光纤通信与光网络习题答案汇总.docx

Chapter 1(a) 利用光子能量和波长之间的关系式（公式1.3）可得：E(850) = 1.46 eV, E(1310) = 0.95 eV, E(1490) = 0.83 eV, E(1550) = 0.80 eV. (b)因此 N(850) = 428, N(1310) = 657, N(1490) = 753, N(1550) = 781。1.7(a) 利用公式1.4计算得：-30, -5.2, 0, 6, 10, 20, 27, 3n dB。(b) 10-3, 1, 20, 1000, 10n。1.9(a) 10 log PA/PB = 10 log (0.125/1.0) = - 9.0. 衰减为 9 dB.(b) 衰减 15 dB 意味着功率水平降落了31.6倍. 所以B点的功率为32 μW.1.11将 500 ?W 用dBm可表示为 10 log (0.5) = -3 dBm，因此经过50公里光纤损耗后的输出功率为-3 dBm - 24 dB = - 27 dBm, 等效于2.0 μW。1.12由关系式 C = B log2 (1 + S/N) = (2 Mb/s) log2 (1 + 100)可求：C= (2 Mb/s) [log10 (1 + 100)]/[log10 2] = 13.3 Mb/s1.13(a) 需要增加8000个开销比特。(b) 四个DS1等级或者96个DS0等级可以复接成一个DS2等级。开销比特为136 kb/s。(c) 一个DS3可以容纳7个 DS2信道. 开销为192 kb/s。(d) 可以传输672个DS0信道. 总开销为1.368 Mb/s或 3%.Chapter 2 2.4首先将公式 (2.3)展开为= cos (?t - kz) cos ? - sin (?t - kz) sin ?(2.4-1)利用上式减去下式，cos? = cos (?t - kz) cos ?可得：cos? = - sin (?t - kz) sin ?(2.4-2)利用关系式 cos2? + sin2? = 1, 可得sin2 (?t - kz) = [1 - cos2 (?t - kz)] = (2.4-3)对公式 (2.4-2)两边同时平方后代入公式(2.4-3)可得：= sin2?将上式左边展开可得：+ - 2 cos ? = sin2?2.7(a) 利用斯涅尔定律：n1 cos ?1 = n2 cos ?2其中 n1 = 1, ?1 = 33?, ?2 = 90? - 33? = 57?? n2 = = 1.540(b) 临界角可由下式求得：nglass sin ?glass = nair sin ?airwith?air = 90? and nair = 1.0??critical = arcsin= arcsin= 40.5?2.14NA = = = n1因为? 1, ?2 ?; 所以 NA ? n12.20(a) 利用公式(2.23)和 (2.57)，可得： V = 25 ， M = 312.(b) 由公式 (2.72) ，可求得百分比为 7.5%.2.25由公式 (2.77), Lp = = 对于Lp = 10 cm ny - nx = = 1.3?10-5对于 Lp = 2 m ny - nx = = 6.5?10-7因此6.5?10-7 ???ny - nx ???1.3?10-52.27由公式 (2.81) 其中? = = 0.0135对于? = 820 nm, M = 543及? = 1300 nm, M = 216.对于阶跃折射率光纤利用公式(2.61)Mstep???= 对于? = 820 nm, Mstep = 1078及at ? = 1300 nm, Mstep = 429.我们可以让公式 (2-81)中的?????:Mstep = ? = Chapter 33.4(a)Pin = Pout 10?L/10 = (2.0 ?W) 100.4(40)/10 = 79.6 ?W = -11 dBm(b)Pin = Pout 10?L/10 = (2.0 ?W) 100.6(40)/10 = 502 ?W = -3 dBm3.13(a) 由图3.13, 在 850 nm处，? 80 ps/(nm-km). 因此，对于LED由公式 (3.28)可得：= ?? = [80 ps/(nm-km)](45 nm) = 3.6 ns/km对于激光二极管：, = [80 ps/(nm-km)](2 nm) = 0.16 ns/km(b) 由图 3.13, = 22 ps/(nm-km)因此 Dmat(?) = [22 ps