光纤通信系统复习提纲

光纤通信系统复习提纲
光纤通信系统复习提纲

1. 光纤通信概念,特点

光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输介质的一种通信方式。

特点:优点:1、频带宽,通信容量大。2、损耗低,中继距离长。3、抗电磁干扰能力强。4、光泄露小,保

密性好。重量轻体积小。5、原材料丰富,节约有色金属。

缺点:1、质地脆,不可弯曲太大,机械强度低。2、光 纤接口需要一定的工具、设备和技术。3、分

路,耦合不灵活。

2. 光纤通信系统组成原理框图,每部分功能。

光发送机:将电发送机发送过来的电信号,转换成光信号码流。

光中继器:补偿光信号的幅度损耗,对畸变失真的信号波形进行整形,恢复光信号的形状。

光接收机:将从光纤传输过来的微弱光信号,经光电检测器,将其转换成电信号,并对电信号进行足够的放大,

输出一个适合于定时判决的脉冲信号到判决电路使之能够正确的恢复出原始电信号,送给电接收机。

3. 光纤结构,规格,全反射原理,NA ,单模传输的条件,归一化频率,截止波长,SM 和MM 判断和特点,渐

变型和阶跃型光纤,几何和温度特性,损耗(dB)特性,色散(ps)特性,ITU-T 规范的光纤。 结构:多层同轴圆柱体,从里到外依次是 纤芯、包层、涂覆层。 规格:单模光纤 : 纤芯直径8-10μm

多模光纤 : 纤芯直径50μm 或者 62.5μm

单模光纤和多模光纤的包层直径均为125μm

全反射原理: 光从光密介质射向光疏介质时,当入射角超过某一角度C(临界角)时,折射光完全消

失,只剩下反射光线的现象叫做全反射。

NA : NA =sin θmax =2

2

21n n -=n 1?2

单模传输的条件:光纤的工作波长λ>λ截止。 归一化频率 :表征光纤中传播模式的数量。

截止波长 :截止波长指的是,单模光纤通常存在某一波长,当所传输的光波长超过该波长时,光纤

只能传播一种模式(基模)的光,而在该波长之下,光纤可传播多种模式(包含高阶模)的光。

SM 和MM 的判断和特点:

能传播两种以上模式的光纤称为多模光纤

渐变型和阶跃型光纤:阶跃型光纤:单包层光纤,纤芯和包层折射率都是均匀分布,折射率在纤芯和

包层的界面上发生突变;

渐变型光纤:单包层光纤,包层折射率均匀分布,纤芯折射率随着纤芯半径增加而减少,是非均匀连续变化的;

几何特性:包括纤芯直径、包层直径、纤芯不圆度,与包层同心度等 温度特性:温度对光纤损耗的影响

损耗特性:光纤传输的光能有一部分在光纤内部被吸收,有一部分可能辐射到光纤外,使得光能减少。光

波在光纤中传播时,随着传播距离的增加,光波的光功率强度逐渐减弱光纤对光功率产生损

耗作用,称为光纤的损耗。

色散特性:光纤色散是指集中的光脉冲,经过光纤传输后在输出端发生能量分散,导致传输信号畸变的一种现象。

ITU-T规范的光纤:G.651 G.652 G.653 G.654 G.655 G.656 G.656 G.657....(书上12页)

4.光纤连接器性能指标,区分种类。

1、插入损耗

2、回波损耗

3、互换性

4、重复性

5、稳定性

6、插拔寿命

种类:FC SC ST LC (P15)

5.各种无源器件功能,分光器,合光器,分波器,合波器输入、输出功率(dBm)计算。

分光器是对光信号进行分路合路或分配的无源光器件,它依靠光波导间电磁场的相互耦合来工作,把一路光信号分配成多路

合光器把多路光信号合成一路光信号。

合波器与分波器实现不同的光波的耦合与分离P20

输入输出功率计算

1:2N(N为整数)分光器光功率下降3*N dB 合光器上升3*N dB 输出功率3*N dBm

6.自发辐射,受激辐射,受激吸收的过程。

自发辐射:处于高能级上的电子的状态是不稳定的,他将自发的从高能级跃迁到低能级与空穴复合,同时释放一个光子。由于不需要外部激励,该过程被称为自发辐射。

受激辐射:在外来光子的激励下,电子从高能级跃迁到低能级与空穴复合,同时释放一个与外来光子同频同相的光子。由于需要外部激励,该过程被称为受激辐射。

受激吸收的过程:在外来光子的激励下,弟子吸收外来光子的能量,从低能级跃迁到高能级,变成自由电子,这种过程被称为受激吸收。

7.光纤通信系统对光源、光检测器的要求。

对光源的要求:

1、发送光波的中心波长应在850nm、1310nm、和1550nm附近,有足够的发送功率。光谱的谱线宽度

要窄,以减少光纤色散对带宽的限制。

2、电/光转换效率高,发送光束方向好,以提高耦合效率。

3、允许的调制速率要高或响应速度要快,以满足系统大的传输容量。

4、器件的温度稳定性好,可靠性高、寿命长。

5、器件体积小,重量轻,安装使用方便,价格便宜。

对光检测器的要求:

1、在系统的工作波长上,具有足够高的响应度,也就是对一定的入射光功率,能够输出尽可能大的光电流。

2、具有足够快的响应速度,能够适用于高速或宽带系统。

3、具有尽可能低的噪声,以降低器件本身对信号的影响。

4、具有良好的线性关系,以保证信号转换过程中的不失真。

5、具有较小的体积,较长的工作寿命等。

8.光源:LD和LED 功能和特点,激光振荡器的必备部件及每部分功能。

LD功能:发光(光学谐振腔满足谐振条件qλ=2nL P27)

特点:相干性好,发光功率大,光谱窄,调制方便,便于与光纤耦合,体积小。

LED功能:发光

特点:优点:寿命长,稳定可靠,调制方便,价格低。缺点:谱线宽,功率小,调制速率低。

激光振荡器(LD)的必备部件及每部分功能:(P27)

工作物质:提供合适的能带结构,以使激光器能够在要求的波长处发光。

激励源:使工作物质形成粒子数反转分布状态,为受激放大提供条件。

光学谐振腔:光在谐振腔内来回往返,实现受激辐射放大,形成光的正反馈。谐振腔满足

谐振条件qλ=2nL 。

9.光检测器APD(雪崩光电二极管)和PIN(PIN光电二极管)功能和特性,APD的雪崩倍增效应。

光检测器功能(通用):将从光纤传来的光信号变成电信号。

APD特性:

PIN特性:

APD雪崩倍增效应:如果碰撞电离过程发生很频繁,不断产生出电子-空穴对,这是一系列相继的连锁过程,瞬间即可产生出大量的电子-空穴对——雪崩倍增效应

10.EDFA的结构框图,每部分功能,特点。

合波器:将信号光与泵浦光合在一起送入掺饵光纤中。

光隔离器:抑制光反射,保证光信号只能正向传输,以确保光放大器稳定工作,

光滤波器:滤出剩余的泵浦光等光放大器的噪声,降低噪声对系统的影响,提高系统的信噪比。

掺铒光纤:一段长度大约为10~ 100m的石英光纤,将稀士元素铒离子注入到纤芯中,浓度约为25mg/kg.

泵浦光源:为半导体激光器,输出光功率约为10~ 100mw ,工作波长约为0 98μm。

11.PCM、以太网电接口码型,PDH、SDH、波分系统光纤线路(光接口)传输码型。

PCM :HDB3 以太网电接口:曼切斯特PDH:mBnB SDH:加扰的NRZ

波分系统光纤线路:mBnB

12.数字光发送机组成原理框图,每部分功能。

均衡放大:补偿由电端机发送过来,由电缆传输所产生的损耗和畸变。

码型变换:将电端机送来码元变换为单极性不归零码(NRZ)

复用:一个传输通道同时传送多个低容量信号及开销信息的过程

扰码:只用于SDH,加扰

时钟提取:码型变换,复用,扰码都是以时钟信号为基础,均衡放大后,发送机中的时钟提取PCM发送过来的信号码流中的时钟信号,供给码型变换,复用,扰码等电路使用

调制电路:将电信号转换成光信号

光源:产生光信号

自动温度控制(ATC)自动功率控制(APC):稳定LD工作温度和平均光功率

其他保护,监测电路:保护,告警

13.光接收框图,每部分功能。

光电检测器:光信号变为电信号。

前置放大器:重于优化信噪比,将电流放大到mV 级 主放大器:放大信号,使其满足判决电路所需的电频

均衡器:对主放大器输出的有失真的信号进行整形。(消除拖尾)

