《光纤通信》SDH与数字光纤传输系统
《光纤通信与SDH》复习题
复习题一、选择题1.光纤的色散最直接的影响是（B）A、光纤传输损耗B、光纤传输带宽C、光纤传输散射D、光纤传输的光波波长2.光纤色散越大，则（B）。
A、时延越大B、时延差越大C、时延越小D、时延差越小3.下列光纤损耗中属于附加损耗是（C）。
A、吸收损耗B、散射损耗C、工程造成的弯曲损耗D、色散损耗4.激光器要发出激光，输入电流I必需满足（C）A. I＜I th；B. I＜I b；C. I＞I th；D. I＜Is。
5. 受激辐射产生的条件是每个外来光子的能量满足（B）A. hf = E2-E1;B. hf≥E2-E1;C. hf≥E1-E2;D. hf≤E1-E2 。
6. 激光器的发光机理是（C）。
A. 自发辐射；B. 自发吸收；C. 受激辐射；D. 受激吸收。
7. 在激光器中，光的放大是通过（A ）Ａ．粒子数反转分布的激活物质来实现的Ｂ．光学谐振腔来实现的Ｃ．泵浦光源来实现的Ｄ．外加直流来实现的8. 目前光纤通信系统采用的LD的结构种类属于（D）A．F-P腔激光器（法布里—珀罗谐振腔）B．单异质结半导体激光器C．同质结半导体激光器D．双异质结半导体激光器9. DFB激光器与FP激光器相比有（AB）的优点A．单纵模激光器B．普线窄，动态普线好，线性好C．普线宽D．纵横模数多10. 半导体激光二极管(LD)的一个缺点是（B）A．光谱较宽B．温度特性较差C．与光纤的耦合效率较低D．平均发光功率较小11. 随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（C ）A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增大D.先逐渐增大后逐渐减少12. PIN光电二极管的主要特性是（BCD）A．温度特性B．量子效率和光谱特性C．响应时间和频率特性D．噪声13. 掺饵光纤的放大能力（BC）Ａ．由掺铒元素决定Ｂ．由光纤的长度决定Ｃ．由泵浦功率决定Ｄ．由入射光的工作波长决定14. 光纤通信中，光源的间接调制是利用晶体的（ABC）等性质来实现对激光辐射的调制。
通信工程《光纤通信》考试题(含答案)
1、1966年7月，英籍华人（高锟）博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。
2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。
3、数值孔径越大，光纤接收光线的能力就越( 强)，光纤与光源之间的耦合效率就越( 高)。
4、目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：（0.85μm、1.31μm、1.55μm）。
5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（PIN光电二极管；雪崩光电二极管）。
6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的( 受激辐射)强于( 受激吸收)，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。
物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。
7、在多模光纤中，纤芯的半径越( 大)，可传输的导波模数量就越多。
8、光缆由缆芯、( 加强元件(或加强芯) )和外护层组成。
9、（波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。
10、按光纤传导模数量光纤可分为多模光纤和( 单模光纤)。
11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于( 开销比特 )的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。
12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度）。
13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的（阈值条件）。
14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。
15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一，产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和（噪声）。
二、选择题：（每小题2分，共20分。
1-7:单选题，8-10：多选题）1、光纤通信是以（A ）为载体，光纤为传输媒体的通信方式。
A、光波B、电信号C、微波D、卫星2、要使光纤导光必须使（ B ）A、纤芯折射率小于包层折射率B、纤芯折射率大于包层折射率C、纤芯折射率是渐变的D、纤芯折射率是均匀的3、（D ）是把光信号变为电信号的器件A、激光器B、发光二极管C、光源D、光检测器4、CCITT于（C）年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。
(完整版)《光纤通信》教学大纲
《光纤通信》教学大纲一、课程描述光纤通信是20世纪70年代开始发展起来的一种通信新技术。
80年代以后，随着我国通信技术的迅速发展，光纤通信有了长足的发展，成为社会信息基础设施中不可缺少的一部分，广泛应用于各个领域。
《光纤通信》是结合光纤通信的发展，系统地介绍光纤通信系统的基本原理、基本概念、基本技术和基本分析设计方法，全面反映全光通信技术概貌的课程，为学生学习后续的光纤通信设备、光缆线路工程、综合布线工程、宽带接入技术及现代通信技术等通信专业课程奠定基础。
