第一章光纤通信
光纤通信第5版课后习题答案要点
光纤通信第5版课后习题答案要点《光纤通信第5版课后习题答案详细解析》。
在学习光纤通信的过程中，课后习题可是帮助咱们巩固知识的好帮手呢。
不过有时候，有些习题可能会让咱们绞尽脑汁也想不出答案。
别担心，下面我就来给大家分享一下光纤通信第5版课后习题的答案要点，还会讲讲为啥是这样的答案哦，让咱们一起把这些知识点搞清楚！第一章光纤通信概述。
习题1：简述光纤通信的优点。
答案：光纤通信有好多优点呢。
比如说传输损耗低，就像长途运输，损耗小就意味着能传得更远，不用频繁地“加油”（补充信号）。
举个例子哈，传统的电缆传输可能传个几十公里信号就弱得不行了，但是光纤能传几百公里都还很清晰。
再比如说带宽大，能同时传输好多好多信息，就像高速公路有很多车道一样，能容纳大量的车辆（数据）通行。
还有抗干扰能力强，它不受电磁干扰，就像在嘈杂的环境中，它能安静地传输自己的信号，不会被其他干扰影响。
原因：光纤的材料和传输原理决定了它的这些优点。
光纤是用玻璃或者塑料等材料制成的，光在里面传播损耗比较小。
而且它是通过光信号传输信息的，和电磁信号不“打架”，所以抗干扰能力强。
带宽大是因为光的频率很高，能携带大量的信息。
习题2：光纤通信系统由哪些部分组成？答案：光纤通信系统主要由光发送机、光纤、光接收机这几个部分组成。
光发送机就像是一个“快递打包员”，把要传输的信息打包成光信号，然后通过光纤这个“快递通道”送出去。
光纤就像一条专门的道路，让光信号在里面快速传输。
光接收机呢，就像是“快递收件员”，把光信号接收下来，再把里面的信息取出来。
原因：这几个部分各司其职，缺一不可。
光发送机负责把电信号转换成光信号，因为光纤只能传输光信号呀。
光纤提供了传输的路径，保证光信号能准确地到达目的地。
光接收机则要把光信号再变回电信号，这样我们才能使用这些信息。
第二章光纤和光缆。
习题1：光纤的结构是怎样的？答案：光纤一般由纤芯、包层和涂覆层组成。
纤芯就像是光纤的“心脏”，光信号主要在纤芯里面传播。
西北工业大学_光纤通信作业答案
答案第一章：光纤通信1、什么是光纤通信？光纤通信及系统的组成光纤通信使用光导纤维作为传输光波信号的通信方式。
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。
2、什么事光通信光通信就是以光波为载波的通信。
3、光纤通信的优点？①传输频带宽，通信容量大。
②传输衰减小，传输距离长。
③抗电磁干扰，传输质量好。
④体积小、重量轻、便于施工。
⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保4、光纤通信的工作波长？光源：近红外区波长：0.8—1.8μm频率：167—375THz5、WDM是指什么？DWDM指什么？WDM：波分复用DWDM：密集波分复用6、光纤从材料上可以分为哪几种？从材料上分为石英光纤、多组份玻璃光纤、氟化物光纤、塑料光纤等7、光纤活动连接器从连接方式来看分为哪几种？常见的插针端面有哪几种？PC、APC、SPC（球面、斜面、超级抛光端面呈球面的物理接触）8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？层绞式、单位式、骨架式、带状式9、光线的制造分哪几个步骤？I 材料准备与提纯II 制棒III 拉丝、涂覆IV 塑套其中制棒分为：（1）MCVD改进的化学气相沉淀法（2）PCVD等离子化学气相沉淀法10、按材料光纤分几种？同611、无源器件的种类连接器、分路器与耦合器、衰减器、隔离器、滤波器、波分复用器、光开关和调制器等第二章：光纤通信的物理学基础1、通过哪些现象可以证明光具有波动性？光的波动性可以从光的干涉、光的衍射和光的偏振等现象证明2、什么叫光电效应？光电效应具有哪些试验规律？由于光的照射使电子从金属中溢出的现象称为光电效应⑴ 每种金属都有一个确定的截止频率γ0，当入射光的频率低于γ0 时，不论入射光多强，照射时间多长，都不能从金属中释放出电子。
⑵ 对于频率高于γ0的入射光，从金属中释放出的电子的最大动能与入射光的强度无关，只与光的频率有关。
频率越高释放出的电子的动能就越大。
⑶ 对于频率高于γ0的入射光，即使入射光非常微弱，照射后也能立即释放出电子。
光纤通信第1章概论.pptx
1.2.3 光纤通信的应用 1·3 光纤通信系统的基本组成
1.3.1 发射和接收 1.3.2 基本光纤传输系统 1.3.3 数字通信系统和模拟通信系统
1.1 光纤通信发展的历史和现状
1.1.1 探索时期的光通信
