书的课后习题进行解析，帮助读者巩固和深化对光纤通信知识的理解和掌握。

本文按照书中的章节顺序，分别对每一章的课后习题进行解答，并给出相关的公式、图表和参考资料。由于篇幅限制，本文只选取了部分代表性的习题进行解析，其余的习题可以参考书中给出的答案或者自行搜索相关资料进行学习。

第一章 光纤通信概述

1. 第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？

答：第一根光纤大约是1950年出现的。传输损耗高达1000dB/km左右。

2. 试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。

答：光纤通信系统由发射机、接收机和光纤线路三个部分组成。发射机将信息源输出的基带电信号变换为适合于信道传输的电信号，并将电信号转换为光信号，通过耦合器将光信号注入到光纤线路中。光纤线路将来自于发射机的光信号以较小的畸变和衰减传输到接收机。接收机将从光线路输出的微弱光信号还原为电信号，并将电信号恢复为基带电信号，送入信息终端。

3. 简述未来光网络的发展趋势及关键技术。

答：未来光网络发展趋势是智能化、全光化。其关键技术包括：

1.长波长激光器：能够在1.55μm波段提供高功率、低噪声、窄线宽、高稳定性和高调制速率的光源。

2.低损耗单模光纤：能够在1.55μm波段提供低于0.2dB/km的损耗、低色散和高非线性阈值的传输介质。

3.高效光放大器：能够在1.55μm波段提供高增益、低噪声、宽带宽和高输出功率的放大器。

4.WDM复用技术：能够将多个不同波长的光信号在同一根光纤上进行复用和分解，大幅提高光纤的传输容量。

5.全光网络技术：能够实现光信号的路由、交换、存储、处理和控制，无需进行光电转换，提高网络的速度、灵活性和可靠性。

第二章 光纤

1. 均匀光纤芯与包层的折射率分别为n1=1.50,n2=1.45，试计算：

(1) 光纤芯与包层的相对折射率差△为多少？

答：相对折射率差△=（n1-n2）/n1=（1.50-1.45）/1.50=0.033。

(2) 光纤的数值孔径NA为多少？