光纖通信期末復(fù)習(xí)

1、第1章概述1、光纖通信的基本概念：利用光導(dǎo)纖維傳輸光波信號的通信方式。光纖通信工作波長在于近紅外區(qū)：0.81.8仙m 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 0.85 仙 m、1.31 9 m 及 1.55 9 m。2、光纖通信系統(tǒng)的基本組成：（P2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)射機(jī)、光纖、光接收機(jī)以及長途干線上必須設(shè)置的 光中繼器 組成。1）在點(diǎn)對點(diǎn)的光纖通信系統(tǒng)中，信號的傳輸過程 ：由電發(fā)射機(jī)輸出的脈碼調(diào)制信號送入 光接收機(jī)，

2、光接收機(jī)將電信號轉(zhuǎn)換成光信號耦合進(jìn)光纖，光接收機(jī)將光纖送過來的光信 號轉(zhuǎn)換成電信號，然后經(jīng)過對電信號的處理以后，使其恢復(fù)為原來的脈碼調(diào)制信號送入 電接收機(jī)，最后由信息宿恢復(fù)用戶信息。2）光發(fā)射機(jī)中的重要器件是能夠完成電-光轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體光源，目前主要采用 半導(dǎo)體發(fā)光 二極管（LED）和半導(dǎo)體激光二極管（LD）。3）光接收機(jī)中的重要部件是能夠完成光-電轉(zhuǎn)換的光電檢測器，目前主要采用 光電二極管 （PIN）和雪崩光電二極管（APD）。特性參數(shù)：靈敏度4） 一般地，大容量、長距離光纖傳輸：單模光纖+半導(dǎo)體激光器LD小容量、短距離光纖傳輸：多模光纖+半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED5）光纖線路系統(tǒng)：功能：把來自光

3、發(fā)射機(jī)的光信號，以盡可能小的畸變和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C(jī)。組成：光纖、光纖接頭和光纖連接器要求：較小的損耗和色散參數(shù)3、光纖通信的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）,傳輸頻帶寬，通信容量大。（2）傳輸損耗小，中繼距離長：石英光纖損 耗低達(dá)0.19 dB/km,用光纖比用同軸電纜或波導(dǎo)管的中繼距離長得多。（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、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：1）不能遠(yuǎn)距離傳輸；2）傳輸過程易發(fā)生色散。4、（1）光纖通信在通信網(wǎng)中的未來 發(fā)展趨勢：GFP、ASON、全光網(wǎng)（?波分復(fù)用技術(shù)（WD

4、M ） ?相干光通信？超長波長光纖通信 ？光集成技術(shù)？光孤子 通信）（2）相應(yīng)技術(shù)手段：時(shí)分復(fù)用 TDM ;波分復(fù)用 WDM ;光時(shí)分復(fù)用 OTDM ;光放大 技術(shù)；色散補(bǔ)償技術(shù)。（3）技術(shù)現(xiàn)狀：PDH、SDH、WDM、光電收發(fā)器、EPON超高速度、超大容量以及超長距離傳輸 的光纖通信一直是人們追求的目標(biāo)、光纖到戶 和全光網(wǎng)是人們希望早日實(shí)現(xiàn)的夢想。目前 1.6Tbit/s的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量使用，隨著技 術(shù)和業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展， WDM 技術(shù)止從長途傳輸領(lǐng)域 向城域網(wǎng)領(lǐng)域 擴(kuò)展。未來的高速通 信網(wǎng)是全光網(wǎng)。它是以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間也是全光化，具有良好的透明性、 開放性、兼容性以及可靠性，

5、并且能夠提供巨大的帶寬，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)非常靈要形成一個(gè)已 WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立起真正的全光網(wǎng)絡(luò)，必須要解決的問題是 消除電光瓶頸，而光纖到戶FTTH是解決從Internet主干網(wǎng)到用戶的“最 后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最好方案。第2章光導(dǎo)纖維1、光纖的結(jié)構(gòu)：目前，通信用的光纖絕大多數(shù)用石英材料做成的橫截面積很小的雙層 同心圓柱體。光纖由 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：纖芯位于光纖的中心部位（直徑 d1= 950 pm）。多模光纖的纖芯為50 pm,單模光纖的

6、纖芯為910仙m。成份：高純度的二氧化硅。還摻有極少量的摻雜劑（如二氧化錯(cuò)，五氧化二磷）。作用：適當(dāng)提高纖芯對光的折射率（n1）,用于傳輸光信號。包層：位于纖芯的周圍（直徑d2= 125 m）,含有極少量摻雜劑的高純度二氧化硅。作 用：適當(dāng)降低包層對光的折射率（n2）,使之略低于纖芯的折射率，即 n1> n2,這是光纖 結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，它是使光信號封閉在纖芯中傳輸。涂敷層：由丙烯酸酯、硅橡膠和尼龍組成。作用：增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度與可彎曲性。2、光纖的分類：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

7、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50 pm。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 410 pm。適用于大容量、長距離的光纖通信。3

