光纖通信系統(tǒng)與應(yīng)用(胡慶)復(fù)習(xí)總結(jié)

1、MSTP紅色：重點(diǎn)、綠色：了解第1章1、光纖通信的基本概念：以光波為載頻，用光纖作為傳輸介質(zhì)的通信方式。光纖通信工作波長在于 近紅外區(qū)： 0.852.00m的波長區(qū)， 對應(yīng)頻率: 167375THz。對于SiO2光纖，在上述波長區(qū)內(nèi)的三個(gè)低損耗窗口，是目前光纖通信的實(shí)用工作波長，即 0.85m、 1.31m 1.55m 及 1.625m2、光纖通信系統(tǒng)的基本組成：P5 圖1-3目前采用比較多的系統(tǒng)形式是 強(qiáng)度調(diào)制/直接檢波（IM/DD）的光纖數(shù)字通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由 光發(fā)送設(shè)備（光發(fā)射機(jī)）、 光纖傳輸線路、 光接收設(shè)備（光接收機(jī)） 、光中繼器 以及各種耦合器件組成。各部件功能：電發(fā)射機(jī)：對來

2、自信源的信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換和多路復(fù)用處理；光發(fā)送設(shè)備：實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換；光接收機(jī)：實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換；光中繼器：將經(jīng)過光纖長距離衰減和畸變后的微弱光信號放大、整形、再生成具有一定強(qiáng)度的光信號，繼續(xù)送向前方，以保證良好的通信質(zhì)量。信息源電發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)電接收機(jī)信息宿基本光纖傳輸系統(tǒng)光纖線路接 收發(fā) 射電信號輸入光信號輸出光信號輸入電信號輸出3、光纖通信的特點(diǎn)：（可參照P1、2）優(yōu)點(diǎn)：（1），傳輸容量大。（2）傳輸損耗小，中繼距離長。（3）保密性能好：光波僅在光纖芯區(qū)傳輸，基本無泄露。（4）抗電磁干擾能力強(qiáng)：光纖由電絕緣的石英材料制成，不受電磁場干擾。（5）體積小、重量輕。（6）原材料來源豐富、

3、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：1）彎曲半徑不宜過??；2）不能遠(yuǎn)距離傳輸；3）傳輸過程易發(fā)生色散。4、適用光纖：P11G.652 和G.654：常規(guī)單模光纖，色散最小值在1310nm處，衰減最小值在1550nm處。常見的結(jié)構(gòu)有階躍型和下凹型單模光纖。G.653：色散位移光纖，色散最小值在1550nm處，衰減最小值在1550nm處。難以克服FWM混頻等非線性效應(yīng)帶來的影響。G.655：非零色散光纖，色散在1310nm處較小，不為0；衰減最小值在1550nm處。可以盡量克服FWM混頻等非線性效應(yīng)帶來的影響。補(bǔ)充：1、1966年7月，英籍華人（高錕）博士從理論上分析證明了用光纖作為傳輸介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)光通信的可能性。2、

4、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)有準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）和同步數(shù)字體系（SDH） 兩種傳輸體制。3、一個(gè)完整的通信網(wǎng)：由用戶終端設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備和相應(yīng)的信令、協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)等軟件構(gòu)成。通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀、星狀、復(fù)合型、環(huán)狀和總線型等。光纖通信網(wǎng)：按電信業(yè)務(wù)來分：電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)、傳真通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)、圖像通信網(wǎng)和有線電視網(wǎng)；按服務(wù)區(qū)域來分：長途骨干網(wǎng)、本地網(wǎng)和用戶接入網(wǎng)。4、（1）光纖通信在通信網(wǎng)中的未來發(fā)展趨勢：信道容量不斷增加；超長距離傳輸；光傳輸與交換技術(shù)的融合；光纖接入網(wǎng)（廣義上包括：數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)（ODLC）和無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)）。光接入網(wǎng)絡(luò)的核心：全數(shù)字化、軟件控制、高度集中和智能

