光纤通信复习资料.doc

发布时间：2022-06-16 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.09M 资料格式：doc 举报版权申诉

dd1937ed-8e29-4376-a4c6-02bdfbc643a9.doc.pdf-第1页.png

第1页 / 共8页

dd1937ed-8e29-4376-a4c6-02bdfbc643a9.doc.pdf-第2页.png

第2页 / 共8页

dd1937ed-8e29-4376-a4c6-02bdfbc643a9.doc.pdf-第3页.png

第3页 / 共8页

dd1937ed-8e29-4376-a4c6-02bdfbc643a9.doc.pdf-第4页.png

第4页 / 共8页

dd1937ed-8e29-4376-a4c6-02bdfbc643a9.doc.pdf-第5页.png

第5页 / 共8页

dd1937ed-8e29-4376-a4c6-02bdfbc643a9.doc.pdf-第6页.png

第6页 / 共8页

dd1937ed-8e29-4376-a4c6-02bdfbc643a9.doc.pdf-第7页.png

第7页 / 共8页

dd1937ed-8e29-4376-a4c6-02bdfbc643a9.doc.pdf-第8页.png

第8页 / 共8页

文本预览

1、光通信的概念：广义的光通信指的是一切运用光波作为载体传送信息的所有通信方式的总称，而不管传输所使用的介质是什么。光纤通信的概念：光导纤维是属于介质光波导的范畴，利用这种介质纤维传输光波信号的通信方式，就是光纤通信。 2、1970 年称为光纤通信元年。 3、光纤通信系统的组成：通信链路中最基本的三个组成部分是由光源和驱动电路组成的光发射机；将光纤包在其中以对光纤起到机械加固和保护作用的光缆；由光电检测器和放大电路、信号恢复电路组成的光接收机。1）、发射系统：把电信号转变为光信号，即光-电转换。光源是半导体激光二极管（LD）或半导体发光二极管（LED）。这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。2）、传输系统：光纤链路由光纤光缆、线路接续盒、光缆终端盒、光纤连接器、中继器等构成。3）、接收系统：光检测器常用的有光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD），二者都能将光能转化为电流，然后再通过电流-电压转换器变成输出电压信号。 4、光纤通信系统的特点：优点：传输频带宽、通信容量大；传输损耗小、传输距离长；抗电磁干扰能力强；密封性好、保密性强；线径细、重量轻；资源丰富，节约有色金属；抗腐蚀、不怕潮湿。缺点：光纤质地脆，机械强度低；光纤弯曲半径不能太小，否则将有严重的弯曲损耗，甚至会导致截止；3、光纤的切断和连接技术要求高，分路、耦合较麻烦，接口组件昂贵；由于光纤本身不能传送电能，因此，中继站的供电须由远端供电系统解决。 5、光纤的结构由纤芯、包层、涂覆层及套塑层四大部分组成。纤芯的折射率高于包层的折射率，而损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。由纤芯和包层组成的光纤常称为裸光纤，光纤的光学特性及其传输特性主要由它决定。 6、光纤的特性：几何特性（主要指光线的几何尺寸）、光学特性（折射率分布、数值孔径等）、传输特性（损耗、色散和非线性等）。 7、光纤的类型：按工作波长分：短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。按照光纤横截面上折射率分类：阶跃型光纤、渐变型光纤。按照传输模式的多少可分为：单模光纤、多模光纤。单模光纤的折射率分布一般采用阶跃分布。由于单模光纤只传输基模，从而完全避免了模式色散，使传输带宽大大加宽，因此它适用于大容量、长距离的光纤通信。多模光纤多采用渐变型。多模光纤衰减较大，并且模色散的存在使多模光纤的带宽变窄，一般适用于较短距离传输（数千米），但多模光纤数值孔径 NA 值大（约为单模光纤的 2~3 倍），故连接耦合效率高。另外，多模光纤芯径粗，横场直径大，其制造、耦合及连接都比单模简单。 8、光纤的导光原理：阶跃型折射率光纤传光的基本原理：当光线在纤芯与包层界面上的入射角θ1＞θc，即全反射的光线入射到纤芯与包层的分界面时，它被再次全反射回纤芯中，这样所有满足θ1＞θc 的光线都会被限制在纤芯中而向前传输，这就是阶跃型折射率光纤传光的基本原理。若θ1＜θc，入射光一部分反射，一部分通过界面进入包层，经过多次反射后，光很快衰减掉。所以，可以形象地说，阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界面上全反射而使能量集中在芯子之中传输的。多模渐变折射率光纤的导光原理：采用渐变折射率光纤的目的是减小多模光纤的模式色散适当选取纤芯的折射率的分布形式，可以使不同入射角的光线有大致相等的光程，从而大大减小多模光纤模式色散的影响。当光线以不同入射角进入纤芯的光射线在光纤中传过同一距离时，靠近光纤轴线所走的路程短，而远离轴线所走的路程长。由于纤芯折射率是渐变的，所以近轴处的光速慢，远轴处的光速快。当折射率分布指数 g 取最佳时，就可以使全部子午射线以同样的轴向速度在光纤中传输。 9、色散的概念：由于光纤所传输的信号是由不同的模式成分和不同频率成分携带的，这些不同的模式成分和频率成分传输的速率不相同，在传输过程中相互散开，引起传输信号的波形畸变，这一物理现象称为光纤的色散。色散的影响：色散所造成的影响是光脉冲宽度被展宽，并且随传输距离的增大而加重，严重时，前后光脉冲将相互重叠，造成码间干扰，在接收端产生误码，增加误码率。通常各种色散因素会共存于光纤中，它们大大小顺序为：模式