8、）按照傳輸波長分類：（1）短波長光纖：0.85仙m （0.80.9 pm）作用：用于短距離市話中繼線路或?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)等線路 .（2）長波長光纖：1.31.6仙m （主要1.3仙m和1.55仙m兩個(gè)窗口）作用：用于干線傳輸。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：n12-nf弱導(dǎo)波光纖：A.n2）導(dǎo)波：攜帶信息的光標(biāo)衣幅2而纖芯中，由纖芯和包值件界面引導(dǎo)前進(jìn)，這種波稱為 導(dǎo)波。形成導(dǎo)波的條件：能在纖芯界面上產(chǎn)生全反射的子午線才能在纖芯中形成導(dǎo)波，即子午射線只有滿足：$伯e<4西稈芯中形成導(dǎo)波（即滿足全反射條件）。sinn1 ”

9、23）數(shù)值孔徑NA:表示光纖加捉入射光線的能力。4）階躍型光纖中的光射線種類子午射線：子午線在端面上的投影是一條直線斜射線：是不經(jīng)過光纖軸線的空間折線。4、漸變型光纖的導(dǎo)光原理1）漸變型的子午線不是直線，而是曲線。在軸線處折射指數(shù)最大；在纖芯和包層的交界 面處折射指數(shù)最小為n2,即n2=n（a）.2）得到最佳折射指數(shù)分布的前提條件：（1）均勻的激勵；（2）恒定的光中心波長；（3） 相同傳輸損耗的模式；最佳折射指數(shù)分布：這種在最大程度上減少模式色散的 n（r）分布，稱為漸變型光纖的最佳折射指數(shù)分布。雙曲正割型和平方律型3）漸變型（平方律）光纖的最佳折射指數(shù)分布表達(dá)為：4）漸變型光纖的本地?cái)?shù)值孔徑

10、 NA漸變型光纖纖芯折射指數(shù) n1隨半徑r變化。因此，數(shù)值孔徑NA是纖芯端面上位置的函數(shù)。故，漸變型光纖纖芯在某一點(diǎn)的數(shù)值孔徑可表示為：比較：階躍型光纖的數(shù)值孔徑NA = sin 二足一啟漸變型光纖的數(shù)值孔徑 NA表征的意義:當(dāng)折射指數(shù)越大時(shí)，本地?cái)?shù)值孔徑也越大，表示光纖捕捉射線的能力就越強(qiáng)。n(r)=n(0)1-2.：(a)a軸線處的折射指數(shù)最大，捕捉射線的能力最強(qiáng) 例題：已知：漸變型光纖的折射指數(shù)分布為： 試求：該光纖的本地?cái)?shù)值孔徑。_22,由今"的48原理解： NA（r） = I 25、用波動理論盤分析.（1）階躍型光纖的標(biāo)量近似解法歸一化頻率：P26 1 V =&而1

11、k0a導(dǎo)波的數(shù)量：P32單模傳輸條件：0<V<2.40483（2）漸變型光纖的標(biāo)量近似解法歸一化頻率：P26 TV=J2in1k0aV-最大導(dǎo)波數(shù)量：P37 截止條件V< Vc；遠(yuǎn)離截止：Vj0°例題：已知：漸變光纖纖芯的折射指數(shù)為n1=1.5,相對折射指數(shù)差4 =0.01、纖芯半徑a=25p m。若入0 =1pm,求：該光纖的歸一化頻率值及其中傳播的模數(shù)量。解：V = 2 nRak =互代入數(shù)據(jù)可得歸一化頻用為：% V =32.3216_曠士最大傳播模式數(shù)量= 261例題：已知：階躍型光纖，若 n1=1.5,入0=1.31 pm,（1）若=0.01,當(dāng)保證單模傳輸

12、時(shí)，纖芯半徑 a應(yīng)取多大？（2）若纖芯半徑a=5p m,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=5 ii m 27r0V V2A* 1.5 * * 5 <2.46、階躍光纖的折射率主要由于以下兩方面的原因使得折射指數(shù)呈漸變趨勢：纖芯材料和包層材料各不同，在制造過程中，相互擴(kuò)散滲透，使得在纖芯包層交界處折射率由n1逐漸過度到n2,呈 圓形”變化MCVD工藝制造過程中，在預(yù)制棒制作階段，使得纖芯r=0處，折射指數(shù)下陷。7、單模光纖的特征參數(shù)：（1）衰減系數(shù)（2）截止波長入c：當(dāng)人 c時(shí)，光纖才能傳輸基模。（3）模場直徑d:沿芯

13、徑方向上，相對該場強(qiáng)最大點(diǎn)功率下降了 1/e的兩點(diǎn)之間的距離，稱為單模光纖的模場直徑四種新型單模光纖：1） .色散位移單模光纖（DSF常規(guī)石英單模光纖：在1.55仙m處損耗最小；在1.31仙m時(shí)色散系數(shù)趨于零；色散位移單模光纖（DSF）:將零色散點(diǎn)移到1.55仙m單模光纖的色散=材料色散+波導(dǎo)色散。實(shí)現(xiàn)方法：通過改變光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)，加大波導(dǎo)色散值。圖示 色散位移光纖的色散2） .非零色散光纖NZDF存在問題：在色散位移光纖線路中采用光纖放大器會使得光纖中的光功率密度加大，引起非線性效應(yīng)。當(dāng)應(yīng)用到 WDM系統(tǒng)中造成光波間能量交換，引起信道問干擾。解決方法：將零色散波長移至1.54-1.565范圍

