光通信技术课后答案-第一章
《光纤通信》第二版刘增基课后习题答案
1-1光纤通信的优缺点各是什么？答与传统的金属电缆通信、微波无线电通信相比，光纤通信具有如下优点：(1) 通信容量大．首先，光载波的中心频率很高，约为2 X10^14Hz ，最大可用带宽一般取载波频率的10 %，则容许的最大信号带宽为20000 GHz( 20 THz ) ；如果微波的载波频率选择为20 GHz ，相应的最大可用带宽为2 GHz。
两者相差10000 倍．其次，单模光纤的色散几乎为零，其带宽距离（乘）积可达几十GH z·km ；采用波分复用（多载波传输）技术还可使传输容量增加几十倍至上百倍．目前，单波长的典型传输速率是10Gb ／s。
，一个采用128个波长的波分复用系统的传输速率就是1 . 28 Tb / s .( 2 ）中继距离长。
中继距离受光纤损耗限制和色散限制，单模光纤的传输损耗可小千0 . 2 dB / km ，色散接近于零．( 3 ）抗电磁干扰．光纤由电绝缘的石英材料制成，因而光纤通信线路不受普通电磁场的干扰，包括闪电、火花、电力线、无线电波的千扰．同时光纤也不会对工作于无线电波波段的通信、雷达等设备产生干扰。
这使光纤通信系统具有良好的电磁兼容性。
( 4 ）传输误码率极低。
光信号在光纤中传输的损耗和波形的畸变均很小，而且稳定，．噪声主要来源于t子噪声及光检测器后面的电阻热噪声和前置放大器的噪声．只要设计适当，在中继距离内传输的误码率可达10^-9甚至更低。
此外，光纤通信系统还具有适应能力强、保密性好以及使用寿命长等特点。
当然光纤通信系统也存在一些不足：( 1 ）有些光器件（如激光器、光纤放大器）比较昂贵。
( 2 ）光纤的机械强度差，为了提高强度，实际使用时要构成包声多条光纤的光缆，光统中要有加强件和保护套。
( 3 ）不能传送电力．有时需要为远处的接口或再生的设备提供电能，光纤显然不能胜任。
光通信技术课后答案-第一章
专业通信103班 201027209 代高凯1-3 与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信有何优点？答：1.通信容量大；2.中继距离长；3.保密性能好；4.适应能力强；5.体积小、重量轻、便于施工维护；6.原材料资源丰富，节约有色金属和能源，潜在价格低廉。
总之，光纤通信不仅在技术上具有很大的优越性，而且在经济上具有巨大的竞争力，因此其在信息社会中将发挥越来越多重要的作用。
1-8 空间光通信的关键技术有哪些？答：1.激光器技术-半导体激光器、固体激光器、光纤激光器；2.捕获、瞄准、跟踪技术；3.调制、接收技术；4.空间环境（尤其是空间辐射环境）适应性技术；5.小型、轻量、低功耗一体化设计和制造技术；2.浅谈电磁波(EM waves)、光波(Ray)、光子(Photons)的异同点和联系。
答：电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。
按照频率分类，从低频率到高频率，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。
电磁波不需要依靠介质传播，各种电磁波在真空中速率固定，速度为光速。
电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
光波是一种波长很短频率很高的电磁波，可见光的波长范围约为0.4~0.76μm ，其频率范围约为7.5*10^14~3.9*10^14Hz 。
光具有波粒二象性——从微观来看，由光子组成，具有粒子性；从宏观来看又表现出波动性。