5、化。 （2）實(shí)現(xiàn)高速化、大容量的主要技術(shù)手段：時(shí)分復(fù)用 TDM；波分復(fù)用 WDM；頻分復(fù)用FDM。（3）技術(shù)現(xiàn)狀：PDH、SDH、WDM、光電收發(fā)器、EPON第2章1、光纖的結(jié)構(gòu)：光纖是由兩種不同折射率的玻璃材料拉制而成。由 涂覆層、纖芯、包層 組成。 折射率高的中心部分叫做纖芯，其折射率為n1，直徑為2a；折射率低的外圍部分稱為包層，其折射率為n2，直徑為2b。 纖芯：位于光纖的中心部位（直徑d1= 5 80m）。多模光纖的纖芯為5080m，單模光纖的纖芯為510m。作用：以極小的能量損耗傳輸載有信息的光信號。包層：位于纖芯的周圍（直徑d2= 125m）。作用：保證全反射只發(fā)生在纖芯內(nèi)使光信

6、號封閉在纖芯中傳輸。（要求纖芯折射率比包層折射率稍大些，這是光纖結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵）涂敷層：位于光纖最外層。作用：增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度與可彎曲性。2、光纖的分類：參照P15圖2-2目前在通信中使用較為廣泛的光纖有兩種：緊套光纖與松套光纖 。1）、按照光纖橫截面折射率分布不同來劃分：階躍型光纖：纖芯折射率n1沿半徑方向保持一定，包層折射率n2沿半徑方向也保持一定，而且纖芯和包層的折射率在邊界處呈階梯型變化的光纖稱為階躍型光纖，稱為：均勻光纖。 漸變型光纖：如果纖芯折射率n1隨著半徑加大而逐漸減小，而包層中折射率n2是均勻的，這種光纖稱為漸變型光纖，又稱為：非均勻光纖。 2）按照纖芯中傳輸模式的數(shù)量劃分：多

7、模光纖：在一定的工作波下，多模光纖是能傳輸多種模式的介質(zhì)波導(dǎo)。多模光纖可以采用階躍折射率分布，也可采用漸變折射率分布多模光纖的纖芯直徑約為5080m。模式色散，僅適用于低速率、短距離通信 單模光纖：光纖中只傳輸一種模式時(shí)，叫做單模光纖單模光纖的纖芯直徑較小，約為810m。適用于大容量、長距離的光纖通信。 3）按照傳輸波長分類：短波長光纖和長波長光纖4）按照使用材料的不同來分：玻璃光纖、全塑光纖、石英系列光纖。3、階躍型光纖的導(dǎo)光原理 1）相對折射指數(shù)差： 弱導(dǎo)波光纖： 2）數(shù)值孔徑NA：表示光纖捕捉入射光線的能力。例題參照P24導(dǎo)光原理：光纖之所以導(dǎo)光，就是利用纖芯折射率略高與包層折射率的特點(diǎn)

8、，使落在數(shù)值孔徑角內(nèi)的光線都能收集到光纖中，并都能在纖芯包層界面處以內(nèi)形成全反射，從而將光限制在光纖中傳播，這就是光纖的導(dǎo)光原理。5、用波動理論法分析光纖的導(dǎo)光原理 （1）階躍型光纖的標(biāo)量近似解法 歸一化頻率和截止波長：P30 單模傳輸條件： 0<V<2.4048例題：已知：階躍型光纖，若n1=1.5，0=1.31m， （1）若 =0.01，當(dāng)保證單模傳輸時(shí)，纖芯半徑a應(yīng)取多大？ （2）若纖芯半徑a=5m，應(yīng)怎樣選擇才能保證單模傳輸？解：（1）單模傳輸?shù)臈l件 0<V<2.404832）若纖芯半徑a=5m 0< 2* 1.5 * * 5 <2.4 8、光纖的傳

9、輸特性：（1）光纖的損耗特性 分類：吸收損耗、散射損耗和附加損耗 吸收損耗定義：光波通過光纖材料時(shí)，一部分光能被消耗轉(zhuǎn)換成其他形式的能量而形成。 原因：本征吸收、雜質(zhì)吸收和結(jié)構(gòu)缺陷吸收散射損耗定義：由于材料的不均勻，使光散射將光能輻射出光纖外的損耗。分類：線性散射損耗、非線性散射損耗。（瑞利散射、米氏散射、受激拉曼散射、受激布里淵散射、附加結(jié)果缺陷散射、彎曲散射和泄漏等） 線性散射損耗主要包括：瑞利散射、材料不均勻引起的散射 非線性散射主要包括：受激拉曼散射、受激布里淵散射等。 瑞利散射損耗 瑞利散射損耗也是光纖的本征散射損耗。 這種散射是由光纖材料的折射率隨機(jī)性變化而引起的。 瑞利散射損耗與