14、內(nèi)，減小其色散值。約為 1.04.0PS/km nm。3）、色散平坦光纖DFF為了挖掘光纖的潛力，充分利用光纖的有效帶寬，最好使光纖在整個(gè)光纖通信的長波段（1.31.6 pm）都保持低損耗和低色散，即研制了一種新型光纖為了實(shí)現(xiàn)在一個(gè)比 較寬的波段內(nèi)得到平坦的低色散特性，采用的方法是利用光纖的不同折射率分布來達(dá) 到目的。4）色散補(bǔ)償光纖DCF?色散補(bǔ)償又稱為光均衡，它主要是利用一段光纖來消除光纖中由于色散的存在使 得光脈沖信號發(fā)生的展寬和畸變。?能夠起這種均衡作用的光纖稱為色散補(bǔ)償光纖（DCF）。?如果常規(guī)光纖的色散在1.55仙m波長區(qū)為正色散值，那么 DCF應(yīng)具有負(fù)的色散系 數(shù)。使得光脈沖信號

15、在此工作窗口波形不產(chǎn)生畸變。DCF的這一特性可以比較好地達(dá)到高速率長距離傳輸?shù)哪康?。適用光纖：G.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?？梢?盡量克服FWM混頻等非線性效應(yīng)帶來的影響。綜上所述，選擇G.655作為WDM使用的光纖最為適宜。8、光纖的傳輸特性：（1）光纖的損耗特性分類：吸收損

16、耗、散色損耗吸收損耗定義：光波通過光纖材料時(shí)，有一部分光能變成熱能，從而造成光功 率的損失。原因1:本征吸收。即光纖基本材料（SiO2）固有吸收。吸收損耗的大小與波長有關(guān)，對于SiO2石英系光纖，本征吸收有兩個(gè)吸收帶，分別為紫外吸收帶，和紅外吸收帶。原因2:雜質(zhì)吸收。材料的不純凈和工藝不完善造成的附加吸收損耗。尤為氫氧根離子的吸收。散射損耗定義：由于光纖的材料、形狀及折射指數(shù)分布等的缺陷或不均勻，光纖中傳導(dǎo)的光散射而產(chǎn)生的損耗。分類：線性散射損耗、非線性散射損耗。? 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：受激喇曼散射、受激布里淵散射等。 瑞利散射損耗? 瑞

17、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1/入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。（ 2）光纖的色散特性一般將光功率降到峰值一半時(shí)所對應(yīng)的波長范圍稱為光源的譜線寬度，用A入表示。一個(gè)理想的光源發(fā)出的應(yīng)是單色光，即譜線寬度應(yīng)為零。光纖中傳送的信號是由不同的頻率成分和不同的模式成分構(gòu)成的。它們有不同的傳播速度，將會引起脈沖波形的形狀發(fā)生變化。如果從波形在時(shí)間上展寬的角度去理解，也就是光脈沖在光纖中傳

18、輸，隨著傳輸距離的加大，脈沖波形在時(shí)間上發(fā)生了展寬，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，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)B mn不同，它所引起的色散稱為模式色散。?材料色散：由于光纖材料本身的折射指數(shù)n和波長入呈非線性系，從而使光的傳播速度隨波長而變化，這樣引起的色散稱為材料色散。?波導(dǎo)色散：光纖中同一模式在不同的頻率下傳輸時(shí)，其相位常數(shù)不同，這樣引起的色散稱為波導(dǎo)色散。材料色散和波導(dǎo)色散都屬于頻率色散，在多模光纖中存在頻率色散和模式色散；在單模光纖中只存在頻率色散。比較：多模階躍型光纖和多模漸變型

19、光纖，依照時(shí)延差公式，在相同的條件下，漸變型光纖的色散較小。9、色散對中繼距離的影響：（ 1）碼間干擾對中繼距離的影響： “拖尾 ”現(xiàn)象引起。（ 2）模分配噪聲對中繼距離的影響：高碼速條件下，多縱模激光器產(chǎn)生的信號功率譜線隨機(jī)分配，造成接收端判決困難。（ 3）啁啾聲對中繼距離的影響：直接強(qiáng)度調(diào)制狀態(tài)下，單縱模激光器在注入電流變化的時(shí)候，有源區(qū)的折射率指數(shù)發(fā)生變化使得振蕩波長隨時(shí)間偏移，即：頻率啁啾。這種情況下，光脈沖經(jīng)過光纖后，在色散作用下，光脈沖波形展寬，因此接收取樣點(diǎn)所接收的信號就會存在隨機(jī)成分，即：啁啾聲。10、衰減對中繼距離的影響11、最大中繼距離的計(jì)算（ 1）衰減受限系統(tǒng)：在衰減受限

20、系統(tǒng)中，中繼距離越長，則光纖通信系統(tǒng)的成本越低，獲得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益越高。在工程設(shè)計(jì)中，一般光纖通信系統(tǒng)的中繼距離可以表示為：P112（ 2） 色散受限系統(tǒng)：中繼距離公式為：P114【例題4-1若一個(gè)622Mbit/s單模光纜通信系統(tǒng)，其系統(tǒng)總體要求如下：系統(tǒng)中采用InGaAs隱埋異質(zhì)結(jié)構(gòu)多縱摸激光器，具閥值電流小于 50mA,標(biāo)稱波長=1310mm,波長變化范圍為=1295mm,=1325mm。光脈沖譜線寬度<2nm.o發(fā)送光功率 =2dBm。如用高性能的PIN-FET組件，可在BER=1 X 條件下得到 接收靈敏度=-30dBm,動態(tài)范圍D»20dB。那么考慮采用直埋方式情況

