光纖通信重點

1、第一章：緒論1、光纖通信系統(tǒng)：利用光纖光纜傳輸光波信號的通信方式。2、3、光纖從多模發(fā)展到單模，工作波長從0.85 m發(fā)展到1.31 m和1.55 m(短波長向長波長），傳輸速率從幾十Mb/s發(fā)展到幾十Gb/s。4、光纖和半導(dǎo)體激光器的技術(shù)進(jìn)步，使1970 年成為光纖通信發(fā)展的一個重要里程碑。5、光纖通信發(fā)展的五代發(fā)展過程（簡答題）第一代：工作在0.85um波段，速率50100Mb/s，中繼距離10km； 第二代：工作在1.31um波段，速率1.7Gb/s,中繼距離50km； 第三代：工作在1.55um波段,商用2.510Gb/s; 第四代：采用光放大器和波分復(fù)用技術(shù)，256×40G

2、=10Tb /s 第五代：研究中。6、光纖通信的主要特點1）大容量；2）損耗低，傳輸距離長；3）抗干擾能力強；4）保密性強；5）體積小，重量輕；6）材料豐富；7、光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8、光纖： 兩個主要參數(shù)：損耗（dB）和色散（ps/(km*nm)）。9、光發(fā)射機(jī)：（1）直接調(diào)制：（2）外調(diào)制：10、表明了模擬信號進(jìn)行數(shù)字化所需的最小比特率。第二章：光纖通信基礎(chǔ)1、光纖分為：階躍折射率光纖和梯度折射率光纖。2、歸一化傳播常數(shù)b與光纖的歸一化頻率V的關(guān)系（PS:最后一題，給出圖形，求可支持幾種模式）應(yīng)用：1)V值較大，支持模式越多，為多模光纖;2)由一定的光纖設(shè)計參數(shù)，可以確定V，也可以確定支持的模

3、式數(shù)目；3）一般來說存在高階模，一定存在低階模；4）HE11模不截止，單模光纖的條件；5）V與波長的關(guān)系，V（0）<2.405, 1> 0, V（1）< V（0）<2.4056）V與的關(guān)系， 越小， V越小。3、多模光纖：模間色散和模內(nèi)色散 單模光纖：模內(nèi)色散4、光斑尺寸：常用高斯分布來近似 ：W為模場半徑纖芯內(nèi)所攜帶的光功率與總光功率之比5、材料色散：產(chǎn)生原因（1）纖芯材料的折射率對不同的波長是不同的n=n(）。（2）光源輻射具有一定光譜寬度的光，一個攜帶信息的光脈沖包含了不同的波長。產(chǎn)生結(jié)果：脈沖中具有不同波長的分量在光纖中會以不同的速度傳播并以不同的時間到達(dá)光纖端

4、，造成了脈沖擴(kuò)展。6、波導(dǎo)色散產(chǎn)生原因：（1）單模光纖中，攜帶信息的光脈沖在纖芯和包層間分布：主要部分在纖芯中傳輸，剩余部分在包層中傳播。􀂄（2）纖芯和包層擁有不同折射率，兩個部分以不同的速度傳播。􀂄（3）光被限制在一個擁有不同折射率的結(jié)構(gòu)纖芯和包層的組合中傳播，脈沖會擴(kuò)展。注意：即使光纖材料沒有色散特性，波導(dǎo)色散也會發(fā)生。純波導(dǎo)色散僅因為將光限制在一個特定的結(jié)構(gòu)中而產(chǎn)生。6、光纖損耗的兩個主要原因：材料吸收，瑞利散射。其他原因：波導(dǎo)缺陷，受激拉曼散射，受激布里淵散射。7、光纖中的非線性效應(yīng)8、ITU-T定義的光纖種類：G.652光纖(常規(guī)單模光纖)G.65

