《光網(wǎng)絡》北郵函授考試試題(含答案)

PAGE8PAGE4第一部分習題填空題：1、光網(wǎng)絡是是指以光纖為基礎傳輸鏈路所組成的一種通信體系網(wǎng)絡結構。2.強度調制直接檢波光纖數(shù)字通信系統(tǒng)是由、、、、、構成的。（電、光發(fā)射端機，光中繼器，光、電接收端機，光纖，監(jiān)控系統(tǒng)，備用系統(tǒng)）3.目前，實用光纖的三個低損耗窗口在、、附近。色散位移單模光纖是在處，實現(xiàn)和.（0.85μm、1.31μm、1.55μm、1.55μm、最低損耗、最低色散）4.光波在均勻介質里，是以傳播，當光射線遇到兩種介質交界面時，將產生或。（直線、全反射、部分反射）5.均勻光纖的導光原理為，它的數(shù)值孔徑表示了，定義式為，也可表示為。（全反射原理，光纖收集光線的能力。NA=noSinφMax,NA=n1。）6.采用非均勻光纖的目的是為了，這樣會在光纖中近似產生現(xiàn)象，這需要纖芯折射率服從分布。（減少光纖的模式色散，自聚焦，平方律型折射指數(shù)分布。）7.單模光纖的色散包括色散和色散，此外，系統(tǒng)所使用的光源與光纖色散相互作用，給系統(tǒng)引進了的干擾和噪聲主要有三種，即、和。（材料、波導、碼間干擾、模分配噪聲、啁啾聲）8.一般光纖分為單模光纖和多模光纖，單模光纖的芯徑為，存在色散和色散，傳輸?shù)幕Ｊ?。?～10μm，材料，波導，LP01，）9.多模光纖的芯徑為，存在色散、色散和色散。（50μm,模式，材料，波導）10．按照纖芯折射率分布的不同，光纖可分為、，按照傳輸模式的多少來分，可分為、。（階躍型光纖（均勻光纖）、漸變型光纖（非均勻光纖）、單模光纖、多摸光纖）11.在非均勻光纖中，其集光能力是用數(shù)值孔徑表示，定義式為。（本地，）12.多縱模激光器在高速調制下的輸出譜線呈譜線，各譜線功率總合，但每根譜線的功率，即各譜線的。（多縱模，是一定的，是隨機的，能量隨機分配）13.在采用多縱模激光器的光纖通信系統(tǒng)中，激光器的譜線特性和相互作用，產生了一種叫的現(xiàn)象，它限制了和。（光纖色散，模分配噪聲，通信距離，容量）14.在研究光和物質相互作用時,愛因斯坦指出存在三種不同的基本過程:、、。（自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射）15.檢測器在光纖通信系統(tǒng)中的作用是，是常采用的半導體光電檢測器之一。（光電變換、PIN、APD）16.接收靈敏度的定義是。（在保證接收機達到給定的誤碼率或信噪比指標條件下，光接收機所需要的最低的輸入平均光功率Pmin。）17.監(jiān)控系統(tǒng)是指、、的總稱。（監(jiān)視、監(jiān)測、控制）18.網(wǎng)絡節(jié)點接口是指。（表示網(wǎng)絡結點之間的接口）19.STM-N正結構分為三個區(qū)域：、和。（段開銷區(qū)、凈負荷區(qū)和管理單元指針）20.光波分復用是指將兩種或多種各自攜帶有大量信息的不同波長的光載波信號，在發(fā)射端經(jīng)復用器匯合，并將其耦合到同一跟光纖中進行傳輸，在接收端通過解復用器對各種波長的光載波信號進行分離，然后由光接收機做進一步的處理，使原信號復原。。21.光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的誤碼性能用來描述，定義為誤碼率，BER=在某段時間內。22.