21、下，光纜工作環(huán) 境溫度范圍為0c26c時(shí)，計(jì)算最大中繼距離。解：（1）衰減的影響：若考慮光通道功率代價(jià)=1dB,光連接器衰減Ac=1dB （發(fā)送和接收各一個(gè)），光纖接頭損耗 As=0.1dB/Km,光纖固有損耗=0.28dB/Km ,取 M c=0.1dB/Km, ME=3.2dB,則：色散的影響：取光纖色散系數(shù)D&2ps/（km nm）,由上述計(jì)算可以看出，中繼距離只能小于46km,對于大于46km的線段，可采用加中繼站或光放大器的方法解決。12、光纖的非線性效應(yīng)定義：在強(qiáng)光場的作用下，光波信號和光纖介質(zhì)相互作用的一種物理效應(yīng)。包括：由于散射作用而產(chǎn)生的非線性效應(yīng)。如，受激喇曼散射、

22、布里淵散射；由于光纖的折射指數(shù)隨光強(qiáng)度變化引起的非線性效應(yīng)。如，自相位調(diào)制SPM、交叉相位調(diào)制XPM、四波混頻FWM等。13、光孤子通信：為了使光纖中所傳輸?shù)墓庑盘柲軌虮３制涿}沖波形的穩(wěn)定，從而提高系統(tǒng)的傳輸距離。這種技術(shù)稱為光孤子通信。光纖的損耗和色散是制約傳輸系統(tǒng)中繼距離的主要因素,而 光孤子通信技術(shù) 可以解決色 散問題。第3章光纖通信器件1、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。光和物質(zhì)的相互作用：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

23、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。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

24、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)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 一一鈿錢種磷

25、（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。3 ）比較 LD、LE:4、常用的半導(dǎo)體光電檢測器：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)：光生載流子在P-N結(jié)強(qiáng)電場處加速后與晶格的原子發(fā)生碰撞后使價(jià)帶的電子得到了能量；越過禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，產(chǎn)生新的電子 一空穴對；電子一空穴對在強(qiáng)電場再次被加速， 再次碰撞；循環(huán)過程，能量倍增。5、光放大器分類：半導(dǎo)體光放大器和光纖放大器光纖放大器：非線性光纖放大器（如：拉曼放大器）和摻餌光纖放大器（EDFA）。1） ）

26、 EDFA 的優(yōu)點(diǎn)：工作波長接近于光纖低損耗窗口： 1.531.56仙m 泵浦功率低，僅需幾十毫瓦；高增益：40dB低噪聲、噪聲系數(shù)可低至34dB,大 功率輸出：1420dBm。連接損耗低：0.1dB。2） EDFA的基本結(jié)構(gòu)：由摻餌光纖、泵浦光源（主體部件）、光耦合器、光濾波器等組 成。3） EDFA的工作原理：在泵浦源的作用下，在摻餌光纖中出現(xiàn)了粒子數(shù)發(fā)轉(zhuǎn)分布，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：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）

27、光波分復(fù)用器是對光波波長進(jìn)行合成與分離的光器件。有光波分復(fù)用器構(gòu)成的光波分 復(fù)用系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上來分，可分為 單纖單向 WDM系統(tǒng)和單纖雙向 WDM 系統(tǒng)（基本應(yīng) 用方式）。單向的擴(kuò)容效率高，具有升級效應(yīng)，不要求對原有的光纖設(shè)施進(jìn)行改動；雙 向具有簡化傳輸網(wǎng)絡(luò)等方面的優(yōu)點(diǎn)。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)：存在插入損耗和用光等問題。3） WDM對光源和光電檢測器的要求對光源的要求： 激光器輸出波長保持穩(wěn)定 激光器應(yīng)具有比較大的色散容納值采用外調(diào)制技術(shù)對光檢測器的要求：具備多波長檢測能力4

28、） WDM監(jiān)控和管理系統(tǒng)兩個(gè)功能：對 EDFA的監(jiān)控與管理；對各波道工作狀態(tài)的監(jiān)5)分類：WDM、DWDM密集波分復(fù)用、CWDM粗波分復(fù)用根 據(jù) 波 長 間 隔 分 類 ： WDM （ 約 幾 十 nm 或 者 200nm ）；CWDM （10nm） ; DWDM （0.42nm）。我國采用100GHz和200GHz作為通路間隔標(biāo)準(zhǔn)。6） WDM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 光發(fā)射機(jī)輸入： SDH 的光信號；輸出： WDM 的光信號。 光接收機(jī)輸入： WDM 的光信號；輸出： SDH 的光信號。 光中繼可以使用EDFA,也可以使用RFA。增益選取適當(dāng)，不能過大避免光纖處于非線性狀態(tài)7） WDM 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備