光是由光子组成的，光子不仅具有能量，而且具有质量和动量等一般粒子共有的特性， 光子的质量可以由相对论的质能关系式求出：λϕc h chv c E m ===22 光子的动量为：λϕh c hv c m p === 以上两个式子将描述光的粒子特性的能量和动量与描述其波动特性的频率和波长之间，通过普朗克常量紧密的联系了起来。
光通信课后习题答案
光通信课后习题答案光通信课后习题答案随着科技的不断发展，光通信作为一种高速、高带宽的传输方式，被广泛应用于现代通信领域。
学习光通信的课程，对于理解和掌握光通信的原理和技术具有重要意义。
在学习过程中，课后习题是检验学生对知识掌握程度的重要方式。
下面将针对光通信课后习题给出一些答案。
1. 光通信的基本原理是什么？光通信的基本原理是利用光的传播特性，将信息通过光信号进行传输。
光通信系统主要包括光源、光纤和光接收器。
光源产生光信号，经过光纤传输到目的地，然后由光接收器将光信号转换为电信号进行处理。
2. 光纤的工作原理是什么？光纤是一种用于传输光信号的特殊材料。
它由一个或多个纤维芯和包围在外面的折射率较低的包层组成。
光信号在光纤中传播时，会发生全反射现象，即光信号在纤芯和包层的交界面上反射，沿着光纤的轴向传输。
这种全反射现象使得光信号能够在光纤中长距离传输，减少了信号衰减和干扰。
3. 光通信和电信通信相比有哪些优势？光通信相比于电信通信具有以下优势：（1）高速传输：光通信采用光信号传输，传输速度非常快，远远超过电信通信的传输速度。
这使得光通信能够满足现代通信对高速传输的需求。
（2）大带宽：光通信的频带宽度非常宽，能够传输更多的信息。
相比之下，电信通信的带宽较窄，传输的信息量有限。
（3）低损耗：光纤具有很低的传输损耗，能够保持信号的传输质量。
而电信通信在传输过程中会有较大的信号衰减和干扰。
（4）抗干扰性强：光通信的信号传输不会受到电磁干扰的影响，能够在复杂的电磁环境中保持稳定的传输质量。
4. 光通信系统中的光源有哪些种类？光通信系统中常用的光源主要有以下几种：（1）激光器：激光器是一种能够产生单色、相干、高亮度光束的光源。
激光器具有较高的发光效率和较小的谱宽，适用于长距离传输。
（2）发光二极管：发光二极管是一种半导体器件，能够将电能转换为光能。
发光二极管具有较高的发光效率和较长的寿命，适用于短距离传输。
（3）LED：LED是一种发光二极管，具有较低的成本和较长的寿命，适用于短距离传输和室内通信。
《光纤通信》第1章课后习题答案
习题一1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED 或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和APD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s 的音频信道。
光纤通信技术课后部分习题答案
4.51 Calculate the pulse spreading caused by chromatic dispersion for BF04431-02 multimode grade-index fiber from SpecTran, (See Figure 3.20) operating at 1300 nm. Assume = 70 nm. S: Taking 0 = 1342.5 nm, S0 = 0.097 ps
t GI
L NA 4 L NA 4 32cN 13 32cn13
1 BR 4t
where N1 core group index of refraction
Hence, BRGI
8cn13 8 3 10 8 1.486 3 4.92 10 9 bit / s 4.92Gbit / s L NA4 1 10 3 0.200 4
P 4.34
2
4
t BR
2
2
PD=2.17 dB ( realizable!)
