光纖通信重點(diǎn)

1、第一章：緒論1、光纖通信系統(tǒng)：利用光纖光纜傳輸光波信號(hào)的通信方式。2、3、光纖從多模發(fā)展到單模，工作波長(zhǎng)從0.85 m發(fā)展到1.31 m和1.55 m(短波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)），傳輸速率從幾十Mb/s發(fā)展到幾十Gb/s。4、光纖和半導(dǎo)體激光器的技術(shù)進(jìn)步，使1970 年成為光纖通信發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。5、光纖通信發(fā)展的五代發(fā)展過(guò)程（簡(jiǎn)答題）第一代：工作在0.85um波段，速率50100Mb/s，中繼距離10km； 第二代：工作在1.31um波段，速率1.7Gb/s,中繼距離50km； 第三代：工作在1.55um波段,商用2.510Gb/s; 第四代：采用光放大器和波分復(fù)用技術(shù)，256×40G

2、=10Tb /s 第五代：研究中。6、光纖通信的主要特點(diǎn)1）大容量；2）損耗低，傳輸距離長(zhǎng)；3）抗干擾能力強(qiáng)；4）保密性強(qiáng)；5）體積小，重量輕；6）材料豐富；7、光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8、光纖： 兩個(gè)主要參數(shù)：損耗（dB）和色散（ps/(km*nm)）。9、光發(fā)射機(jī)：（1）直接調(diào)制：（2）外調(diào)制：10、表明了模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化所需的最小比特率。第二章：光纖通信基礎(chǔ)1、光纖分為：階躍折射率光纖和梯度折射率光纖。2、歸一化傳播常數(shù)b與光纖的歸一化頻率V的關(guān)系（PS:最后一題，給出圖形，求可支持幾種模式）應(yīng)用：1)V值較大，支持模式越多，為多模光纖;2)由一定的光纖設(shè)計(jì)參數(shù)，可以確定V，也可以確定支持的模

3、式數(shù)目；3）一般來(lái)說(shuō)存在高階模，一定存在低階模；4）HE11模不截止，單模光纖的條件；5）V與波長(zhǎng)的關(guān)系，V（0）<2.405, 1> 0, V（1）< V（0）<2.4056）V與的關(guān)系， 越小， V越小。3、多模光纖：模間色散和模內(nèi)色散 單模光纖：模內(nèi)色散4、光斑尺寸：常用高斯分布來(lái)近似 ：W為模場(chǎng)半徑纖芯內(nèi)所攜帶的光功率與總光功率之比5、材料色散：產(chǎn)生原因（1）纖芯材料的折射率對(duì)不同的波長(zhǎng)是不同的n=n(）。（2）光源輻射具有一定光譜寬度的光，一個(gè)攜帶信息的光脈沖包含了不同的波長(zhǎng)。產(chǎn)生結(jié)果：脈沖中具有不同波長(zhǎng)的分量在光纖中會(huì)以不同的速度傳播并以不同的時(shí)間到達(dá)光纖端

4、，造成了脈沖擴(kuò)展。6、波導(dǎo)色散產(chǎn)生原因：（1）單模光纖中，攜帶信息的光脈沖在纖芯和包層間分布：主要部分在纖芯中傳輸，剩余部分在包層中傳播。􀂄（2）纖芯和包層擁有不同折射率，兩個(gè)部分以不同的速度傳播。􀂄（3）光被限制在一個(gè)擁有不同折射率的結(jié)構(gòu)纖芯和包層的組合中傳播，脈沖會(huì)擴(kuò)展。注意：即使光纖材料沒(méi)有色散特性，波導(dǎo)色散也會(huì)發(fā)生。純波導(dǎo)色散僅因?yàn)閷⒐庀拗圃谝粋€(gè)特定的結(jié)構(gòu)中而產(chǎn)生。6、光纖損耗的兩個(gè)主要原因：材料吸收，瑞利散射。其他原因：波導(dǎo)缺陷，受激拉曼散射，受激布里淵散射。7、光纖中的非線性效應(yīng)8、ITU-T定義的光纖種類：G.652光纖(常規(guī)單模光纖)G.65