29、OADM （光分插復(fù)用器）：與SDH 的 ADM 功能類似：波長上、下話路的功能；具有波長轉(zhuǎn)換功能；具有光中繼放大和功率平衡功能；提供復(fù)用段和通道保護(hù)倒換功能，支持各種自愈環(huán)；具有多業(yè)務(wù)接入功能，比如SDH、 Gbit。不同之處：OADM 是在光域上完成；ADM 是在電域上完成OXC （光數(shù)字交叉連接器）：用于完成光域上光信號的交叉連接OXC 實(shí)現(xiàn)的三種方式： 光纖交叉連接（FXC）:以一根光纖所傳輸?shù)目側(cè)萘繛榛A(chǔ)進(jìn)行交叉連接。優(yōu)點(diǎn)：交叉容量大。缺點(diǎn)：缺乏靈活性。 波長交叉連接（ WSXC） ：能夠轉(zhuǎn)換從輸入光纖到輸出光纖的一個(gè)子集的波長信道。優(yōu)點(diǎn)：比FXC 靈活，可提供波長業(yè)務(wù)等。缺點(diǎn)：無波

30、長轉(zhuǎn)換，會遇到波長缺乏的情況。 波長轉(zhuǎn)換連接（WIXC ）：任意輸入波長經(jīng)轉(zhuǎn)換到任意輸出波長。優(yōu)點(diǎn)：任意波長轉(zhuǎn)換，最靈活8）采用光波分復(fù)用技術(shù)的高速光纖通信線路影響波分復(fù)用系統(tǒng)性能的因素：（1）制作技術(shù)和成本限制：光器件制作成本高于電子器件，而且很多理論上沒問題，實(shí)際部件難以實(shí)現(xiàn)。（2）串?dāng)_影響：信道之間的串?dāng)_，引起誤碼。（3）穩(wěn)頻：激光器的發(fā)射頻率。（4）阻塞特性：對OXC 要求無阻塞特性。9）與WDM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)的因素最小光功率：光放輸入端，要求到達(dá)最后一個(gè)光放至少需要多少功率。最大光功率：光放輸出端，以不出現(xiàn) SRS非線性效應(yīng)為目標(biāo)，控制功率輸出。信噪比、通道間隔、總通道數(shù)對傳輸距離的

31、影響。第 4 章 光纖通信系統(tǒng)1、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）一一傳輸系統(tǒng)脈沖編碼調(diào)制（PCM）通信系統(tǒng)中白接口碼型：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)。備用系統(tǒng)：采用主備用、負(fù)荷分擔(dān)等形式防止主系統(tǒng)故障。-48V監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，比如：系統(tǒng)的溫度、光功率等指標(biāo)是否正常；控制系統(tǒng)的某些動作，比如：主備用系統(tǒng)切換指令等。3、掌握直接調(diào)制和間接調(diào)制1）直接調(diào)制：

32、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&WDM1、 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)

33、自由靈活地上下話路功能。DXC 具有 ADM 所有功能，還具有交叉連接，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 STM N 信號的交叉連接功能，多端口器件。相當(dāng)于

34、交叉矩陣，完成各個(gè)信號間的交叉連接。可將輸入的m 路信號交叉連接到輸出的n 路信號上5）再生中繼器：光傳輸網(wǎng)的再生中繼器有兩種：一種是純光的再生中繼器，主要進(jìn)行光功率放大以延長光傳輸距離；一種是用于脈沖再生整形的電再生中繼器，主要通過光/電變換，電信號抽樣、判決、再生整形、電/光變換，以達(dá)到不積累線路噪聲，保證線路上傳送信號波形的完好性。2、 SDH 網(wǎng)模型架構(gòu)SDH 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)。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。2）速率：同步傳輸模塊：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：只有復(fù)用功能（簡單

35、）；復(fù)用、交叉連接多種功能（復(fù)雜）。速率：同步傳輸模塊：STM-N, N = 1、4、16等。STM-1155.520Mbit/s155Mbit/sSTM-4622.080Mbit/s622Mbit/sSTM-162488.320Mbit/s2.5Gbit/sSTM-649953.280Mbit/s10Gbit/sSTM-25639813.12Mbit/s40Gbit/s3）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）：Ts=125 soSTM-1 速率獲得：比特?cái)?shù)：9X270X NX 8=9 X270X 1X8=19440

36、b速率：19440b/Ts= 155.520Mb/so STM-N 速率同理3、 STM-N 幀包括三個(gè)部分：SOH、 AU-PTR、 PAYLOAD1）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)才5STM-16整體的傳輸性能。 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。4、 SDH 網(wǎng)

37、的特點(diǎn)：（1） SDH由一系列網(wǎng)元構(gòu)成（NE）,可在光纖、微波、衛(wèi)星等傳輸系統(tǒng)上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用和交叉連接。（ 2）有統(tǒng)一接口NNI 。（ 3）有統(tǒng)一信息格式STM-N 。（ 4）有豐富的管理比特，增加網(wǎng)絡(luò)維護(hù)能力。（ 5）可以兼容PDH、 ATM 、 B-ISDN 等信號，具有廣泛適應(yīng)性。5、 SDH 的復(fù)用包括兩種情況：（ 1）低階的SDH 信號復(fù)用成高階SDH 信號；（2）低速支路信號（例如 PDH的2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）復(fù)用成 SDH信號 STM-N 。三個(gè)步驟：映射（信號打包）；定位（指針調(diào)整）；復(fù)用（字節(jié)間插復(fù)用）。容器C:具有一定格式的幀結(jié)構(gòu)