10、1/4成正比，它隨波長的增加而急劇減小，所以在長波長工作時(shí)，瑞利散射會大大減小。 材料不均勻所引起的散射損耗 結(jié)構(gòu)的不均勻性以及在制作光纖的過程中產(chǎn)生的缺陷也可能使光線產(chǎn)生散射。附加散射：來自外部的損耗。最主要的是光纖宏彎曲損耗（2）光纖的色散特性 光纖中，信號的不同模式和不同頻率在傳輸時(shí)具有不同的群速度，因而信號達(dá)到終端時(shí)會出現(xiàn)傳輸時(shí)延差，從而引起信號畸變，這種現(xiàn)象稱為光纖的色散。結(jié)論：光源的譜線寬度越寬，信號的時(shí)延差就越大，引起的色散也就越嚴(yán)重。 光纖中的色散 模式色散：光纖中的不同模式，在同一波長下傳輸，各自的相位常 數(shù)mn不同，它所引起的色散稱為模式色散。 材料色散：由于光纖材料的折射

11、率隨光波長的變化而變化，使得光信號各頻率的群速度不同，引起傳輸時(shí)延差的現(xiàn)象，稱為材料色散。 波導(dǎo)色散：光纖中同一模式在不同的頻率(波長)下傳輸時(shí)，其相位常數(shù)不 同，從而群速度不同。這樣引起的色散稱為波導(dǎo)色散。 偏振色散：單模光纖特有的一種色散。 補(bǔ)充：光纜結(jié)構(gòu)形式：層絞式、骨架式，中心管式和帶狀式。 光纜特性：幾何參數(shù)、光學(xué)特性、傳輸特性、機(jī)械特性和環(huán)境特性。 光纜機(jī)械性能指標(biāo)：拉伸、壓扁、沖擊、反復(fù)彎曲、扭轉(zhuǎn)、曲饒等受力狀態(tài)。 習(xí)題1、6、9、11 第3章光纖通信器件 1、光源器件是光發(fā)射機(jī)的核心，作用是將電信號轉(zhuǎn)換成光信號。半導(dǎo)體光源的種類：半導(dǎo)體激光器LD和半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED。 優(yōu)點(diǎn)

12、：體積小、重量輕、使用壽命長、與光耦合效率高、調(diào)制簡便。 光和物質(zhì)的相互作用：可參照P49 1）自發(fā)輻射的特點(diǎn)： 在沒有外界作用的條件下自發(fā)產(chǎn)生的過程 輻射光子的頻率亦不同，頻率范圍很寬。 電子的發(fā)射方向和相位也是各不相同的，是非相干光。 2）受激吸收的特點(diǎn)： 在外來光子的激發(fā)下發(fā)生躍遷過程 外來光子的能量等于電子躍遷的能級之差 受激躍遷是一個(gè)消耗外來光能的過程 3）受激輻射的特點(diǎn)： 外來光子的能量等于躍遷的能級之差。 受激過程中發(fā)射出來的光子與外來光子頻率、相位、偏振方向、傳播方向相同 這是一個(gè)使光得到放大的過程。 激光產(chǎn)生的條件：光放大、頻率選擇及正反饋、閾值條件（P51式3.4）和相位特

13、性 2、1）激光器的工作原理：激光器是能夠產(chǎn)生激光的自激振蕩器。發(fā)出振蕩光的前提是受激輻射作用大于受激吸收作用。受激輻射是產(chǎn)生激光的關(guān)鍵。在熱平衡條件下，物質(zhì)不可能有光放大作用。粒子數(shù)發(fā)轉(zhuǎn)分布狀態(tài)是使物質(zhì)產(chǎn)生光放大的必要條件。 2）激光器的基本組成： > 能夠產(chǎn)生激光的工作物質(zhì) > 泵浦源：使粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布（N1 < N2）的外界激勵源。 > 能夠完成頻率選擇及反饋?zhàn)饔玫墓鈱W(xué)諧振腔。 工作物質(zhì)在泵浦源的作用下發(fā)生粒子數(shù)發(fā)轉(zhuǎn)分布，成為激活物質(zhì)，從而有光的放大作用。激活物質(zhì)和光學(xué)諧振腔是產(chǎn)生激光振蕩的必要條件。 3、半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)、工作原理及工作特性 1）光纖通信對半導(dǎo)