自动增益电路(AGC ):调整发大器的放大倍数

再生判决电路:把信号恢复成电发送端的数字信号(0、1码) 14、光接收机的灵敏度、动态范围定义,测试步骤,计算。

灵敏度:是指系统在满足一定误码率门限条件下,光接收机允许的最低接收光功率。表示为r S ,单位为dBm 。

mW W P S 1)(lg

10min r =

动态范围:指光接收机保证接收电路正常工作的前提下,所允许的接收光功率的变化范围,即所容许的最大接收光

功率(即过载功功率)与最小接收光功率(即灵敏度)之差,表示为D ,工程上常用dB 为单位。

)()

(Bm P Bm P W P W P D x m x m d d )

()

(lg

10min a min a -== (dB )

灵敏度/动态范围测试步骤。P42-43

①连接光端机和仪器,信号源送1-223

伪随机码;

②调节光衰减器增大/减小; ③测试接收光功率。

④计算动态范围(动态范围测试多的一条)

发送光功率适中,消光比越大越好,灵敏度越小越好,动态范围越大越好。 14. 光中继器分类和功能。

光电型中继器:把光电检测器送来的微弱光信号转换成电信号,经过发大、整形和再生,恢复出原来的数字

电信号,然后对光源进行调制。

全光型中继器:利用光发大器直接在光域对微弱的光信号进行幅度放大。 15. 光纤通信系统设计的步骤。

1、确定传输容量

2、确定工作波长

3、选择光纤类型

4、光源选取

5、中继距离预算

1.损耗受限系统or 色散受限系统判断,设计不合理如何调节参数。

当光纤通信系统的传输带宽(包括光纤、光源和光检波器的带宽)与系统码速率相比足够大时,系统带宽对光接收机灵敏度的影响可以忽略,中继距离由光信号发送端(S 点)和光信号接收端(R 点)之间的光通道损耗决定,这种系统称为损耗限制系统。

当光纤的损耗很小而系统的传输速率又足够高时,再生中继段距离由S 和R 点之间光通道总色散所限定,这种系统称为色散限制系统。

损耗受限系统

最大中继距离为:C

f

S f C

e S R T M L A

A A M P A P P L ++---+-=

20min 'max

最小中继距离为:f

S

f C S R T L A A A A D P P L

+-+--=

2min min

;此时,D L M M P C e ≤++*0

色散受限

①采用多纵模激光器(简称MLM-LD )和发光二极管(简称LED )系统,最大中继距离为:λ

δε

***106'

'max

m b D f L =

(km)

②采用单纵模激光器直接调制器,最大中继距离为:2

b

'

'max ***71400

2

f D L m λα=

(km) ③采用单纵模激光器间接调制器,最大中继距离为:2

b

'

'max **2

f

D c L m λ=

(km)

C=3*5

10km/s 例题在P49

2.以太网光纤通信系统使用的器件。 光端机={光放送机+光接收机}

光模块 按功能可分为:光接收模块,光发送模块,光收发一体模块和光转发模块等

3.组建以太网光纤通信系统时,仅摄像头侧的光收发器的光纤连接FX Link 指示灯不亮,说明原因,应该如何解决?

16. 传输技术的种类,WDM 的概念和优点。

种类:PDH SDH DWDM PTN OTN ASON IPRAN

WDM 概念:一根光纤内同时传送两个或多个不同的载波信号,使光纤系统容量倍增的一种技术。

优点:在不增加线路的情况下 ,大大增加了系统容量。 对各类业务信号“透明”,可以传输不同类型的信号 17. SDH 的特点,SDH 帧结构,速率等级,开销。

画STM-N 帧结构图,各组成区域及功能;计算STM-N 的速率;STM-N 能装入多少路2Mbit/s 、34Mbit/s 业务信号?

段开销(包括RSOH MSOH ):保证信息灵活传送所附加的字节

信息净负荷区域:存放客户信息

管理单元指针(AU-PTR )指示第一个字节在STM-N 帧中的准确位置。

速率计算

STM-N 速率为270*N*9*8 Mbit/s

开销P62-63不考问答题,小题多得不得了

段开销SOH:段开销是相当丰富的,它包括再生段开销(简称RSOH)和复用段开销(简称MSOH)。RSOH 位

于STMN 帧结构的第1至第3行、第1至第9×N 列,MSOH 位于第5至第9行、第1至第9×N 列。对于STM-1而言,有216bit(3行×9字节/行×8bi 字节)的RSOH 和360bt(5行×9字节/行×8bit 字节)的MSOH 用于网络运行、管理和维护。

SDH 开销:(1)段开销①定帧字节:A1和A2,起定位的作用。②再生段踪迹字节:J0。③数据通信通

道字节:D1-D12。④公务联络字节:E1、E2。⑤使用者通路字节:F1。⑥奇偶校验字节:B1、B2。⑦自动保护倒换字节:K1、K2。⑧同步状态字节:S1。⑨复用段远端误码块指示字节:M1。

18. SDH 网管接口种类,判断网管功能。 Q 接口X 接口 F 接口 判断SDH 网管功能

性能管理 各种数据 故障管理 报警 检修

配置管理 调度,控制。。。 安全管理 权限,日志 计费管理 钱 19、SDH 网元种类区分,DXC m/n 端口表示含义

TM ADM DXC REG

DXC 的配置类型通常用DXC m/n ,其中m 表示接入端口的最高速率等级,n 表示参与交叉连接的最低速率级别。m 越大表示DXC 的承载容量越大;n 越小表示DXC 的交叉灵活性越大。 20、ZXMP S385板卡NCP,OW,CS 功能,OLx 、EPEx 、SE 单板接口数量。

例如:OL16板有0个STM-4接口. SE 单板用户接口速率有哪些?

21、(大题)SDH 拓扑结构优缺点,(将物理上是链型的n 个站点网元逻辑上连接成一个二纤双环形拓扑结构网络,各网元类型。跳站回环) (1)链形

链形网络也称线形网络,是将网中的所有网元节点一一 串联,而首尾两端开放。这种拓扑的特点是较经济,在SDH 网的早期用得较多。

(2)

星形

星形网络的特点是可通过特殊网元节点来统一管理其它网元节点,利于分配带宽,节约成本。但星形网络存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。 (3)树形

树形网络可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合。与星形网络相同,树形网络也存在特殊网元节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问 (4)环形

环形网络实际上是指将链形网络首尾相连,从而使网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。环形网络是当前传输网使用最多的网络拓扑形式,主要是因为它具有很强的生存性即自愈功能较强,常用于本地接入网和局间中继网。 (5)网孔形

网孔形网络将所有网元节点两两相连就形成了网孔形网络拓扑,这种网络拓扑为两网元节点间提供多个传输路由,使网络的可靠更强,不存在瓶颈问题和失效问题,但是由于系统的冗余度高必会使系统有效性降低,成本高且结构复杂。网孔形网主要用于本地骨干网和长途干线网中,以提供网络的高可靠性。实际的SDH 网络拓扑结构通常是多种结构的结合,如链型网和环型网的结合,构成一些复杂网络拓扑结构,环带链形、相切环。

无电口 2光口速率一致↑

22、(压轴题>20分,以太网业务必看,SE 板时隙规划表P148时钟考小题P114) 根据网络拓扑图

(链形,环形,环带链),填写单板规划表,填写各网元间光

纤连接表,填写时隙规划表(P116,P130,P143,P146)。 单板规划表

光纤连接表

实习规划表(2M和以太网业务)

23、(大题)根据网络拓扑图(链形,环形,环带链)和时隙规划表,说明业务的总速率,指出该业务配置存在的错误,说明错误的理由,并改正。错误改正后,在哪些站可以查看到配置的业务?(在业务上下的站点可看到配置的业务)

24、SDH同步方式,时钟源类型和种类,工作模式

同步方式:伪同步方式;主从同步方式;准同步;异步

时钟源的类型

目前,实际使用的时钟源的类型主要有以下四种:

(1)铯原子钟CS

铯原子钟是长期频率稳定性高和精度很高的时钟。

(2)铷原子钟Rb

铷原子钟的稳定度精度和成本介于上述两种时钟之间。

(3)外基准注人

外基准注人方法是采用外部时钟源注人,作为本站时钟。

(4)石英晶体振荡器

石英晶休振荡器的可靠性高,寿命长,价格低,但长期频率稳定性不好;一般高稳定度的石英晶振作为长途交换局和端局的从时钟。低稳定度的石英晶振作为远端模块或数字终端设备的时钟。