光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的抖動定義是，抖動的程度目前大多用來表示，其符號為。（數(shù)字信號的有效瞬間，與其理想時間位置的短時間偏離，數(shù)字周期，UI）二、單項選擇題：[在備選答案中只有一個是正確的，將其選出并把它的標號寫在題前面的括號內]（）1、A是利用光導纖維傳輸光波信號的通信方式。（a）光纖通信（b）數(shù)字通信(c)模擬通信(d)波分復用（）2、全反射條件是C。（a）（b）(c)n1>n2,(d)（）3、光纖中產生衰減的主要原因是A和。（a）吸收損耗、散射損耗（b）自發(fā)輻射損耗、散射損耗(c)吸收損耗、色散代價(d)菲涅爾散射損耗、本特征吸收損耗（）4、非零色散光纖的零色散點B1.55μm.，而且色散值較。（a）光放大器（b）波長轉換器(c)前置放大器(d)衰減器（）22、光網(wǎng)絡是由A、城域網(wǎng)和光接入網(wǎng)構成。（a）骨干網(wǎng)（b）交換網(wǎng)(c)管理網(wǎng)(d)業(yè)務網(wǎng)（）23、寬帶城域網(wǎng)分為核心層、匯聚層和B。（a）通道層（b）接入層(c)復用段層(d)應用層（）24、在OA和OTU的支持下，A可實現(xiàn)任意波長的上下操作，同時對波長中所承載的信息速率、格式和協(xié)議無任何限制。（a）可編程的OADM（b）EDFA(c)RPR(d)MSTP三、畫圖題：1.畫出光纖通信系統(tǒng)組成方框圖。2．畫出采用直接調制的數(shù)字光纖通信光發(fā)射端機的方框圖。3．畫出數(shù)字光纖通信光接收端機的方框圖。4．請畫出激光器輸出特性曲線，并標明激光區(qū)。5．畫出WDM系統(tǒng)總體結構示意圖。6．畫出單向和雙向結構WDM傳輸系統(tǒng)結構圖。7、畫出IPoverSDH協(xié)議棧結構。8、畫出IPoverWDM光網(wǎng)絡分層體系結構。四、判斷題：根據(jù)光網(wǎng)絡的基本原理指出下列問題的對錯，并在題前面的括號內做出表示(若問題的內容出現(xiàn)錯誤則用×表示,若問題的內容正確,則用√表示)（T）1、DXCX/Y中的X表示接口數(shù)據(jù)流的最高等級。（F）2、K1、K2是來自MST的自動保護倒換字節(jié)。（F）3、根據(jù)我國的特點一、二級干線的數(shù)字段長度確定為420Km。（T）4、如果系統(tǒng)的ESR、SESR、BBER三個參數(shù)指標均能滿足要求時，才能認為該通道符合全程誤碼性能指標。（F）5、SDH只配置了2.048Mbit/s,34.368Mbit/s,139.264Mbit/s和STM-1電接口。（F）6、自愈的概念不僅涉及到重新建立通信，而且還涉及到故障的自動修復。（T）7、環(huán)形網(wǎng)絡所采用的物理結構不同時，其保護原理也不同。（F）8、STM-1是同步數(shù)字體系的邏輯功能塊。(T)9、在1：n系統(tǒng)中，一旦出現(xiàn)故障是通過幀結構中的K1、K2字節(jié)來完成收發(fā)兩端間的倒換保護操作。(F)10、在主從同步方式下工作的SDH網(wǎng)，其時鐘被劃分為南北兩區(qū)。(T)11、同一根光纖中傳輸?shù)墓廨d波路數(shù)更多、波長間隔更小(通常0.8～2nm)時，該系統(tǒng)稱為密集波分復用系統(tǒng)．(F)12、G.653光纖是指色散平坦型單模光纖。(T)13、WDM系統(tǒng)使用的監(jiān)控波長窗口為1510nm。速率2Mb/s.