光纖通信復習題最新

1、光纖通信自測題第一章一、填空題通信是 為傳輸媒質。以 為載波的通信方式。目前光纖通信所用光波的波長有三個，它們是 、 和 。光纖通信所使用的波段位于電磁波譜中的 區(qū)，波長范圍為 。二. 選擇題（有一個或者多個答案）1. 目前光纖通信常用的窗口有（）。A、 0.85 m B、 2 m C、1.31 m D、1.55 m2. 目前纖光通信常用的光源有（）。A、 LED B、LD C、PCM D、PDH3. 光纖通信是以光波為載波，以（）為傳播介質的通信方式。A、電纜 B、無線電磁波 C、光纖 D、紅外線三、簡答題1 光纖通信有哪些優(yōu)點？2 為什么說光纖通信比電纜通信的容量大？3 纖通信系統(tǒng)由哪幾部

2、分組成？簡述各部分作用。答案：一、 光纖 光波 0.85 m 1.31 m 1.55 m 近紅外區(qū) 0.71.7m二、1、ACD 2、AB 3、C三、 1、通信容量大，中繼距離長，保密性能好，抗電磁干擾，體積小、重量輕、便于施工和維護，價格低廉。 2、光纖通信的載波是光波，電纜通信的載波是電波。雖然光波和電波都是電磁波，但頻率差別很大。光纖通信用的近紅外光（波長約1m）的頻率（約300THz）比電波（波長為0.1m1mm）的頻率（3300GHz）高三個數量級以上。載波頻率越高，頻帶寬度越寬，因此信息傳輸容量越大。第2章一、填空題：1光纖中的纖芯折射率必須 包層折射率，單模光纖和多模光纖中中兩者

3、的相對折射率差一般分別為 和 。 2單模光纖纖芯直徑一般為 ，多模光纖纖芯直徑為 ，光纖包層直徑一般為 。3. 光纖通信的最低損耗波長是（ ），零色散波長是（ ）。4.單模光纖中不存在（ ）色散，僅存在（ ）色散，具體來講，可分為（ ）和（ ）。 5、光纜大體上都是由（ ）、（ ）和（ ）三部分組成的。6、允許單模傳輸的最小波長稱為（ ）。7、數值孔徑（NA）越大，光纖接收光線的能力就越（），光纖與光源之間的耦合效率就越 （ ）。二、選擇題（多選） 1、從橫截面上看，光纖基本上由部分組成：（）、（）、（）。A、折射率較高的芯區(qū) B、折射率較低的包層C、折射率較低的涂層 D、外面的涂層E、外面的

4、包層2、單模光纖只能傳輸一個模式，即（），稱為光纖的基模。A、HE00模 B、HE11模C、HE10模 D、HE01模3、限制光纖傳輸容量（BL積）的兩個基本因素是（）和（）。A、光纖色散 B、光纖折射C、光纖衰減 D、光纖損耗三、簡述題1、典型光纖由幾部分組成？各部分的作用是什么?2、為什么包層的折射率必須小于纖芯的折射率？3、光纖損耗主要有幾種原因？其對光纖通信系統(tǒng)有何影響？4、光纖色散主要有幾種類型？其對光纖通信系統(tǒng)有何影響？5、分別說明G.652 、G.653、G.654、G.655光纖的性能及應用。四、計算 1、一段30km長的光纖線路，其損耗為0.5dBkm。（1）如果在接收端保持

5、0.3W的接收光功率，則發(fā)送端的功率至少為多少？（2）如果光纖的損耗變?yōu)?.25dBkm，則所需的輸入光功率又為多少？2、均勻光纖，若n1.5，1.3m，試計算：（1）若0.25，為了保證單模傳輸，其纖芯半徑應取多大？（2）若取a5m，為了保證單模傳輸，應取多大？答案：一、填空題1、大于、0.3%0.6%、1%2%。2、810m，5080m，125m。3、1.55m 1.31m4、模間模內材料色散波導色散5、纜芯 加強元件 護層6、截止波長7、強 高二、選擇題1、ABD 2、B 3、AD 4、BC四、計算1、（1）Pmin9.49W（2）Pmin1.69W2、（1）a0.47m（2）0.002