SDH网元时钟源种类

SDH网元包括TM ADM DXC、REG等,这些网元的同步配置和时钟要求不同。目前SDH网元同步参考的时钟源主要有以下四种:

(1)外部时钟源:直接利用外部输人站的时钟。ADM 和DXC优先采用这种方式。

(2)线路时钟源:从接收的STM-NV信号中提取时钟。该方式是目前应用最为广泛的。

(3)支路时钟源:从来自纯PDH网或交换系统的2 Mbit/s支路信号中提取时钟。

(4)设备内置时钟源;由网元内置的功能模块提供时钟。

同时,SDH网元也可以通过功能块向外提供时钟源输出接口。

工作模式

(1)正常工作模式--跟踪锁定上级时钟模式

(2)同步保持模式

(3)自由振荡模式

25、SDH复用、定位、映射概念,例如TUG2有9行12列,TUG3有9行86列,计算速率。P110-114

映射:映射相当于信号打包,实质是使各支路信号与相应的VC容量同步,以便使VC成为可以独立进行传送、复用和交叉连接。SDH的映射方式有字节同步浮动模式、字节同步锁定模式、比特同步锁定模式和异步映射浮动模式。其中最通用的映射工作方式是异步映射浮动模式。

定位:定位的目的是使收端能正确地从STMN中拆离出相应的VC,进而分离出PDH低速信号,也就是说实现从STMN信号中分接出低速支路信号的功能。

复用:用是指将多个TU适配到高阶VC4或把多个AU适配复用段的过程。如将低阶TU-12复用形成TUG-2、TUG-3,最后形成VC4;或由AUG复用形成STM-N帧。复用是通过字节间插复用方式实现的。

速率计算

TUG2有9行12列9行*12列*8bit/帧*8000帧/s=6.592 Mbit/s

TUG3有9行86列9行*86列*8bit/帧*8000帧/s=47.241 Mbit/s

26、MSTP概念,与SDH的联系。以太网端口模式,VLAN作用

MSTP:多业务传送平台。(MSTP=SDH+以太网+ATM)

MSTP与SDH有何联系:

相同点:帧结构、光接口、时钟、业务。

不同点:MSTP是在SDH之上添加了ATM和以太网接口,以及相应的信号处理部分。

以太网端口模式:接入模式、干线模式、TLS接入模式、透传模式。.

VLAN作用:隔离广播域。

27、公务电话要求,防环机制

传输系统公务联络系统要求话音清晰、无啸叫、按号无误。

在实际使用中,传输设备的公务电话会向所有的光方向并发,如果存在公务成环,将造成本站点发出的信号通过环路后本站点收到,引起啸叫,造成公务电话不通。

实际使用中,常利用公务控制点或公务防护字节两种方法来防止公务电话成环。

公务控制点防止公务成环的方法是将传输网络中的某个网元设置为公务控制点。

公务控制点向其他站点发送测试字节,其他站点将该测试字节向下传递。若公务控制点从某个光方向收到它自己传递出去的测试字节,就将该方向关闭,从而避免了公务电话成环。

公务保护字节通过传送保护信令来破环公务成环。

设置公务保护字节后,通过发送检测务保护字节来自动将某一方向关断。如果传输网络的正常业务方向中断,将自动将这一方向打开,使公务电话可通,从而实现了公务保护。ZXMP S385支持E2、R2C9、F1作为公务保护字节。

28、设备级保护

设备级保护是指在硬件上采用冗余设计,对业务总线、开销总线、时钟总线采用双总线的结构体系,大大提高了系统的可靠性和稳定性。传输设备采用两块电源板,主控板交叉时钟板,实现1+1设备级保护,一块作为主用单板,另一块作为业务单板。

29、网络级保护,自愈网,到换时间要求,1+1保护(工作路由上传主业务,保护路由上传主业务双发选收),1:1保护(工作路由上传主业务,保护路由上传额外业务),复用段保护和通道保护(时隙)概念P160-162 网络级保护是指传输网络发生故障(如光纤断)时无需人为干预,网络自动的在极短的时间内(ITU-T规定为50ms内)使业务自动从故障中恢复传输,用户几乎感觉不到以网络出了故障。具备这种自愈能力的网络称为自愈网。

通道保护环往往使用专用保护,在正常情况下保护信道也传主用业务(业务为1+1保护)。保护时隙为整个环专用,信道利用率不高。

复用段保护环往往使用公用保护,正常情况下主用信道传主用业务,保护信道传额外业务(业务为1:1保护),保护时隙由每对节点共享,信道利用率高。

30、通道保护、复用段保护传输系统的保护倒换测试步骤。P385-388书

二纤双向复用段保护倒换:二纤单向通道保护倒换测试步骤:

(1)单个通道光信号中断;(1)保护通道上的光信号中断;

(2)站点间的光缆断;(2)工作通道上的光信号中断;

(3)某个站点失效。(3)站点间的光缆断;

(4)某个站点失效。

31、二纤单向通道保护、二纤双向通道保护、二纤单向复用段保护、二纤双向复用段保护画正常工作时和故障时的信号流向,倒换的工作原理。

复用段保护倒换工作过程:每个节点都有保护倒换开关。正常情况下,业务信号只送入W1光纤,P1光纤空闲。当1.2节点间光缆被切断时,与切断点相邻的两个节点A和B光接口中的保护倒换开关利用APS协议执行环回功能,从工作路由倒换到保护路由。

通道保护倒换工作过程:正常情况下,需传送的业务信号同时馈入W1光纤和P1光纤,接收端只接收W1光纤上的信号。当1.2节点间光缆切断,来自W1光纤上的信号丢失,接收端按择优选取的准则,倒换接收P1光纤上的信号。

32、DDF名称,功能。L9接头接触不良或断线的原因。

常见问题:L9接头接触不良或断线。

原因:剥线时伤到了芯线;拔插方法不正确,导致接触不良;焊接不合要求。可采用重新剥线并焊接来处理焊接不合理要求的接头。

33、ODF名称,功能。

光纤配线架(ODF)是专为光纤通信机房设计的光纤配线设备,用于光纤通信系统中局端主干光缆的成端和分配,可方便地实现光纤线路的连接、分配和调度。(在集纤盘中盘留光纤时,应尽量以最小弯曲半径盘留余纤。ODF 光缆进入机房前余留。)

34、传输系统维护范畴,传输系统日常例行维护原则,维护注意事项。

在例行维护工作中及时发现、解决问题,防患于未然。

35、网管系统的告警等级。LOS,OOF,LOF,AIS表示含义,产生原因。

紧急告警、主要告警、次要告警、提醒告警、正常等5个等级

LOS:信号丢失,紧急告警。产生原因:输入无光功率、光功率过低、光功率过高使BER劣于1E3(10^-3) OOF:帧失步,紧急告警。产生原因:搜索不到A1/A2字节时间超过625us

LOF:帧丢失,紧急告警。产生原因:OOF持续3ms以上

MS-AIS:复用段告警指示信号,次要告警。产生原因:检测到K2(b6~b8比特)=111超过3帧

MS-RDI:复用段远端劣化指示,次要告警。产生原因:对端检测到MS-AIS、MS-EXC,由K2(b6~b8比特)回发过来

MS-REI:复用段远端误码指示,提醒告警。产生原因:由对端通过M1字节回发,由B2检测出的复用段误块数

MS-EXC:复用段误码过量,主要告警。产生原因:由B2检测的误码块个数超过规定值

AU-AIS:管理单元告警指示信号,次要告警。产生原因:整个AU为全“1”(包括AU-PTR),一般由LOS、MS-AIS告警引起,常见业务配置有问题。

36、BER概念,计算。例如一帧STM-1中有155个比特误码,求BER。P365

平均误码率(BER)定义为某一特定的观测时间内,错误的比特数与传输的总比特数之比。

37、产生误码的原因,严重误码秒SES,BBER和SESR名称和比较,可用时间和不可用时间。

平均误码率:一定时间内,错误比特数与传输的总比特之比;

误码秒(ES)、误码秒比(ESR);

误码率劣于10^-3的秒数成为严重误码秒(SES),严重误码秒比(SESR)

背景误块(BBE)、背景误块比(BBER)