(T)14、分插復用單元是OADM的基本功能單元。(F)15、波長交叉連接方式是指在以一根光纖中所傳輸?shù)目側萘繛榛A進行交叉連接的方式。(F)16、傳送網(wǎng)是以信息通過具體物理媒質傳輸?shù)奈锢磉^程來描述。它是由具體設備組成的網(wǎng)絡。(T)17、SDH光傳送網(wǎng)是由傳輸媒體網(wǎng)絡和通道層網(wǎng)絡構成(T)18、光復用段層主要負責為兩個相鄰波長復用器之間的多波長信號提供連接功能。(T)19、L-16.2代表系統(tǒng)速率為2.5Gbit/s、工作波長1550nm的長距離局間通信光接口。(F)20、某1秒內有不少于30％的誤塊，則認為該秒為誤塊秒。(T)21、在數(shù)值上，一個數(shù)字周期等于一個碼元所占的時間間隔。(T)22、在SDH網(wǎng)絡中，通常使用銫原子鐘作為基準時鐘。(F)23、光適配層位于IP電層與電路層之間，負責向不同的高層提供光通道。(T)24、WDM光層包括光通道層、光復用段層和光傳輸段層。(T)25、在IPoverWDH的光層引入域、子域的概念。五、問答題：1.請簡述階躍型折射率分布光纖和梯度型折射率分布光纖的不同導光原理。答：階躍光纖中入射光線在纖芯和包層分界面上發(fā)生全反射，從而在纖芯中沿之字形的曲折路徑前進，實現(xiàn)光的傳輸。非均勻光纖中入射光線按折射定律在纖芯中傳輸?shù)侥骋稽c時發(fā)生全反射，折向光纖軸線，從而以曲線形式在光纖中傳輸。2為什么說采用漸變型光纖可以減少光纖中的模式色散？答：漸變型光纖纖芯折射率隨r的增加按一定規(guī)律減小，即n1(r),則就有可能使芯子中的不同射線以同樣的軸向速度前進，產生自聚焦現(xiàn)象，從而減小光纖中的模式色散。3.如何解釋光纖中的模式色散、材料色散及波導色散？答：材料色散是由于材料本身的折射率隨頻率而變化，使得信號各頻率成份的群速不同引起的色散波導色散是對于光纖某一模式而言，在不同的頻率下，相位常數(shù)β不同，使得群速不同而引起的色散。模式色散是指光纖不同模式在同一頻率下的相位常數(shù)β不同，因此群速不同而引起的色散。4.光與物質間的作用有哪三種基本過程？說明各具有什么特點？答：自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收自發(fā)輻射：可自發(fā)光，是非相干光，不受外界影響。受激輻射：吸收外來光子能量，發(fā)相干光，產生全同光子，產生光放大。受激吸收：吸收外來光子能量，不發(fā)光。5.簡述半導體的光電效應？答：光照射到半導體的P-N結上，使半導體材料中價帶電子吸收光子的能量，從價帶越過禁帶到達導帶，在導帶中出現(xiàn)光電子，在價帶中出現(xiàn)光空穴，總稱光生載流子。光生載流子在外加負偏壓和內建電場的共同作用下，在外電路中出現(xiàn)光電流，這就實現(xiàn)了輸出電信號隨輸入光信號變化的光電轉換作用。6.什么是模分配噪聲？它是如何產生的？答：高速率的激光器，其譜線呈現(xiàn)多縱模譜線特性，而且各譜線的能量呈現(xiàn)隨機分配。因而單模光纖具有色散，所以激光器的各譜線（各頻率分量）經(jīng)光纖傳輸之后，發(fā)生不同的延時，在接收端造成脈沖展寬。又因為各譜線的功率呈現(xiàn)隨機分布，因此當它們經(jīng)過上述光纖傳輸后，在接收端取樣點得到取樣信號就會有強度起伏，至此引入了附加噪聲，這種噪聲就稱為模分配噪聲，這也是模分配噪聲產生的原因。7.請寫出SDH網(wǎng)絡評價誤碼性能的三種分類及定義。