《光纤通信》是通信工程专业的一门专业任选课，包括光纤通信传输理论，光纤与光缆，光源与光发送机，光检测器与光接收机，无源光器件与集成光路，光纤系统中的信号传输和光纤通信系统等内容。
先修课程是通信原理、信号与系统、高频电路。
二、课程目标1、使学生掌握光纤通信的基本概念和基本原理，理解光发射机和光接收机的基本理论和特性。
2、理解和掌握光纤通信系统的构成、性能指标及光纤通信新技术。
三、课程内容和教学要求这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下：知道——是指对这门学科的基本知识、基本理论的认知。
理解——是指运用已了解的基本原理说明、解释一些现象。
掌握——是指利用掌握的理论知识对一些较复杂的功能线路进行解释，说明其工作过程，估计有关参数。
学会——是指在利用仪表和工具完成对某些功能线路的设计、组装、参数测量，并根据理论知识计算相关参数，理论与实验作比较。
能识别操作中的一般差错。
教学内容和要求表中的“√”号表示教学知识和技能的教学要求层次。
本标准中打“*”号的内容可作为自学，教师可根据实际情况确定要求或不布置要求。
教学内容及教学要求表四、课程实施（一）课时安排与教学建议一般情况下，本课程共54学时，其中讲授54学时，具体课时安排如下：（二）教学组织形式与教学方法要求1.主要的教学组织形式是班级授课。
有时也可以采用分组教学。
《光纤通信》课后习题答案
《光纤通信》课后习题答案第一章1.光纤通信的优点和缺点是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点包括：接口昂贵、强度差、无法传输电源、需要专用工具、设备和培训、无法经受长期检查等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电气接口、电压电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件由光源、光源光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是led或ld，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压―电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源―光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光探测器组件、放大电路和模拟或数字电气接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤检测器耦合器、光检测器和电流电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有pin和apd。
然后再通过电流―电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
一光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套组成。
光缆线路箱：光缆厂家生产的光缆一般为2km。
因此，如果光传输和光接收之间的距离超过2km，则需要每隔2km将光缆与光缆线路盒连接。
光缆接线盒：主要用于将光缆从室外（或室内）引入室内（或室外），将光缆中的光纤与光缆分开，一般放置在光设备室内。
光纤连接器：主要用于将光发射机（或光接收机）与从光缆接线盒中分离出来的光纤连接，即光纤跳线与光缆中的光纤连接。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5ghz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解决方案：根据问题的含义，得出在5GHz微波载波下，数字通信系统的比特率为50MB/s，可传输781路64KB/s音频信道。
光传输技术SDH-04光传输系统的性能分析
最大中继距离的计算 中继距离是光纤通信系统设计的一项主要任务，在中继距离的设计中应考虑衰减和色散这两个限制因素。 衰减受限系统 色散受限系统 多纵模激光器（MLM）和发光二极管（LED） 单纵模激光器（SLM）
SDH网络性能指标 假设参考数字连接（HRX）
A
一个数字通道是指与交换机或终端设备相连接的两个数字配线架DDF或等效设备间的全部传输手段，通常涵盖了一个或几个数字段，它包括所有的复接和分接设备，这样数字信号在通过数字通道过程中，其取值和顺序均不会发生变化，因而呈现透明性。
环路系统间的互连 单节点互连 单节点互连是一种最简单的互连方式，它是通过一个节点来实现两个环形子网间的互连。在图4-2中给出了三种实现单节点互连的方法。 环间公网DXC互连 环间通过独立DXC互连 环间通过ADM 支路互连
图4-2 单节点环形网的互连
多节点互连
01
所谓多节点互连方式是指通过一个以上的节点来完成两个环网之间的互连，如图4-3所示。图中给出两种最简单的双节点互连方式。这样两个环间的业务互连就存在一个以上的路径，因而即使某一互连路径上的设备出现故障，也可以利用迂回路由完成互通，从而保证了业务的安全性。但与单节点互连方式相比一次性投资成本较高。
图4-6 假设参考数字连接组成图
把HRX中的两个相邻交换点的数字配线架间所有的传输系统、复接、分接设备等各种传输单元（不包括交换），用假设参考数字链路（HRDL）表示。
02
假设参考数字链路（通道）
01
假设参考数字段 为了具体提供数字传输系统的性能指标，把HRDL中相邻的数字配线架的传输系统（不包括备用设备）用假设参考数字段表示。根据我国的特点，长途一级干线HRDS为420km，长途二级干线的HRDS为280km。
光纤通信之SDH
演讲人
01.
02.
03.
04.