可用时间传输系统任一个传输方向的数字信号连续10s期间内,每秒的误码率均优于3

10-,从10s秒的第1s 起,就认为进入了可用时间。

不可用时间传输系统任一个传输方向的数字信号连续10s期间内,每秒的误码率均劣于3

10-,从10s秒的第1s起,就认为进入了不可用时间。

38、通道测试,中断业务测试和在线业务测试应用场合。环回测试法,环回分类,软件环回、硬件环回方式进行误码性能测试步骤。P369-372

39、E1业务在线业务测试时2M误码仪模式。

(1)认识并校准2M误码测试仪

(2)在远端传输设备的DDF架上用U型连接器向线路侧将已经配置了2M业务的电支路接口(如第一个2M)Tx和Rx相互连接在一起。

(3)2M误码仪连接在本端传输设备的DDF架上已配置了2M业务的电支路接口(如第一个2M)的Tx和Rx上,将2M误码仪设置成终接模式,编码类型为HDB3码,将收发帧格式设置相同,时钟设置为内部时钟,将发送误码率设置为零或插入一定的误码率,测试接收到的误码率,传输系统该E1通道的误码率为接收的误码率减去发送的误码率,若该E1通道的误码率小于10-

10,则认为该通道工作正常。否则要进行故障排除。

40、以太网测试(ping,trace命令,带宽测试软件,以太网测试仪)

41、抖动的幅度,抖动性能的参数:输入抖动容限,输出抖动,抖动转移特性(函数)

抖动:指数字信号的特定时刻相对其理想时间位置的短时间偏离。

抖动的幅度是数字信号的特定时刻相对于其理想参考时间位置偏移的时间范围,单位为UI,1 UI = 1/f b 。

SDH网中常见的度量抖动性能的参数:

①输入抖动容限:数字设备的输入口能承受的输入抖动。(越大越好)

②输出抖动容限:在设备输入信号无抖动的情况下,输出端口信号的最大抖动。(越小越好)

③抖动转移函数———抖动转移特性:设备输出的STM-N信号的抖动与设备输入的STM-N信号的抖动的比值

随抖动的频率的变化关系。(仅适用于再生器,越小越好)

漂移:漂移是指数字信号的特定时刻对其理想时间位置的长时间偏离,所谓长时间是指变化频率低于10HZ的相位变化

42、传输系统故障分析原则:

逐段排查故障由近到远或者由远到近。

先外部,后传输;先单站,后单板;先线路,后支路;先高级,后低级。

43、2M端口告警如何确定故障段落。

故障分析:仅某个2M业务不通说明主干通道上光信号正常,故障应在网管或终端侧。

(1)查看网管上有无告警信息

如果网管上有告警或性能值,则应根据告警或性能值进行分析判断,找出故障点,再通过环回法、替换法等方法排除故障。

如果网管上没有告警,进入下一步。

(2)检查网管上业务配置是否正确。

若业务配置错误,重新配置业务。故障现象消除,说明为业务配置错误。

若业务配置正确,故障现象未消除,进入下一步。

(3)网管上检查上下业务的两个SDH网元的支路板有无软件环回。

可以通过查看支路板上的标识来判断是否有软件环回

若有软件环回,则进入环回设置窗口,选中已有环回,依次点击“删除”,“应用”按钮,去掉软件环回。故障现象消除,说明故障为软件环回造成。

若无软件环回,故障现象未消除,进入下一步

(4)分别在上下业务两个SDH网元的支路板上做终端软件环回或在DDF上做终端硬件环回,查看终端设备是否有告警。

环回后若终端设备有告警,则说明故障在终端设备侧,可通过逐段环回确定故障。若故障在配线处,通过更换跳线等方法处理故障。故障若在终端设备,通过清洁、更换跳线或单板处理终端设备故障。

环回后若设备正常,则说明故障在SDH网络侧,可通过检查数据、环回、仪表测试判断故障,更换跳线、支路板复位、更换接口板等方法解决故障。

光纤通信系统与应用(胡庆)复习总结

红色:重点、绿色:了解 第1章 1、光纤通信的基本概念:以光波为载频,用光纤作为传输介质的通信方式。光纤通信工作波长在于近红外区:0.85~2.00μm的波长区,对应频率: 167~375THz。 对于SiO2光纤,在上述波长区内的三个低损耗窗口,是目前光纤通信的实用工作波长,即0.85μm、 1.31μm 1.55μm及 1.625μm 2、光纤通信系统的基本组成:P5 图1-3 目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波(IM/DD)的光纤数字通信系统。该系统主要由光发送设备(光发射机)、光纤传输线路、光接收设备(光接收机)、光中继器以及各种耦合器件组成。 各部件功能: 电发射机:对来自信源的信号进行模/数转换和多路复用处理; 光发送设备:实现电/光转换; 光接收机:实现光/电转换; 光中继器:将经过光纤长距离衰减和畸变后的微弱光信号放大、整形、再生成具有一定强度的光信号,继续送向前方,以保证良好的通信质量。 3、光纤通信的特点:(可参照P1、2) 优点:(1),传输容量大。(2)传输损耗小,中继距离长。 (3)保密性能好:光波仅在光纤芯区传输,基本无泄露。 (4)抗电磁干扰能力强:光纤由电绝缘的石英材料制成,不受电磁场干扰。(5)体积小、重量轻。(6)原材料来源丰富、价格低廉。 缺点:1)弯曲半径不宜过小;2)不能远距离传输;3)传输过程易发生色散。 4、适用光纤:P11 G.652 和G.654:常规单模光纤,色散最小值在1310nm处,衰减最小值在1550nm 处。常见的结构有阶跃型和下凹型单模光纤。 G.653:色散位移光纤,色散最小值在1550nm处,衰减最小值在1550nm处。难 以克服FWM混频等非线性效应带来的影响。 G.655:非零色散光纤,色散在1310nm处较小,不为0;衰减最小值在1550nm 处。可以尽量克服FWM混频等非线性效应带来的影响。 补充: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、数字光纤通信系统有准同步数字体系(PDH)和同步数字体系(SDH)两种传输体制。

光纤通信 期末考试试卷(含答案)

2、光在光纤中传输是利用光的(折射)原理。 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。 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。 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) 4、CCITT于()年接受了SONET概念,并重新命名为SDH。 A、1985 B、1970 C、1988 D、1990 6、掺铒光纤放大器(EDFA)的工作波长为()nm波段。 A、1310 B、1550 C、1510 D、850 7、发光二极管发出的光是非相干光,它的基本原理是()。 A、受激吸收 B、自发辐射 C、受激辐射 D、自发吸收 9、要精确控制激光器的输出功率,应从两方面着手:一是控制( B );

南邮光纤通信系统第4章3节作业

第4章第3节作业 1、图示光接收机的噪声及其分布,并说明各自噪声的概念。 答: ⊿量子噪声 量子噪声(或散弹噪声)来自单位时间内到达光检测器上信号光子数的随机性,因此它与信号电平有关。在采用APD作光检测器时,倍增过程的统计特征产生附加的散弹噪声,它随倍增增益而增加。 ⊿暗电流噪声 当没有光信号照射光检测器时,外界的一些杂散光或热运动亦会产生一些电子—空穴对,光检测器还会产生一些电流,这种残留电流称为暗电流Id,暗电流也要产生散粒噪声。 ⊿漏电流噪声 光检测器表面物理状态不完善和加有偏置电压,也会引起很小的漏电流噪声,但这种噪声并非本征性噪声,可通过光检测器的合理设计,良好的结构和严格的工艺降低。 ⊿热噪声 热噪声是在有限温度下,导电媒质内自由电子和振动离子间热相互作用

引起的一种随机脉动。 一个电阻中的这种随机脉动,即使没有外加电压也表现为一种电流波动。在光接收机中,前端负载电阻中产生的这种电流波动将叠加到光检测器产生的光电流中。 ⊿ 放大器噪声 前端的前置放大器要增加噪声,而且其影响远远超过后级元器件产生的噪声。 2、写出PIN 光接收机与APD 光接收机的信噪比表达式,分析在何种条件下何种光接收机信噪比占优势。 解:(1)PIN 信噪比与噪声的关系 ()2 42p PIN n e P d e L I S R kTF B e I I B R =++2 2 0042n e e L R P kTF B eR PB R =+ 散粒噪声限制下: 2 22 000222P PIN P e e e R P I S R eI B eR PB R P eB == = (SNR 随入射功率线性增加,且只与量子效率、光子能量和接收机带宽有关) 热噪声限制下: 2 2 220044L PIN n e n e L R P R P R S R kTF B kTF B R == (显示SNR 随入射功率平方倍变化,增加负载电阻可以提高信噪比) (2)APD 信噪比与噪声的关系

