(整理)光纤通信复习题13

1、光纤通信自测题第一章一、填空题通信是 为传输媒质。以 为载波的通信方式。目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是、和。光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的 区，波长范围 为:二.选择题（有一个或者多个答案）1 .目前光纤通信常用的窗口有（）。A、 0.85 （1 mB、 2C、1.31D、1.552 .目前纤光通信常用的光源有（）。A、 LED B、 LDC、PCM D、PDH3 .光纤通信是以光波为载波，以（）为传播介质的通信方式。A、电缆B、无线电磁波 C、光纤D、红外线三、简答题1 .光纤通信有哪些优点？2 .为什么说光纤通信比电缆通信的容量大？3 .光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部

2、分作用。答案：一、 光纤 光波 0.85 1.31 pm 1.55近红外区0.71.7”二、1、ACD2、AB 3、C三、1、通信容量大，中继距离长，保密性能好，抗电磁干扰，体积小、重量轻、便于施工和维护，价格低廉。2、光纤通信的载波是光波，电缆通信的载波是电波。虽然光波和电波都是电磁波，但频率差别很大。光纤通信用的近红外光 （波长约1d m）的频率（约300THz）比电波（波长为0.1m1mm的频率（3300GHz） 高三个数量级以上。载波频率越高，频带宽度越宽，因此信息传输容量越大。第2章一、填空题：1 .光纤中的纤芯折射率必须 包层折射率，单模光纤和多模光纤中中两者的相对折射率差一般分别

3、为 和。2 .单模光纤纤芯直径一般为 ,多模光纤纤芯直径为 ,光纤包层直径一般 为 。3 .光纤通信的最低损耗波长是（），零色散波长是（）。4 .单模光纤中不存在（）色散，仅存在（）色散，具体来讲，可分为（）和（）。5、光缆大体上都是由（）、（）和（）三部分组成的。6、允许单模传输的最小波长称为（）。7、数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越（），光纤与光源之间的耦合效率就越（）。8.测定光纤衰减的测试方法常用有三种：切断法、插入损群法和后向散射法。二、选择题（多选）1、从横截面上看，光纤基本上由3部分组成：（）、（）、（）。A、折射率较高的芯区B、折射率较低的包层C、折射率较低的涂层D

4、、外面的涂层E、外面的包层2、单模光纤只能传输一个模式，即（），称为光纤的基模。A、HE00 模B、HE11 模C、HE10 模D、HE01 模3、限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是（）和（）。A、光纤色散B、光纤折射C、光纤衰减D、光纤损耗和模式色散4 .光纤色散包括 、A.单纵模、多纵模B.极化色散、多纵模C.材料色散、波导色散D.双折射、圆极化5 . G.652光纤的色散最小点处于 处。A.1510nmB.1310nmC.1550nmD.1380nm6 .光纤色散系数的单位为（）A.ps/km B.ps/nm C.ps/nm.km D.nm/ps?km三、简述题1、典型光纤由几部

5、分组成？各部分的作用是什么？2、为什么包层的折射率必须小于纤芯的折射率？3、光纤损耗主要有几种原因？其对光纤通信系统有何影响？4、光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？5、分别说明 G.652、G.653、G.654、G.655光纤的性能及应用。6. OTDR是什么？有何作用？画出其测试曲线示意图并简单加以说明。 OTD幅光时域反射仪。作用：a.测光纤损耗b.测光纤长度c.判定光纤故障位置 测试曲线见P42图2.24所示。四、计算1、一段30km长的光纤线路，其损耗为 0.5dB/km=（1）如果在接收端保持 0.3 W勺接收光功率，则发送端的功率至少为多少?（2）如果光纤的损耗变

