光纤通信温习题_2.docx

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1、光纤通信温习题（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、0.85mB、2mC、1.31mD、1.55m2.目前纤光通信常用的光源有。A、LEDB、LDC、PCMD、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为什么讲光纤通信比电缆通信的容量大？3纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。答案：一、光纤光波0.85m1.3

2、1m1.55m近红外区0.71.7m二、1、ACD2、AB3、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。固然光波和电波都是电磁波，但频率差异很大。光纤通信誉的近红外光波长约1m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，因而信息传输容量越大。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

3、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，详细来讲，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。二、选择题多项选择1、从横截面上看，光纤基本上由部分组成：、。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、外面的涂层E、外面的包层2、单模光纤只能传输一个形式，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、光纤损耗三、简述题1

4、、典型光纤由几部分组成？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、分别讲明G.652、G.653、G.654、G.655光纤的性能及应用。四、计算1、一段30km长的光纤线路，其损耗为0.5dBkm。1假如在接收端保持0.3W的接收光功率，则发送端的功率至少为多少？2假如光纤的损耗变为0.25dBkm，则所需的输入光功率又为多少？2、均匀光纤，若n1.5，1.3m，试计算：1若0.25，为了保证单模传输，其纤芯半径应取多大？2若取a5m，为了保证单模传输，应取多

5、大？答案：一、填空题1、大于、0.3%0.6%、1%2%。2、810m，5080m，125m。3、1.55m1.31m4、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、强高二、选择题1、ABD2、B3、AD4、BC四、计算1、1Pmin9.49W2Pmin1.69W2、1a0.47m20.0022第3章1.常用光源LD是以为基础发光。LED以为基础发光。2.光与物质作用时有、和三个物理经过。3.对于半导体激光器的温度特性,温度升高阈值电流若此时注入电流不变，输出光功率.增加、减少4.半导体光检测器主要有和两种，基本原理是通过经过实现。PIN、APD、受激吸收、光电转换5.在光纤通

6、信系统中，对光源的调制可分和两类。直接调制、外调制1.LD具有输出功率、输出光发散角、与单模光纤耦合效率、辐射光谱线等优点。2、LED的主要特性参数为、。3、PIN二极管的特点包括、及。4、对光检测器的基本要求是高的，低的和快的。5、影响光源与光纤耦合效率的主要因素是和。6、光纤和光纤连接的方法有两大类和。7、在一根光纤中同时传播多个不同波长的光载波信号称为。8、影响光纤耦合性能的主要因素有、和。答案1、高窄高窄2、输出功率与效率输出光谱特性响应速率与带宽3、耗尽层很宽偏置电压很小附加噪声小4、响应度噪声响应速度5、光源的发散角光纤的数值孔径6、活动连接固定连接7、光波分复用8、插入损耗附加损

7、耗分光比(耦合比)隔离度作业：3-4LED的P-I特性呈线性，而LD的P-I特性呈非线性。LED产生是非相干光，功率低，方向性差；而LD发出的是相干光，功率高，方向性好。LED的波谱宽度比LD的宽。LED基本不受温度影响，而LD对温度变化敏感。LED使用寿命比LD长。3-90.87mGaAs，1.29mInGaAsP第4章1、光发送机指标主要有和。平均发送光功率、消光比2、光接收机指标主要有、和。误码率、灵敏度、动态范围3、为增大光接收机的接收动态范围，应采用电路。AGC4画出数字光发射机组成方框图，并简述个部分功能。输入码型变换电路平衡放大补偿经电缆传输后产生的数字电信号失真。码型变换将电端

8、机送入的信号码型从HDB3或CMI码变为NRZ码。扰码将信号中的长连“0或“1有规律地进行消除。线路编码-时钟提取提取与网络同步的时钟供应扰码与线路编码等电路。光发送电路调制电路用经过编码的数字信号对光源进行直接光强度调制，完成电/光转换。自动温度控制电路ATC保持光源的温度恒定在室温左右，以稳定LD的阈值电流，进而稳定发送光功率。自动功率控制电路APC检测发送光功率变化，动态调节光源的偏置电流，以稳定发送光功率。其余保护及告警检测电路实现LD过流保护、LD无光告警及寿命告警。5画出数字光接收机组成方框图，并简述个部分功能。(见教材)6.根据转换步骤，试将二进制信号“1010000000001