原始形式的光通信:中国古代用“烽火 台”报警，欧洲人用旗语传送信息。 1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用 光波作载波传送话音的“光电话”。贝 尔光电话是现代光通信的雏型。
第三阶段(1986~1996年)，这是以超大容
量超长距离为目标、全面深入开展新技术研
究的时期。
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1.1.3
1976年美国在亚特兰大进行的现场试验， 标志着光纤通信从基础研究发展到了商业应用 的新阶段。
此后，光纤通信技术不断创新：光纤从多 模发展到单模，工作波长从0.85 μm发展到1.31 μm和1.55 μm(短波长向长波长），传输速率从 几十Mb/s发展到几十Gb/s。
1976年，日本电报电话公司研制成功发 射波长为1.3 μm的铟镓砷磷(InGaAsP) 激光器。
1977 年，贝尔实验室研制的半导体激光 器寿命达到10万小时。
1979年美国电报电话(AT&T)公司和日 本电报电话公司研制成功发射波长为 1.55 μm的连续振荡半导体激光器。
由于光纤和半导体激光器的技术进步，使 1970 年成为光纤通信发展的一个重要里程碑。
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1.2.2 光纤通信的优点
容许频带很宽，
损耗很小， 中继距离很长且误码率很小
重量轻、 体积小
抗电磁干扰性能好
泄漏小，
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节约金属材料， 有利于资源合理使用
光纤通信原理-(全套)课件
1.2 光纤通信的主要特性
1.2.1 光纤通信的优点
1. 光纤的容量大
光纤通信是以光纤为传输媒介，光波为载 波的通信系统，其载波—光波具有很高的 频率(约1014Hz)，因此光纤具有很大的通信 容量。
2. 损耗低、中继距离长
目前，实用的光纤通信系统使用的光 纤多为石英光纤，此类光纤在1.55μm波长 区的损耗可低到0.18dB/km，比已知的其他 通信线路的损耗都低得多，因此，由其组 成的光纤通信系统的中继距离也较其它介 质构成的系统长得多。
光纤通信原理
1
第一章 概 述
1.1 光纤通信的发展与现状 1.2 光纤通信的主要特性 1.3 光纤通信系统的组成和分类
1.1 光纤通信的发展与现状
1.1.1 早期的光通信
到了1880年，贝尔发明了第一个光电 话，这一大胆的尝试，可以说是现代光通 信的开端。
在这里，将弧光灯的恒定光束投射在 话筒的音膜上，随声音的振动而得到强弱 变化的反射光束，这个过程就是调制。
式中：R、T都是复数，包括大小及相
位。其模值分别表示反射波、传递波与入
射波幅度的大小之比；2Ф1、2Ф2是R和T的
相角，分别表示在介质分界面上反射波、 传递波比入射波超前的相位。
3. 平面波的全反射
全反射是一种重要的物理现象，当光 波从光密介质射入光疏介质，且入射角大 于临界角时才能产生全反射，即全反射必
1. 子午射线在阶跃型光纤中的传播
阶跃型光纤是由半径为a、折射率为常 数n 1的纤芯和折射率为常数n2的包层组 成，并且n1>n2，如图2.6所示。
图2.6 光线在阶跃型光纤中的传播
2. 子午射线在渐变型光纤中的传播
渐变型光纤与阶跃型光纤的区别在于 其纤芯的折射率不是常数，而是随半径的 增加而递减直到等于包层的折射率。
精品PTN技术教材配套课件第一章光纤通信发展精品ppt课件
PTN分组传送特点
NodeB
Edge Access Layer
Fiber， MW，Copper
Access Layer
Fiber
Aggregation Layer
Fiber
NodeB BTSNຫໍສະໝຸດ deBAccess Ring
Aggregation Ring
PTN
PTN
GE/STM-N
PTN
GE/10GE/STM-N
例子
172
16
122
204
10101100 00010000 01111010 11001100
128 64 32 16 8 4 2 1
128 64 32 16 8 4 2 1 128 64 32 16 8 4 2 1 128 64 32 16 8 4 2 1
IP地址
IP 地址分类
Bits:
A类:
类别
网络
主机
IP地址分类练习（答案）
地址 10.2.1.1 128.63.2.100 201.222.5.64 192.6.141.2 130.113.64.16 256.241.201.10
