Алиса посылает фотоны Бобу по оптоволоконному каналу длиной 100 км. Потери в оптоволокне – 0,3 дБ/км. Какая часть фотонов, посланных Алисой, достигнет Боба?

Далее приведено подробное решение.

Задача: длина волокна L = 100 км, потери 0,3 дБ/км. Какая часть фотонов достигает Боба?

Пояснения по шагам:

1. Найдем общие потери в дБ.

• Потери на протяжении 1 км = 0,3 дБ.
• За 100 км общая потеря L_dB = 0,3 × 100 = 30 дБ.

2. Преобразуем потери в долю фотонов, дошедших до Боба.

• Относительный выходной уровень (отношение выходного мощности к входной) равен P_out / P_in = 10^(−L_dB / 10).
• Подставим L_dB = 30: P_out / P_in = 10^(−30/10) = 10^(−3) = 0,001.

3. Интерпретация.

• Доля фотонов, достигших Боба, равна 0,001.
• Это 0,1% или одна часть на тысячу.
• Пример: если Алиса отправила N фотонов, на Боба придёт примерно N × 0,001 фотонов (в среднем).

Дополнительные пояснения (для понимания):

• Децибель (дБ) — логарифмическая единица, где 10 дБ соответствуют отношению мощности в 10 раз, 20 дБ — в 100 раз и так далее.
• Потери в 30 дБ означают уменьшение мощности в тысячу раз (10^(3)).

Итог: часть фотонов, посланных Алисой, достигает Боба — 0,001 (или 0,1%, или одна тысяча).