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絲；為實現(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 自聚焦效應 說明不同入射角的光 線，雖然經(jīng)歷的路程不同，但最終都會聚在 一點上。3. 單模 光 纖傳 輸 的 條件 為 v=( 2 a/ ) n12 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， 無論是模擬信號還是數(shù)字信號的幅度都要減小；光纖的 損 耗 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 、光接入網(wǎng) 組成。6. PON 即 無源光網(wǎng)絡

2、中常用的多址技術(shù)有三種： 頻分多址 (FDMA) 時 分多址(TDMA) 波分多址 (WDMA) ( AON有源光網(wǎng)絡)7. 接入網(wǎng)由 業(yè)務節(jié)點接口 (SNI)和 用戶網(wǎng)絡接口( UNI)之間的一系列傳送實體組成，為供給電信業(yè)務而提供所需的傳送承載能力，可經(jīng)由網(wǎng)絡管理接口Q3配置和管理。8. 在 SDH中，將低速的支路信號復接為高速信號，需經(jīng)過傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡 、通道層網(wǎng)絡 、 電路層網(wǎng)絡。9. DWDM 系統(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)互相作用時有三種基本過程：受激吸收 /自發(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

3、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） 20 dB/kmB）1000 dB/kmC） dB/km D） 4dB/km2. 光纖中傳送的電磁場模式為 DA）TM波B）EM波C） TEM波 D） TM、EM及其混合波3. 影響多模光纖中的色散主要是 C>A>BA） 材料色散B）波導色散色散C） 模式色散D）色度4. 下列哪項不屬于光無源器件 :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)射機調(diào)制特性的是 DA）電光延遲B）弛張振蕩C）自脈動現(xiàn)象D）暗電流噪聲6. 平均故障間隔時間常用下列哪項表示A)MTTRB)

4、 MTBF C)MFRB D)MRTT7. EDFA工作的窗口是BA) 1310 nmB) 1550nm C)980nm D)1480nm8. 下列哪項不屬于我國在傳輸參考模型中提出的參考數(shù)字 D A) 420 kmB) 5000kmC)280km D)6400km (美國)9. 二纖單向復用段倒換環(huán)利用下列甚磨協(xié)議實現(xiàn)倒換環(huán)功能 (A)A) APSB) AISC)AC D)SOA10. STM-1是 SDH的同步傳輸模塊，傳輸速率是 AA) Mb/s B) Mb/s C) Mb/s D) Mb/s三、判斷正確與錯誤1. 1960 年，美國人梅曼發(fā)明了第一臺紅寶石激光器( T )2. NA 越

5、大，則光纖中的信息傳輸量越大。 ( F )3. 高能級的粒子數(shù)多， 低能級的粒子數(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傳輸系統(tǒng)中使用的線路編碼是擾碼。 ( )6. SDH的幀結(jié)構(gòu)是塊形，有 9 行，每幀有 9*270*N 個字節(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. 抖動的定義是：數(shù)字信號在各有效瞬時對標準時間位置的偏 差。( T )8. 當光載波波長間隔小于時的復用技術(shù)，稱為密集波分復用 （DWDM）。（ F ）9. 故障率的單位， 1等于在 1010h 內(nèi)發(fā)

6、生一次故障的概率 （ F）10. 光弧子通信可實現(xiàn)超長距離的通信，目前還處于試驗階段。 （T ）四、計算與應用1、寫出下列波長對應的頻率：（ a）850 nm V/F=3*108/850*109 =*1014（b）1300 nm *1014（c）1550 nm*10142、考慮 10km 長，NA=的多模階躍折射率光纖。 如果纖芯折 射率為，計算光纖帶寬2 n1L n1 n2 L （NA）2 * * 1034nsc n2 c 2n1F3dB 441/ MHz=3、設 140 Mb/s 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)發(fā)射光功率為 -3dBm，接收機 靈敏度為 -38 dBm，系統(tǒng)余量為 4 dB，連接器損耗為

7、 dB/對，平 均接頭損耗為 dB/km ，光纖衰減系數(shù)為 km，光纖損耗余量為dB/km ，計算中繼距離 L。解 L (Pt-Pr-2Ac-Me)/(Af+As+Am) 由 題 可 知 Pt=-3dBm ， Pr=-38dBm ， Me=4dB,Ac=對 ， As=km,Af=km,Am=km.固 得 L (Pt-Pr-2Ac-Me)/(Af+As+Am)=( -3+38-2*)/+=60km 所以受損耗限 制的中繼距離等于 60km.4、具有光功率 x(t)的一個非常窄的脈沖 (理想情況下一個單位脈 沖函數(shù))，被輸入光纖并產(chǎn)生一個輸出波形。 輸出脈沖 y(t)相應于 光纖的脈沖響應。假設輸