6、2第3章1.常用光源LD是以 為基礎發(fā) 光。LED以 為基礎發(fā) 光。 2.光與物質作用時有 、 和 三個物理過程。3. 對于半導體激光器的溫度特性,溫度升高閾值電流 若此時注入電流不變，輸出光功率 . 增加、減少4. 半導體光檢測器主要有 和 兩種，基本原理是通過 過程實現(xiàn) 。 PIN、APD、受激吸收、光電轉換5.在光纖通信系統(tǒng)中，對光源的調制可分 和 兩類。直接調制、外調制 1.LD具有輸出功率（）、輸出光發(fā)散角（）、與單模光纖耦合效率（）、輻射光譜線（）等優(yōu)點。2、LED的主要特性參數為（）、（）、（）。3、PIN二極管的特點包括（）、（）及（）。4、對光檢測器的基本要求是高的（），低的

7、（）和快的（）。5、影響光源與光纖耦合效率的主要因素是（ ）和（ ）。6、光纖和光纖連接的方法有兩大類（ ）和（ ）。7、在一根光纖中同時傳播多個不同波長的光載波信號稱為（ ）。8、影響光纖耦合性能的主要因素有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。答案 1、高窄高窄2、輸出功率與效率輸出光譜特性響應速率與帶寬3、耗盡層很寬偏置電壓很小附加噪聲小4、響應度噪聲響應速度5、光源的發(fā)散角 光纖的數值孔徑6、活動連接 固定連接7、光波分復用8、插入損耗 附加損耗 分光比(耦合比) 隔離度作業(yè)：3-4 LED的P-I特性呈線性，而LD的P-I特性呈非線性。LED產生是非相干光，功率低，方向性差；而LD發(fā)出的是

8、相干光，功率高，方向性好。LED的波譜寬度比LD的寬。LED基本不受溫度影響，而LD對溫度變化敏感。LED使用壽命比LD長。3-9 0.87m（GaAs），1.29m（InGaAsP）第4章1、光發(fā)送機指標主要有 和 。 平均發(fā)送光功率、消光比 2、光接收機指標主要有 、 和 。 誤碼率、靈敏度、動態(tài)范圍擾碼線路編碼調制電路光源背向光監(jiān)測碼型變換均衡放大輸入碼型變換電路APCATC光發(fā)送電路時鐘提取告警檢測3、為增大光接收機的接收動態(tài)范圍，應采用 電路。 AGC4畫出數字光發(fā)射機組成方框圖，并簡述個部分功能。輸入碼型變換電路均衡放大補償經電纜傳輸后產生的數字電信號失真。碼型變換將電端機送入的信

9、號碼型從HDB3或CMI碼變?yōu)镹RZ碼。擾碼將信號中的長連“0”或“1”有規(guī)律地進行消除。線路編碼-時鐘提取提取與網絡同步的時鐘供給擾碼與線路編碼等電路。光發(fā)送電路調制電路用經過編碼的數字信號對光源進行直接光強度調制，完成電/光轉換。自動溫度控制電路ATC保持光源的溫度恒定在室溫左右，以穩(wěn)定LD的閾值電流，從而穩(wěn)定發(fā)送光功率。自動功率控制電路APC檢測發(fā)送光功率變化，動態(tài)調節(jié)光源的偏置電流，以穩(wěn)定發(fā)送光功率。其余保護及告警檢測電路實現(xiàn)LD過流保護、LD無光告警及壽命告警。5畫出數字光接收機組成方框圖，并簡述個部分功能。(見教材)6. 按照轉換步驟，試將二進制信號“11”轉換成為HDB3碼。 7

10、 按照轉換步驟，試將二進制信號“11”轉換成為CMI碼。8. 將以下HDB3碼還原為二進制NRZ碼（寫出數字序列并畫出波形），指出其中是否有誤碼。解：該HDB3碼中無誤碼9. 將以下CMI碼還原為二進制NRZ碼（寫出數字序列并畫出波形），指出其中是否有誤碼。解：10畫出半導體激光器（LD）數字信號的直接調制原理圖（見教材）。11.畫出光接收機自動增益控制的工作原理框圖（見教材）。第5章1. SDH的常用設備有 、 、 和 。 TM 終端復用器、ADM 分/插復用設備、DXC數字交叉連接設備DXC 再生中繼器2. STM-1中我國允許采用的支路接口有2.048Mb/s、 34.368 Mb/s和

11、139.264Mb/s 三種PDH接口。一個STM-1可傳 63個 2Mb/s信號。相當于傳 1890個 話路。思考題3.什么是SDH ? SDH的特點？SDH幀結構？4簡述SDH的復用過程？STM_N的復用過程有如下6個步驟：（1）首先，異步信號被放入相應尺寸的容器C。容器的主要作用就是進行速率調整 。（2).由標準尺寸容器C加上通道附加字節(jié)POH便形成虛容器VC，即C+POH VC。 (3).VC加TUPTR指針便形成支路單元TU。 低階VC+ TUPTR TU(4)多個支路單元TU復用后形成支路單元組TUG，即N×TUTUG。(5)高階VC， VC_3或 VC_4加上管理單元指

