《光纤通信》习题及答案

一、填空（共10题，每空1分，共12分）
1、STM-1信号的幀结构中共有__2430____字节，其中AU-PTR 有__9___字节，MSOH 有__45___字节，净负荷区有__261___列。

2、目前，实用光纤的三个低损耗窗口在___850______nm 、_1310____nm 和_1550_____nm 。

3、按照在光纤中传输的模式分类，光纤可分为__多模光纤_______和___单模光纤_________。

4、掺饵光纤放大器的工作波长范围在___1550nm_______附近，与光纤的最低损耗窗口一致。

5、单模传输的条件是__V ≦2.40483_________。

6、激光器是对温度敏感的器件，因此在光发射模块中使用了__温度___控制电路。

二、选择题：（单项选择，共10题，每题2分）
1、阶跃型折射指数分布光纤中总的模数量等于 b 。

（a ） 121n n n - （b ） 22V (c) ∆21n (d) 4
2
V 2、在研究光和物质相互作用时,爱因斯坦指出存在三种不同的基本过程：自发辐射、受激辐射和受激吸收，其中激光器的原理是 b 。

（a ） 全反射 （b ）受激辐射 (c) 受激吸收 (d)自发辐射
3、光电检测器是把光信号转换为电信号的期间，其是利用材料的 来实现的。

（a ） 光电效应 （b ）能量 (c) 时延 。

(d)衰减
4、折射定律表明了 d 和 之间的关系。

（a ） 入射波、反射波 （b ）反射波、入射波
(c) 折射波、反射波 (d)入射波、折射波
5、在SDH 帧结构中， b 是用于指示第一个净负荷在STM 中的位置的。

（a ） 容器 （b ）管理单元指针 (c) 段开销 (d) 信息净负荷
6、下列哪个不是光中继器的功能：____b________
（a ）放大 （b ）监控 (c) 整形 (d) 定时
7、多模光纤中占主导地位的是哪种色散：_____a_______
(a)模式色散 (b)材料色散 （c ）波导色散 （d ）偏振模色散
8、SDH 的STM-4帧结构中再生段开销字节位于____b_____位置?
(a)1-3行的前9列 （b ）1-3行的前36列 （c ）4行的前36列 （d ）5-9行的前9列
9、一个STM_1可以复用___d___个2M 信号。

（a ）1 （b ）8 （c ）3 （d ）63
10、光纤接入网目前采用的什么组网结构___c______
（a ）星型 （b ）总线型 （c ）树型 （d ）环型
三、判断题（共10题，每题2分，共20分）
1、光电检测器的灵敏度必须以误码率为前提。

（√）
2、SDH 的块状帧STM-1、 STM-4、 STM-16 、STM-64信号的帧周期呈4倍关系。

（√）
3、低阶SDH 到高阶SDH 以字节见插的方式复用。

（√）
4、阶跃型折射率光纤中光信号的传输轨迹是曲线。

（×）
5、SDH 是基于TDM 理论的技术，对时钟要求高。

（√）
6、弱导波光纤就是传输光信号质量很差的光纤。

（×）
7、WDM 光网络在通信网络中的地位处于纵向分层的底层，属于传送网或者承载网。

（√）
8、渐变型折射率光纤能够克服光纤的波导色散。

（×）
9、光纤的波动理论可知某种模式能在光纤中形成导波的条件是其归一化频率V小于该模式的截止频率。

（×）
10、OXC、OADM是SDH网络中的重要设备。

（×）
四、画图题（共2题，第1题10分，第2题20分，共30分）
1、请画出我国的基群信号140M信号复用进STM_1的复用路线图。

要求：需要在复用路线图中标示出复用过程中每一步所采用的SDH容器，且把三个主要处理步骤表明清楚。

映射：将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销（POH）形成虚容器（VC）的过程
定位：将帧偏移信息收进支路单元（TU）或管理单元（AU）的过程，它通过支路单元指针（TU PTR）或管理单元指针（AU PTR）的功能来实现
复用：将多个低价通道层信号通过码速调整使之进入高价通道(TU-12(×3)->TUG(×
7)->TUG-3(×3)->VC-4)或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程
(AU-4(×1)->AUG（×N）->STM-N)
2、有A、B、C、D四个传输节点，请用SDH设备组建这四个节点之间的二纤单向通道环网，画出组网图且简述其保护机制。

