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1.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64kb/s的话路？解5GHz的微波载波能传输64kb/s的话路数k=(5×109×1%)/(64×10³)≈781(路)1.55µm的光载波能传输64kb/s的话路数K=((3×108)/(1.55×10−6)×1%)/64×10³=3.0242×107(路)2.目前光纤通信为什么采取以下三个工作波长：λ1=0.85µm，λ2=1.31µm，λ3=1.55µm？答：λ1=0.85µm，λ2=1.31µm，λ3=1.55µm附近是光纤传输损耗较小或最小的波长“窗口”，相应的损耗分别为2~3dB/km，0.5dB/km，0.2dB/km，而且在这些波段目前有成熟的光器件（光源、光检测器等）。3.均匀光纤芯与包层的折射率分别为：n1=1.50，n2=1.45，试计算：⑴光纤芯与包层相对折射率Δ为多少？⑵光纤的数值孔径NA为多少？⑶在1米长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大时延差Δτmax为多少？解:（1）由纤芯和包层的相对折射率差Δ=(n1−n2)/n1得到Δ=(n1−n2)/n1=（1.50－1.45）/1.50=0.033(2)NA=√n12−n22≈0.384(3)Δτmax≈(n1L/c)Δ=(1.5×1/3×108)×0.384=1.92ns4.计算n1=1.48及n2=1.46的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果光纤外介质折射率n=1.00，则允许的最大入射角θmax为多少？解：光纤数值孔径NA=√n12−n22=0.2425若光纤端面外介质折射率n=1.00,则允许的最大入射角θmax为θmax=arcsin(NA)=arcsin0.2425=14.03º5.计算一个波长λ=1μm的光子的能量等于多少？同时计算频率f=1MHZ和f=1000MHZ无线电波的能量。解：光子的能量为:EP=hf=hcλ=1.9884×10−19J（h=6.628×10－34J·S）对于1MHZ无线电波:E0=hf=6.63×10−28J对于1000MHZ无线电波:E0=hf=6.63×10−25J6.半导体激光器的发射光子的能量近似等于的材料的禁带宽度Eg（ev），已知GaAS材料的Eg=1.43ev，某一InGaAsp材料的Eg=0.96ev，求它们的发射波长。解：对于GaAS材料的LDλ=1.24/1.43≈0.867µm对于InGaAsp材料的LDλ=1.24/0.96≈1.29μm.7.已知一个565Mb/s的单模光纤系统，其系统总体要求如下：⑴光纤通信系统的光纤损耗为0.1dB/km，有5个接头，平均每个接头损耗为0.2dB，光源的入纤功率为-3dBm，接收机的灵敏度为-46dBm(BER=10−10)；⑵光纤线路上的线路码型是5B6B，光纤的色散系数为2ps/(km·nm),光源光谱宽度为1.8nm。求最大中继距离为多少？注:设计中选取的色散代价为1dB，光纤连接器损耗为1dB(发送和接收端各一个)，光纤损耗余量为0.1dB/km，系统余量为5.5dB解：（1）L≦（Pt﹣Pr﹣2αc﹣Me﹣αs﹣αd）/(αf＋αm)式中αs和αd分别是接头总损耗和色散代价，其余符号的定义与式（5.8）相同。将已知数据代入上式得最大中继距离为212.5km(2)因为L=（ε×106）/（Fb│C0│σλ）所以L=（0.115×106）/（565×2×1.8×6/5）=47.1km最大中继距离应该取上诉计算结果212.5km和47.1km中的较小者，因此系统的中继距离最大为47.1km。