14、體發(fā)光器件 LD/LED 的基本要求： a、光源的發(fā)光波長應(yīng)符合目前光纖的三個(gè)低損耗窗口 b、能長時(shí)間連續(xù)工作，并能提供足夠的光輸出功率。 c、與光纖的耦合效率高。 d、光源的譜線寬度窄。 e、壽命長，工作穩(wěn)定。 2）LD的結(jié)構(gòu)：從光振蕩的形式上來看，激光器分為：布里-珀羅諧振腔（F-P腔）激光器和分布反饋型（DFB）激光器。常用的光纖通信激光器 銦鎵砷磷（InGaAsP）雙異質(zhì)結(jié)條形激光器 。它的特點(diǎn)：注入電流小，發(fā)光強(qiáng)度大。 DFB激光器優(yōu)點(diǎn)：單縱模特性好、線寬窄、溫度特性好和調(diào)制特性好。 LED結(jié)構(gòu)：沒有光學(xué)諧振腔，發(fā)光僅限于自發(fā)輻射發(fā)出的是熒光，是非相干光。 3 ）比較 LD、LED：

15、 4、常用的半導(dǎo)體光電檢測器：PD光電二極管、 PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管 1）APD工作特性：具有光/電轉(zhuǎn)換作用； 具有內(nèi)部放大作用；（通過管子內(nèi)部的雪崩倍增效應(yīng)完成） 2）APD的雪崩倍增效應(yīng)： 當(dāng)耗盡區(qū)吸收光子時(shí)，激發(fā)出來的光生載流子經(jīng)過高場區(qū)被加速，以極高的速度與耗盡區(qū)的晶格發(fā)生碰撞，使晶體中的原子電離，從而產(chǎn)生新的光生載流子，并連鎖反應(yīng)，使載流子迅速增加，光電流在APD管內(nèi)部獲得倍增，形成雪崩倍增效應(yīng)。 5、光放大器：由放大工作介質(zhì)、泵浦源組成。 光放大器分類： 半導(dǎo)體光放大器，拉曼散射、布里淵散射光纖放大器和摻雜光纖放大器 光纖放大器：非線性光纖放大器（如：拉曼放大器）

16、和摻鉺光纖放大器（EDFA）。 1）EDFA的優(yōu)點(diǎn)：高增益、高輸出、寬頻帶、低噪聲 2）EDFA的基本結(jié)構(gòu)：由摻鉺光纖、泵浦源、WDW、光隔離器、濾波器等組成。各器件功能參照P70 WDW：將不同波長的浦源光和信號光混合送入摻鉺光纖。 光隔離器：抑制光反射對光放大器的影響，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。 濾波器：濾除放大器的噪聲，提高系統(tǒng)的信噪比。 泵浦源：提供足夠的光功率使摻鉺光纖處于粒子反轉(zhuǎn)分布。 摻鉺光纖：有一定的長度和增益。 EDFA的泵浦形式有三種：同向泵浦、反向泵浦雙向泵浦。 主要特性：增益特性、輸出功率特性和噪聲特性。 3）EDFA的工作原理：在泵浦源的作用下，在摻鉺光纖中出現(xiàn)了粒子數(shù)發(fā)轉(zhuǎn)分