色散-材料色散-波导色散-偏振模色散。对于多模光纤，限制带宽起主导作用的是模式色散，材料色散相对较小，而波导色散可以忽略不计。单模光纤只传输一个基模，故不存在模式色散，只有材料色散和波导色散及偏振模色散。模式色散：由于不同的模式的传播路径不同，因此到达目的地时不同的模之间存在时延差。取决于光纤的折射率分布，并和光纤材料折射率的波长特性有关。材料色散：材料色散是由于石英材料的折射率随光波波长呈非线性变化，引起模内不同频率信号的传输速度不同而引起的色散。取决于材料折射率的波长特性和光源的谱线宽度。波导色散：由于某一传播模的群速度对于光的频率不是常数，同时光源的谱线又有一定的宽度，因此产生波导色散。取决于波导的结构参数和波长。波导色散为负色散。通过改变光纤纤芯的结构，可以实现色散移位，如 G.653 光纤就是一种色散移位光纤。偏振模色散：单模光纤中的基模 HE11 由两个相互垂直的偏振模组成，实际上，光纤不可能保证圆柱对称性而存在一定的椭圆度，在短轴方向的偏振模传输较快，而在长轴方向的偏振模传输较漫，因而这两个模的传播常数有微小的差别，分布在这两个模式上的光能量略微有分开。传播常数的差别，使得两个偏振模到达时的时延导致了光脉冲的展宽，造成色散我们称这一现象为偏振模色散（PMD）。偏振色散也可归入模式色散。 10、损耗：吸收损耗：光纤材料吸收损耗包括紫外吸收、红外吸收和杂质吸收，它是材料本身所固有的，因此是一种本征吸收损耗。散射损耗：是由于材料的不均匀或纤心与涂层界面不理想、气泡、条文等因素使光散射（以光能的形式，把能量辐射出光纤之外）和本征散色（本征散色包括瑞利散色、布里渊散色和拉曼散色）而引起的损耗。辐射损耗：光纤使用过程中，弯曲往往是不可避免的，在弯曲到一定曲率半径时，就会产生辐射损耗，又叫弯曲损耗。 11、非线性：光纤中的非线性效应，一方面可引起传输信号的附加损耗、信道间的串扰、信号频率的移动等；另一方面又可以被利用来开发新型器件，如激光器、放大器、调制器等。如利用受激拉曼散射构成拉曼放大器。 12、常用光纤：G.651 光纤，是一种多模渐变型（GIF）光纤，这种光纤在光纤通信发展初期广泛应用于中小容量、中短距离的通信系统。G.652 光纤，是第一代单模光纤，又称为常规单模光纤，可在双波长工作。在 1310nm 处色散最小，约为 1~3ps/nm.km，其典型衰减值为 0.34dB/km ；在 1550nm 处衰减最低，约为 0.2dB/km ，但其典型色散值较大，约为 17ps/nm.km。G.652 光纤最适合用于 1310nm 窗口。1550nm 窗口的大色散值可以通过在 G.652 光纤线路中加入一段色散补偿模块，虽然色散补偿模块会引入较高的插入损耗，但可以通过 EDFA 进行放大，所以 1550nm 窗口已成为 G.652 光纤的主要工作窗口。