光纤通信期末考试题

一、填空题(每空1分,共30分) (1)写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n之间的关系:。 (2)光由折射率为n1的光密媒质向折射率为n2的光疏媒质传播时(n1> n2),全反射临界角的正弦为sinθIC= 。 (3)光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85μm、和。(4)光纤的色散分为色散、色散和色散。 (5)光纤的主要材料是,光纤的结构从里到外依次是____ 和_ __(6)光纤中的传输信号由于受到光纤的和_______影响,使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。 (7)半导体激光器工作时温度会升高,这时会导致阈值电流,输出光功率会。 (8)光衰减器按其衰减量的变化方式不同分________ 衰减器和______ _衰减器两种。 (9)光纤通信的光中继器主要是补偿衰减的光信号和对畸变失真信号进行整形等,它的类型主要有和。 (10)光纤通信是利用________波,在光导纤维中传播,实现信息传输的,它具有传输信息量大、不受外界电磁场干扰和____________等优点。 (11)光与物质作用时有受激吸收、和__________ 三个物理过程,产生激光的主要过程是__________。 (12)光纤的数值孔径NA=__________,其表征了光纤的_________能力,当相对折射率和色散值越大时,NA__________。 (13)光源的作用是将转换成;光检测器的作用是将转换成。 第 1 页共5 页

二、选择题(每小题2分,共20分) 1、光纤包层需要满足的基本要求是() A.为了产生全反射,包层折射率必须比纤芯低 B.包层不能透光,防止光的泄漏 C.必须是塑料,使得光纤柔软 D.包层折射率必须比空气低 2、在激光器中,光的放大是通过() 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 3、为了使雪崩光电二极管能正常工作,需在其两端加上( ) A.高正向电压 B.高反向电压 C.低反向电压 D.低正向电压 4、光纤的数值孔径与( )有关。 A. 纤芯的直径 B. 包层的直径 C. 相对折射指数差 D. 光的工作波长 5、PIN光电二极管,因无雪崩倍增作用,因此其雪崩倍增因子为( )。 A. G>1 B. G<1 C. G=1 D. G=0 6、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为( )。 A. 均衡器 B. 判决器和时钟恢复电路 C. 放大器 D. 光电检测器 7、EDFA中将光信号和泵浦光混合起来送入掺铒光纤中的器件是( ) A.光滤波器 B.光耦合器 C.光环形器 D.光隔离器 8、光时域反射仪(OTDR)是利用光在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成 的精密仪表,它不可以用作()的测量。 A.光纤的长度 B.光纤的传输衰减 C.故障定位 D.光纤的色散系数 9、光隔离器的作用是( ) A.调节光信号的功率大小 B.保证光信号只能正向传输 C.分离同向传输的各路光信号 D.将光纤中传输的监控信号隔离开 10、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( ) A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大 第 2 页共5 页

外调制光纤通信系统设计

课程设计题目:外调制光纤通信系统设计 学院:信息科学与工程学院 年级专业:09级光电子1班 学号:xxxxxxxx 学生姓名:xxxxx 指导教师:xxx

一、设计要求 设计10Gpb速率的外调制光纤链路,保证链路能正常通信,误码率BER小于10-12,对应的品质因数Q大于7 二、设计技术参数 1)DFB-LD(SLM),光源中心波长λ0=1552.5nm(193.1Thz),谱线宽度Δλ=0.1 nm(12.5GHz) 2)光纤传输距离120km 3)光发射机发射光功率范围:10dBm~13dBm,可取10dBm 4)APD光接收机灵敏度范围:-25dBm~-9dBm ,可取-18dBm 5) G.652标准单模光纤,光纤的衰减系数α=0.2dB/km,色散系数D=17ps/nm/km 6) 色散补偿光纤衰减系数α=0.5dB/km, 色散系数D=-100ps/(nm.km) 7) 线路编码为NRZ 8) 连接器损耗α=1dB/个 二、设计要点 链路采用外调制的模式,系统通过电信号(NRZ码)控制光调制器产生光信号。产生的光信号通过光纤传输至信号接收端,经光电探测器转换为电信号,完成链路的传输。 衰减:在实际工作中,光纤有一个衰减系数,光信号会随着传输而衰减。为了使光信号传输到探测器时,信号的功率在光电探测器的灵敏度范围之内,链路设计放大模块将信号放大。 色散:不同频率的光波在光纤中传播的速度不同,频率较小的光传播速度快,频率较大的光传播速度慢。由于链路采用的光源激光器存在一定的带宽,因而光信号在传输过程中会产生色散,传输距离越长,色散现象越严重。针对色散问题,链路设计了色散补偿光纤来消除色散。 因此,设计链路所需要解决的主要问题是色散和衰减。通过改变色散光纤的长度和放大器的放大方法来消除传输中带来的色散问题和衰减问题。另外,在设计时,系统的噪声因素也应考虑在内。 三、链路设计 1.根据要求设计链路 通信链路由信号源、线路编码器、光源、连接器、光纤、必要补偿单元、连接器、光接收机组成。设计时,使用伪随机码发生器充当信号源,用连续波激光器和M-Z调制器组成外调制型光源,用1dB衰减器充当连接器,使用不同参数的光纤分别充当传输光纤和色散补偿光纤,使用7dB衰减器充当系统衰减富余量,使用眼图分析仪来观察链路传输的眼图、分析链路的误码率和品质因数。设计链路,初始时不添加色散光纤(色散光纤长度为0)和增益,检测系统的眼图和品质因数。如下图所示:

光纤通信系统与网络

本实验指导书为《数字传输技术(A)》《光纤通信系统》《光纤通信测量技术》《光同步传输技术》课程的实验用书,其有关内容也可以配合《数字传输技术(A)》《光纤通信系统》《光纤通信测量技术》《光同步传输技术》等课程教材使用。 本实验指导书用于光纤数字传输系统性能测试和光纤传输网络的设备与网络管理操作几方面的必做实验,主要是光纤数字线路系统传输性能测试、SDH 设备认识和SDH网络管理系统及操作。其中光纤数字线路系统传输性能测试是最基本的实验项目。 光纤数字线路系统包括光端机、光中继机和光纤线路等,其性能参数包括设备和系统光接口参数和电接口传输性能,光接口参数主要是光设备光接口参数、光通道(光纤线路)传输特性,电接口传输性能主要包括误码性能、定时性能和可用性等,需要测试的项目较多,涉及多种测试仪表和测试方法。本指导书重点介绍光纤线路接续和接续损耗的监测、光纤衰减测试实验、光接口参数测试和光纤数字传输系统的传输性能测试实验。 选做实验的指导书另行编写。

实验一光纤接续和监测 1 实验二光纤衰减测试 3 实验三光接口参数测试 5 实验四电接口传输性能测试10 实验五SDH设备认识17 实验六SDH网络管理系统及操作19

实验一 光纤的接续和监测 一. 试验目的 掌握光纤接续原理 掌握光纤接续损耗的测试原理 学习使用熔接机和了解光纤接续过程 二.试验原理 光纤接续的常用方法有热熔法和冷接法等,热熔法的主要步骤如下:连接光纤端面的制备,端面的定位和对准,熔接。 光纤接续损耗A s 的定义为 t r s p p A lg 10?= (dB ) 式中 p t 为发射光纤发出的光功率,W p r 为接收光纤接收的光功率,W 监测光纤接续损耗的方法有多种,如:光时域反射计(OTDR)监测和四功率法测试等,目前都采用光时域反射计监测法,其测试系统原理土如图1.1所示。 测试时OTDR 发出测试光脉冲,并测得连接光纤的背向色散曲线如图1.2所示,根据所得曲线设置五个测试点(即采用五点法)即得到接续损耗值。 三. 试验仪器和设备 1.TYPE35SE 光纤熔接机, 1台 2.光时域反射计, 1台 3.光纤, 2盘,2Km/盘 四. 测试步骤

光纤通信技术试题及答案2

试题2 《光纤通信技术》综合测试(二) 一、填空题 1、为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须纤芯的折射率。 2、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体,它由、和三部分组成。 3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是:,, ;最低损耗窗口的中心波长是在: 。 4、光纤的色散分为色散 色散色散和色散。 5、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是:,, ;产生激光的最主要过程是: 。 6、光源的作用是将变换为;光检测器的作用是将 转换为。 二、单项选择题 1 光纤通信指的是:[ ] A 以电波作载波、以光纤为传输媒 介的通信方式; B 以光波作载波、以光纤为传输媒 介的通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒 介的通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒 介的通信方式。