17、布，產(chǎn)生了受激輻射，從而使光信號得到放大。 6、無源光器件：光定向耦合器、光隔離器、光環(huán)行器、光濾波器、光開關(guān)、波長轉(zhuǎn)換器、波分復(fù)用器。 7、WDM波分復(fù)用器：在一根光纖中能同時(shí)傳輸多波長光信號的技術(shù)，稱為光波分復(fù)用技術(shù)（WDM）。 1）光波分復(fù)用器（光分路耦合器）是對光波波長進(jìn)行合成與分離的光器件。主要有光柵型、多層介質(zhì)模型和熔融拉錐全光纖型。 性能指標(biāo)：插入損耗、附加損耗、分光比和隔離度。 2）優(yōu)點(diǎn)：復(fù)用器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性高；提高光纖的頻帶利用率；降低對器件的速率要求；提供透明的傳送通道；可更靈活地進(jìn)行光纖通信組網(wǎng)。 缺點(diǎn)：存在插入損耗和串光等問題。 習(xí)題4、7、12、15 第4章

18、 光纖通信系統(tǒng) 1、光纖通信系統(tǒng) 按傳輸信號種類來分：模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)。 按光調(diào)制方式來分：直接（強(qiáng)度）調(diào)制直接檢波系統(tǒng)和間接調(diào)制檢波系統(tǒng)。 直接調(diào)制適用于LD、LED器件，間接調(diào)制除了適用于LD、LED外，還適用于氣體、液體、晶體激光器。 間接調(diào)制是利用調(diào)制元件的光電效應(yīng)、磁光效應(yīng)、聲光效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)激光輻射調(diào)制的。 數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)、易于集成、轉(zhuǎn)換交換方便。 光調(diào)制：就是用電信號去改變光載波的某一特征參量，使其輸出的特征參量隨電信號而變化。可分為直接調(diào)強(qiáng)度制IM和間接調(diào)制。 掌握IM/DD光纖通信中的線路碼型： 交換機(jī)（內(nèi)部，電信號，PCM，采用NRZ碼）>

19、傳輸系統(tǒng) 脈沖編碼調(diào)制(PCM)通信系統(tǒng)中的接口碼型: HDB3碼、CMI碼 PCM系統(tǒng)中的碼型并不都適于在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中傳輸。 2、了解IM/DD光纖通信系統(tǒng)： 將光發(fā)、光中繼、光收、備用系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、電源（供電系統(tǒng)）結(jié)合起來就形成一個(gè)完整的光纖通信系統(tǒng)。 3、掌握直接調(diào)制和間接調(diào)制 1）直接調(diào)制：用電信號直接調(diào)制LED或LD的驅(qū)動電流，使輸出光隨電信號變化而實(shí)現(xiàn)。它的特點(diǎn)是：成本低，易實(shí)現(xiàn)，但調(diào)制速率受激光器的頻率特性所限。 2）間接調(diào)制：把激光的產(chǎn)生和調(diào)制分開，用獨(dú)立的調(diào)制器調(diào)制激光器的輸出光而實(shí)現(xiàn)的。它的特點(diǎn)是：調(diào)制速率高，但技術(shù)復(fù)雜，成本較高。只用在大容量的波分復(fù)用和相干光通信

20、系統(tǒng)中。 4、低速的光纖通信系統(tǒng)：采用IM/DD技術(shù) 新型光纖通信系統(tǒng)：采用多信道復(fù)用技術(shù) 第5章 SDH 1、SDH網(wǎng)的主要特點(diǎn)：（1）有標(biāo)準(zhǔn)光接口；（2）同步字節(jié)復(fù)用；（3）強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能；（4）有世界統(tǒng)一的數(shù)字信號速率和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)；（5）SDH和PDH有完全的兼容性。缺點(diǎn)：頻帶利用率不如PDH系統(tǒng)；采用指針調(diào)整技術(shù)，使技術(shù)和設(shè)備復(fù)雜；易造成系統(tǒng)癱瘓。 SDH網(wǎng)由基本網(wǎng)絡(luò)單元組成：終端復(fù)用器（TM）、分插復(fù)用器（ADM）、再生中繼器（REG）、數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）等。 1）四種網(wǎng)元的區(qū)別：TM只是簡單的復(fù)用。ADM可以實(shí)現(xiàn)自由靈活地上下話路功能。DXC具有ADM所有功能，還具有交