光纤通信资料
光纤通信系统第一章所谓光纤通信，就是用光作为信息的载体、以光纤作为传输介质的一种通信方式。
通信系统的容量通常用比特率一距离积BL表示，B为比特率丄为中继间距。
三种低损耗窗850nm、3dB/km ；1310nm、0.4dB/km ；1550nm、0.2dB/km4、PDH和SDH各表示什么？其速率等级标准是什么？答：PDH表示准同步数字序列，即在低端基群采用同步，高次群复用采用异步；SDH 表示同步数字序列。
PDH速率等级标准：SDH速率等级标准：STM-1：155.520Mbit/sSTM-4: 622.080 Mbit/sSTM-16: 2.5 Gbit/STM-64：10 Gbit/s3、光纤通信有哪些优点？答：1、频带宽，通信容量大2、损耗低，中继距离长3、抗电磁干扰4、无串音干扰，保密性好5、光纤线径细、重量轻、柔软6、光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金属材料7、光纤具有耐腐蚀力强、抗核幅射、能源消耗小等优点。
5、图示光纤通信系统，解释系统基本结构。
答：光纤通信系统由光发送机、光纤光缆与光接收机等基本单元组成。
系统中包含一些互连与光信号处理部件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器等。
在长距离系统中还设置有中继器（混合或全光）。
1.光纤由哪几部分构成？从横截面上看由三部分构成：纤芯、包层、涂敷层;2、光纤中的纤芯折射率与包层折射率的关系？单模光纤和多模光纤中中两者的芯经一般分别为多少？答：纤芯折射率大于包层折射率；单模光纤纤芯直径：2a=8ym〜12 ym,包层直径：2b=125^m;多模光纤纤芯直径：2a=50ym,包层直径：2b=125^m。
3、根据芯、包折射率分布及模式传播情况，指出有哪些典型形式光纤？答：按照折射率：折射率在纤芯与包层介面突变的光纤称为阶跃光纤；折射率在纤芯内按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤。
按照传输模式：单模光纤和多模光纤。
5、数值孔径NA的物理意义？表达式是什么？答：光纤的数值孔径NA,它的含义是反映光纤对光信号的集光能力（接收能力），NA = sin Cn0 sin Q n°sin o n1 sin(90 01n1 cos c① J1 sin 2n2或c)n11#n2NA值越大，对光信号集光（接收）能力越强。
光纤通信原理
光纤通信原理（终极资料）第一章1. 单模光纤芯径小（10m m 左右），仅允许一个模式传输，色散小，工作在长波长（1310nm 和1550nm ），与光器件的耦合相对困难2. 多模光纤芯径大（62.5m m 或50m m ），允许上百个模式传输，色散大，工作在850nm 或1310nm 。
与光器件的耦合相对容易3、目前的实用光纤通信系统中采用直接调制方式，即将调制信号直接作用在光源上，使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。
即（点—点光通信系统）包括：收发信电端机、传输信道、光接收端机等。
4、光纤通信与电通信的主要差异有两点：一是用光频作为载频传输信号，二是用光缆作为传输线路。
主要特点：(1)传输频带宽，通信容量大；(2)损耗低，传输距离远，通信质量高；(3)抗干抗能力强，应用范围广；(4)线径细，重量轻。
（5）线路易铺设；（6）、耐化学腐蚀；（7）、材料来源丰富，节约大量有色金属缺点：(1)光纤弯曲半径不宜过小；(2)光纤的切断和连接操作技术复杂；(3)分路、耦合麻烦。
5、概念：光纤通信是以光波为载体，以光纤为传输媒质的一种通信方式。
光纤通信技术是世界新技术革命的重要标志，是未来信息社会中各种信息网的主要传输工具。
PS:单模光纤一般用LD 、LED 做光源，多模用LD ，电--光转换（E/O ），光--电转换（O/E ）。
多模光纤的带宽为50MHz~500MHz/Km ，单模光纤的带宽为2000MHz/Km 。
6、光纤工作波长：850nm,1300nm,1500nm ，波段：0.8~1.8μm第二章1、光纤典型结构多层同轴圆柱体，通常由高纯二氧化硅（SiO2），多模光纤的芯径大多为50μm,单模光纤的芯径仅4~10μm 。
包层外径一般为125μm 。
2、几种分类方法：（1）．阶跃型和梯度型光纤(根据光纤的折射率分布函数)：光纤中光线包括：子午光线和斜线光线。
梯度型：折射率沿光纤径向渐变。
纤芯折射率呈均匀分布，纤芯和包层相对折射率差Δ为1%～2%。