4.56 What is the bit-rate length limitation caused by chromatic disperson for the Spectran fiber referred to in Problem 4.51? S: (BR x L)max = 1 / [4 D()] 1 4( 2 ) D
4.55 What is meant by the term dispersion power penalty? Calculate the disperson power penalty for the pulse spread obtained in Problem 4.51. The BR is 2.5 Gbit/s. S: The amount of transmitting power required for compensating the increase bit error rate (BER) cause by attenuation is called dispersion power penalty. In Problem 4.51, ttotal = tmat = 18 ns (if fiber length is 100 km) PD(dB) = -10 log10 {exp[-(1/4 ) (ttotal)2 (BR)2]} = -10 log10 {exp[-1/4 x (18 x 10-9)2 ( x 2.5 x 109)2]} = 2.17 x 104 dB, enough to burn any type of fiber, impossible. if the fiber length is 1 km:
光纤通信课后答案
全书习题参考答案第1章概述1.1 填空题（1）光导纤维（2）掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用(WDM) 非零色散光纤(NIDSF) 光电集成(OEIC)（3）0.85µm 1.31µm 1.55µm 近红外（4）光发送机 光接收机 光纤链路（5）光纤 C=BW×log2(1+SNR) 信道带宽（6）大 大（7）带宽利用系数（8）可重构性可扩展性透明性兼容性完整性生存性1.2 解：利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。
即以光波为载频，以光纤为传输介质的通信方式称为光纤通信。
1.3 解：（1）传输频带宽，通信容量大（2）传输距离长（3）抗电磁干扰能力强，无串音（4）抗腐蚀、耐酸碱（5）重量轻，安全，易敷设（6）保密性强(7) 原料资源丰富1.4 解：在光纤通信系统中，最基本的三个组成部分是光发送机、光接收机和光纤链路。
光发送机由电接口、驱动电路和光源组件组成。
其作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。
光接收机是由光检测器组件、放大电路和电接口组成。
其作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。
光纤链路由光纤光缆、光纤光缆线路(接续)盒、光缆终端盒、光纤连接器和中继器等构成。
光纤光缆用于传输光波信息。
中继器主要用于补偿信号由于长距离传送所损失的能量。
光缆线路盒：将光缆连接起来。
光缆终端盒：将光缆从户外引入到室内，将光缆中的光纤从光缆中分出来。
光纤连接器：连接光纤跳线与光缆中的光纤。
1.5解：“掺铒光纤放大器(EDFA)+波分复用(WDM)+非零色散光纤(NIDSF)+光电集成(OEIC)”正成为国际上光纤通信的主要发展方向。
1.6 解：第一阶段（1966~1976年），实现了短波长（0.85µm）、低速（45或34 Mb/s）多模光纤通信系统，无中继传输距离约10km。
第二阶段（1976~1986年），光纤以多模发展到单模，工作波长以短波（0.85um）发展到长波长，实现了波长为1.31µm、传输速率为140~165Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为50~100km。
光纤通信课后第1章习题答案
第1章 复习思考题参考答案1-1 用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出答：1966年7月英籍华人高锟提出用光导纤维可进行通信。
1-2 光纤通信有哪些优点光纤通信具有许多独特的优点，他们是： 1. 频带宽、传输容量大； 2. 损耗小、中继距离长； 3. 重量轻、体积小； 4. 抗电磁干扰性能好； 5. 泄漏小、保密性好；6．节约金属材料，有利于资源合理使用。
1-3 简述通信网络的分层结构构成通信网络的基础设施可用图1.1.3所示的分层模型来描述。
这种分层网络支持传统的电复用信号传输，但是也可以提供全光端对端透明连接。
在光层中传输的网络功能，如分插复用（ADM ）、交叉连接、信号存储以及业务调度均在光层中完成。
电交换/复接层( 层)LAN POTS CATVOXCOXCOXC业务和应用层光传送/网络层光接入声音视频网络管理OADMOADMOADM: OXC ：光分插复用光交叉连接SDH/ATM图 1.1.3 通信网络的分层结构1-4 比较光在空气和光纤中传输的速度，哪个传输得快答：当光通过比真空密度大的光纤时，其传播速度要减慢，如图1.2.3所示，减慢的程度与介质折射率n 成反比。