38、，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。6、 SDH 光傳輸系統(tǒng)在 SDH 網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用的兩種類型的系統(tǒng)：1）點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)：具有復(fù)用和光接口的線路終端；中繼器（可

39、以用半導(dǎo)體放大器，也可以用光放大器）2）環(huán)路系統(tǒng)：用戶網(wǎng)：將各種業(yè)務(wù)接入環(huán)路ADM -> DXC-> 匯接網(wǎng) ADM 。匯接網(wǎng)：省內(nèi)各地ADM 成環(huán)路長距離干線網(wǎng)：全國各省ADM 成環(huán)狀。7、 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。8、 SDH 網(wǎng)絡(luò)的自愈保護(hù)（ 1）自動線路保護(hù)倒換：1） 1 1 方式（兩根光纖）發(fā)端、收端永久和主用、備用信道相連接；STM-N 可以同時(shí)在主備用信道中傳送；對兩路信號同時(shí)監(jiān)測，主用作為輸出；如果主用出現(xiàn)問

40、題，MSP 自動從備用信道接收信號。MSA:復(fù)用段適配功能MSP:復(fù)用段保護(hù)MST:復(fù)用段終端（MSOH）RST ：再生段終端（RSOH）SPI ： SDH 物理接口2） 1： n 方式通過 2SDH 幀結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)自動保護(hù)倒換字節(jié)K1 、 K2 完成倒換保護(hù)操作（2）環(huán)路保護(hù)P166-168圖5-3841類型劃分：二纖單向通道倒換環(huán)；二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)；二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)；四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)9、光傳送網(wǎng)：1）分層結(jié)構(gòu)：簡單的劃分為3 層基本功能：業(yè)務(wù)層：各種不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)。電交換/復(fù)接層：提供業(yè)務(wù)服務(wù)，諸如交換等。光傳送層：信號傳輸。三層之間的關(guān)系：下層為上層提供支持手段。根據(jù)

41、網(wǎng)元所起作用來劃分：2）交換方式：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。3）波長路由機(jī)制：波長通道（ WP） ：光通路的OXC 沒有波長轉(zhuǎn)換功能。例：A-1-6-7-10-D 始終用同一波長；此時(shí)，如有另外一個(gè)通道C-7-10-D 則在 7-10 段產(chǎn)生沖突。虛波長通道（VWP）:如果利用 WDM ,將上述例子中重

42、復(fù)用到的7-10段，分別對不同通道的信號用不同的波長，則可解決波長沖突的問題。OXC 需具備波長轉(zhuǎn)換功能。第 6 章 城域光網(wǎng)絡(luò)1、城域網(wǎng)：在地域上覆蓋城市及其郊區(qū)范圍、為城域多業(yè)務(wù)提供綜合傳送平臺的網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體、IP 等接入。業(yè)務(wù)：文字、圖像、多媒體等數(shù)據(jù)服務(wù)。以后發(fā)展方向：實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、多媒體均用IP 承載。采用 可管理 和 可擴(kuò)展 的 分層電信運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)。分為 3 層： 核心層 、 匯聚層 、 接入層 。2、核心層：1）基本功能：完成城域網(wǎng)內(nèi)部信息的高速傳送與交換，實(shí)現(xiàn)與其它網(wǎng)絡(luò)的互連互通。2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型+負(fù)荷分擔(dān)模式3）傳輸速度：網(wǎng)內(nèi)傳輸鏈路采用155M、

43、2.5G、 100M、 1G 混合組網(wǎng)。國家骨干采用2.5G高速傳輸。3、匯聚層：1）基本功能：完成信息的匯聚和分發(fā)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)用戶網(wǎng)絡(luò)管理。2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型+負(fù)荷分擔(dān)模式3）傳輸速度：155M、100M、1G混合組網(wǎng)。4、接入層：1）基本功能：為用戶提供具體的接入手段。2）接入方式：有線接入、無寺接入等。5、1） MAN傳輸至 WAN采用的傳輸技術(shù)：IP over SDH、IP over WDM、GE、IP over ATM。2） MAN中各個(gè)交換、路由設(shè)備采用的傳輸技術(shù)：MSTP、FE和GE所使用的光電U僅發(fā)。其中，MSTP傳輸距離遠(yuǎn)，可靠性高，但是 帶寬利用率低。FE和GE的光電收發(fā)作為

44、二層交換和匯聚常用方式6、IP over ATM :有 QoS保證；適應(yīng)于多業(yè)務(wù)：呼叫處理能力較弱；封裝開銷 較高。IP over SDH：保留因特網(wǎng)的無連接特性；簡化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；提高傳輸效率；符 合Internet業(yè)務(wù)特點(diǎn)；具有自愈功能；僅對IP業(yè)務(wù)支持良好；缺乏QoS保證。IP over WDM :簡化層次；充分利用光纖的帶寬資源；對傳輸碼率、數(shù)據(jù)格式和 調(diào)制方式透明。GE:基于IP業(yè)務(wù)；提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率；無 QoS保證。 MSTP :適應(yīng)于多業(yè)務(wù)；可實(shí)現(xiàn)帶寬管理；具有保護(hù)機(jī)制； 能夠支持VLAN、流量控制等功能7、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