目录
SDH/MSTP设备概述
SDH/MSTP设备日常维护
SDH/MSTP设备维护案例分析
SDH/MSTP设备维护注意事项
SDH/MSTP设备概述
设备类型及功能
SDH设备：同步数字传输设备，用于传输语音、数据和视频信号
MSTP设备：多业务传输平台设备，支持多种业务类型，如TDM、ATM、IP等
02
设备功能：提供传输、交换、复用、时钟同步等功能，保证通信网络的稳定运行
设备特点：高可靠性、低时延、大容量、可扩展性等
04
设备组成及工作原理
SDH/MSTP设备主要由传输系统、交换系统和控制单元组成。
传输系统负责将信号从输入端传输到输出端，包括光纤、光放大器和光中继器等。
交换系统负责信号的交换和处理，包括交叉连接、复用和解复用等。
01
SDH/MSTP设备可以提供高速、大容量、高质量的信号传输，满足现代通信网络的需求。
02
SDH/MSTP设备支持多种业务类型，如语音、数据、视频等，可以满足不同用户的需求。
03
SDH/MSTP设备具有较强的抗干扰能力，可以保证信号传输的稳定性和可靠性。
04
SDH/MSTP设备日常维护
设备检查与清洁
故障预防：定期进行设备检查、维护，确保设备正常运行
01
02
03
04
05
SDH/MSTP设备维护案例分析
典型故障案例
01
光纤断裂：导致通信中断，需要及时修复
03
电源故障：导致设备无法正常工作，需要检查电源系统
02
数据通信_3_1(光纤通信及SDH)
2. 按传播模式分类--多模光纤与单模光纤 传播模式概念
光是一种频率极高（3×1014 赫兹）的电磁波， 当它在光纤中传播时，根据波动光学理论和电磁场 理论，需要用麦克斯韦式方程组来解决其传播方面 的问题 而通过繁琐地求解麦氏方程组之后就会发现， 当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光 纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播，如 TMmn模、TEmn模、HEmn模等等（其中m、n=0、 1、2、3、……） 其中HE11模被称为基模，其余的皆称为高次模
20
3.2 光纤通信的优点
3. 通信串话小，保密性强
光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上没有 光“泄露”出去，因此其保密性能极好。
4. 抗电磁干扰
不怕外界强电磁场的干扰 (光纤是用石英制成的) 不受外界光的影响，强电、雷电等不会影响光纤传 输性能 在核辐射环境，也能正常进行通信
21
3.2 光纤通信的优点
7
3.1 光纤通信的历史
光纤通信的里程碑：1966年7月，英藉、华裔学者 高锟博士（K.C.Kao）在PIEE 杂志上发表了一篇文 章《用于光频的光纤表面波导》 该文从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体实现 光通信的可能性。只要解决好玻璃纯度和成分等问 题，就能够利用玻璃制作光学纤维，从而高效传输 信息。 更重要的是科学地予言了制造通信用的超低耗光纤 的可能性，即加强原材料提纯，加入适当的掺杂剂， 可以把光纤的衰耗系数降低到20dB/km 以下（当时 世界上用于工业、医学方面的光纤，其衰耗在 1000dB/km 以上）
光纤的最外层是由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成的涂敷 层，其作用是增加光纤的机械强度与可弯曲性。一般涂 敷后的光纤外径约1.5 厘米。
光纤通信基本知识 (2)
G.653:1550nm性能最佳的色散移位单模光纤
G.654:1550nm损耗最小的单模光纤
31 G.655:1550nm非零色散光纤
SJTU
SDH的光接口位置
Ctx 光缆设施
Crx
发
S
R
接
送
收
TX:发送机 Ctx,Crx:活动连接器 S,R:参考点 RX:接收机
32
SJTU
发送机在S点的特性
光源类型：LED、MLM、SLM 光谱特性：最大均方根宽度、最大-20dB
13
SJTU
相干光通信系统
相干光通信系统又称为外差光纤通信系 统。是一种采用单一频率的相干光做光 载波，利用无线电技术中的外差接收方 式，再配合ASK\FSK\PSK等调制方式 的新型光纤通信方式。主要优点是光接 收机灵敏度高，选择性好；既可扩大通 信容量，又可增加再生中继距离。
14
SJTU
光孤子（Soliton）通信
VC-3
VC-4
复用段层网络 再生段层网络 物理层网络
27
电路层
低阶 高阶
通道层
SDH 传送层
段层 传输 媒质层
SJTU
SDH的承载业务
L5~7
Application
L4
TCP/UDP
L3
IP
L2 ATM FR PPP/HDLC LAPS SDL
L1
SDH
L0
WDM
FR: Frame Relay
PPP: Point to Point Protocol
4
SJTU
光缆
含有光纤，符合现场实际使用要求的光、 机械和环境规范的缆。由光纤、加强件和 外护层等组成。
通信概论SDH与光纤通信(运输j)
线路速率 51.84Mb/s 155.52 Mb/s 622.08 Mb/s 2.488Gb/s 10G
STM-1
STM-4
STM-16
STM-64
9