图1.2.3 光通过密度大的介质时传播速度要减慢1-5 简述抗反射膜的工作原理。
答：当光入射到光电器件的表面时总会有一些光被反射回来，除增加耦合损耗外，还会对系统产生不利的影响，为此需要在器件表面镀一层电介质材料，以便减少反射，如图1.3.6所示。
在该例中，空气折射率11=n ，器件材料是硅，5.33=n ，电介质材料选用43N Si ，其折射率9.12≈n ，在空气和硅器件折射率之间。
当入射光到达空气和抗反射膜界面时，标记为A 的一些光被反射回来，因为它是外反射，所以反射光与入射光相比有180o的相位变化。
该光波在电介质材料中传播，当到达抗反射膜和器件界面时，除大部分光进入器件外，一些光又被反射回来，标记为B 。
因为23n n >，还是外反射，B 光仍有180o 的相位变化，而且当它从抗反射膜出来时，已经受了2d 距离的传输延迟，d 为抗反射膜的厚度。
光纤通信原理课后答案
光纤通信原理课后答案【篇一：光纤通信原理参考答案】>第一章习题1-1 什么是光纤通信?光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
1-2 光纤通信工作在什么区，其波长和频率是什么?1-3 bl积中b和l分别是什么含义?系统的通信容量用bl积表示，其含义是比特率—距离积表示，b为比特率，l为中继间距。
1-4 光纤通信的主要优点是什么?光纤通信之所以受到人们的极大重视，是因为和其他通信手段相比，具有无以伦比的优越性。
主要有：(1) 通信容量大(2) 中继距离远(3) 抗电磁干扰能力强，无串话(4) 光纤细，光缆轻(5) 资源丰富，节约有色金属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。
因而经济效益非常显著。
1-5 试画出光纤通信系统组成的方框图。
一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
1-5 试叙述光纤通信的现状和发展趋势。
略1第二章习题求：(1) 激光波长；(2) 平均能流密度；(3) 平均能量密度；(4) 辐射强度；1）??c3?108（??3?1013?10?5m（2）?ws?10010?10?9(10?2)2?3.18?1013j/ms2（3）?c?3.18?10133?108?1.06?105j/m2s（4）i??3.18?1013j/ms22-2 以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。
（1）从第一级明纹到同侧旁第四级明纹间的距离为7.5mm，求单色光的波长；（1）??axd??k?x?d?d?1a x4?4axd?4?x1?3aa(x4?x1)3d?5?10?7m（2）?x?d?a?3?10?3m22-3 一单色光垂直照在厚度均匀的薄油膜上。
油的折射率为1.3，玻璃的折射率为1.5 ，若单色光的波长可由光源连续调节，并观察到500nm与700nm这两个波长的单色光在反射中消失，求油膜的厚度。
解：由于空气的折射率小于油的折射率，油的折射率小于玻璃的折射率，薄油膜的上、下两表面反射而形成相干光，由于两束光的路程不同而引起的光程差为2 n2e；由于薄油膜的上、下两表面反射光都发生位相突变而不引起额外的光程差。
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专业通信103班 201027209 代高凯
1-3 与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信有何优点？
答：1.通信容量大；
2.中继距离长；
3.保密性能好；
4.适应能力强；
5.体积小、重量轻、便于施工维护；
6.原材料资源丰富，节约有色金属和能源，潜在价格低廉。
总之，光纤通信不仅在技术上具有很大的优越性，而且在经济上具有巨大的竞争力，因此其在信息社会中将发挥越来越多重要的作用。
1-8 空间光通信的关键技术有哪些？
答：1.激光器技术-半导体激光器、固体激光器、光纤激光器；
2.捕获、瞄准、跟踪技术；
3.调制、接收技术；
4.空间环境（尤其是空间辐射环境）适应性技术；
5.小型、轻量、低功耗一体化设计和制造技术；
2.浅谈电磁波(EM waves)、光波(Ray)、光子(Photons)的异同点和联系。
答：电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。
按照频率分类，从低频率到高频率，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。
电磁波不需要依靠介质传播，各种电磁波在真空中速率固定，速度为光速。
电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
光波是一种波长很短频率很高的电磁波，可见光的波长范围约为0.4~0.76μm ，其频率范围约为7.5*10^14~3.9*10^14Hz 。
光具有波粒二象性——从微观来看，由光子组成，具有粒子性；从宏观来看又表现出波动性。
光是由光子组成的，光子不仅具有能量，而且具有质量和动量等一般粒子共有的特性， 光子的质量可以由相对论的质能关系式求出：λϕc h c
hv c E m ===22 光子的动量为：λ
ϕh c hv c m p === 以上两个式子将描述光的粒子特性的能量和动量与描述其波动特性的频率和波长之间，通过普朗克常量紧密的联系了起来。