45、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 = ONU + OLT ,實(shí)現(xiàn)雙向業(yè)務(wù)傳送。雙星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：單星型、總線型、環(huán)形、單星形網(wǎng)雙星形網(wǎng)總線形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)8、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Ml 09、OAN應(yīng)用類型：光纖到路邊（F

46、TTC）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到家（FTTH） FTTC: ONU設(shè)置在路邊的人孔或電線桿上的分線盒處，或者交接箱處。FTTC 一般采用雙星形結(jié)構(gòu)，從ONU 到用戶之間采用雙絞線銅纜，若要傳送寬帶業(yè)務(wù)則要用高頻電纜或同軸電纜。FTTB ：將 ONU 直接放在大樓內(nèi)，再由銅纜將業(yè)務(wù)分配到各個(gè)用戶。適合高密度用戶 區(qū)，也更容易滿足未來寬帶業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枰?。FTTH ：是一種全光纖的光接入網(wǎng)，適于引入新業(yè)務(wù)，對傳輸制式、帶寬和波長等基本上沒有限制，并且ONU 安裝在用戶處，供電、安裝維護(hù)等都比較方便10、無源光網(wǎng)絡(luò)PON 的傳輸原理：ONU>OLT:上行信號，采用 OTDMA , OWD

47、MA , OCDMA接入技術(shù)OLT>ONU:下行信號，采用 OTDMA技術(shù)。1） OTDMA ：? 上行信號傳輸時(shí)間分成若干時(shí)隙，每個(gè)ONU 只能在其相應(yīng)時(shí)隙才能發(fā)送分組信息。? 缺點(diǎn)：由于每個(gè)ONU 至無源光分路器的距離不同，導(dǎo)致傳輸時(shí)間和信號幅度有差別。? 必須嚴(yán)格確定每個(gè)ONU 信息的起始位置，避免出現(xiàn)混亂。2） OWDMA ：? 采用 WDM 技術(shù)，每個(gè)ONU 使用不同波長作為載波。? 光分路器處，不同波長被耦合進(jìn)同一根光纖。? OLT 處，使用光分波器分出不同波長的分組信號。3） OCDMA：每個(gè)用戶分配一個(gè)碼字，用戶數(shù)據(jù)在OLT 通過該指定的碼字調(diào)制后發(fā)送到ONU，ONU 采

48、用同樣的碼字進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)，所有操作均在光域完成，不需要復(fù)雜的控制協(xié)議和時(shí)鐘同步技術(shù)。由于不同的ONU 數(shù)據(jù)采用不同的碼字調(diào)制，因此信息的安全性非常高，用戶接入方式也很靈活。11、 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12、以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON 的傳輸原理與幀結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)：OLT、ODN、ONU。其中 OLT支持多種接口。EPON為單纖雙向系統(tǒng)。上行波長：1260nm1360nm；下行波長：1480nm1500nm； CATV業(yè)務(wù)（即，三波長應(yīng)用）

49、：1540nm1560nm13、 EPON 上行信號：采用TDMA 技術(shù)。每路信號占據(jù)一個(gè)指定時(shí)隙從而避免碰撞。EPON 下行信號：廣播形式幀的組成：同步標(biāo)識符若干個(gè)長度可變的數(shù)據(jù)包（信頭凈荷誤碼檢測域）14、 EPON 數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)：MPCP、 ONU 即插即用問題、OLT 測距和延時(shí)補(bǔ)償兼容性等問題。MPCP:分配各個(gè)ONU帶寬，目前采用輪詢的方式，即 ONU向OLT報(bào)告業(yè)務(wù)需求 狀況，比如優(yōu)先等級和時(shí)延控制等來得到給定的帶寬。ONU 的 即 插 即 用 ： 任 何 一 個(gè) ONU 加 入 OLT 后 不 會 對 其 它 ONU 正在運(yùn)行業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。OLT 兼容性：協(xié)

50、議的兼容。目前只采用只面向ONU。15、IP over SDH: POS是通過SDH提供高速傳輸通道來直接傳送IP分組。 用到兩種技術(shù)：(1) SDH:幀結(jié)構(gòu)經(jīng)過擴(kuò)展以后提供了將IP包直接封裝進(jìn)SDH幀的功能(2) IP:傳輸IP的速率可以達(dá)到SDH的數(shù)量級。問題：(1)對于IP設(shè)備提出：轉(zhuǎn)發(fā)至SDH設(shè)備的速率要達(dá)到Gbit級別。(2)對于SDH設(shè)備提出：如何封裝進(jìn)IP包。16、(1)數(shù)據(jù)封裝? IP->PPP-HDLC->SDH? IP是網(wǎng)絡(luò)層，屬于網(wǎng)絡(luò)層的無連接協(xié)議，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的尋址和路由選擇。? PPP+HDLC:主要進(jìn)行幀的無誤發(fā)送和接收并實(shí)現(xiàn) IP包封裝至SDH幀?