5、3光纖(色散位移光纖)G.654光纖(衰減最小光纖)G.655光纖(非零色散位移光纖)9、光纜分類：層絞式、骨架式、束管式、帶狀式10、光纜對(duì)光纖特性的影響(1) 改善光纖的溫度特性(2) 增加機(jī)械強(qiáng)度(3)成纜的附加損耗11、光吸收的三種形式：光吸收、自發(fā)輻射、受激輻射12、LED的P-I特性（1）I較小時(shí)有線性關(guān)系；（2）會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；（3）溫度升高，越趨于飽和；（4）內(nèi)部發(fā)射功率 10mW,出纖功率小于100mW。LD的P-I特性（1）光功率隨注入電流增加而增大；（2）存在閾值Ith；（3）I<Ith為自發(fā)輻射； I>Ith為受激輻射。13、光電二極管分為PIN光電二極管和

6、雪崩光電二極管（APD）14、PIN光電二極管：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，電壓低，使用方便，量子效率高，噪聲小，帶寬較高。應(yīng)用場(chǎng)合：光纖通信系統(tǒng)，靈敏度要求不高場(chǎng)合一般采用PIN。APD光電二極管：特點(diǎn)：高靈敏度，高增益，高電壓，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪聲大。應(yīng)用場(chǎng)合：靈敏度要求較高的場(chǎng)合，如小信號(hào)測(cè)量。15、光電二極管的工作特性和參數(shù)：響應(yīng)度、倍增系數(shù)、噪聲、響應(yīng)帶寬16、（自動(dòng)功率控制（APC）電路）引起輸出光功率變化的因素有：（1）溫度變化 隨著溫度的升高，輸出光功率減小（2）激光器老化 隨著使用時(shí)間的增加，輸出光功率減小17、光線路碼分為三類：偽雙極性碼、mBnB碼、插入比特碼。18、光接收機(jī)的組

7、成19、特點(diǎn)：（1）RL大增大了前置放大器的輸入電壓；（2）降低熱噪聲和增加接收靈敏度；（熱噪聲 ）（3）帶寬較窄。20、特點(diǎn)：（1）負(fù)反饋使得等效輸入阻抗為RL/G，帶寬提高了G倍；（2）同時(shí)具有高接收靈敏度和高帶寬的特點(diǎn)。（3）在多數(shù)光接收機(jī)中采用。第三章 光放大器1、 光放大器的分類：半導(dǎo)體激光放大器（SOA）、非線性光纖放大器、摻雜光纖放大器2、 非線性類放大器：SRS光纖放大器、SBS光纖放大器3、 光放大器的應(yīng)用形式：a) 在線放大器；b) “功率”放大器；c) “前置”放大器；d) 分配補(bǔ)償放大器；第四章 SDH和WDM光纖傳輸系統(tǒng)1、 SDH應(yīng)用范圍：不僅適用于光纖傳輸，適用于

8、微博和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。2、 PDH準(zhǔn)同步數(shù)字體系 采用異步復(fù)用方式（ PDHSDH ） SDH同步數(shù)字體系3、 SDH傳輸網(wǎng)的構(gòu)成（四個(gè)）：a) 終接設(shè)備(或稱SDH終端復(fù)用器TM)；b) 分插復(fù)用設(shè)備ADM；c) 數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC；d) 光纖鏈路構(gòu)成。4、 SDH的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性網(wǎng)，樹(shù)形網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)，網(wǎng)狀網(wǎng)5、 SDH的幀結(jié)構(gòu)：a) 信息凈負(fù)荷（Payload）b) 段開(kāi)銷（SOH）c) 管理單元指針（AU-PTR）6、 SDH的段開(kāi)銷：i. RSOH（再用段開(kāi)銷）：監(jiān)控STM-16信號(hào)的傳輸狀態(tài)；ii. MSOH（復(fù)用段開(kāi)銷）：監(jiān)控STM-16中STM-1信號(hào)的傳輸狀態(tài)；7、

9、通道開(kāi)銷：第五章 光交換技術(shù)1、 光交換技術(shù)的種類：光線路交換(OCS)、光分組交換(OPS)、光突發(fā)交換(OBS)2、 光交換設(shè)備（主要是光開(kāi)關(guān)）a) 光開(kāi)關(guān)的種類:電光開(kāi)關(guān)、聲光開(kāi)關(guān)、熱光開(kāi)關(guān)、微電子機(jī)械光開(kāi)關(guān)、液晶光開(kāi)關(guān)、噴墨氣泡技術(shù)光開(kāi)關(guān)3、 光網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)：光交換技術(shù)4、 基于半導(dǎo)體光放大器（SOA）（以半導(dǎo)體光放大器為基礎(chǔ)的全光波長(zhǎng)變換器）a. 交叉增益調(diào)制（XGM-SOA）；b. 交叉相位調(diào)制（XPM-SOA）；c. 四波混頻效應(yīng)（FWM-SOA）；5、資源競(jìng)爭(zhēng)解決的三種方式：d. 時(shí)域：基于光纖延遲線的光緩存技術(shù)FDL；e. 頻域：波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換；f. 空域：偏向路由。第六章 光網(wǎng)