光纤通信原理ppt课件教学教程
第一代为纯电信网
第二代通信网仅仅是用光纤代替铜线，使通信网的性能得到了某 种改善，而网络的拓扑骨架基本上之前的模式，光波通信的潜力 尚未完全发挥。
1978年工作于0.8μm的第一代光波系统正式投入商业应用。
上世纪80年代初，早期的采用多模光纤的第二代光波通信 系统问世。
1990年，工作于2.4Gb/s，1.55μm的第三代光波系统已能提 供通信商业业务。
第四代光波系统以采用光放大器(OA)增加中继距离和采用 频分与波分复用(FDM与WDM)增加比特率为特征。
1.4光纤通信系统的组成
1.5光纤通信的发展趋势
电时分复用技术 光波分复用(WDM)
第三代通信网为全光通信网。1990年后，随着光纤与光波电子技 术的发展，新颖光纤与半导体功能光器件相继问世，掀起了发展 全光通信网的潮流。这种通信网中，不仅用光波系统传输信号， 交换、复用、控制与路由选择等亦全部在光域完成，由此构建真 正的光波通信网。
1.3
传输频带宽，通信容量大。 中继距离远。 抗电磁干扰能力强，无串话。 光纤细，光缆轻。 资源丰富，节约有色金属和能源。 均衡容易。 经济效益好。 抗腐蚀、不怕潮湿。
第一章：光纤通信概述
1.1什么是光纤通信 1.2光纤通信的发展史 1.3光纤通信的特点 1.4光纤通信系统的组成 1.5光纤通信的发展趋势
1.1什么是光纤通信
利用光导纤维传输光波信号的通信方式，称为光纤通信。 光纤通信是工作在近红外区，其波长是0.8～1.8μm，对应的频 率为167～375THz。 光纤通信技术的发展十分迅速，已经起到了举足轻重的地位，
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（ 现场施工中校准和安装十分复杂）
第一章光纤通信
透镜波导----------在金属管内每隔一定距离安装一个透镜，每 个透镜把经传输的光束会聚到下一个透镜而实现的。
反射镜波导------------用与光束传输方向成45°角的二个平行反 射镜代替透镜而构成的。
由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质， 对光通信的研 究曾一度走入了低潮。
第一章光纤通信
二、现代光纤通信
1966年，英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)等人 发表了关于 传输介质新概念的论文。
1970 年，光纤研制取得了重大光纤。
第1章概论
1·1 光纤通信发展的历史和现状 1· 2 光纤通信的优点和应用 1·3 光纤通信系统的基本组成
第一章光纤通信
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第 1 章 概论
1.1
一、探索时期的光通信 中国古代用“烽火台”报警 美国人贝尔(Bell)发明 “光电话”（1880年） 美国人梅曼(Maiman)发明第一台红宝石激光器（1960年） 美国麻省理工学院大气激光通信试验
第一章光纤通信
1970 年，美国康宁(Corning)公司就研制成功损耗20 dB/km的石英光纤。 它的意义在于：使光纤通信可以和同轴电缆通信竞争，从而展现了
光纤通信美好的前景，促进了世界各国相继投入大量人力物力， 把光纤 通信的研究开发推向一个新阶段。 1972年，康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4 dB/km。 1973 年 ，美国 贝 尔(Bell)实验室取得了更大成绩 ， 光纤损耗降低 到 2.5dB/km。1974 年降低到1.1dB/km。1976 年，日本电报电话(NTT)公司 等单位将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波长1.2μm)。 在以后的 10 年中，波长为1.55 μm的光纤损耗：1979 年是0.20 dB/km， 1984年是0.157 dB/km，1986 年是0.154 dB/km， 接近了光纤最低损耗的 理论极限。
第一章光纤通信
美国（1976 年）进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验，速 率为44.7 Mb/s，传输距离约10 km。 日本（1976年） 进行了速率为34 Mb/s，传输距离为64 km的突变型多模 光纤通信系统。 英、法（1988年）建成全长6400 km的第一条横跨大西洋海底光缆通信系 统；横跨太平洋 海底光缆通信系统于1989年建成，全长13 200 km。