12、針便形成管理單元AU，即 VC_4+ AUPTR AU_4AUPTR 用來指明高階VC在STM_N幀的位置。一個或多個在STM_N幀內占有固定位置的AU組成管理單元組AUG，即N ×AUAUG N=1或3(6).最后在N個AUG基礎上加上段開銷（SOH）便形成STM_N幀結構，即 N ×AUG+SOH STM_N從以上的復接過程來看，SDH的形成包含三個過程:映射（ C VC）將PDH信號經打包成C，再加上相應的通道開銷而成VC這種信息結構，這個過程就叫映射定位校準（ VC TU及 VC AU ）定位是指通過指針調整，使指針的值時刻指向低階VC幀的起點在TU凈負荷中或高階V

13、C幀的起點在AU凈負荷中的具體位置，使收端能據此正確地分離相應的VC。 同步復用N ×AU AUG）復用是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道層（例如TU12(×3)TUG2(×7)TUG3(×3)VC4）或把多個高階通道層信號適配進復用層的過程（例如AU-4(×1)AUG(×N)STM-N）。復用也就是通過字節(jié)間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程。由于經過TU和AU指針處理后的各VC支路信號已相位同步，因此該復用過程是同步復用 5. 140Mbit/s復用進STM-N信號的過程(1)首先將140Mbit/s

14、的PDH信號經過碼速調整（比特塞入法）適配進C4，C4是用來裝載140Mbit/s的PDH信號的標準信息結構。容器的主要作用就是進行速率調整。這個過程也就相當于C4裝入異步140Mbit/s的信號。C4的幀結構如圖1所示。圖 1 C4的幀結構圖C4信號的幀有260列×9行（PDH信號在復用進STM-N中時，其塊狀幀一直保持是9行），那么E4信號適配速率后的信號速率（也就是C4信號的速率）為：8000幀/秒×9行×260列×8bit=149.760Mbit/s。（2）為了能夠對140Mbit/s的通道信號進行監(jiān)控，在復用過程中要在C4的塊狀幀前加上一列通道

15、開銷字節(jié)（高階通道開銷VC4-POH），此時信號成為VC4信息結構，見圖2所示。圖2 VC4結構圖VC4是與140Mbit/sPDH信號相對應的標準虛容器，此過程相當于對C4信號再打一個包封，將對通道進行監(jiān)控管理的開銷（POH）打入包封中去，以實現(xiàn)對通道信號的實時監(jiān)控。在將C4打包成VC4時，要加入9個開銷字節(jié)，位于VC4幀的第一列，這時VC4的幀結構，就成了9行×261列。從中發(fā)現(xiàn)了什么沒有？STM-N的幀結構中，信息凈負荷為9行×261×N列，當為STM-1時，即為9行×261列，（3）SDH采用在VC4前附加一個管理單元指針（AU-PTR）來，以進

16、行定位。此時信號由VC4變成了管理單元AU-4這種信息結構，見圖3所示。 圖3 AU-4結構圖 一個或多個在STM幀中占用固定位置的AU組成AUG管理單元組。(4)將AUG加上相應的SOH合成STM-1信號，N個STM-1信號通過字節(jié)間插復用成STM-N信號。6.論述光纖損耗和色散對系統(tǒng)設計的限制。 答: 由于損耗的存在，在光纖的傳輸的光信號，不管是模擬信號還是數字脈沖，其幅度都要減小，它在很大程度上決定了系統(tǒng)的傳輸距離。所以系統(tǒng)在設計的時候要考慮用光信號的放大中繼。色散是光纖的傳輸特性之一。由于不同波長光脈沖在光纖中具有不同的傳播速度，因此，色散反應了光脈沖沿光纖傳播時的展寬。光纖的色散現(xiàn)象

17、對光纖通信極為不利。光纖數字通信傳輸的是一系列脈沖碼，光纖在傳輸中的脈沖展寬，導致了脈沖與脈沖相重疊現(xiàn)象，即產生了碼間干擾，從而形成傳輸碼的失誤，造成差錯。為避免誤碼出現(xiàn)，就要拉長脈沖間距，導致傳輸速率降低，從而減少了通信容量。另一方面，光纖脈沖的展寬程度隨著傳輸距離的增長而越來越嚴重。因此，為了避免誤碼，光纖的傳輸距離也要縮短。7.設140Mb/s數字光纖通信系統(tǒng)發(fā)射功率為3dBm，接收機的靈敏度為38dBm，系統(tǒng)余量為4dB，連接器損耗為0.5dB/對，平均接頭損耗為0.05dB/km，光纖衰減系數為0.4dB/km，光纖損耗余量0.05dB/km。計算中繼距離L。（作業(yè)5-4） (L3（