5.2 SDH同步数字系列及特点
STM-1信号复用成STM-4
t
STM-1
STM-4 复用
t STM-4
10
5.2 SDH同步数字系列及特点
5.2.4 SDH
从对信号的损伤来看，主要局限于减小损耗（衰减），色散
输入信号
光
衰减
纤 对
时间
信
号
色散
的 损
时间
伤 非线性
频率
衰减
输出信号
脉冲展宽 失真
新频率
24
5.5 光纤通信系统
5.5.2 线路对光纤信号的损伤
α (dB/km)
OH根吸收
紫外吸收
红外吸收
1.0 1.1
0.85μm短波 长窗口(No.1)
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
外调制技术、 2.5~10Gb/s
超大容量DWDM系统、超长距离光孤子通 信、光交换、全光通信
15
5.3 光纤通信基本概念
通信波段划分及相应传输媒介 频率，Hz
101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015
ELF VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF
F1 F2 F3 F4 F5 F6
再生段 开销
指针
复用段 开销
9×N列
净负荷 270×N列
9行
11
光纤通信试题04254
1.光纤通信一般采用的电磁波波段为（ ).A 。
可见光B 。
红外光C. 紫外光 D 。
毫米波2.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是( )。
A ．0.85 μm，1。
27 μm,1。
31 μmB ．0.85 μm，1。
27 μm，1。
55 μmC ．0.85 μm，1.31 μm,1.55 μmD ．1。
05 μm,1.31 μm,1.27 μm3.限制光纤传输容量(BL 积）的两个基本因素是（ )和光纤色散。
A ．光纤色散B ．光纤折射C ．光纤带宽D ．光纤损耗 4.一光纤的模色散为20ps/km ，如果一瞬时光脉冲（脉冲宽度趋近于0)在此光纤中传输8km ，则输出端的脉冲宽度为( ）A 。
20psB 。
40psC 。
80psD 。
160ps5.下列说法正确的是（ )A ．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率B ．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率C ．为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须小于纤芯的折射率D ．为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂层的折射率6.对于工作波长为1.31μm 的阶跃折射率单模光纤，纤芯折射率为1。
5,包层折射率为1。
003(空气)，纤芯直径的最大允许值为( )。
A 。
0.34μmB.0.90μm C 。
3.0μmD.4。
8μm 7.在阶跃型光纤中，导波的传输条件为( )A ．V ＞0B ．V ＞VcC ．V ＞2.405D ．V ＜Vc 8.下列现象是光纤色散造成的，是（ ）.A 。
光散射出光纤侧面B 。
随距离的增加，信号脉冲不断展宽 C.随距离的增加，信号脉冲收缩变窄D.信号脉冲衰减 9.将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（ ）。
A.折射B 。
在包层折射边界上的全内反射C 。
纤芯—包层界面上的全内反射D.光纤塑料涂覆层的反射 10. 1mW 的光向光纤耦合时，耦合损耗为1。
0dB ，而在光纤输出端需要0.1mW 的信号，则在衰减为0.5dB/km的光纤中，可以将信号传输多远？（ ）.A.1.8kmB 。
SDH与数字光纤传输系统
PDH 预留的插入比特（开销字节）较少，这也就是为
什么在设备进行光路上的线路编码时，要通过增加冗余 编码来完成线路性能监控功能的原因
开销字节少，对完成传输网的分层管理、性能监控、业
务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析定位很不 利 使得网络的运行、管理和维护（OAM）较困难
PDH传输体制的缺陷
(1) 接口方面
只有地区性的电接口规范。我国和欧洲、北美、日本各
自有不同的 PDH 数字体系，这些体系互不兼容，造成 国际互通的困难
没有统一的光接口规范。为了完成设备对光路上的传输
性能进行监控各厂家各自采用自行开发的线路码型，不 同厂家同一速率等级的光接口码型和速率不一样，致使 不同厂家的设备无法实现横向兼容
PDH主要适用于中、低速率点对点的传输
7.1 PDH准同步数字体系
PDH的复用方式很明显不能满足大容量信息传输 的要求
另外 PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了
难度 PDH不能适应现代通信网对信号宽带化、多样化 的要求 制约了传输网向更高的速率发展
PDH传输体制的缺陷
PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：
SDH的这些优点是以牺牲其它方面为代价的