5、3光纖(色散位移光纖)G.654光纖(衰減最小光纖)G.655光纖(非零色散位移光纖)9、光纜分類：層絞式、骨架式、束管式、帶狀式10、光纜對光纖特性的影響(1) 改善光纖的溫度特性(2) 增加機(jī)械強度(3)成纜的附加損耗11、光吸收的三種形式：光吸收、自發(fā)輻射、受激輻射12、LED的P-I特性（1）I較小時有線性關(guān)系；（2）會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；（3）溫度升高，越趨于飽和；（4）內(nèi)部發(fā)射功率 10mW,出纖功率小于100mW。LD的P-I特性（1）光功率隨注入電流增加而增大；（2）存在閾值Ith；（3）I<Ith為自發(fā)輻射； I>Ith為受激輻射。13、光電二極管分為PIN光電二極管和

6、雪崩光電二極管（APD）14、PIN光電二極管：特點：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，電壓低，使用方便，量子效率高，噪聲小，帶寬較高。應(yīng)用場合：光纖通信系統(tǒng)，靈敏度要求不高場合一般采用PIN。APD光電二極管：特點：高靈敏度，高增益，高電壓，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪聲大。應(yīng)用場合：靈敏度要求較高的場合，如小信號測量。15、光電二極管的工作特性和參數(shù)：響應(yīng)度、倍增系數(shù)、噪聲、響應(yīng)帶寬16、（自動功率控制（APC）電路）引起輸出光功率變化的因素有：（1）溫度變化 隨著溫度的升高，輸出光功率減小（2）激光器老化 隨著使用時間的增加，輸出光功率減小17、光線路碼分為三類：偽雙極性碼、mBnB碼、插入比特碼。18、光接收機(jī)的組

7、成19、特點：（1）RL大增大了前置放大器的輸入電壓；（2）降低熱噪聲和增加接收靈敏度；（熱噪聲 ）（3）帶寬較窄。20、特點：（1）負(fù)反饋使得等效輸入阻抗為RL/G，帶寬提高了G倍；（2）同時具有高接收靈敏度和高帶寬的特點。（3）在多數(shù)光接收機(jī)中采用。第三章 光放大器1、 光放大器的分類：半導(dǎo)體激光放大器（SOA）、非線性光纖放大器、摻雜光纖放大器2、 非線性類放大器：SRS光纖放大器、SBS光纖放大器3、 光放大器的應(yīng)用形式：a) 在線放大器；b) “功率”放大器；c) “前置”放大器；d) 分配補償放大器；第四章 SDH和WDM光纖傳輸系統(tǒng)1、 SDH應(yīng)用范圍：不僅適用于光纖傳輸，適用于

8、微博和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。2、 PDH準(zhǔn)同步數(shù)字體系 采用異步復(fù)用方式（ PDHSDH ） SDH同步數(shù)字體系3、 SDH傳輸網(wǎng)的構(gòu)成（四個）：a) 終接設(shè)備(或稱SDH終端復(fù)用器TM)；b) 分插復(fù)用設(shè)備ADM；c) 數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC；d) 光纖鏈路構(gòu)成。4、 SDH的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性網(wǎng)，樹形網(wǎng)，環(huán)形網(wǎng)，網(wǎng)狀網(wǎng)5、 SDH的幀結(jié)構(gòu)：a) 信息凈負(fù)荷（Payload）b) 段開銷（SOH）c) 管理單元指針（AU-PTR）6、 SDH的段開銷：i. RSOH（再用段開銷）：監(jiān)控STM-16信號的傳輸狀態(tài)；ii. MSOH（復(fù)用段開銷）：監(jiān)控STM-16中STM-1信號的傳輸狀態(tài)；7、