6、为0.25dB/km,则所需的输入光功率又为多少？2、均匀光纤，若 nl = 1.5 ,入0 = 1.3科m试计算：（1）若A =0.25 ,为了保证单模传输，其纤芯半径应取多大？（2）若取a=5m为了保证单模传输，A应取多大？作业：2-1,2-2,2-3 答案：一、填空题1、大于、0.3%0.6%、1%-2%2、810iim. 5080nm 125辽、3、1.551.31 11 m4、模间模内材料色散波导色散5、缆芯加强元件护层6、截止波长7、强Wj二、选择题1、ABD 2、B 3、AD 4、BC四、计算1、 （1） Pmin=9.49W （2） Pmin=1.69W2、（1） aW0.47

7、m （2） A m。作业：4-10,4-14第5章1.SDH的常用设备有 、和 。TM终端复用器、ADM分/插复用设备、DXCa字交叉连接设备 DXC 再生中继器2 . STM-1中我国允许采用的支路接口有2.048Mb/s、34.368 Mb/s 和139.264Mb/s 三种PDH接口。一个STM-1可传 63个 2Mb/s信号。相当于传1890个 话路。思考题3 .什么是 SDH ? SDH的特点？ SDH帧结构？4 .选择题（1）AU-PTR用来指示 VC-n净负荷在 AU帧中的。A.终止位B.中间位C.平衡位D.起始位（2）在SDH结构中， 是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。

8、A.容器B.支路单元C.信息净负荷D.段开销(3) STM-4的码速率等于 。A. 2.048Mbit/sB. 155.520Mbit/sC. 622 .08Mbit/sD. 139.264Mbit/s(4)在SDH网络中是按 复接来实现同步复用的。A.帧B.位C.字节D.比特(5)在误码性能参数中，严重误码秒( SES)的误码率门限值为()A.10-6B.10-5C.10-4D.1035.简述SDH的复用过程？STM_N的复用过程有如下 6个步骤：(1)首先，异步信号被放入相应尺寸的容器Co容器的主要作用就是进行速率调整。(2).由标准尺寸容器C加上通道附加字节 POH便形成虚容器 VC ,

9、即C+POH - VC。(3) .VC加TUPTR指针便形成支路单元 TU。 低阶 VC+ TUPTR fTU(4)多个支路单元 TU复用后形成支路单元组 TUG,即NXTU TUG。(5)高阶VC , VC_3或VC_4加上管理单元指针便形成管理单元AU ,即VC_4+ AUPTR fAU_4AUPTR用来指明高阶 VC在STM_N帧的位置。一个或多个在 STM_N帧内占有固定位置的 AU组成管理单元组 AUG ,即N X AU-AUGN=1或3(6).最后在N个AUG基础上加上段开销(SOH)便形成STM_N帧结构，即N XAUG+SOH f STM_N从以上的复接过程来看，SDH的形成包

10、含三个过程：映射(C- VC)将PDH言号经才T包成 C,再加上相应的通道开销而成VC这种信息结构，这个过程就叫映射定位校准(VC- TU及VC- AU )定位是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VC帧的起点在TU净负荷中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的具体位置，使收端能据此正确地分离相应的VG同步复用N XAU AUG)复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层(例如 TU12(X3)一 TUG2(X 7) - TUG3(X 3) - VC4)或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程(例如AU-4( X 1) - AUG(X N)一STM-N。复用也就是通过字节间插方式把 TU组

11、织进高阶 VC或把AU组织进STM-N的过程。由于经过 TU 和AU指针处理后的各 VC支路信号已相位同步，因此该复用过程是同步复用6. 140Mbit/s复用进STM-N 信号的过程(1)首先将140Mbit/s的PDH信号经过码速调整(比牛!塞入法)适配进 C4 , C4是用来装载140Mbit/s的PDH信号的标准信息结构。容器的主要作用就是进行速率调整。C4的帧结构如图1所示。8000帧/秒图1 C4的帧结构图C4信号的帧有260列X 9行(PDH信号在复用进 STM-N中时，其块状帧一直保持是9行)，那么E4信号适配速率后的信号速率(也就是C4信号的速率)为：8000帧/秒X 9行X