假设任意两节点之间都有双向的业务，请给出环网上的业务分配配置，任意两节点之间的业务量大小可自行假设，环网两路容量自行安排。

组网图的要求：组网图至少包含四个SDH节点，标示出每个节点的端口和信号流方向，简述保护机制时可假设任意两个节点间光纤发生断裂，简述信号流方向。

备注：答案给出了非常详尽的描述，学生答卷中只要能画出图给出文字叙述的几个关键要点即可给分。

二纤通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环——S1；一个为备环——P1。

两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的“并发选收”功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务“并发”到主环S1、备环P1上，两环上业务完全一样且流向相反，平时网元支路板“选收”主环下支路的业务，如图(a)所示。

若环网中网元A与C互通业务，网元A和C都将上环的支路业务“并发”到环S1和P1上，S1和P1上的所传业务相同且流向相反——S1逆时针，P1为顺时针。

在网络正常时，网元A和C都选收主环S1上的业务。

那么A与C业务互通的方式是A到C的业务经过网
元D穿通，由S1光纤传到C（主环业务）；由P1光纤经过网元B穿通传到C（备环业务）。

在网元C支路板“选收”主环S1上的A→C业务，完成网元A到网元C的业务传输。

网元C到网元A的业务传输与此类似。

CA
(a)二纤单向通道倒换环
当BC光缆段的光纤同时被切断，注意此时网元支路板的并发功能没有改变，也就是此时S1环和P1环上的业务还是一样的。

如图(b)所示。

(b)二纤单向通道倒换环
网元A到网元C的业务由网元A的支路板并发到S1和P1光纤上，其中S1业务经光纤由网元D穿通传至网元C，P1光纤的业务经网元B穿通，由于B—C间光缆断，所以光纤P1上的业务无法传到网元C，不过由于网元C默认选收主环S1上的业务，这时网元A 到网C的业务并未中断，网元C的支路板不进行保护倒换。

网元C的支路板将到网元A的业务并发到S1环和P1环上，其中P1环上的C到A业务经网元D穿通传到网元A，S1环上的C到A业务，由于B—C间光纤断所以无法传到网元A，网元A默认是选收主环S1上的业务，此时由于S1环上的C→A的业务传不过来，这时网元A的支路板就会收到S1环上TU-AIS告警信号。

网元A的支路板收到S1光纤上的TU-AIS告警后，立即切换到选收备环P1光纤上的C到A的业务，于是C→A的业务得以恢复，完成环上业务的通道保护，此时网元A的支路板处于通道保护倒换状态——切换到选收备环方式。

业务配置环网容量和任意两节点间业务量由学生自行设计，只要业务占用满足时分复用原理占用信道容量且节点间总容量不溢出信道容量，时隙服用可以VC12或VC4为单位
五、问答（共2题，第1题8分，第2题10分，共18分）
1、阐释WDM的概念，什么是CWDM,什么是DWDM，并写出WDM中的两种重要器件。

WDM，波分复用是指将两种或者多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号，在发射端经复用器汇合，并将其耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离，然后由光接收机做进一步的处理，使原信号复原。

CWDM，粗波分复用系统，是最早的WDM技术，它指1310/1550nm两波长系统，之间波长间隔达两百多纳米。

DWDM是密集波分复用系统，是一种波长间隔更紧密的WDM系统。

现在的WDM通道间隔只有0,8-2nm，甚至小于0.8nm。

WDM中最重要的两种器件分别是光分叉复用设备OADM和光分叉复用器OXC。

2、什么是相对折射指数差，判断弱导波光纤的标准是什么？实用光纤通信中是否实用的弱导波光纤，为什么？
光纤纤芯的折射率指数和包层的折射率指数的相差程度称为光纤的相对折射指数差。

弱波导光纤是指纤芯和包层的折射率n1和n2相差极小的光纤。

实用光纤通信中采用的是弱导波光纤，因为如果包层和纤芯的折射指数差过大会导致多模光纤的模式色散过大。