(2) 指针调整机理复杂
指针的作用就是时刻指示低速信号的位置，以便在拆包
时能正确地拆分出所需的低速信号，实现从高速信号中 直接分／插出低速支路信号
指针的使用是 SDH 的一大特色，但指针功能的实现增
加了系统的复杂性，并使系统产生 SDH 的一种特有抖 动－由指针调整引起的结合抖动
2．SDH的不足
SDH的这些优点是以牺牲其它方面为代价的
(3) 软件的大量使用对系统安全性的影响
通信工程《光纤通信》考试题(含答案)
1、1966年7月，英籍华人（高锟）博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。
2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。
3、数值孔径越大，光纤接收光线的能力就越( 强)，光纤与光源之间的耦合效率就越( 高)。
4、目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们是：( 0。
85μm、1.31μm、1。
55μm）.5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：(PIN光电二极管；雪崩光电二极管）.6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的（受激辐射)强于( 受激吸收），即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。
物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布.7、在多模光纤中，纤芯的半径越（大)，可传输的导波模数量就越多。
8、光缆由缆芯、( 加强元件（或加强芯））和外护层组成。
9、（波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。
10、按光纤传导模数量光纤可分为多模光纤和（单模光纤）.11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于（开销比特 )的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。
12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度)。
13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的(阈值条件）.14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量.15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一，产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和（噪声 )。
二、选择题：(每小题2分，共20分.1—7：单选题，8-10:多选题）1、光纤通信是以（A ）为载体，光纤为传输媒体的通信方式。
A、光波B、电信号C、微波D、卫星2、要使光纤导光必须使（ B ）A、纤芯折射率小于包层折射率B、纤芯折射率大于包层折射率C、纤芯折射率是渐变的D、纤芯折射率是均匀的3、（D ）是把光信号变为电信号的器件A、激光器B、发光二极管C、光源D、光检测器4、CCITT于（C）年接受了SONET概念,并重新命名为SDH。
光纤通信网络 SDH部分
– 由A到C的信号以及由C返回A的信号都是沿S1顺时针及P1逆时针，所 以它是一个单向环
• 当B和C节点间的光缆被切断时
– 在节点C，由于从A经S1来的AC信号丢失，按并发优收原则，倒换开 关将由S1转向P1，接收由A节点经P1而来的AC信号作为分路信号， 从而使AC间的业务信号得以维持，不会丢失
– 故障排除后，开关返回原来位置
N N N N N N
• 树型
– 当将点到点拓扑单元的末端节点连接到几个特殊节点时就构 成了树形拓扑 – 树形拓扑可以看成是线形拓扑和星形拓扑的结合。这种拓扑 结构适合于广播式业务，但不适于提供双向通信业务
• 环形网应用
– 将通信网中的所有节点串联起来，而且首尾相连，没有任 何节点开放时，就形成了环形网 – 这种网络拓扑具有很高的生存性，即自愈功能，因此环形 网在SDH网中得到了最广泛的应用
• 传送网分层以后，每一层仍然很复杂，地理上覆盖的 范围很大。因此将每一层在水平方向上按照内部的结 构分割为若干个子网和链路连接
网络的分层与分割
电信管理网TMN
用户
用户
交叉连接功能
电路层
通道层
接入点
子网
传输媒质层
SDH 传送网分层模型
电 路 层 网 络
低 阶 通 道 层 高 阶 通 道 层
电 路 层 VC3 VC4
二纤双向复用段倒换环
• 四纤双向复用段倒换环 中S1上的业务信号与P2上的保 护信号的传输方向完全相同，都是顺时针。利用时隙 交换技术，可使光纤S1和P2上的信号都置于一根光纤 上，这根光纤就称为S1/P2光纤，这时，这根光纤上的 一半时隙如奇时隙用于传业务信号，而另一半时隙如 偶时隙留给保护信号 • 同样也有S2/P1光纤 • S1/P2上的保护信号时隙可保护S2/P1上的业务信号， 而S2/P1上的保护信号时隙可保护S1/P2上的业务信号 • 四纤环就可以简化为二纤环 • 对于二纤双向复用段倒换环我们一般采用奇偶时隙保 护，也有其他的保护形式，如前半时隙传业务信号， 后半时隙传保护信号