答：誤塊秒比：當某1秒具有1個或多個誤塊時，則稱該秒為誤塊秒，那么在規(guī)定觀察時間間隔內出現(xiàn)的誤塊秒數(shù)與總的可用時間之比，稱為誤塊秒比。嚴重誤塊秒：當某1秒有不少于30%的誤塊，則稱該秒為嚴重誤塊秒，那么在規(guī)定觀察時間間隔內出現(xiàn)的嚴重誤塊秒數(shù)與總的可用時間之比，稱為嚴重誤塊秒比。背景誤塊比：扣除不可用時和嚴重誤碼秒期間出現(xiàn)的誤塊后所剩下的誤塊，稱為背景誤塊。背景誤塊與扣除不可用時和嚴重誤碼秒期間出現(xiàn)所有誤塊數(shù)之比，稱為背景誤塊比。8.什么是碼間干擾？其產生的原因是什么？答：由于激光器發(fā)出的光波是由許多根線譜構成，而每根譜線的傳播速度不同，因而前后錯開，使合成的波形的寬度展寬，出現(xiàn)拖尾，造成相鄰兩光脈沖之間的相互干擾，這種現(xiàn)象稱為碼間干擾。這也是碼間干擾產生的原因。9.抖動容限的指標有幾種？并說明其含義？答：抖動容限的指標分為輸入抖動容限和無輸入抖動時的最大輸出抖動容限。輸入抖動容限是指光纖通信系統(tǒng)（或設備）允許輸入脈沖存在抖動的范圍。無輸入抖動時的最大輸出抖動容限是指輸入信號無抖動的情況下，光纖通信系統(tǒng)（或設備）輸出信號的抖動范圍。10.EDFA的工作原理。答：餌離子有三個工作能級：E1、E2和E3。其中E1為基態(tài)，E2為亞穩(wěn)態(tài)，E3能級最高，為激發(fā)態(tài)。當餌離子未受到光的照射時，餌離子處于基態(tài)。當泵浦光源的激光射入摻餌光纖時，使處于基態(tài)的粒子獲得動能而躍遷到高能級。即由E1躍遷到E3，由于粒子在E3這個高能級上是不穩(wěn)定的，它將迅速以無輻射過程落到亞穩(wěn)態(tài)E2上。在該能級上，粒子相對來將有較長的存活壽命。由于泵浦光源不斷地激發(fā)，則E2能級上的粒子數(shù)就不斷增加，而E1能級上的粒子數(shù)就減少，這樣在這段摻餌光纖中就處于粒子數(shù)反轉分布狀態(tài)，當受到外來光子的作用時，則具有放大功能。11.光波分復用通信技術的特點及工作原理有哪些？答：①光波分復用器結構簡單、體積小、可靠性高②提高光纖的頻帶利用率③降低對器件的速率要求④提供透明的傳送通道⑤可以靈活地進行光纖通信組網(wǎng)⑥存在插入損耗和串光問題12.簡述IPoverSDH技術的特點。答：①簡化了網(wǎng)絡體系結構，提高了傳輸效率，降低了成本。②利于實施多路廣播方式③提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性④僅對IP業(yè)務提供良好的支持，不適于多業(yè)務平臺，可擴展性不理想，⑤不能像IPoverATM技術那樣提供較好的服務質量保障（QoS），六、論述題1．某光纖通信系統(tǒng)，其發(fā)送光功率為-4dBm，光接收機靈敏度為-40dBm，設備富余度為6dB，光纜富余度為0.1dB/km，光纖接頭損耗為0.2dB/km，且不考慮色散的影響，求當無光纜配線架時，如果希望最長中繼距離為60km=2．有622Mbit/s速率的單模光纜傳輸系統(tǒng)，應用InGaAs-LD，其It<50mA，標稱波長為1310nm，光譜寬度為2nm，發(fā)送光功率為-2.3dBm,接收靈敏度為-38dBm,動態(tài)范圍≥20dB。采用的光纜其固有損耗為0.3dB/km,接頭損耗為0.1dB/km，光連接器衰減為1dB，光纖色散系數(shù)≤2.0ps/nm·km,光纖富余度為0.1dB/km。若考慮1dB色散代價（ε取0.