10、絡(luò)技術(shù)6.2 比較各種波長(zhǎng)分配方案的特性答：1、靜態(tài)分配方法圖著色問(wèn)題靜態(tài)RWA問(wèn)題往往分解為兩個(gè)子問(wèn)題：先求解路由子問(wèn)題，即為每個(gè)光路請(qǐng)求計(jì)算路徑；然后求解波長(zhǎng)分配子問(wèn)題，即為這些路徑分配波長(zhǎng)。這里，我們假定必須滿足波長(zhǎng)連續(xù)性約束。因此，靜態(tài)的波長(zhǎng)分配問(wèn)題是要找到一種占用波長(zhǎng)數(shù)目最少的波長(zhǎng)配置方案，使得任意兩條光路通過(guò)同一物理鏈路時(shí)使用不同的波長(zhǎng)，并且每條光路在其經(jīng)過(guò)的所有鏈路上都必須使用相同的波長(zhǎng)。2、動(dòng)態(tài)分配方法啟發(fā)式方法八種算法：隨機(jī)分配、最先分配、最少使用、最多使用、最小乘積、最小負(fù)載、M、相對(duì)容量損失6.15試簡(jiǎn)單討論鏈路保護(hù)和路徑保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn) 在路徑保護(hù)中，一旦工作路徑上發(fā)生了鏈

11、路故障，就啟用一條預(yù)先計(jì)算的保護(hù)路徑（或稱為備用路徑）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)同一個(gè)連接來(lái)說(shuō)，其工作路徑和保護(hù)路徑必須是鏈路分離的，以保證任何單一的鏈路故障都不會(huì)同時(shí)中斷這兩條路徑。在鏈路保護(hù)中，業(yè)務(wù)僅僅繞過(guò)中斷的那條鏈路。鏈路保護(hù)具有更短的保護(hù)切換時(shí)延；路徑保護(hù)具有更高的資源利用率，而且恢復(fù)業(yè)務(wù)所經(jīng)過(guò)的路徑往往具有更低的端到端時(shí)延。第七章：光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為：總線型、星型、樹(shù)型、環(huán)形71 請(qǐng)解釋什么是接入網(wǎng)，并描述光纖接入網(wǎng)的類型和特點(diǎn)答：接入網(wǎng)是寬帶核心網(wǎng)絡(luò)到用戶網(wǎng)最后一段路程的傳輸網(wǎng)絡(luò)。先后出現(xiàn)了模擬的光纖/同輔混合接入網(wǎng)（HFC），數(shù)字的，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON），其中包括APON

12、、EPON和GPON以及有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）等。全網(wǎng)可以劃分成公共骨干網(wǎng)、核心網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)，介于核心網(wǎng)與用戶網(wǎng)之間的部分統(tǒng)稱為接入網(wǎng)。7.10 PON物理層光傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)有哪些？論述光突發(fā)接受和光突發(fā)同步技術(shù)的工作原理.答：波長(zhǎng)及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、上行實(shí)現(xiàn)技術(shù)（突發(fā)光接收、突發(fā)同步）高速自適應(yīng)突發(fā)模式光接收機(jī)原理是：將光電探測(cè)器輸出的電流送至差分放大器的正相輸入，再將峰值探測(cè)電路輸出幅度的一半作為判決門限輸入差分放大器的反相端，從而對(duì)不同幅度分組信號(hào)的判決門限實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制，差分每個(gè)輸出端就會(huì)在判決電壓上下擺動(dòng)，這時(shí)可以很容易判決出“0”和“1”。突發(fā)同步的主要方法為：門控振蕩法和相關(guān)同步法。門控振蕩法包括3個(gè)振蕩器，A、B用于同步輸入信號(hào)，C用于控制A、B振蕩器達(dá)到一致，采用自動(dòng)調(diào)諧的方式，引入一個(gè)主振C，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并用鎖相環(huán)使它與外部固定參數(shù)頻率保持一致