《光纤通信系统》数字光纤传输测试系统实验
《光纤通信系统》数字光纤传输测试系统实验概述光纤通信是利用光波作为载波，以光纤作为传输媒质实现信息传输，是一种最新的通信技术。
光纤是光导纤维的简称。
光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。
光纤通信使用的波长在近红外区，即波长800～1800nm，可分为短波长波段（850nm）和长波长波段（1310nm和1550nm），这是目前所采用的三个通信窗口。
通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量，光是一种频率极高的电磁波（3×1014HZ），因此用光作载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，是通信发展的必然方向。
光纤通信有许多优点：首先它有极宽的频带。
目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统，这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。
其次，光纤的传输损耗很小，传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上，站间距离不足10Km；而工作在 1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗，站间无中继传输可达100Km以上。
另外，光纤通信还具有抗电磁干扰、抗。
腐蚀、抗辐射等特点，它在地球上有取之不尽，用之不竭的光纤原材料—SiO2光纤通信可用于市话中继线，长途干线通信，高质量彩色电视传输，交通监控指挥，光纤局域网，有线电视网和共用天线（CATV）系统。
波分复用技术（WDM）的出现，使光纤传输技术向更高的领域发展，实现信息宽带、高速传输。
光纤通信将会在光同步数字体系（SDH）、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网（B—ISDN）、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。
光纤通信系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和光接收机。
其电/光和光/电变换的基本方式是直接强度调制和直接检波。
实现过程如下：输入电信号既可以是模拟信号（如视频信号、电话语音信号、正弦波或三角波信号），也可以是数字信号（如计算机数据、PCM编码信号、数字信号源信号）；调制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号并用来驱动光源器件，对光源器件进行直接强度调制，完成电/光变换的功能；光源输出的光信号直接耦合到传输光纤中，经一定长度的光纤传输后送达接收端；在接收端，光电检测器对输入的光信号进行直接检波，将光信号转换成相应的电信号，再经过放大恢复等电信号处理过程，以弥补线路传输过程中带来的信号损伤（如损耗、波形畸变），最后输出和原始输入信号相一致的电信号，从而完成整个传送过程。
《光纤通信》试题填空题练习
优选DOCX[键入文档标题]优选docx优选docx2014/8/1忍人之所不能忍，方能为人知所不能为！！！填空题练习1. 根据传输方向上有无电场分量以及磁场分量，可将光电磁波传播形式分成三类：一为，二为TE波，三为。
2. 对于单模光纤来说，主要是和，而对于多模光纤来说，占主要地位。
3. 光纤色散的测量方法有相移法、、干涉法，光纤损耗的测量方法有、后向测量法。
4. 激光器输出光功率随温度而变化有两个原因：一个是；另一个是外微分子量效率随温度升高而减小。
5. 对LD的直接调制将导致激光器增宽，限制光纤通信系统的和容量。
6. 光纤通信系统中监控信号的传输途径有两个，一个是在光纤中传输，另一个是通过光缆中附加的传输。
7. 和都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。
8. 在数字接收机中，设置均衡滤波网络的目的是。
9. 数字光接收机最主要的性能指标是灵敏度和。
10. APD的雪崩放大效应具有随机性，由此产生的附加噪声称为。
11. 半导体激光器中光学谐振腔的作用是提供必要的，与此同时还需进行选择。
12. 耦合器的结构有许多类型，其中比较实用的有、微器件型和波导型。
温度对激光器的输出光功率影响主要通过和外微分量子效应。
13. 数字光纤传输系统的两种传输体制为准同步数字系列（PDH）和。
PDH有两种基础速率，一种是以为第一级基础速率；另一种是以s 为第一级基础速率。
14. 隔离器主要用在激光器或光放大器的后面，功能避免致使性能变坏。
它的两个主要参数是和隔离度。
15. SDH传输系统每秒传送8000个STM-16帧，则该系统的传送速率为。
16. STM-1可复用个2M信号、个34M信号和1个140M信号。