2 光纤单模传输条件,归一化频率V应满足:[ ] A V>2.405 B V<2.405 C V>3.832 D V<3.832 3 使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续,将会造成:[ ] A 光功率无法传输; B 光功率的菲涅耳反射; C 光功率的散射损耗; D 光功率的一部分散射损耗,或以 反射波形式返回发送端。 4 在激光器中,光的放大是通过:[ ] A 光学谐振腔来实现; B 泵浦光源来实现; C 粒子数反转分布的激活物质来 实现; D 外加直流来实现。 5 掺铒光纤的激光特性:[ ] A 主要由起主介质作 用的石英光纤决定; B 主要由掺铒元素决 定; C 主要由泵浦光源决 定; D 主要由入射光的工 作波长决定 6 下面说法正确的是:[ ] A 多模光纤指的是传输多路信号; B 多模光纤可传输多种模式; C 多模光纤指的是芯径较粗的光纤; D 多模光纤只能传输高次模。 7 下面哪一种光纤是色散位移单模光纤?[ ] A 光纤; B 光纤; C 光纤;

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。 A、1985 B、1970 C、1988 D、1990 5、SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1,其信号速率为( A )kbit/s。 A、155520 B、622080 C、2488320 D、9953280 6、掺铒光纤放大器(EDFA)的工作波长为(B)nm波段。 A、1310 B、1550 C、1510 D、850 7、发光二极管发出的光是非相干光,它的基本原理是(B)。 A、受激吸收 B、自发辐射 C、受激辐射 D、自发吸收 8、光纤通信系统的是由(ABCD )组成的。 A、电端机 B、光端机 C、中继器 D、光纤光缆线路 9、要精确控制激光器的输出功率,应从两方面着手:一是控制(B);二是控制(D)。 A、微型半导体制冷器 B、调制脉冲电流的幅度 C、热敏电阻 D、激光器的偏置电流 10、光纤传输特性主要有(AB ) A、色散 B、损耗 C、模场直径 D 、截止波长

(通信企业管理)第章_光纤通信系统的设计精编

(通信企业管理)第章_光纤通信系统的设计

第7章光纤通信系统 于前面几章中,我们已经学习了光纤通信系统中基本元器件的功能,从光源、光检测器、光放大器等有源器件到连接器、隔离器等无源器件。于这章里我们将讨论如何将这些器件通过光纤组合形成具有完整通信功能的系统。光纤通信系统就其拓扑而言是多种多样的,有星形结构、环形结构、总线结构和树形结构等,其中最简单是点到点传输结构。从应用的技术来见,分光同步传输网、光纤用户网、复用技术、高速光纤通信系统、光孤子通信和光纤通信于计算机网络中的应用等等。从其地位来分,又有骨干网、城域网、局域网等。不同的应用环境和传输体系,对光纤通信系统设计的要求是不壹样的,这里我们只研究简单系统的设计,即点到点传输的光纤通信系统。内容包括设计原则、数字和模拟通信系统的设计,最后给出了设计实例,以期读者对光纤通信方面的知识有壹全面了解。 6.1设计原则 6.1.1工程设计和系统设计 光纤通信系统的设计包括俩方面的内容:工程设计和系统设计。 工程设计的主要任务是工程建设中的详细经费概预算,设备、线路的具体工程安装细节。主要内容包括对近期及远期通信业务量的预测;光缆线路路由的选择及确定;光缆线路敷设方式的选择;光缆接续及接头保护措施;光缆线路的防护要求;中继站站址的选择以及建筑方式;光缆线路施工中的注意事项。设计过程大致可分为:项目的提出和可行性研究;设计任务书的下达;工程技术人员的现场勘察;初步设计;施工图设计;设计文件的会审;对施工现场的技术指导及对客户的回访等。 系统设计的任务遵循建议规范,采用较为先进成熟的技术,综合考虑系统经济成本,合理选用器件和设备,明确系统的全部技术参数,完成实用系统的合成。 6.1.2系统设计的内容 光纤通信系统的设计涉及到许多相互关联的变量,如光纤、光源和光检测器的工作特性、

光纤通信技术试题1及答案

一、填空题(20分) 1、目前光纤通信所用光波得光波波长范围为:0、8~1、8μm,属于电磁波谱中得近红外区。 2、光纤得典型结构就是多层同轴圆柱体,它由、与三部分组成. 3、光纤通信中常用得三个低损耗窗口得中心波长就是: , ,;最低损耗窗口得中心波长就是在: 。 4、光纤得色散分为色散色散与色散。 5、光与物质得粒子体系得相互作用主要有三个过程就是:,,;产生激光得最主要过程就是: 。6、光源得作用就是将变换为;光检测器得作用就是将转换为. 二、单项选择题(15分) 1光纤通信指得就是:[B] A以电波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; B 以光波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介得通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介得通信方式。 2 光纤单模传输条件,归一化频率V应满足:[B] ----A—V>2、405——--—-B-V〈2、405-——---C- V>3、832————-D- V〈3、832 3 使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续,将会造成:[C] A 光功率无法传输; B 光功率得菲涅耳反射; C光功率得散射损耗; D 光功率得一部分散射损耗,或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中,光得放大就是通过:[C] A 光学谐振腔来实现; B 泵浦光源来实现; C粒子数反转分布得激活物质来实现; D 外加直流来实现. 5掺铒光纤得激光特性:[B] A主要由起主介质作用得石英光纤决定; B 主要由掺铒元素决定; C 主要由泵浦光源决定; D 主要由入射光得工作波长决定. 三、(15分)如图所示,用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中得传输原理.

光通信技术课后答案-第三章

第三章 光通信信道 专业通信103班 代高凯 201027209 3-2.什么是阶跃光纤?什么是渐变光纤? 答:光纤按照折射率的分布分类,可分为阶跃光纤和渐变光纤。 (1).阶跃光纤是指在纤芯和包层区域内,其折射率分布分别是均匀的,其值分别是n1与n2,但在纤芯与包层的分界处,其折射率的变化是阶跃的,折射率分布的表达式为 ?????≤<≤=2 1)2()1()1()(a r a n a r n n r ,, 阶跃光纤是早起光纤的结构方式,后来在多模光纤中逐渐被渐变光纤取代,但是它用来解释光波在光纤中的传播还是比较形象的。 (2).渐变光纤是指光纤轴心处的折射率n1最大,而随沿剖面径向的增加而逐渐减小,其变化规律一般符合抛物线规律,到了纤芯与包层的分界处,正好降到与包层区域的折射率n2相等的数值;在包层区域中其折射率的分布是均匀的,即为n2 ?????≤<≤?-=212 1211)()(21a r a n a r a r n n r ,, 式中,n1为光纤轴心处的折射率;n2包层区域的折射率;a1为纤芯半径;121n n n -= ?称为相对折射率差。 3-4.什么是单模光纤?什么是多模光纤? 答:光纤按照传播的模式分类,可分为多模光纤和单模光纤。 (1).当光纤的几何尺寸(主要是纤径直径d1)远远大于光波波长(约1μm )时,光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。不同的传播模式会有不同的传播速度与相位,因此经过长距离的传输之后会产生时延,导致光脉冲变宽。这种现象叫做光纤的模式色散(又叫模间色散)。计算多模光纤中除传播模式数量的经典公式为4/2V N =,其中V 为归一化频率。模式色散会使许多多模光纤的带宽变窄,降低其传输容量,因此多模光纤仅适用于较小容量的光纤通信。多模光纤的折射率分布大都为抛物线分布,即渐变折射率分布,其纤芯直径d1大约为50μm 。 (2)根据电磁场理论与求解麦克斯韦方程组发现,当光纤的几何尺寸(主要是芯径)可以与波长相比拟时,如芯径d1在5~10μm 范围,光纤只允许一种模式(基模HE11)在其中传播,其余的高次模全部截止,这样的光纤叫做单模光纤,由于它只允许一种模式在其中传播,从而避免了模式色散的问题,故单模光纤具有极宽的带宽,特别适用于大容量的光纤通信,但是必须满足 归一化频率4048.221 ≤=NA a V λπ

光纤通信系统与网络试卷及答案教学提纲

光纤通信系统与网络试卷及答案

浙江师范大学《光纤通信》考试卷 (2013----2014 学年第一学期) 考试形式闭卷使用学生 sample 考试时间120分钟出卷时间2013年12月27日 说明:考生应将全部答案都写在答题纸上,否则作无效处理。 一、选择题(10%) 1 半导体光源中,由以下哪个电路模块解决其对温度变化敏感的问题(B) A.APC B.ATC C.过流保护 D.时钟控制 2 ECL激光器是利用以下哪个器件对工作波长进行选择。(A) A.光栅 B.棱镜 C.透镜 D.波导 3 STM-16的标准速率为(C) A.155Mb/s B.622Mb/s C. 2.5Gb/s D.10Gb/s