21、叉連接，實(shí)現(xiàn)電路群的調(diào)度，成本較ADM高。REG只起放大信號的作用。 2）終端復(fù)用器（TM）：提供由G.703（即 PDH接口）接口到STM-1輸出的簡單復(fù)用功能；提供由若干STM-N復(fù)用到STM-M（M>N）的復(fù)用功能； 3）分插復(fù)用器（ADM）：利用分接功能將輸入信號所承載的信息分成兩部分：一部分直接轉(zhuǎn)發(fā)，另一部分卸下給本地用戶，然后信息又通過復(fù)接功能將轉(zhuǎn)發(fā)部分和本地上送的部分合成輸出。主要用于SDH網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接站點(diǎn)處 4）數(shù)字交叉連接器（DXC）：完成STMN信號的交叉連接功能，多端口器件。相當(dāng)于交叉矩陣，完成各個(gè)信號間的交叉連接?？蓪⑤斎氲膍路信號交叉連接到輸出的n路信號上 SDH

22、對模型的下列幾個(gè)方面做了規(guī)定：（1）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（2）同步數(shù)字體系的速率（3）幀結(jié)構(gòu)。 SDH網(wǎng)模型： 1）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口 傳輸設(shè)備：光纜傳輸系統(tǒng)設(shè)備；微波傳輸系統(tǒng)設(shè)備；衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)設(shè)備。 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：只有復(fù)用功能（簡單）；復(fù)用、交叉連接多種功能（復(fù)雜）。 2）速率：同步傳輸模塊：STM-N，N1、4、16等。 STM-1 155.520Mbit/s 155Mbit/s STM-4 622.080Mbit/s 622Mbit/s STM-16 2488.320Mbit/s 2.5Gbit/s STM-64 9953.280Mbit/s 10Gbit/s STM-256 39813.12Mbit/s

23、 40Gbit/s 3）幀結(jié)構(gòu)：SDH幀為塊狀幀結(jié)構(gòu)，共有9行，270列，以字節(jié)為單位 傳輸方向：從左到右，從上到下。 傳輸時(shí)間（幀長）：Ts125s。 STM-1速率獲得：比特?cái)?shù)：9×270×N×8=9×270×1×8=19440b 速率 ：19440b/Ts155.520Mb/s。STM-N速率同理 3、STM-N幀包括三個(gè)部分：SOH、AU-PTR、PAYLOAD 1）段開銷SOH： RSOH，再生段開銷：13行。 MSOH，復(fù)用段開銷：59行區(qū)別：監(jiān)管范圍不同。如：若光纖上傳輸2.5G信號，RSOH監(jiān)控STM-16整體的傳輸性

24、能。MSOH監(jiān)控每一個(gè)STM-1的傳輸性能。2）管理指針AU-PTR：指示凈負(fù)荷PAYLOAD中信息的起始字節(jié)位置，便于接收端從正確的位置分解出有效傳輸信息。3）信息凈負(fù)荷PAYLOAD：存放有效信息，并由一部分POH組成。POH用于通道監(jiān)視控制SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)：容器C：具有一定格式的幀結(jié)構(gòu)，用來接收相應(yīng)速率等級的PDH信號，并進(jìn)行速率適配。虛容器VC：由容器C的幀信息加上相應(yīng)的通道開銷POH而構(gòu)成。支路單元TU：由低階VC和相應(yīng)的支路單元指針TU PTR構(gòu)成。支路單元組TUG：由1個(gè)TU直接構(gòu)成，或由多個(gè)TU復(fù)用（按單字節(jié)交錯(cuò)間插）而構(gòu)成。管理單元AU：由高階VC（VC-4或在AU支路中的

25、VC-3）和相應(yīng)的管理單元指針AU PTR構(gòu)成。管理單元組AUG：由3個(gè)AU-3復(fù)用（按單字節(jié)交錯(cuò)間插）而構(gòu)成，亦可由1個(gè)AU-4直接構(gòu)成AUG。5、SDH的網(wǎng)同步：定義：網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備的時(shí)鐘頻率和相位的偏差都控制在容許的范圍內(nèi)，這樣可以保證通信網(wǎng)內(nèi)的數(shù)字信號的正常交換與傳輸。方式：主從同步方式（我國）、相互同步方式、準(zhǔn)同步方式。 第六章1、波分復(fù)用定義：把不同波長的光信號復(fù)用到一根光纖中進(jìn)行傳輸?shù)姆绞健WDM:指光纖同一低損耗窗口的相鄰波長間隔較小的多個(gè)光波復(fù)用。DWDM系統(tǒng)的主要器件：光轉(zhuǎn)發(fā)器（OUT）、光合波器/分波器、光纖放大器。2、DWDM基本網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備：光終端復(fù)用設(shè)備（OTM）

