光纖通信題和答案

1、一、填空1. 光纖是由中心的纖芯 和外圍的 包層同軸組成的圓柱形細(xì)絲；為實(shí)現(xiàn)光能量在光纖中的傳輸，要求中心的的折射率稍高于 外圍的 包層的折射率。2. 漸變型光纖的白聚焦效應(yīng) 說明不同入射角的光線，雖然經(jīng)歷的路程不同，但最終都會(huì)聚在一點(diǎn)上。3. 單模光纖傳輸?shù)臈l件為 v= （ 2兀a/入） jn12 n22 <=2.405。4. 由于 色散的存在，使得在光纖中傳輸?shù)墓饫w信號(hào)，無論是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)的幅度都要減??；光纖的 超決定了系統(tǒng)的傳輸距離。（色散限制了帶寬）5. 通信網(wǎng)由 SDH傳送網(wǎng) 、WDM光網(wǎng)絡(luò)、光接入網(wǎng) 組成。6. PON即 無源出網(wǎng)絡(luò) 中常用的多址技術(shù)有三種： 頻分多址

2、（FDMA）時(shí) 分多址（TDMA）波分多址（WDMA） （AON有源光網(wǎng)絡(luò)）7. 接入網(wǎng)由和用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI） 之間的一系列傳送實(shí)體組成，為供給電 信業(yè)務(wù)而提供所需的傳送承載能力，可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)管理接口Q3 配置和管理。8. 在SDHfr，將低速的支路信號(hào)復(fù)接為高速信號(hào)，需經(jīng)過 傳 輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò) 、通道層網(wǎng)絡(luò)、電路層網(wǎng)絡(luò) 。9. DWD嗪統(tǒng)可分為雙纖單向傳輸 WDM 系統(tǒng)和單纖雙向傳輸WDM系統(tǒng)。光與物質(zhì)互相作用時(shí)有三種基本過程：受激吸收/白發(fā)輻射/受激輻射二、選擇題1. 1970年，光纖研制取得了重大突破，美國康寧公司成功研制了損耗為（A ）的石英光纖，從而展現(xiàn)了光纖通信美好的 前景。A 2

3、0 dB/km B ） 1000 dB/km C） 2.5 dB/km D） 4 dB/km2. 光纖中傳送的電磁場模式為DA） TMte B ） EMK C） TEM 波 D） TM、EMM其混合 波3. 影響多模光纖中的色散主要是C>A>BA）材料色散B ）波導(dǎo)色散C）模式色散 D）色度色散4. 下列哪項(xiàng)不屬于光無源器件:DA）連接器B ）光耦合器 C）光隔離器 D）光檢測器5. 下列不屬于數(shù)字光發(fā)射機(jī)調(diào)制特性的是DA）電光延遲 B ）弛張振蕩 C）白脈動(dòng)現(xiàn)象 D）暗電流 噪聲6. 平均故障間隔時(shí)間常用下列哪項(xiàng)表示BA) MTTR B ) MTBF C)MFRB D)MRTT7

4、. EDF"作的窗口是 BA) 1310 nm B ) 1550nm C)980nmD)1480nm8. 下列哪項(xiàng)不屬于我國在傳輸參考模型中提出的參考數(shù)字DA 420 km B ) 5000km C)280kmD)6400km (美國)9. 二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)利用下列甚磨協(xié)議實(shí)現(xiàn)倒換環(huán)功能(A)A APS B ) AIS C)AC D)SOA10.STM-1是SD沖勺同步傳輸模塊，傳輸速率是 AA) 155.520 Mb/s B) 2.048 Mb/s C)1.544 Mb/sD)622.080 Mb/s三、判斷正確與錯(cuò)誤1. 1960年，美國人梅曼發(fā)明了第一臺(tái)紅寶石激光器(T )

