假设一阶跃光纤的纤芯半径为 4.5um，纤芯折射率为 1.5，包层的折射率为1.495。该光纤的单模截止波长是多少？若采用 1540nm~ 1560nm 的波段进行 WDM 传输，共8个波长信道，每个信道传输波特率为 10G 的信号（每秒传输10G 个符号），采用偏振复用的方式，调制格式为 DQPSK，请问：信号是否可以实现单模传输，信道中实际的总传输速率是多少？

单模光纤的截止波长 $\lambda_c$ 可以通过下式计算得到：

$$
\lambda_c = \frac{2\pi a}{n_{core}\sqrt{2(n_{core}^2-n_{clad}^2)}}
$$

其中 $a$ 是光纤的半径，$n_{core}$ 和 $n_{clad}$ 分别是纤芯和包层的折射率。将题目中的数据带入上式，可以得到：

$$
\lambda_c = \frac{2\pi \times 4.5\text{um}}{1.5\sqrt{2(1.5^2-1.495^2)}} \approx 1300\text{nm}
$$

因此，该光纤的单模截止波长为1300nm。

由于采用了 WDM 技术，每个信道的光波长在 1540nm~ 1560nm 之间，因此它们都属于单模传输范围内。因此信号可以实现单模传输。

采用偏振复用技术，每个信道的传输速率为10Gbps，共有8个信道，因此总的传输速率为 $8\times 10\text{Gbps}=80\text{Gbps}$。由于 DQPSK 调制格式，每个符号携带2个比特信息，因此每个信道的符号率为 $5\text{Gbaud}$。因此，每个信道的传输带宽为 $2\times 5\text{GHz}=10\text{GHz}$。因此，如果使用 8 个波长进行传输，实际的总传输速率为 $8\times 10\text{Gbps}\times 2=160\text{Gbps}$。

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单模截止波长的计算公式为：λ_c = 1.24 * (2 * n_1^2 - n_2^2)/(π * d) ，其中，λ_c 为单模截止波长，n_1为纤芯折射率，n_2为包层折射率，d为纤芯直径。

代入数据得：λ_c = 1.24 * (2 * 1.5^2 - 1.495^2)/(π * 9) = 1310.1 nm

因为采用的波段是1540nm~1560nm，单模截止波长为1310.1nm，所以信号可以实现单模传输。

每个波长信道传输波特率为10G，共8个波长信道，所以总传输速率为：10G * 8 = 80Gbps。

采用偏振复用的方式，每个信道采用DQPSK调制，每个符号携带2个比特，所以每个信道传输速率为：10G * 2 = 20Gbps。

因此，信道中实际的总传输速率为：20Gbps * 8 = 160Gbps。

均匀光纤芯与包层的折射率分别为1.5和1.45，最大接收角

最大接收角指的是入射光线与光纤轴线的夹角，使得光线在光纤内部完全反射，不会发生漏耗。在均匀光纤中，最大接收角可以通过数学公式计算得到：

sinθmax = (n1^2 - n2^2)^1/2 / n1

其中，n1为芯的折射率，n2为包层的折射率，θmax为最大接收角。

代入题目中的数据，可以得到：

sinθmax = (1.5^2 - 1.45^2)^1/2 / 1.5 ≈ 0.211

因此，最大接收角的正弦值为0.211，对应的角度为arcsin(0.211) ≈ 12.2°。也就是说，当入射角小于12.2°时，光线可以在光纤内部完全反射，不会漏耗。