26、，光線路放大設(shè)備（OLA）,光分插復(fù)用設(shè)備（OADM）和光交叉連接設(shè)備（OXC）.3、光傳送網(wǎng)的分層：光信道層（OCh）、光復(fù)用段層（OMS）和光傳輸斷層（OTS） 第七章1、光接入網(wǎng)OAN：以光纖作為傳輸媒質(zhì)來取代傳統(tǒng)的雙絞線接入網(wǎng)。作用范圍：用戶端通信設(shè)備 <> 局端交換機(jī)設(shè)備 （電話、調(diào)制解調(diào)器、計(jì)算機(jī)） （語音交換機(jī)、數(shù)據(jù)交換機(jī)） 用戶端設(shè)備將電信轉(zhuǎn)成光信號，稱ONU。 局端交換機(jī)必須要將電信號轉(zhuǎn)成光信號，稱OLT。 光接入網(wǎng)OAN = ONUOLT，實(shí)現(xiàn)雙向業(yè)務(wù)傳送。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：單星型、總線型、環(huán)形、雙星型2、ODN：用于無源光網(wǎng)絡(luò)PON，用無源光器件實(shí)現(xiàn)； 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)營成

27、本較低，對業(yè)務(wù)透明，便于升級。 缺點(diǎn)：有衰減，OLT和ONU距離受到限制。 ODT：用于有源光網(wǎng)絡(luò)AON，復(fù)用和解復(fù)在電層： 優(yōu)點(diǎn)：可克服衰減影響，距離較遠(yuǎn)、容量較大。 缺點(diǎn)：成本較高。3、OAN應(yīng)用類型：光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到家(FTTH)4、PON的功能結(jié)構(gòu)：區(qū)別：OLT應(yīng)該具有數(shù)字交叉連接功能，上行至網(wǎng)絡(luò) ONU應(yīng)該具有用戶和服務(wù)復(fù)用功能，下行至用戶ODN：由光連接器、光分路器、波分復(fù)用器、光衰減器和光濾波器組成5、接入網(wǎng)的分層：電路層、通道層、傳輸媒質(zhì)層。第八九章1、全光網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)中用戶與用戶之間的信號傳輸與交換全部采用光波技術(shù)，即端到端保持全光路，中間沒

28、有光電轉(zhuǎn)換器。2、全光網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)：光交換技術(shù)：空分光交換；時(shí)分光交換；波分/頻分光交換；ATM光交換全光中繼技術(shù)全光器件全光網(wǎng)的管理控制與操作。交換方式：3、光路交換：以波長為單位進(jìn)行交換。分組交換：利用分組進(jìn)行交換，屬于同一數(shù)據(jù)流的分組分成若干個(gè)進(jìn)行傳輸和交換，到達(dá)目的地以后再進(jìn)行重組。光突發(fā)交換：也利用分組，但是數(shù)據(jù)信息和控制信息分組進(jìn)行傳送。數(shù)據(jù)信息稱為突發(fā)。光分組流交換：也是利用分組進(jìn)行交換，不同于光分組交換，分組流是將屬于同一數(shù)據(jù)流的分組看成一個(gè)整體進(jìn)行傳輸和交換。裝訂線20102011學(xué)年一學(xué)期光纖通信期末考試一、填空題（每空1分，共20分）1、1966年7月，英籍華人（高錕）

29、博士從理論上分析證明了用光纖作為傳輸介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)光通信的可能性。2、光在光纖中傳輸是利用光的（ 折射 ）原理。3、數(shù)值孔徑越大，光纖接收光線的能力就越( 強(qiáng) )，光纖與光源之間的耦合效率就越( 高 )。4、目前光纖通信所用光波的波長有三個(gè)，它們是：（ 0.85m ）、（ 1.31m ）、（ 1.55m ）。5、光纖通信系統(tǒng)中最常用的光檢測器有：（ PIN光電二極管 ）、（ 雪崩光電二極管 ）。6、要使物質(zhì)能對光進(jìn)行放大，必須使物質(zhì)中的( 受激輻射 )強(qiáng)于( 受激吸收 )，即高能級上的粒子數(shù)多于低能級上的粒子數(shù)。物質(zhì)的這一種反常態(tài)的粒子數(shù)分布，稱為粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)分布。7、在多模光纖中，纖芯的半徑越(