12、 260列X 8bit=149.760Mbit/s 。(2)为了能够对140Mbit/s的通道信号进行监控，在复用过程中要在 C4的块状帧前加上一列通道开销字 节(高阶通道开销 VC4-POH ),此时信号成为 VC4信息结构，见图2所示。261C4149.76Mbit/sPOHVC41图2 VC4结构图150.336Mbit/sVC4是与140Mbit/sPDH信号相对应的标准虚容器，此过程相当于对C4信号再打一个包封，将对通道进行监控管理的开销(POH)打入包封中去，以实现对通道信号的实时监控。这时 VC4的帧结构，就成 了 9 行 X 261 歹U。(3) SDH采用在VC4前附加一个管

13、理单元指针(AU-PTR)来，以进行定位。此时信号由VC4变成了管理单元AU-4这种信息结构，见图 3所示。图3 AU-4结构图一个或多个在 STM帧中占用固定位置的 AU组成AUG管理单元组。(4)将AUG加上相应的SOH合成STM-1信号，N个STM-1信号通过字节间插复用成 STM-N信号。 7.论述光纤损耗和色散对系统设计的限制。答：由于损耗的存在，在光纤的传输的光信号，不管是模拟信号还是数字脉冲，其幅度都要减小，它 在很大程度上决定了系统的传输距离。所以系统在设计的时候要考虑用光信号的放大中继。色散是光纤的 传输特性之一。由于不同波长光脉冲在光纤中具有不同的传播速度，因此，色散反应了

14、光脉冲沿光纤传播 时的展宽。光纤的色散现象对光纤通信极为不利。光纤数字通信传输的是一系列脉冲码，光纤在传输中的 脉冲展宽，导致了脉冲与脉冲相重叠现象，即产生了码间干扰，从而形成传输码的失误，造成差错。为避 免误码出现，就要拉长脉冲间距，导致传输速率降低，从而减少了通信容量。另一方面，光纤脉冲的展宽 程度随着传输距离的增长而越来越严重。因此，为了避免误码，光纤的传输距离也要缩短。8.设140Mb/s数字光纤通信系统发射功率为3dBm,接收机的灵敏度为38dBm，系统余量为4dB,连接器损耗为0.5dB/对，平均接头损耗为0.05dB/km ,光纤衰减系数为 0.4dB/km ,光纤损耗余量 0.

15、05dB/km。计算中继距离 L。(作业5-4)(L = 3 ( 38) 4 0.5 2/(0.05 + 0.4+ 0.05) = 60km) 9.已知某光纤通信系统的光发送机光源的入纤功率为2mW,光纤损耗为0.5dB/km ,光纤平均接头损耗为0.1dB/km ,光接收机最大允许输入光功率为32科W,光接收机的动态范围可达 19dB,系统富余度7dB。试核算在无中继传输距离分别为15km、40km、60km情况下，该系统能否正常工作 ？角军：根据题意可得:pmax=101g(32 x 10 3)=- 15 dBm PT=101g2=3 dBm 已知D=19 dB a =0.5 dB/KM

16、a 1=0.1 dB/KM M=7 dB 根据动态范围的定义： D=Pmax Pmin 得 Pmin=Pmax D= 1519= 34 dBm 由 PT=Pmin+Lmax( a + a 1)+M 得 Lmax=(PT Pmin M)/( a + a 1)=(3+34 7)/0.6=50 Km Lmin=(PT Pmax- M)/( a + a 1)=(3+15 7)/0.6=18.3 Km . 18.3L50显然在无中继传输距离为40Km的情况下，系统能正常工作；在 15Km、60Km的情况下系统不能正常工作。9、作业4、5、6题10、SDH帧中的传送顺序是什么？答：SDH的帧结构由横向27

17、0N列(N=1、4、16、64、256)和纵向9行字节(一字节为 8比特)的矩形 块状结构组成。字节的传输从左向右，按行进行。首先由矩形块左上角第一个字节开始，从左向右，由上而下按顺序传送，直至整个9 M 270 MN个字节都传送完毕，再转入下一帧。11、试计算STM-1段开销的比特数STM-1段开销共有：9行8列=72 (字节)；由于一个字节为 8比特，因此比特数为 72M 8=576bit。12、简述抖动和漂移的区别。定时抖动(简称抖动)定义为数字信号的特定时刻(例如最佳抽样时刻)相对其理想参考时间位置的短时间偏离。所谓短时间偏离是指变化频率高于10Hz的相位变化，而低于 10Hz的相位变