9、转换成为HDB3码。7根据转换步骤，试将二进制信号“1000011000001转换成为CMI码。8.将下面HDB3码复原为二进制NRZ码写出数字序列并画出波形，指出其中能否有误码。解：该HDB3码中无误码9.将下面CMI码复原为二进制NRZ码写出数字序列并画出波形，指出其中能否有误码。解：10画出半导体激光器LD数字信号的直接调制原理图见教材。11.画出光接收机自动增益控制的工作原理框图见教材。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、DXC数字穿插连接设备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、34.368Mb/s和139.2

10、64Mb/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。考虑题3.什么是SDH?SDH的特点？SDH帧构造？4简述SDH的复用经过？STM_N的复用经过有如下6个步骤：1首先，异步信号被放入相应尺寸的容器C。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便构成虚容器VC，即C+POHVC。(3).VC加TUPTR指针便构成支路单元TU。低阶VC+TUPTRTU(4)多个支路单元TU复用后构成支路单元组TUG，即NTUTUG。(5)高阶VC，VC_3或VC_4加上管理单元指针便构成管理单元AU，即VC_4+AUPTRAU_4AUP

11、TR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NAUAUGN=1或3(6).最后在N个AUG基础上加上段开销SOH便构成STM_N帧构造，即NAUG+SOHSTM_N从以上的复接经过来看，SDH的构成包含三个经过:映射CVC将PDH信号经打包成C，再加上相应的通道开销而成VC这种信息构造，这个经过就叫映射定位校准VCTU及VCAU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净负荷中的详细位置，使收端能据此正确地分离相应的VC。同步复用NAUAUG复用是一种使多个低阶通道层的信号适配

12、进高阶通道层例如TU12(3)TUG2(7)TUG3(3)VC4或把多个高阶通道层信号适配进复用层的经过例如AU-4(1)AUG(N)STM-N。复用也就是通过字节间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的经过。由于经过TU和AU指针处理后的各VC支路信号已相位同步，因而该复用经过是同步复用5.140Mbit/s复用进STM-N信号的经过(1)首先将140Mbit/s的PDH信号经过码速调整比特塞入法适配进C4，C4是用来装载140Mbit/s的PDH信号的标准信息构造。容器的主要作用就是进行速率调整。这个经过也就相当于C4装入异步140Mbit/s的信号。C4的帧构造如图1所示。

13、8000帧/秒图1C4的帧构造图C4信号的帧有260列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9行260列8bit=149.760Mbit/s。2为了能够对140Mbit/s的通道信号进行监控，在复用经过中要在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信息构造，见图2所示。1261图2VC4构造图VC4是与140Mbit/sPDH信号相对应的标准虚容器，此经过相当于对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。在将

14、C4打包成VC4时，要参加9个开销字节，位于VC4帧的第一列，这时VC4的帧构造，就成了9行261列。从中发现了什么没有？STM-N的帧构造中，信息净负荷为9行261N列，当为STM-1时，即为9行261列，3SDH采用在VC4前附加一个管理单元指针AU-PTR来，以进行定位。此时信号由VC4变成了管理单元AU-4这种信息构造，见图3所示。119AU-PTR270图3AU-4构造图一个或多个在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。6.阐述光纤损耗和色散对系统设计的限制。答:由于损耗

15、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，因而，色散反响了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，进而构成传输码的失误，造成过失。为避免误码出现，就要拉长脉冲间距，导致传输速率降低，进而减少了通信容量。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。因而，为了避免误码，光纤的传

