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，雖然經歷的路程不同，但最終都會聚在 一點上。3. 單模光纖傳輸?shù)臈l件為 v=（2a/） 。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??；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 中常用的多址技術有三種： 頻分多址(FDMA)

2、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，可經由網(wǎng)絡管理接口 配置和管理。8. 在SDH中，將低速的支路信號復接為高速信號，需經過傳輸媒質層網(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

3、的前景。A）20 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）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 C) 模式色散 D)色度色散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 B A）MTTR B）MTBF C)MFRB D)

4、MRTT 7. EDFA工作的窗口是 BA）1310 nm B）1550nm C)980nm D)1480nm 8. 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DA）420 km B）5000km C)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）APS B）AIS C)AC D)SOA 10. STM-1是SDH的同步傳輸模塊，傳輸速率是AA）155.520 Mb/s B）2.048 Mb/s C)1.544 Mb/s D)622.080 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 ）

5、2. NA越大，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的幀結構是塊形，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0.8nm時的復用技術，稱為密集波分復用（DWDM）。（ F ）9. 故障率的單位，1等于在1010h內發(fā)生一次故障的概

6、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*/850*=3.53*（b）1300 nm 2.31*（c）1550 nm 1.94*2、 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，計算光纖帶寬MHz=0.426MHz3、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0.5 dB/對，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 d

7、B/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=0.5dB/對，As=0.05Db/km,Af=0.4dB/km,Am=0.05dB/km.固得 L(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)），被輸入光纖并產生一個輸出

8、波形。輸出脈沖y(t)相應于光纖的脈沖響應。假設輸出脈沖是高斯型：y(t)=exp(-t2/22)其中是脈沖寬度的均方根值。證明FWHM（半峰值寬度）帶寬為：BW=答：因為y（t）為沖擊響應，故H（f）=即為頻率響應，設f=時為半峰值寬度，則|=1/2因為 H(0)=H()=exp（-2）所以上式=1/2即=即得FWHM帶寬BW=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

9、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?，包括多路復接、碼型變換等，光發(fā)射機的作用是把輸入電信號轉換為光信號，并用藕合技術把光信號最大限度地注人光纖線路光發(fā)射機由光源、驅動器、調制器組成，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)焦饨邮諜C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生畸變和衰

10、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)， 構成TUG-3； 然后3個TUG-3按字節(jié)間插同 步復接， 同時在前面

11、加上兩列裝入VC-4， 再加上管 理單元指針AU-PTR， 就構成了一個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)為拓撲結構，它由SDH終接設備(或稱SDH終端復用器TM)、分插復用設備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。AD

12、M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4.4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=0和12個WDS=-2。5. 光纖通信為什么向長波長、單模光纖發(fā)展？答 ：長波長、單模光纖比短波長、多模光纖具有更好的傳輸特性。（1）單模光纖沒有模