18、化称为漂移。漂移定义为数字信号的特定时刻(例如最佳抽样时刻)相对其理想参考时间位置的长时间偏离。所谓长时 间偏离是指变化频率低于10Hz的相位变化。13.误块秒和严重误块秒答：当某一秒中发现1个或多个误码块时称该秒为误块秒。在一秒中含有不小于30%的误块，或至少有一个缺陷(严重扰动期 SDP)时认为该秒为严重误块秒。14、不可用时间和可用时间答：传输系统的任一个传输方向的数字信号连续10秒期间内每秒的误码率均劣于10 3,从这10秒的第一秒起就进入了不可用时间。当数字信号连续10秒期间内每秒的误码率均优于10 3,那么从这10秒的第一秒起就进入了可用时间。15、背景误块答：扣除不可用时间和严重

19、误块秒期间出现的误块称为背景误块。16、输入抖动容限答：对于PDH输入口，使设备不产生误码的情况下，该输入口所能承受的最大抖动值即为其输入抖动容限；SDH输入口的输入抖动容限定义为能是光设备产生1DB光功率代价的正弦峰-峰抖动值。17、光功率代价答：由于抖动、漂移和色散等原因使系统的性能指标劣化到某一特定的指标以下，为了使系统指标达到这一特定的指标，可以通过增加发光功率的方法得以解决，而此增加的光功率就是系统为满足特定指标而需的光功率代价。18、输出抖动答：在设备无输入抖动的情况下，输出端口输出的最大抖动。第7章1. 在125 ds内传输256个二进制码元，计算信息传输的速率是多少？若该信息在

20、4s内有5个码元产生误码，试问误码率是多少？（2048kb/s; 6.1 X 10 7）2. WDM的系统构成有 和 方式。双纤单向传输、单纤双向传输。3. WDM 系统由 、 、和 组成。（光发送机、 光接收机、光中继机、光监控信道、网络管理系统。）一、填空1.掺银光纤放大器具有增益（）、噪声（）、频带（）、输出功率（）等优点。2、掺饵放大器的关键技术是（）和（）。3、在1.3科m波段通常用掺（）光纤放大器，1.55科m波段通常用掺（）光纤放大器。4、掺饵光纤放大器 EDFA勺基本结构主要由（）、（）、（）和（）等组成。答案：1、 高低宽高2、掺饵光纤泵浦源3、错银4、掺饵光纤泵浦光源光耦合

21、器光隔合器二、选择题1 .由于采用EDFAO*以补偿光纤衰减的限制，因此影响WD源统中继距离的主要因素是 A.入纤功率B.色散C.噪声D.插入损耗2 .在WDM（统中采用 以提高无电再生中继距离。A.光滤波器B.光隔离器C.光放大器D.波长转换器3 .在WD源统中光监控信道使用 波长。A.1528nmB.1560nmC.1310nmD.1510nm4 .在波分复用系统中的 OTU责将 光信号转换成符合 G.957技术标准的光信号。A.非标准波长B.放大C.整形D.非线性5 . G.653光纤无法使用在 系统中。A.跨洋通信B.以太网C.波分复用D.光通信6 .孤子通信系统中的关键器件是（）。A

22、、LD B、其他类型的激光器C、光孤子源 D、LED7 .光纤孤子通信是一种非线性通信方案，依靠光纤的（），实现传输过程中畸变光信号的分布式自整形，是实现高速长距离与超高速中短距离全光通信的理想方案。A、非线性和色散特性B、损耗特性C、传输特性D、光学特性8 .目前掺饵光纤放大器的小信号增益最高可达（ C ）A.20 dB B.30 dB C.40 dB D.60 dB三、简答1、简述掺饵放大器的（EDFA的优点；掺饵光纤放大器主要由几部分构成？各部分的作用是什么？2、光波分复用传输系统的双纤单向传输结构和单纤双向传输结构有什么区别？答案1、（1） EDFA的工作波长正好落在 1.531.56