17. 渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的现象称为现象。
18. 数字光纤通信系统的抖动是指数字信号的有效瞬间与其的短时间偏离。
19. 光纤数字通信系统中，和是系统传输性能的两个主要指标。
20. EDFA中光耦合器的主要作用是将和混合起来。
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步数字体 系
PDH各次群比特率相对于其标准值有一个规定的 容差（允许的偏差标称值），而且是异源的，这种 对比特率偏差的约束就是所称的准同步工作
一次群至四次群接口比特率早在1976年就实现了 标准化，并得到各国广泛采用
PDH主要适用于中、低速率点对点的传输
步数字体 系
PDH的复用方式很明显不能满足大容量信息传输 的要求
44.736 Mb/s
672×2 = 1344路 44.736×2 + 0.528 =
90 Mb/s
24路 1.544 Mb/s
24×4 = 96路 1.544×4 + 0.136 =
6.312 Mb/s
96×5 = 480路 6.312×5 + 0.504 =
32.064 Mb/s
480×3 = 1440路 32.064×3 + 1.536 =
步数字体 系
PDH体系建立在点对点传输的基础上，网络结构 较为简单，无法提供最佳的路由选择，使得设备利 用率较低
凡此种种缺陷导致了一种新的数字体系－同步光网
络（SONET，Synchronous
Optical
Network）的产生
最初提出这个概念的是美国贝尔通信研究所。 SONET于1986年成为美国新的数字体系标准
一、SDH 的特点
SDH概念的核心是从统一的国家电信网和国际互 通的高度来组建数字通信网，组建的网络是一个高 度统一的、标准化的、智能化的网络
采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的兼容 ，在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操 作，实现灵活的组网与业务调度，实现网络自愈功 能，提高网络资源利用率，由于维护功能的加强大 大降低了设备的运行维护费用
97.728 Mb/s
步数字体 系
PDH可以很好地适应传统的点对点通信，但这种 数字系列主要是为话音设计的
PCM技术在复接成一次群时，采用同步复接
但在复接成二、三、四次群时要采用异步复接，通 过增加额外比特（正码速调整）使各支路信号和复 接设备同步，虽然各支路的数字信号流标称值相同 ，但主时钟是彼此独立的
1．帧结 构
段开销（SOH，Section OverHead）区域
段开销（SOH）是STM帧结构中为了保证信息净负荷 正常、灵活传送所必须的附加字节
是供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节，详 细的安排在后面讨论
注意，SOH和POH监控、管理的对象不同
1．帧结 构
管理单元指针（AU-PTR，Administration Unit Pointer）区域
由于数字通信技术的应用是从市话中继传输开始的 ，为了适应点对点的应用而选择了准同步复用方式 ，以实现在同一信道上传输多路信号，从而提高信 道利用率
步数字体 系
世界各国使用的PDH设备有不同的标准
根据ITU-T的G.702建议，PDH的基群速率有两 种，即PCM 30/32路系统（E1）和PCM 24路 系统（T1或DS1）
SDH的优点中，最核心的是同步复用、标准的光 接口和强大的网络管理功能
但是，凡事有利就有弊，SDH的这些优点是以牺
牲其它方面为代价的
(1) 频带利用率低
如PDH的四次群（140 Mb/s信息量Mb/s）可以容纳64×2
而同样信息量，在SDH是155 Mb/s（STM-1）
2．SDH 的不足
步数字体 系
随着光通信技术的发展，按国家组网的有关规定， 近年来，PDH系列设备只在公网中用作市话网的 中继传输系统
但是，在许多专用信息传输系统中它仍然得到广泛 应用
在我国公用电话网及数据网中，PDH系列的数字 结构主要用于数字网络接口标准，特别是2Mb/s 速率的接口，在数据、卫星、移动通信系统中普遍 采用
我国和欧洲各国采用的是PCM 30/32路系统， 基群速率为2.048 Mb/s
美国和日本采用的是PCM 24路系统，基群速率 为1.544 Mb/s
步数字体 系
PDH各次群的标准速率
我国及欧洲
北美
日本
一次群 二次群 三次群 四次群
30/32路 2.048 Mb/s
30×4 = 120路 2.048×4 + 0.256 =
另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了 难度
不能适应现代通信网对信号宽带化、多样化的要求 制约了传输网向更高的速率发展
体制的缺 陷
PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：
(1) 接口方面 只有地区性的电接口规范。我国和欧洲、北美、日本各
自有不同的PDH数字体系，这些体系互不兼容，造成 国际互通的困难