30、 大 )，可傳輸?shù)膶?dǎo)波模數(shù)量就越多。8、光纜由纜芯、( 加強(qiáng)元件 )和外護(hù)層組成。9、（ 波導(dǎo)色散 ）是指由光纖的光譜寬度和光纖的幾何結(jié)構(gòu)所引起的色散。10、按光纖傳導(dǎo)模數(shù)量光纖可分為多模光纖和( 單模光纖 )。11、PDH的缺陷之一：在復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)中，由于(開銷比特 )的數(shù)量很少，不能提供足夠的運(yùn)行、管理和維護(hù)功能，因而不能滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)對監(jiān)控和網(wǎng)管的要求。12、光接收機(jī)的主要指標(biāo)有光接收機(jī)的動態(tài)范圍和（靈敏度 ）。13、激光器能產(chǎn)生激光振蕩的最低限度稱為激光器的（閾值條件 ）。14、光纖的（ 色散 ）是引起光纖帶寬變窄的主要原因，而光纖帶寬變窄則會限制光纖的傳輸容量。15、誤碼性能是光

31、纖數(shù)字通信系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)生誤碼的主要原因是傳輸系統(tǒng)的脈沖抖動和（ 噪聲 ）。二、選擇題：（每小題2分，共20分。1-7:單選題，8-10：多選題）1、光纖通信是以（ A ）為載體，光纖為傳輸媒體的通信方式。A、光波 B、電信號 C、微波 D、衛(wèi)星2、要使光纖導(dǎo)光必須使（B ）A、纖芯折射率小于包層折射率 B、纖芯折射率大于包層折射率 C、纖芯折射率是漸變的 D、纖芯折射率是均勻的3、（ D ）是把光信號變?yōu)殡娦盘柕钠骷嗀、激光器 B、發(fā)光二極管 C、光源 D、光檢測器4、CCITT于（C）年接受了SONET概念，并重新命名為SDH。A、1985 B、1970 C、1988 D、19

32、90 5、SDH傳輸網(wǎng)最基本的同步傳送模塊是STM-1，其信號速率為（A）kbits。A、155520 B、622080 C、2488320 D、99532806、摻鉺光纖放大器（EDFA）的工作波長為（ B ）nm波段。A、1310 B、1550 C、1510 D、8507、發(fā)光二極管發(fā)出的光是非相干光，它的基本原理是（ B ）。A、受激吸收 B、自發(fā)輻射 C、受激輻射 D、自發(fā)吸收8、光纖通信系統(tǒng)的是由（ ABCD ）組成的。A、電端機(jī) B、光端機(jī) C、中繼器 D、光纖光纜線路9、要精確控制激光器的輸出功率，應(yīng)從兩方面著手：一是控制（ BD ）；二是控制（ ）。A、微型半導(dǎo)體制冷器 B、調(diào)

33、制脈沖電流的幅度 C、熱敏電阻 D、激光器的偏置電流10、光纖傳輸特性主要有（AB ）A、色散 B、損耗 C、模場直徑 D 、截止波長三、簡答題（1、2題各6分，3題8分，共20分。）1、什么是光纖色散？光纖色散主要有幾種類型？其對光纖通信系統(tǒng)有何影響？答：由于光纖中傳輸?shù)男盘柊煌念l率成分或各種模式成分，在傳輸過程中，因群速度不同互相散開，引起傳輸信號波形失真、脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散。(2分)光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘柮}沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。(2分)從機(jī)理上說，光纖色散分為材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。前兩種色散由于信號不是單一頻率所引起，后一種色散由于信號不是單一模式所引起。(2分)2、什么是直接調(diào)制？什么是間接調(diào)制？各有何特點(diǎn)？答：直接調(diào)制是用電信號直接調(diào)制光源器件的偏置電流，