23、范围内，与光纤最小损耗窗口一致，可在光纤通信中获得应用；（2）耦合效率高，能量转换效率高；（3）增益高，增益约为 3040dB,增益特性稳定；（4）输出功率大，饱和输出光功率约为 1015dBm； （5）噪声指数小，一般为47dB; （6）频带宽，在1.55 窗口，频带宽度为 2040nm,可进行多信道传输，有利于增加容量；（7）隔离度大，无串联，适用于波分复用系统；（8）连接损耗低，因为是光纤型放大器，所以与光纤连接比较容易，连接损耗可低于0.1dBo掺饵光纤放大器主要由一段掺饵光纤、泵浦光源、光耦合器及光隔离器等构成。采用掺饵单模光纤作 为增益物质，在泵浦光激发下产生粒子数反转，在信号光诱

24、导下实现受激辐射放大。泵浦光和信号光一起 通过光耦合器注入掺饵光纤；光隔离器作用是只允许光单向传输，用于隔离反馈光信号，提高稳定性。2、双纤单向传输结构是指将不同波长的光载波信号结合在一起，经一根光纤沿同一方向进行传输的结构 形式。反向传输可通过另一根光纤实现，传输结构与此相同。单纤双向传输结构是指在一根光纤中，光信 号可以在两个方向传输，即某几个波长的光载波沿一个方向传输，而另几个波长的光载波沿相反方向传输 的结构形式。由于使用的波长互不相同，从而单向双纤传输可以将不同方向的信息混合在一根光纤上，达 到全双工通信的目的。3.简述波分复用系统的构成。 第8章1.SDH传送网网络拓扑的基本结构有

25、链形、星形、树形、环形和网孔形。2 .按环上业务的方向可将自愈环分为单向环和双向环两大类;按网元节点间的光纤数可将自愈环划分为双纤环（一对收/发光纤）禾口四纤环（两对收发光纤） ；按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复 _ 用段保护环两大类。3 .二纤通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环一一S1; 一个为备环一一P1。两环的业务工全一样流向一定要相反。通道业务的保护实际上是1 + 1保护。优点倒换速度快送于配置维护。缺点是网络的业务容量不大，单向通道保护环的最大业务容量是STM-N。4 .二纤单向复用段环，主环S1上传主用业务，备环 P1上传备用业务；因此复用段保护环上业务的

26、保护方式为1 ： 1保护。当光缆的光纤都被切断时，在故障端点的两网元 C、B产生一个环回功能。5 .二纤双向复用段保护环上无专门的主、备用光纤，每一条光纤的前半个时隙是主用信道，后半个时隙 是备信道，两根光纤上业务流向相反。双纤双向复用段保护环的保护机理如图1, S1/P2光纤上的P2时隙用来保护S2/P1光纤上的S2业务。在环网B C间光缆段被切断时，网元 A到网元C的主用业务沿 S1/P2光纤彳到网元 B,在网元 旦处 进行环回（故障端点处环回），环回是将S1/P2光纤上S1时隙的业务全部环到 S2/P1光纤上的P1时隙上去 然后沿S2/P1光纤经网元 A 网元D穿通传到网元 C,在网元C

27、执行环回功能（故障端点站） 网元C提取 该时隙的业务，完成接收网元 A到网元C的主用业务。见图 2。S 1 /P 2C A A CACS2/P 1BS2/P 1S 1 /P 2-fC A ACC A A CC A A CSTM图2新技术讲座SDH 原理部分1. STM-4 信号的帧Z勾有270 X 9X 4 字节，其中 RSOH有9 X3X4 字节。2. 接收端对所接收的解扰前STM-1帧进行BIP-8校验，所得的结果与所接收的下一个STM-1帧的B1字节相异或，值为10001100那么这意味着STM-1帧出现 误码块 ，个数为 3个误码块 。3. AU-PTR的值在 H1、H2字节的后10个