16、输距离也要缩短。7.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0.05dB/km。计算中继距离L。作业5-4(L33840.52/(0.050.40.05)60km)8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32W,光接收机的动态范围可达19dB，系统充裕度7dB。试核算在无中继传输距离分别为15km、40km、60km情况下，该系

17、统能否正常工作?解：根据题意可得：pmax=101g(32103)=15dBmPT=101g2=3dBm已知D=19dB=0.5dB/KM1=0.1dB/KMM=7dB根据动态范围的定义：D=PmaxPmin得Pmin=PmaxD=1519=34dBm由PT=Pmin+Lmax(+1)+M得Lmax=(PTPminM)/(+1)=(3+347)/0.6=50KmLmin=(PTPmaxM)/(+1)=(3+157)/0.6=18.3Km18.3（新技术讲座-SDH原理）部分1.STM-4信号的帧构造有27094字节，其中RSOH有934字节。2.接收端对所接收的解扰前STM-1帧进行BIP-8

18、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bit，调整单位为3个字节，TU-PTR的值在V1、V2的后10个bit，调整单位1个字节。4.若VC-4与AU无频差和相差，AU-PTR的值是522，TU-PTR的值是70。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

19、63个2M信号，3个34M信号，1个140M信号。8.目前我国SDH网络构造分四个层面，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。二、选择1、仅就对信号穿插的灵敏性而言，下面哪种网元穿插灵敏性最大。DXC4/4DXC4/0TMDXC4/12、STM-N的复用方式是字节间插比特间插帧间插统计复用3、下面从时钟的几种工作形式、精度最高的是哪一种跟踪同步形式同步保持形式内部自由振荡形式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参加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

20、M1字节指示宿收到复用段信号后检出的误码个数三、判定是非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。4.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倒换。5.网上实现业务保护的条件是有冗余的业务通道。6.通道环业务保护倒换速度慢于复用段保护倒换速度。7.通道保护环业务的倒换是由AIS信号启动。TU-AIS8.复用段保护倒换是故障点两端的网元为倒换状态，其余网元为穿通状态。9.中国的PDH2M映射复用进SDH的道路有多种。10.HP-TIM是因检测

21、到高阶POH中的J1字节收发失配引起。11.扰码的作用是为了减少长连0和长连1的出现。简答题：1、11和1：1保护11：发端在主备两个信道上发同样的信息双发，收端在正常情况下收主信道上的业务，当主信道损坏时，切换选收备用信道，又叫单端倒换仅收端切换，往往是非恢复式的。1：1：正常时，主用信道发主要业务，备用信道发额外业务低级别业务，收端从主用信道收主要业务，备用信道收额外业务；当主用信道损坏时，发端将主业务切换到备用信道上，收端切换从备用通道收主用业务，此时额外业务中断，主用业务恢复，属于双端倒换，1：1形式是恢复式的。例1：在知足一定误码率条件下，光接收机最大接收光功率为0.1mW，最小接收

22、光功率为1000nW。1求接收机灵敏度和接收机动态范围。2已知某个接收机的灵敏度为-40dBm(BER=10-10),动态范围为20dB，若接收到的光功率为2W，问系统能否正常工作？光接收机的灵敏率常用光功率相对值来表示，单位是分贝毫瓦(dBm)。 (2)根据灵敏度为-40dBm可求得Pmin=0.1W,由动态范围为20dB,可求得Pmax为10W，由于10W2W0.1W，故能正常工作。例2:某光纤通信系统中光源平均发送光功率为-24dBm,光纤线路传输距离为20km，损耗系数为0.5dB/km,1试求接收端收到的光功率为多少？2若接收机灵敏度为-40dBm，试问该信号能否被正常接收？3若光源平均发送光功率增大至-10dBm，光接收机恰好能将其正常接收，试求光接收机动态范围为多少？(dB)lg10DRminmax-40dBm能正常接收。3Pmax=-10dBm-0.520dB=-40dB-10dB=-50dB接收机动态范围DR=Pmax-Pmin=-50dB-(-40dBm)=-50dB-70dB=20dB