在这个期间，1976年日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3 μm的铟 镓砷磷(InGaAsP)激光器，1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电 话公司研制成功发射波长为1.55 μm的连续振荡半导体激光器。
由于光纤和半导体激光器的技术进步，使 1970 年成为光纤通信发展 的一个重要里程碑。
半导体激光器的飞速发展完全满足实用化的要求。寿 命达到10万小时(约11.4年)。
光纤通信系统的实用化。
第一章光纤通信
高锟等人指出：石英纤维的损耗高达1000 dB/km以上这样 大的损耗不是石英纤维本身固有的特性。 具体办法： （1）通过原材料的提纯光纤损耗减小到10 dB/km。 （2）通过改进制造工艺的热处理，提高材料的均匀性把损耗 减小到几dB/km。
然而， 光电话仍是一项伟大的发明，它证明了 用光波作为载波传送信息的可行性。因此，可以说 贝尔光电话是现代光通信的雏型。
第一章光纤通信
红宝石激光器给光通信带来了新的希望， 和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性 极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良 好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和 无线电波相似， 是一种理想的光载波。
第一章光纤通信
这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源，通过 透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上，使光强 度随话音的变化而变化，实现话音对光强度的调制。
在接收端，用抛物面反射镜把从大气传来的光 束反射到硅光电池上，使光信号变换为电流， 传送 到受话器。
存在问题：
由于当时没有理想的光源和传输介质， 这种光 电话的传输距离很短，并没有实际应用价值，因而 进展很慢。
继红宝石激光器之后，氦—氖(He - Ne)激 光器、二氧化碳(CO2)激光器先后出现，并投入 实际应用。 激光器的发明和应用， 使沉睡了80 年的光通信进入一个崭新的阶段
第一章光纤通信
实验证明：用承载信息的光波， 通过大气的传播，实现点 对点的通信是可行的。
利用He - Ne激光器和CO2激光器进行了大气光纤通信实验。但是通信 能力和质量受气候影响十分严重。由于雨、雾、雪和大气灰尘的吸收和散 射，光波能量衰减很大。例如，雨能造成30 dB/km的衰减， 浓雾衰减高达 120 dB/km。另一方面，大气的密度和温度不均匀，造成折射率的变化，使 光束位置发生偏移。 因而通信的距离和稳定性都受到极大的限制，不能实 现“全天候”通信。大气激光通信的稳定性和可靠性仍然没有解决。
第一章光纤通信
1970 年，作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。 当年， 美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后突破了半导体激光器 在低温(-200 ℃)或脉冲激励条件下工作的限制，研制成功室温下连续振 荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器(短波长)。
虽然寿命只有几个小时，但其意义是重大的，它为半导体激光器的 发展奠定了基础。1973 年，半导体激光器寿命达到7000小时。 1977 年， 贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时(约11.4年)，外推寿命 达到100万小时，完全满足实用化的要求。
从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网 的发展。
第一章光纤通信
光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段： 第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的
开发时期。在这个时期，实现了短波长(0.85 μm)低速率(45或 34 Mb/s)多模光纤通信系统，无中继传输距离约10 km。