28、bit ,调整单位为3 个字节4. 若VC-4与AU无频差和相差， AU-PTR的值是 522。5. 基本网络拓扑 链型 、 树型 、 星型 、 环型 、 网孔型 。6. PDH传输体制划分为欧洲系列、日本系列、北美系列.三个数字系列:其中基群数率为1.544Mb/s的是日本/北美的数字系列，基群数率为2.048Mb/s的是欧洲的数字系列。7. STM-1可复用进63 个2M信号， 3 个34M信号，1_ 140M信号。8. 目前我国SDH网络结构分四个层面，第一层面为长途一级干线网，第二层面为 二级干线网,第三层面为中继层 ，第四层面为 接入层 。9. STMN帧中再生段 DCC的传输速率为

29、192kb/s:复用段DCC 的传输速率为 576kb/s。9、若设备只用E2通公务电话，则再生器 丕能 （选能或不能）通公务电话。理由是 再生器不处理复用段开销。10、对于再生段误码监视， BIP 8是对扰码后的前一帧 STM N的所有比特进行计算，结果置于扰码后前的B1字节位置。对于复用段的误码监视，BIP _ 24是对扰码后的前一帧STM1帧（除了 RSOH）的所有比特 进行计算，结果置于扰码前的B2字节位置。对于STM N系统，B1一次最多可以监测到8 个误码块；B2一次最多可以监测到NX 24个误码块。设备能根据S1字节来判断时钟信号的质量。S1的值越小，表示相应的时钟质量越高。11

30、、J1为 高阶通道追踪字节,被用来重复发送高阶通道接入点标识符。C2用来指示VC帧的复接结构的信息净荷的性质。12、K1、K2字节用于传送APS协议 ,DCC用于在网元间传送 OAM信息 。1 8.13、B1监测到有误码后，在本端有 RS-BBE （再生段背景误码块）性能事件上报网管并显示相应的误块数。14、B2监测到有误码后，在本端有MS BBE （复用段背景误码块） 性能事件上报网管并显示相应的误块数，并通过M1字节将误码块数会传给发送端,同时在发送端的性能事件MS REI （复用段远端误码块指示）中显示相应的误块数。15、B3对 所在的VC4帧 进行BIP 唳验，若监测出有误码， 在本端

31、有HP BBE （高阶通道背景误码块）性能事件上报网管并显示相应的误块数，并通过G1 字节将误码块数会传给发送端，同时在发送端的相应的VC-4通道的性能事件 HPREI （复用段远端误码块指示）中显示相应的误块数。16、VC 12中的LP POH监控的是 相应VC 12通道的传输性能。17 .对于AU的指针调整，AU PTR的3个H3字节 为负调整位置， 紧接着H3的3个字节 为正调整位置。 3个字节为一个调整单位。18 .在主从同步数字网中，从站时钟通常有三种工作模式：锁定上级时钟模式、 保持模式 、自由振荡模式。二、选择1、仅就对信号交叉的灵活性而言，下面哪种网元交叉灵活性最大。（） DX

32、C 4/4 DXC 4/0 TM DXC4/12、STM-N 的复用方式是 （ ）字节间插比特间插帧间插统计复用3、以下从时钟的几种工作模式、精度最高的是哪一种（）跟踪同步模式同步保持模式内部自由振荡模式4、STM-N光信号经过线路编码后（）线路码速会提高一些线路码中加入冗余码线路码速还是为STM-N标准码速线路码为加扰的 NRZ码5、复用段远端误码指示字节为（）B2字节由信宿回传给信源指示宿收到复用段信号后检出的误码个数 M1 字节 三、判断是非1. SDH传输体制可将 PDH三种数字系列及 ATM 信元映射到 VC-4中。（， ）2. STM-N 信号电口码型为加扰的 NRZ 。（，）3. STM-1信号中任一字节的等效传输速率均为64kb/s。（ V ）4.5. 通信保护环业务的保护倒换仅对劣化的通道而言，并非线路上全部业务进行