5、2. NA越大，則光纖中的信息傳輸量越大。(F )3. 高能級(jí)的粒子數(shù)多，低能級(jí)的粒子數(shù)少稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。(T)4. 耦合器的主要特性參數(shù)如下：耦合比、附加損耗、方向性DIR、 一致性。(F)還有插入損耗5. SDh#輸系統(tǒng)中使用的線路編碼是擾碼。()6. SDH勺幀結(jié)構(gòu)是塊形，有9行，每幀有9*270*N個(gè)字節(jié)；字節(jié)發(fā)送順序是由下往上逐行發(fā)送，每行先右后左。(F )7. 抖動(dòng)的定義是：數(shù)字信號(hào)在各有效瞬時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間位置的偏差。(T )8. 當(dāng)光載波波長間隔小于0.8nm時(shí)的復(fù)用技術(shù)，稱為密集波分復(fù)用(DWDM ( F )9. 故障率的單位 中，1中等于在1010h內(nèi)發(fā)生一次故障的概率。(

6、F )10. 光弧子通信可實(shí)現(xiàn)超長距離的通信，目前還處于試驗(yàn)階段。(T )四、計(jì)算與應(yīng)用1、寫出下列波長對(duì)應(yīng)的頻率：(a) 850 nm V/F=入=3*108/850* 109=3.53* 1014(b) 1300 nm 2.31* 1014(c) 1550 nm 1.94* 10142、考慮10km長，NA=0.30的多模階躍折射率光纖。如果纖芯折射率為1.450 ,計(jì)算光纖帶寬A n1L*n1-n2 L (NA)2=*1034nsc n2 c 2n1F3dB =441/ r MHz=0.426MHz3、設(shè)140 Mb/s數(shù)字光纖通信系統(tǒng)發(fā)射光功率為-3dBm,接收機(jī) 靈敏度為-38 dB

7、m，系統(tǒng)余量為4 dB,連接器損耗為0.5 dB/對(duì), 平均接頭損耗為0.05 dB/km，光纖衰減系數(shù)為0.04dB/km,光纖損耗余量為0.5 dB/km，計(jì)算中繼距離L。解 L < (Pt-Pr-2Ac-Me)/(Af+As+Am) 由 題可知 Pt=-3dBm , Pr=-38dBm , Me=4dB,Ac=0.5dB/ 對(duì) ， As=0.05Db/km,Af=0.4dB/km,Am=0.05dB/km. 固 得 L V (Pt-Pr-2Ac-Me)/(Af+As+Am)= (-3+38-2*0.5-4)/(0.05+0.4+0.05)=60km 所以受損耗限制的中繼距離等于 6

8、0km.4、具有光功率x(t)的一個(gè)非常窄的脈沖(理想情況下一個(gè)單位脈沖函數(shù))，被輸入光纖并產(chǎn)生一個(gè)輸出波形。輸出脈沖 y(t)相應(yīng)于光纖的脈沖響應(yīng)。假設(shè)輸出脈沖是高斯型：y(t)=1 exp(-t 2/2。2)二.2 -其中偵是脈沖寬度的均方根值。證明FWHM半峰值寬度)帶寬為：BW=；n2答：因?yàn)閥 (t)為沖擊響應(yīng)，故H(f)= .-y(t)exp(-j2ft)dt即為頻率響應(yīng)，設(shè)f= f3dB時(shí)為半峰值寬度，則| H(f3dB)|=1/2H(0)因?yàn)镠(0)=y(t)dt=1J-bcH(f3dB) = '1/* - 2 ) expG-)*expGJ 2f3dbt)dt-2-=e

9、xp （-2冗2。3汆）所以上式=1/2即 f3dB= ln 2,2二即得FWHMt寬BWfiB M = -. 2二五、簡答題1. 光纖通信系統(tǒng)由哪幾部分組成？簡述各部分作用，試畫出系統(tǒng)框圖。答：光纖通信系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和光纖線路三個(gè)部分組成（參看圖1 . 4 ）。發(fā)射機(jī)又分為電發(fā)射機(jī)和光發(fā) 射機(jī)。相應(yīng)地，接收機(jī)也分為光接收機(jī)和電接收機(jī)。電發(fā)射 機(jī)的作又分為電發(fā)射機(jī)和光發(fā)射機(jī)。電發(fā)射機(jī)的作用是將信（息）源輸出的基帶電信號(hào)變換為適合于信道傳輸?shù)碾娦盘?hào)， 包括多路復(fù)接、碼型變換等，光發(fā)射機(jī)的作用是把輸入電信 號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并用藕合技術(shù)把光信號(hào)最大限度地注人光纖線路.光發(fā)射機(jī)由光源、驅(qū)動(dòng)器、調(diào)