4.下列哪些指标是系统可靠性指标(D) A.HRDL B.HRDS C.BER D.MTTR 5如果原始码序列为100010001,采用3B1P奇校验进行编码,则变换后的码序列为(C) A.100101010010 B.100101000010 C.100001000010 D.1000100010 二、是非判断题(28%) 1.由于LED具有阈值电流,所以不适合模拟调制 2.光纤通信系统的带宽主要由其色散所限制 3.光纤通信系统所采用的波长的发展趋势是向短波方向转移的 4.激光是光纤通信系统所采用的主要光源 5.在通信中,我们通常使用弱导光纤 6.本征半导体中掺入施主杂质,称为N型半导体 7.光纤的数值孔径越大,集光能力越强,所以在通信中我们采用大数值孔 径光纤 8.在光纤中,比光波长大的多的粒子引起的散射称为瑞利散射 9.光电效应产生的条件是入射波长大于截止波长 10.SRS现象总是由于光信号和介质中的声子相作用产生 11.OXC节点和OADM节点是全光网中的核心节点

光纤通信技术试题及答案doc

一、填空题(40分,每空1分) 1、光纤通信是光纤为传输媒质。以光波为载波的通信方式。 2、无源器件主要有光纤连接器、波分复用器、光调制器、光隔离器、光耦合器和光衰减器、光开关等。 3、单模光纤纤芯直径一般为 8~10um ,多模光纤纤芯直径为 50~80 um ,光纤包层直径一般为 125 um 。 4、光缆结构包括缆芯、铠装和护套。常用光缆有层绞式、骨架式、中心管式、带状式等结构。 5、光纤主要的传输特性是损耗和色散。 7、在光纤通信系统中,对光源的调制可分外调制和内调制两类。 8、掺铒光纤放大器应用方式有中继放大器、前置放大器和 后置放大器。 10、EDFA的泵浦结构方式有:a. 同向泵浦;b. ___反向泵浦____结构;c.双向泵浦结构。 11、SDH的主要复用步骤是映射、定位和复用。 12、光中继器实现方式有光-电-光形式中继放大器 和光放大器两种 1、为增大光接收机的接收动态范围,应采用( B )电路。 A.ATC B.AGC C.APC D.ADC 2、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( A ) A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大 4、在光纤通信系统中,EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度( A ) A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用 5、STM-4每秒可传输的帧数是( D ) A.1000 B.2000 C.4000 D.8000

6、STM-N一帧的字节数是( C )。 A.2709 B.274N9 C.270N9 D.261N9 7、在光纤通信系统中,当需要保证在传输信道光的单向传输时,采用( B )。 A.光衰减器 B.光隔离器 C.光耦合器 D.光纤连接器 8、决定光纤通信中继距离的主要因素是( B ) A.光纤的型号 B.光纤的损耗和色散 C.光发射机的输出功率 D.光接收机的灵敏度 9、下列哪一个不是SDH网的特点( D ) A.具有全世界统一的接口标准 B.大量运用软件进行系统配置的管理 C.复用映射结构灵活 D.指针调整技术降低了设备复杂性 10、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是( B ) 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 三、简答题(20分) 1、简述掺铒光纤放大器(EDFA)工作原理。(9分) 1、在掺铒光纤(EDF)中,铒离子有三个能级:基态E1、亚稳态E2和激发态E3。 当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时,铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态,但激发态不稳定,电子很快返回到E2,若输入的信号光的光子能量等于E 2和E1之间能量差,则电子从E2跃迁到E1,产生受激辐射光,故光信号被放大。 2、光纤通信有哪些优点?(6分) 2、①传输衰减小,传输距离长。 ②频带宽,通信容量大。 ③抗电磁干扰,传输质量好。 ④体积小、重量轻、便于施工。 ⑤原材料丰富,节约有色金属,有利于环保 ⑥易碎不易接续。 3、什么叫光纤损耗?造成光纤损耗的原因是什么?(5分) 3、当光在光纤中传输时,随着传输距离的增加,光功率逐渐减小,这种现象即称为光纤的损耗。损耗一般用损耗系数α表示。 (dB/km)(3分) 损耗产生的主要原因是光纤材料的吸收、散射作用和光纤在使用过程中由于连接、弯曲而导致附加光功率损失。(2分)

光纤通信课后答案

第一章基本理论 1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么答:当归一化频率V小于二阶模LP11归一化截止频率,即0<V<时,此时管线中只有一种传输模式,即单模传输。 2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响答:在光纤通信系统中,光纤损耗是限制无中继通信距离的重要因素之一,在很大程度上决定着传输系统的中继距离;光纤的色散引起传输信号的畸变,使通信质量下降,从而限制了通信容量和通信距离。 3、光纤中有哪几种色散解释其含义。答:(1)模式色散:在多模光纤中存在许多传输模式,不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同,到达接收端所用的时间不同,而产生了模式色散。(2)材料色散:由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数,从而使光的传输速度随波长的变化而变化,由此引起的色散称为材料色散。(3)波导色散:统一模式的相位常数随波长而变化,即群速度随波长而变化,由此引起的色散称为波导色散。 5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响答:光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用,一方面可引起传输信号的附加损耗,波分复用系统中信道之间的串话以及信号载波的移动等,另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。 6、单模光纤有哪几类答:单模光纤分为四类:非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。 12、光缆由哪几部分组成答:加强件、缆芯、外护层。 *、光纤优点:巨大带宽(200THz)、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。*、光纤损耗:光纤对光波产生的衰减作用。 引起光纤损耗的因素:本征损耗、制造损耗、附加损耗。 *、光纤色散:由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的,不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同,导致信号的畸变。 引起光纤色散的因素:光信号不是单色光、光纤对于光信号的色散作用。 色散种类:模式色散(同波长不同模式)、材料色散(折射率)、波导色散(同模式,相位常数)。 *、单模光纤:指在给定的工作波长上只传输单一基模的光纤。

光纤通信期末考试试卷参考答案

潍坊学院2009-2010学年第2学期期末考试 《光纤通信基础》试卷(A卷)参考答案及评分标准 一、单项选择题(每小题2分,共30分) 1C、2B、3B、4D、5C、6A、7D、8C、9C、10D、11C、12D、13B、14C、15A 二、填空题(每空1分,共20分) 1、光作为载波 2、um um 3、大 4、自聚焦 5、谐振腔 6、受激辐射 7、暗电流噪声8、隔离度9、动态范围10、10-270 11、光纤放大器12、量子效率 13、不能14、分插复用器交叉连接设备15、下降16、17、空分交换波分交换 三、简答题(本大题共6小题,每小题5分,共30分) 1、答:光纤通信系统主要由发射机、接收机和光纤线路三个部分组成。(2分) 发射机的主要作用:是把输入电信号转换为光信号,并用耦合技术把光信号最大 限度地注入光纤线路。光纤线路把来自于光发射机的光信号,以尽可能小的崎变 和衰减传输至接收机。光接收机把从光纤线路输出的光信号还原为电信号。(3分) 2、答:光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗:(2分) 吸收损耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的(1分) 散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和光纤结构缺陷引起的散射产生的(1分) 光纤损耗使系统的传输距离受到限制,不利于长距离光纤通信。(1分) 3、答:在PN结界面上,由于电子和空穴的扩散运动,形成内部电场;内部电场使电子和空穴产生与扩散运动方向相反的漂移运动,最终使能带产生倾斜,在PN线路附近形成耗尽层。(1分) 当入射光照射PN结时,若光子能量大于带隙,便发生受激吸收,而形成光生电子—空穴对。(1分) 在耗尽层,由于内部电场的作用,电子向N区运动,空穴向P区运动,形成光生漂移电流。在耗尽层两侧中性电场区,由热运动,部分光行电子和空穴通过扩散运动进入耗尽层,在电场的作用下,形成和漂移运动相同方向的光生扩散电流。(2分) 光生漂移电流分量和光生扩散电流分量的总和即为光生电流,当P层和N层连接的电路开路时,便在两端产生光生电动势,这种效应称为光电效应。(1分) 4、答:在LD的驱动电路里,设置自动功率控制电路(APC)是为了调节LD的偏流, 使输出光功率稳定。(2分)在LD的驱动电路里,设置自动温度控制电路是因为半导体光源的输出特性受温度影 响较大,特别是长波长半导体激光器对温度更加敏感,为保证输出特性稳定,对激 光器进行温度控制是十分必要的。(3分)