8、出脈沖是高斯型：y(t)= 1 exp(-t2/2 2)2其中 是脈沖寬度的均方根值。 證明 FWHM(半峰值寬度) 帶寬為：BW=ln2答：因為 y( t)為沖擊響應，故H(f)= y(t)exp( j2 ft)dt即為頻率響應，設 f= f3dB 時為半峰值寬度，則H( f3dB)H(0)|=1/2H( f3dB ) =t21/( * 2 )exp( 2t 2 ) * exp( j2 f3dbt)dt=exp(-2 2 2 f32dB )所以上式 =1/2即得 FWHM 帶寬五、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、接收機和光纖線

9、路三個 部分組成（參看圖 1 . 4 ）。發(fā)射機又分為電發(fā)射機和光發(fā)射機。 相應地，接收機也分為光接收機和電接收機。電發(fā)射機的作 又分為電發(fā)射機和光發(fā)射機。電發(fā)射機的作用是將信（息） 源輸出的基帶電信號變換為適合于信道傳輸?shù)碾娦盘?，包?多路復接、碼型變換等，光發(fā)射機的作用是把輸入電信號轉(zhuǎn) 換為光信號，并用藕合技術(shù)把光信號最大限度地注人光纖線 路光發(fā)射機由光源、驅(qū)動器、調(diào)制器組成，光源是光發(fā)射 機的核心。光發(fā)射機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，調(diào)制器讓攜帶信息的電信號去改變光 載波的某一參數(shù) （如光的強度）光纖線路把來自于光發(fā)射機 的光信，能小的畸變（失真）和衰減傳輸?shù)焦?/p>

10、接收機光纖 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把從光 線路輸出的產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號還原為電信號光 接收機的功能主要由光檢測器完成，光檢測器是光接收機的 核心。電接收機的作用一是放大，二是完成與電發(fā)射機換， 包括碼型反變換和多路分接等2. 說明把 2Mb/s 的支路信號復接到 STM-1的復接過程 首先， 2Mb/s 信號映射到容器 VC-12中， 加上通路 開銷 VC-12 POH 之后， 得到 VC-12； 然后在 VC-12 信號上加上指針 TU-PTR， 得到 支路單元 TU-12；將3 個 TU-12 按字節(jié)間插

11、同步復接成一個 TUG-2； 7 個 TUG-2 又按字節(jié)同步復接， 并在前面加上兩列固定填 充字節(jié)， 構(gòu)成 TUG-3； 然后 3 個 TUG-3 按字節(jié)間插同 步復接， 同時在前面 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 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 的信號到 STM-1 的復用3. 解釋 SDH傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)的概念SDH傳送網(wǎng)： SDH不僅適合于點對點傳輸， 而且適合于多點之間的網(wǎng) 絡傳輸。 SDH傳輸網(wǎng)為拓撲結(jié)構(gòu)，它由 SDH終接設備 （或稱 SDH終端 復用器 TM）、分插

12、復用設備 ADM、數(shù)字交叉連接設備 DXC等網(wǎng)絡單 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接 / 分接和提供業(yè)務適配，例如將多路 E1 信號復接成 STM1信號及完成 其逆過程，或者實現(xiàn)與非 SDH網(wǎng)絡業(yè)務的適配。 ADM 是一種特殊的 復用器，它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。 然后信息又通過復接功能將 轉(zhuǎn)發(fā)部分和本地上送的部分合成輸出。 DXC類似于交換機，它一般有 多個輸入和多個輸出，通過適當配置可提供不同的端到端連接接入網(wǎng)：由用戶-網(wǎng)絡接口 （UNI）到業(yè)務節(jié)點接口 （SNI）之間的一系列傳送實體所

13、組成的全部設施（選擇一些答上）4. 說明 5B6B 線路編碼的原理5B碼共有 32個碼字，變換 6B碼時共有 64 個碼字，其中 WDS=0有20個，WDS=± 2有 15個， WDS=-2有 15個，共有 50個|WDS|最小 的碼字可供選擇。由于變換為 6B 碼時只需 32 個碼字，為減少連“”和連 “0”的數(shù)目， 刪去： 000011、 110000、 001111和 111100。當然禁用 WDS=±4 和±6 的碼字。 表示出根據(jù)這個規(guī)則編 制的一種 5B6B 碼表，正組和負組交替使用。 表中正組選用 20 個 WDS=0和 12個 WDS=+2，負組選用 20個 WDS=