18、38）40.5×2/(0.050.40.05)60km)8已知某光纖通信系統(tǒng)的光發(fā)送機光源的入纖功率為2mW，光纖損耗為0.5dB/km，光纖平均接頭損耗為0.1dB/km，光接收機最大允許輸入光功率為32W,光接收機的動態(tài)范圍可達19dB，系統(tǒng)富余度7dB。試核算在無中繼傳輸距離分別為15km、40km、60km情況下，該系統(tǒng)能否正常工作?解：根據題意可得： pmax=101g(32×103)=15 dBm PT=101g2=3 dBm 已知 D=19 dB =0.5 dB/KM 1=0.1 dB/KM M=7 dB 根據動態(tài)范圍的定義： D=PmaxPmin 得 Pmi

19、n=PmaxD=1519=34 dBm 由 PT=Pmin+Lmax(+1)+M 得 Lmax=(PTPminM)/(+1)=(3+347)/0.6=50 Km Lmin=(PTPmaxM)/(+1)=(3+157)/0.6=18.3 Km 18.3<L<50顯然在無中繼傳輸距離為40Km的情況下，系統(tǒng)能正常工作；在15Km、60Km的情況下系統(tǒng)不能正常工作。9、作業(yè)5、6、7題10、SDH幀中的傳送順序是什么？答：SDH的幀結構由橫向270N列（N=1、4、16、64、256）和縱向9行字節(jié)（一字節(jié)為8比特）的矩形塊狀結構組成。字節(jié)的傳輸從左向右，按行進行。首先由矩形塊左上角第一

20、個字節(jié)開始，從左向右，由上而下按順序傳送，直至整個9270N個字節(jié)都傳送完畢，再轉入下一幀。11、試計算STM-1段開銷的比特數STM-1段開銷共有：9行8列=72（字節(jié)）；由于一個字節(jié)為8比特，因此比特數為728=576bit。12、簡述抖動和漂移的區(qū)別。定時抖動（簡稱抖動）定義為數字信號的特定時刻（例如最佳抽樣時刻）相對其理想參考時間位置的短時間偏離。所謂短時間偏離是指變化頻率高于10Hz的相位變化，而低于10Hz的相位變化稱為漂移。漂移定義為數字信號的特定時刻（例如最佳抽樣時刻）相對其理想參考時間位置的長時間偏離。所謂長時間偏離是指變化頻率低于10Hz的相位變化。第7章1. 在125s內

21、傳輸256個二進制碼元，計算信息傳輸的速率是多少？若該信息在4s內有5個碼元產生誤碼，試問誤碼率是多少？(2048kb/s; 6.1×107)2. WDM的系統(tǒng)構成有 和 方式 。雙纖單向傳輸、單纖雙向傳輸。3. WDM系統(tǒng)由 、 、 、 、和 組成。（光發(fā)送機、光接收機、光中繼機、光監(jiān)控信道、網絡管理系統(tǒng)。）一、填空1.摻鉺光纖放大器具有增益（ ）、噪聲（ ）、頻帶（ ）、輸出功率（ ）等優(yōu)點。2、摻鉺放大器的關鍵技術是（ ）和（ ）。3、在1.3m波段通常用摻（ ）光纖放大器，1.55m波段通常用摻（ ）光纖放大器。4、摻鉺光纖放大器EDFA的基本結構主要由（ ）、（ ）、（ ）

22、和（ ）等組成。答案:1、 高 低 寬 高 2、摻鉺光纖 泵浦源3、鐠 鉺 4、摻鉺光纖 泵浦光源 光耦合器 光隔合器 二、簡答1、簡述摻鉺放大器的（EDFA）的優(yōu)點。2、光波分復用傳輸系統(tǒng)的雙纖單向傳輸結構和單纖雙向傳輸結構有什么區(qū)別？答案1、（1）EDFA的工作波長正好落在1.531.56m范圍內，與光纖最小損耗窗口一致，可在光纖通信中獲得應用；（2）耦合效率高，能量轉換效率高；（3）增益高，增益約為3040dB，增益特性穩(wěn)定；（4）輸出功率大，飽和輸出光功率約為1015dBm；（5）噪聲指數小，一般為47dB；（6）頻帶寬，在1.55m窗口，頻帶寬度為2040nm，可進行多信道傳輸，有利