光纤通信系统设计实例

光纤通信系统设计 1 概述 图 1.1 标准光纤通信系统架构 2 模拟系统设计 光纤系统中,各组件的累加损耗应足够低以符合探测器的阈值要求。模拟系统中,充足的功率意味着高SNR,另外,组件的组合应该提供足够的带宽以通过较高的调制频率,因此,应对单个器件的损耗和带宽进行分析,并计算整个系统的功率分配和带宽预算。 2.1 系统规格 2.1.1 初始方案 以设计简单的点对点视频系统为例,电视广播信号的带宽为6MHz,要求SNR为50dB。 表2.1 系统方案一:窄带宽和低功率 Carrier Source LED0.8-0.9um Information Channel MMF (SI or GRIN) Detector PIN-PD 表2.2 系统方案二:高带宽和高功率 Carrier Source LD 1.3um Information Channel SMF Detector APD 2.1.2 负载电阻计算 已知PIN-PD的电容和传输带宽,根据方程 求得负载电阻

取近似值,计算得为6.24MHz。 2.2 功率预算 2.2.1 平均光功率计算 标准的SNR方程是 由于使用PIN-PD作为光电探测器,假设系统是热噪声限系统,调制系数m为100%,SNR方程简化为 由于放大器噪声的存在,将实际温度T替换为等效噪声温度,假设环境温度T为300K,放大器噪声系数F为2,则,又已知PD响应率为,计算平均光功率P为 取P近似值为。 2.2.2 平均光电流计算 根据平均光功率P为,计算得PIN-PD的平均光电流,远大于暗电流(几个纳安),因此系统中暗电流的影响可以忽略,计算热噪声电流均方值 散粒噪声电流均方值 可以得到,热噪声功率是散粒噪声功率的近7倍,符合最开始采用热噪声限模型的假设。 预测平均光电流为时,并没有驱动探测器进入非线性区,最大饱和电流等于偏置电压与负载电阻的比值,使用5V偏压时,最大允许电流为(或),远远大于,系统不存在饱和问题。 2.2.3 详细方案 光源SE LED SI MMF

最新光纤通信基础复习题及答案

光纤通信基础复习题 及答案

光纤通信基础复习题 1.光通信的发展大致经历几个阶段? 光通信的发展大致经历如下三个阶段 可视光通信阶段:我国古代的烽火台,近代战争中的信号弹、信号树,舰船使用的灯塔、灯光信号、旗语等,都属于可视光通信。 大气激光通信阶段:光通信技术的发展应该说始于激光器的诞生。1960年美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器,使人们开始对激光大气通信进行研究。激光大气通信是将地球周围的大气层作为传输介质,这一点与可视光通信相同。但是,激光在大气层中传输会被严重的吸收并产生严重的色散作用,而且,还易受天气变化的影响。使得激光大气通信在通信距离、稳定性及可靠性等方面受到限制。 光纤通信阶段:早在1950年,就有人对光在光纤中的传播问题开始了理论研究。1951年发明了医用光导纤维。但是,那时的光纤损耗太大,达到1000 dB/km,即一般的光源在光纤中只能传输几厘米。用于长距离的光纤通信几乎是不可能。1970年,美国康宁公司果然研制出了损耗为20dB/km的光纤,使光纤远距离通信成为可能。自此,光纤通信技术研究开发工作获得长足进步,目前,光纤的损耗已达到0.5dB/km(1.3μm)0.2dB/km(1.55μm)的水平。 2. 光纤通信技术的发展大致经历几个阶段? 第一阶段(1966~1976)为开发时期. 波长: λ= 0.85um, 光纤种类: 多模石英光纤, 通信速率: 34~45Mb/s, 中继距离: 10km. 第二阶段(1976~1986)为大力发展和推广应用时期. 波长: λ= 1.30um, 光纤种类: 单模石英光纤, 通信速率: 140~565Mb/s,

最新光纤通信期末考试试题(简答)

光纤通信期末考试试题(简答) (开卷90分钟内完成,1~5题每题6分,6~15题每题7分,共100分) 1、光纤的结构分别由哪三部分构成,各部分作用是什么? 光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。 其中纤芯:纤芯位于光纤的中心部位。直径d 1=4μm ~50μm ,单模光纤的纤芯为4μm ~10μm ,多模光纤的纤芯为50μm 。纤芯的成分是高纯度SiO2,作用是提高纤芯对光的折射率(n 1),以传输光信号。包层:包层位于纤芯的周围。 直径d 2=125μm ,其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO 2。略低于纤芯的折射率,即n 1>n 2,它使得光信号封闭在纤芯中传输。涂覆层:光纤的最外层为涂覆层,包括一次涂覆层,缓冲层和二次涂覆层。 涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤,同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性,起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm 。 2、光缆的结构分别由哪三部分构成,各部分作用是什么? 光缆由缆芯、护层和加强芯组成。 其中缆芯就是套塑光纤,护层对已成缆的光纤芯线起保护作用,避免受外界机械力和环境损坏。护层可分为内护层和外护层。内护层用来防潮。外护层起抗侧压、耐磨、抗紫外线、防湿作用,隔离外界的不良影响。加强芯主要承受敷设安装时所加的外力。 3、光纤的三个传输窗口是什么?光纤中的导波属于TM/TE/TEM/近似TEM 波? 0.85μm 、1.31μm 、1.55μm 。 光纤中得电磁场近似为横电磁波(TEM 波) 4、什么是归一化频率V ,V 取值多少时光纤单模传输?什么叫光纤的截止波长? 光纤的归一化频率V 012/1/)2(2λαπn ?=是一个综合性参数,与光纤的结构参数(纤芯的折射率n1、半径a 、折射率相对差△)和工作波长λ0有关。其数值大小决定了弱波导光纤中电磁场的分布和传输情况。 光纤单模传输的条件是0

OptiSystem仿真实例

OptiSystem 仿真实例 目录 1光发送机(Optical Transmitters)设计 1.1光发送机简介 1.2光发送机设计模型案例:铌酸锂(LiNbO3)型Mach-Zehnder调制器的啁啾(Chirp) 分析 2光接收机(Optical Receivers)设计 2.1光接收机简介 2.2光接收机设计模型案例:PIN光电二极管的噪声分析 3光纤(Optical Fiber)系统设计 3.1光纤简介 3.2光纤设计模型案例:自相位调制(SPM)导致脉冲展宽分析 4光放大器(Optical Amplifiers)设计 4.1光放大器简介 4.2光放大器设计模型案例:EDFA的增益优化 5光波分复用系统(WDM Systems)设计 5.1光波分复用系统简介 5.2光波分复用系统使用OptiSystem设计模型案例:阵列波导光栅波分复用器(AWG ) 的设计分析 6光波系统(Lightwave Systems)设计 6.1 光波系统简介 6.2 光波系统使用OptiSystem设计模型案例:40G单模光纤的单信道传输系统设计 7色散补偿(Dispersion Compensation)设计 8.1 色散简介 8.2 色散补偿模型设计案例:使用理想色散补偿元件的色散补偿分析 8孤子和孤子系统(Soliton Systems) 9.1 孤子和孤子系统简介 9.2 孤子系统模型设计案例: 9结语

1 光发送机(Optical Transmitters )设计 1.1 光发送机简介 一个基本的光通讯系统主要由三个部分构成,如下图1.1所示: 作为一个完整的光通讯系统,光发送机是它的一个重要组成部分,它的作用是将电信号转变为光信号,并有效地把光信号送入传输光纤。光发送机的核心是光源及其驱动电路。现在广泛应用的有两种半导体光源:发光二级管(LED )和激光二级管(LD )。其中LED 输出的是非相干光,频谱宽,入纤功率小,调制速率低;而LD 是相干光输出,频谱窄,入纤功率大、调制速率高。前者适宜于短距离低速系统,后者适宜于长距离高速系统。 一般光发送机由以下三个部分组成: 1) 光源(Optical Source ):一般为LED 和LD 。 2) 脉冲驱动电路(Electrical Pulse Generator ):提供数字量或模拟量的电信号。 3) 光调制器(Optical Modulator ):将电信号(数字或模拟量)“加载”到光波上。以 光源和调制器的关系来看,可划分为光源的内调制和光源的外调制。采用外调制器,让调制信息加到光源的直流输出上,可获得更好的调制特性、更好的调制速率。目前常采用的外调制方法为晶体的电光、声光及磁光效应。 图1.2为一个基本的外调制激光发射机结构:在该结构中,光源为频率193.1Thz 的激光二极管,同时我们使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator 模拟所需的数字信号序列,经过一个NRZ 脉冲发生器(None-Return-to-Zero Generator 转换为所需要的电脉冲信号,该信号通过一个Mach-Zehnder 调制器,通过电光 图1.1 光通讯系统的基本构成 1)光发送机 2) 传输信道 3)光接收机 图2 外调制激光发射机

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