管理单元指针（AU-PTR）是一种指示符，用来指示 信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的准确位置， 以便在接收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正 确分离信息净负荷
1．帧结 构
信息净负荷（Payload）区域
信息净负荷区域是帧结构中存放各种信息负荷的地方 当然，其中还有少量的用于通道性能监视、管理和控制
的通道开销（POH） 通常，POH作为净负荷的一部分与其一起在网络中传
送
它负责对低速支路信号（例如2.048 Mb/s信号）进 行通道性能监视管理和控制
2．SDH 的不足
但是，凡事有利就有弊，SDH的这些优点是以牺 牲其它方面为代价的
(3) 软件的大量使用对系统安全性的影响 软件在系统中占有相当大的比重，这就使系统很容易受
到计算机病毒的侵害
另外，在网络层上人为的错误操作，软件故障对系统的 影响也是致命的
所以系统的安全性就成了很重要的一个方面
开销字节少，对完成传输网的分层管理、性能监控、业 务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析定位很不 利
使得网络的运行、管理和维护（OAM）较困难
体制的缺 陷
PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：
(4) 没有统一的网管接口 由于没有统一的标准，各厂家提供的管理系统不兼容，
不利于形成统一的电信管理网
SDH同步 传输体系
SDH发展到今天，已经不是一种新技术，而是一 种成熟的技术
有学者认为：SDH将被以WDM为基础的光传送 网所取代
但是在今后一段时间内，SDH仍有生命力
这不仅因为大量建设的SDH系统要继续使用，还 因为WDM光传送网还没有解决SDH已经很好解 决的三个问题
SDH同步 传输体系
二、SDH 帧结构
SDH帧结构是实现SDH网络的基础
对它的基本要求是：
能够满足对低速支路（2/34/140 Mb/s）的同步复 用、交叉连接（DXC）和交换；
支路信号在一帧内均匀地、有规律地分布，便于分出／ 插入；
对PDH的1.544 Mb/s系列和2.048 Mb/s系列都 具有统一的方便性和实用性
1．SDH 的优点
和PDH相比，SDH有如下优势：
(4) 兼容性
SDH有很强的兼容性。在网络边界处，SDH以容器的 方式将各种体制的低速信号装载进STM-1信号的帧结 构中，这样可以传输PDH数字信号系列和其它的各种 体制的数字信号系列（如ATM）
从而体现了SDH的前向兼容性和后向兼容性
2．SDH 的不足
调整，用来匹配和容纳时钟的差异 导致当低速信号复用到高速信号时，在高速信号的帧结
构中的位置没有规律性和固定性 无法直接从高次群中提取低速支路信号
体制的缺 陷
PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：
(3) 运行维护方面 PDH预留的插入比特（开销字节）较少，这也就是为
什么在设备进行光路上的线路编码时，要通过增加冗余 编码来完成线路性能监控功能的原因
没有统一的光接口规范。为了完成设备对光路上的传输 性能进行监控各厂家各自采用自行开发的线路码型，不 同厂家同一速率等级的光接口码型和速率不一样，致使 不同厂家的设备无法实现横向兼容
体制的缺 陷
PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：
(2) 复用方式 PDH的高次群是异步复接，每次复接就进行一次码速
《光纤通信》SDH与数字 光纤传输系统
字光纤传输 系统
在前面各章中讨论了光纤传输媒质、光源与光发送 机、光检测器与光接收机，还讨论了光纤的连接和 用于连接光缆、光源以及光检测器的连接器
将这些分立的模块组合到一起就形成一条完整的光 纤传输链路，从而构成光纤通信系统
字光纤传输 系统
从20世纪70年代光纤通信进入实用化后，迅速成 为电信传输的主要手段
但是，凡事有利就有弊，SDH的这些优点是以牺 牲其它方面为代价的
(2) 指针调整机理复杂
指针的作用就是时刻指示低速信号的位置，以便在拆包 时能正确地拆分出所需的低速信号，实现从高速信号中 直接分／插出低速支路信号
指针的使用是SDH的一大特色，但指针功能的实现增 加了系统的复杂性，并使系统产生SDH的一种特有抖 动－由指针调整引起的结合抖动
8.448 Mb/s
120×4 = 480路 8.448×4 + 0.576 =
34.368 Mb/s
480×4 = 1920路 34.368×4 + 1.792 =
139.264 Mb/s
24路 1.544 Mb/s
24×4 = 96路 1.544×4 + 0.136 =
6.312 Mb/s
96×7 = 672路 6.312×7 + 0.552 =
实际上，SDH也能够很好地传送IP数据包
SDH具有标准化接口、灵活的上／下业务能力和 强大的网管等特点，是目前全球最重要的传送体制
纤通信系 统
7.1 PDH准同步数字体系 7.2 SDH同步传输体系 7.3 数字光纤传输系统的设计 7.4 数字光纤系统的性能指标
步数字体 系
准同步数字体系（PDH）是20世纪60年代逐步 发展起来的一种数字复用多路技术，当时正致力于 语音信号的数字化传输与复用，如PCM 30/32 路系统