23、于增加容量；（7）隔離度大，無串聯(lián)，適用于波分復用系統(tǒng)；（8）連接損耗低，因為是光纖型放大器，所以與光纖連接比較容易，連接損耗可低于0.1dB。2、雙纖單向傳輸結構是指將不同波長的光載波信號結合在一起，經一根光纖沿同一方向進行傳輸的結構形式。反向傳輸可通過另一根光纖實現(xiàn)，傳輸結構與此相同。單纖雙向傳輸結構是指在一根光纖中，光信號可以在兩個方向傳輸，即某幾個波長的光載波沿一個方向傳輸，而另幾個波長的光載波沿相反方向傳輸的結構形式。由于使用的波長互不相同，從而單向雙纖傳輸可以將不同方向的信息混合在一根光纖上，達到全雙工通信的目的。第8章1.SDH傳送網網絡拓撲的基本結構有鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網

24、孔形。2.按環(huán)上業(yè)務的方向可將自愈環(huán)分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩大類；按網元節(jié)點間的光纖數可將自愈環(huán)劃分為雙纖環(huán)（一對收/發(fā)光纖）和四纖環(huán)（兩對收發(fā)光纖）；按保護的業(yè)務級別可將自愈環(huán)劃分為通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)兩大類。3. 二纖通道保護環(huán)由兩根光纖組成兩個環(huán)，其中一個為主環(huán)S1；一個為備環(huán)P1。兩環(huán)的業(yè)務完全一樣流向一定要相反。通道業(yè)務的保護實際上是11保護。優(yōu)點倒換速度快，便于配置維護。缺點是網絡的業(yè)務容量不大，單向通道保護環(huán)的最大業(yè)務容量是STM-N。4. 二纖單向復用段環(huán)，主環(huán)S1上傳主用業(yè)務，備環(huán)P1上傳備用業(yè)務；因此復用段保護環(huán)上業(yè)務的保護方式為11保護。當光纜的光纖都被切斷時，在故障端點

25、的兩網元C、B產生一個環(huán)回功能。5二纖雙向復用段保護環(huán)上無專門的主、備用光纖，每一條光纖的前半個時隙是主用信道，后半個時隙是備信道，兩根光纖上業(yè)務流向相反。雙纖雙向復用段保護環(huán)的保護機理如圖1，S1/P2光纖上的P2時隙用來保護S2/P1光纖上的S2業(yè)務 。 在環(huán)網BC間光纜段被切斷時，網元A到網元C的主用業(yè)務沿S1/P2光纖傳到網元B，在網元B處進行環(huán)回（故障端點處環(huán)回），環(huán)回是將S1/P2光纖上S1時隙的業(yè)務全部環(huán)到S2/P1光纖上的P1時隙上去然后沿S2/P1光纖經網元A、網元D穿通傳到網元C，在網元C執(zhí)行環(huán)回功能（故障端點站）網元C提取該時隙的業(yè)務，完成接收網元A到網元C的主用業(yè)務。見

26、圖2。 圖 1 圖 2新技術講座-SDH原理部分1. STM-4 信號的幀結構有 270×9×4 字節(jié)，其中RSOH有 9×3×4 字節(jié)。2. 接收端對所接收的解擾前 STM-1 幀進行 BIP-8 校驗，所得的結果與所接收的下一個 STM-1 幀的 B1字節(jié)相異或，值為 10001100 那么這意味著 STM-1 幀出現(xiàn) 誤碼塊 ，個數為 3個誤碼塊 。3. AU-PTR 的值在 H1、H2字節(jié)的后10個bit ，調整單位為 3 個字節(jié)，TU-PTR 的值在 V1、V2的后10個bit ，調整單位 1 個字節(jié)。4. 若 VC-4 與 AU 無頻差和相差，AU-PTR 的值是 522 ，TU-PTR 的值是 70 。5. 基本網絡拓撲 鏈型 、 樹型 、 星型 、 環(huán)型 、 網孔型 。6. PDH 傳輸體制劃分為 歐洲系列 、 日本系列 、 北美系列 三個數字系列，其中基群數率為1.544Mb/s 的是日本/北美的數字系列，基群數率為 2.048Mb/s 的是歐洲的數字系列。7. STM-1可復用進 63 個2M信號， 3 個34M信號，1個140M信號。8. 目前我國SDH網絡結構分四個層面，第一層面為 長途一級干線網 ，第二層面為 二級干線網 ，第三層面為 中繼層 ，第四層面為 接入層 。二、選擇1、僅就對信號交叉的靈活性而