10、制器組成，光源是光 發(fā)射機(jī)的核心。光發(fā)射機(jī)的性能基本取決于光源的特性；光源的輸出是光的載波信號(hào)，調(diào)制器讓攜帶信息的電信號(hào)去改 變光載波的某一參數(shù)（如光的強(qiáng)度）.光纖線路把來白于光發(fā) 射機(jī)的光信，能小的畸變（失真）和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C(jī).光 纖線路由光纖、光纖接頭和光纖連接器組成。光纖是光纖線 路的主體，接失和連接器是不可缺少的器件.光接收機(jī)把從 光線路輸出的產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號(hào)還原為電信 號(hào).光接收機(jī)的功能主要由光檢測器完成，光檢測器是光接 收機(jī)的核心。電接收機(jī)的作用一是放大，二是完成與電發(fā)射 機(jī)換，包括碼型反變換和多路分接等.2. 說明把2Mb/s的支路信號(hào)復(fù)接到STM-1的復(fù)接過程？首

11、先，2Mb/s信號(hào)映射到容器VC-12中，加上通路 開銷VC-12 POH之后，得到VC-12;然后在VC-12信號(hào)上加上指針TU-PTR 得到 支路單元TU-12;將3個(gè)TU-12按字節(jié)間插同步復(fù)接成一個(gè) TUG-27個(gè)TUG-2又按字節(jié)同步復(fù)接， 并在前面加上兩列固定填 充字節(jié)， 構(gòu)成TUG-3 然后3個(gè)TUG-3按字節(jié)間插同 步復(fù)接，同時(shí)在前面 加上兩列裝入VC-4,再加上管理單元指針AU-PTR就構(gòu)成了一個(gè) AU-4,最后以固 定相位的形式置入含有 STM-1的段開銷SOH 就完成了從2Mb/s的信號(hào)到STM-1的復(fù)用3. 解釋SDHW送網(wǎng)和接入網(wǎng)的概念？SDH送網(wǎng)：SDH不僅適合于點(diǎn)

12、對(duì)點(diǎn)傳輸，而且適合于多點(diǎn)之間的網(wǎng) 絡(luò)傳輸。SDH輸網(wǎng)為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它由SDH接設(shè)備（或稱SDH端 復(fù)用器TM'分插復(fù)用設(shè)備ADIM數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC?網(wǎng)絡(luò)單元 以及連接它們的（光纖）物理鏈路構(gòu)成。SDH終端的主要功能是復(fù)接/ 分接和提供業(yè)務(wù)適配，例如將多路E1信號(hào)復(fù)接成STM1信號(hào)及完成其 逆過程，或者實(shí)現(xiàn)與非SD啊絡(luò)業(yè)務(wù)的適配。AD曜一種特殊的復(fù)用 器，它利用分接功能將輸入信號(hào)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。DXC!似于交換機(jī)，它一般有多個(gè) 輸入和多個(gè)輸出，通過適當(dāng)配置可提供不同的端到端連接

13、接入網(wǎng)：由用戶-網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）到業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口 （SNI）之間的一系列傳送實(shí)體所組成的全部設(shè)施（選擇一些答上）4. 說明5B6B線路編碼的原理?5B碼共有32個(gè)碼字，變換6B碼時(shí)共有64個(gè)碼字，其中WDS=W 20 個(gè)，WDS=2有15個(gè)，WDS=-湄15個(gè)，共有50個(gè)|WDS最小的碼字 可供選擇。由于變換為6B碼時(shí)只需32個(gè)碼字，為減少連“1 ”和連“0” 的數(shù)目， 刪去：000011、110000、001111 和 111100。當(dāng)然禁用 WDS=4和士 6的碼字。 表4.4示出根據(jù)這個(gè)規(guī) 則編制的一種5B6B碼表，正組和負(fù)組交替使用。 表中正組選用20 個(gè) WDS=0n 12 個(gè) WDS=+2 負(fù)組選用 20 個(gè) WDS=0n 12 個(gè)