51、SDH主要是物理層協(xié)議，建立兩點(diǎn)之間物理通道，實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流在兩點(diǎn)之間(2) HDLC:高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議是基于的一種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，使傳送到下一層的 數(shù)據(jù)在傳輸過程中能夠準(zhǔn)確地被接收PPP: PPP幀格式以HDLC幀格式為基礎(chǔ)。二者主要區(qū)別：PPP是面向字符的，而HDLC面向位。PPP在點(diǎn)到點(diǎn)串行線路上使用字符填充技術(shù)。所以，所有的幀的大小都是字節(jié)的 整數(shù)倍(3) PPP-HDLC在SDH幀中的封裝(4) POS的特點(diǎn)：? IP映射到SDH實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸，保留Internet的無連接特性，簡化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié) 構(gòu)，成本較低。?可以利用SDH技術(shù)本身的環(huán)路自愈功能進(jìn)行鏈路保護(hù)從而防止鏈路故障而

52、造成的 網(wǎng)絡(luò)中斷，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。?僅對IP業(yè)務(wù)支持良好，擴(kuò)展性不理想。只有業(yè)務(wù)分級而沒有業(yè)務(wù)質(zhì)量分級。17、IP over WDM光網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)光適配層(1) WDM光層的分層：J(2)光適配層位于IP電層與WDM光層之間，它負(fù)責(zé)向不同的高層提供光通道。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)的處理和傳送；光網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)提供網(wǎng)絡(luò)，使數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的組成設(shè)備主要包括 ATM網(wǎng)絡(luò)層交換機(jī)和路由器等，光網(wǎng)絡(luò)層的組成設(shè) 備主要是WDM終端、光放大器及光纖等。(3)目前可用于IP over WDM幀結(jié)構(gòu)有SDH幀格式和千兆以太網(wǎng)幀格式由此派生出在IP Over WDM光因特網(wǎng)上的兩個(gè)應(yīng)用：1)高性

53、能的數(shù)據(jù)互連設(shè)備(如交換機(jī)和路由器等)可直接與光纖相連；2)也可以連接在向各類客戶(如 atm交換機(jī)、路由器、SDH網(wǎng)元設(shè)備等)提供光波長 路由的光網(wǎng)絡(luò)層上。(4)特點(diǎn):簡化層次，減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和功能重疊充分利用光纖的帶寬資源，極大地提高帶寬和相對傳輸速率對傳輸碼率、數(shù)據(jù)格式及調(diào)制方式透明。18、解釋EPON中采用測距的原因，如何進(jìn)行測距？答：(1) EPON有兩個(gè)原因產(chǎn)生時(shí)延：一個(gè)是物理距離的不同，另一個(gè)是環(huán)境溫度的變化和光電器件的老化等因素。EPON 的點(diǎn)對多點(diǎn)的特殊結(jié)構(gòu)決定了各個(gè)ONU 對OLT 的時(shí)延不同，各個(gè)ONU 的發(fā)出的信號會在上行信道發(fā)生碰撞，使得信號到達(dá)OLT 的時(shí)間具有不確定

54、性。這些特點(diǎn)決定了必須采用測距技術(shù)補(bǔ)償因ONU 和 OLT之間的距離不同和溫度變化引起的傳輸時(shí)間差異。( 2)測距有粗測和精測。采用帶內(nèi)開窗測距法，基本思路：當(dāng)某個(gè)ONU 需要測距時(shí)， OLT 下令暫停其他各個(gè)ONU 發(fā)送上行業(yè)務(wù)，形成一個(gè)測距窗口供被測的ONU 使用，被測距的ONU 發(fā)送一個(gè)特定信號，在OLT 處接收這個(gè)信號并計(jì)算出時(shí)延值，完成粗測，再通過檢測上行信號相位變化實(shí)時(shí)調(diào)整時(shí)延值，完成精測。第 7 章 基于 SDH 的多業(yè)務(wù)傳送平臺1、 多業(yè)務(wù)傳送平臺MSTP ：能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM 、 ATM 、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送功能，并能提供統(tǒng)一網(wǎng)管的、基于SDH 的平臺。MSTP

55、技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持上。2、 MSTP 的技術(shù)特點(diǎn)：保持 SDH 技術(shù)的一系列優(yōu)點(diǎn)。例如，具有良好的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制和TDM 業(yè)務(wù)處理能力。提供集成的數(shù)字交叉連接功能。在網(wǎng)絡(luò)邊緣使用具有數(shù)字交叉功能的MSTP設(shè)備，可節(jié)約系統(tǒng)傳輸帶寬和省去核心層中昂貴的大容量的數(shù)字交叉連接系統(tǒng)端口。具有動態(tài)帶寬分配和鏈路高效建立能力。在MSTP中可根據(jù)業(yè)務(wù)和用戶的即時(shí)帶寬需求，利用級聯(lián)技術(shù)進(jìn)行地愛看分配和鏈路配置、維護(hù)與管理。支持多種以太網(wǎng)業(yè)務(wù)類型。支持 WDM 擴(kuò)展。提供綜合的網(wǎng)絡(luò)管理能力。3、 MSTP 中的關(guān)鍵技術(shù)：( 1) 級聯(lián) ：一種組合過程，通過將幾個(gè)C-n 的容器組合起來，構(gòu)成一個(gè)大的容器來滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)囊?，這就是級聯(lián)。級聯(lián)可分為相鄰級聯(lián)和虛級聯(lián)。相鄰級聯(lián)：利用同一個(gè)STM-N中不相鄰的VC-4級聯(lián)成VC-4Xc ,以此作為一個(gè)整體信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳輸。虛級聯(lián) ：將分布在同一個(gè)STM-N 中不相鄰的VC-