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(yīng) 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?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(luò) 、光接入網(wǎng) 組成。 6. PON即 無源光網(wǎng)絡(luò) 中常用的多址技術(shù)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(luò)）7. 接入網(wǎng)由 業(yè)務(wù)節(jié)點接口（SNI） 和 用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI） 之間的一系列傳送實體組成，為供給電信業(yè)務(wù)而提供所需的傳送承載能力，可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)管理接口 配置和管理。8. 在SDH中，將低速的支路信號復(fù)接為高速信號，需經(jīng)過傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò) 、通道層網(wǎng)絡(luò) 、 電路層網(wǎng)絡(luò) 。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(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 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(fù)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(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0.8nm時的復(fù)用技術(shù)，稱為密集波分復(fù)用（DWDM）。（ F ）9. 故障率的單位，1等于在1010h內(nèi)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(yīng)用1、寫出下列波長對應(yīng)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(shè)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(chǎn)生一個輸出

8、波形。輸出脈沖y(t)相應(yīng)于光纖的脈沖響應(yīng)。假設(shè)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(yīng)，故H（f）=即為頻率響應(yīng)，設(shè)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(yīng)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)碾娦盘枺ǘ嗦窂?fù)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(chǎn)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(fù)接到STM-1的復(fù)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(fù)接成一個TUG-2；7個 TUG-2又按字節(jié)同步復(fù)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(fù)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(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(fù)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(luò)傳輸。SDH傳輸網(wǎng)為拓撲結(jié)構(gòu)，它由SDH終接設(shè)備(或稱SDH終端復(fù)用器TM)、分插復(fù)用設(shè)備ADM、數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC等網(wǎng)絡(luò)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(fù)接/分接和提供業(yè)務(wù)適配，例如將多路E1信號復(fù)接成STM1信號及完成其逆過程，或者實現(xiàn)與非SDH網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的適配。AD

12、M是一種特殊的復(fù)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(fù)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(luò)接口(UNI)到業(yè)務(wù)節(jié)點接口(SNI)之間的一系列傳送實體所組成的全部設(shè)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