9、通道開銷：第五章 光交換技術(shù)1、 光交換技術(shù)的種類：光線路交換(OCS)、光分組交換(OPS)、光突發(fā)交換(OBS)2、 光交換設(shè)備（主要是光開關(guān)）a) 光開關(guān)的種類:電光開關(guān)、聲光開關(guān)、熱光開關(guān)、微電子機(jī)械光開關(guān)、液晶光開關(guān)、噴墨氣泡技術(shù)光開關(guān)3、 光網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)：光交換技術(shù)4、 基于半導(dǎo)體光放大器（SOA）（以半導(dǎo)體光放大器為基礎(chǔ)的全光波長變換器）a. 交叉增益調(diào)制（XGM-SOA）；b. 交叉相位調(diào)制（XPM-SOA）；c. 四波混頻效應(yīng)（FWM-SOA）；5、資源競爭解決的三種方式：d. 時域：基于光纖延遲線的光緩存技術(shù)FDL；e. 頻域：波長轉(zhuǎn)換；f. 空域：偏向路由。第六章 光網(wǎng)

10、絡(luò)技術(shù)6.2 比較各種波長分配方案的特性答：1、靜態(tài)分配方法圖著色問題靜態(tài)RWA問題往往分解為兩個子問題：先求解路由子問題，即為每個光路請求計算路徑；然后求解波長分配子問題，即為這些路徑分配波長。這里，我們假定必須滿足波長連續(xù)性約束。因此，靜態(tài)的波長分配問題是要找到一種占用波長數(shù)目最少的波長配置方案，使得任意兩條光路通過同一物理鏈路時使用不同的波長，并且每條光路在其經(jīng)過的所有鏈路上都必須使用相同的波長。2、動態(tài)分配方法啟發(fā)式方法八種算法：隨機(jī)分配、最先分配、最少使用、最多使用、最小乘積、最小負(fù)載、M、相對容量損失6.15試簡單討論鏈路保護(hù)和路徑保護(hù)的優(yōu)缺點 在路徑保護(hù)中，一旦工作路徑上發(fā)生了鏈

11、路故障，就啟用一條預(yù)先計算的保護(hù)路徑（或稱為備用路徑）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。對同一個連接來說，其工作路徑和保護(hù)路徑必須是鏈路分離的，以保證任何單一的鏈路故障都不會同時中斷這兩條路徑。在鏈路保護(hù)中，業(yè)務(wù)僅僅繞過中斷的那條鏈路。鏈路保護(hù)具有更短的保護(hù)切換時延；路徑保護(hù)具有更高的資源利用率，而且恢復(fù)業(yè)務(wù)所經(jīng)過的路徑往往具有更低的端到端時延。第七章：光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為：總線型、星型、樹型、環(huán)形71 請解釋什么是接入網(wǎng)，并描述光纖接入網(wǎng)的類型和特點答：接入網(wǎng)是寬帶核心網(wǎng)絡(luò)到用戶網(wǎng)最后一段路程的傳輸網(wǎng)絡(luò)。先后出現(xiàn)了模擬的光纖/同輔混合接入網(wǎng)（HFC），數(shù)字的，無源光網(wǎng)絡(luò)（PON），其中包括APON

12、、EPON和GPON以及有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）等。全網(wǎng)可以劃分成公共骨干網(wǎng)、核心網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)，介于核心網(wǎng)與用戶網(wǎng)之間的部分統(tǒng)稱為接入網(wǎng)。7.10 PON物理層光傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)有哪些？論述光突發(fā)接受和光突發(fā)同步技術(shù)的工作原理.答：波長及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計、上行實現(xiàn)技術(shù)（突發(fā)光接收、突發(fā)同步）高速自適應(yīng)突發(fā)模式光接收機(jī)原理是：將光電探測器輸出的電流送至差分放大器的正相輸入，再將峰值探測電路輸出幅度的一半作為判決門限輸入差分放大器的反相端，從而對不同幅度分組信號的判決門限實現(xiàn)自適應(yīng)控制，差分每個輸出端就會在判決電壓上下擺動，這時可以很容易判決出“0”和“1”。突發(fā)同步的主要方法為：門控振蕩法和相關(guān)同步法。門控振蕩法包括3個振蕩器，A、B用于同步輸入信號，C用于控制A、B振蕩器達(dá)到一致，采用自動調(diào)諧的方式，引入一個主振C，連續(xù)運轉(zhuǎn)，并用鎖相環(huán)使它與外部固定參數(shù)頻率保持一致