G.653 光纤，是第二代单模光纤，又称为色散移位光纤 DSF。DSF 光纤是针对 G.652 光纤在 1550nm 波长处的大色散，通过制棒工艺使光纤零色散点转移到 1550nm，因而 G.653 光纤在此窗口具有低衰减和近乎为零的色散，可用于单信道（波长）系统的传输速率提升。因 1550nm 的损耗比 1310nm 的损耗小，传输距离几乎增加了一倍。但在多波长系统中，由于零色散会引起严重的四波混频（FWM）现象。而波分复用特别是密集波分复用技术已成为光纤系统扩大通信容量的主要方式，所以 G.653 光纤在工程应用中应用较少。G.655 光纤，普通 G.655 光纤又称为非零色散移位光纤（NZ-DSF），它是针对 G.652、G.653 光纤在密集波分复用系统中使用存在的问题而开发的，其在 1550nm 窗口同时具有最小衰减（0.25dB/km）与较小的色散值（1~6 ps/nm.km），保持一定的光纤色散值可以有效克服 DWDM 系统中的四波混频现象，从而保证实现多波长密集复用；另一方面，色散值又不是太大，不至于对 10Gb/sTDM 系统造成色散受限。因而较好地同时满足 TDM 和 WDM 两种发展方向的要求，应用前景广阔。 13、在光纤通信中使用的光源：半导体激光器（LD），半导体发光二极管（LED）。 14、能级的跃迁：即自发辐射、受激吸收以及受激辐射。自发辐射的特点：自发辐射是自发的，因而造成频率、相位、偏振（极化）方向都是随机的，所以所发光是非相干光。受激吸

收特点：受激跃迁。外来光子的能量要等于电子跃迁的能级之差。受激跃迁的过程不是放出能量，而是消耗外来光能。受激辐射特点：外来光子的能量等于跃迁的能级之差。受激所发的光是相干光。可以使光得到放大。 15、形成激光器必须具备三个基本部分：要有一个合适的激光工作物质，即发光介质。需要一个能保证粒子数反转分布的激励能源-泵浦源。把激光工作物质置于光学谐振腔。要产生激光还应满足如下两个方面的条件：1）、光的增益和损耗间应满足平衡的条件——阈值条件。2）、在谐振腔中，光波往复反射能得到加强，从而能够存在，应满足的条件——相位平衡条件。 16、半导体发光二极管的发光机理：能量跃迁不是发生在原子的两个能级，而是发生在导带中的电子态和价带中空穴态之间，是一种电流注入式发光器和光放大器。半导体的粒子数反转分布可以通过对 PN 结加正向偏压来实现，在外加正向偏压作用下，N 区的电子和 P 区的空穴源源不断地注入 PN 结，并形成电流。当正向偏压足够大时，增加的多数载流子引起了粒子数反转，电子由高能态的导带跃迁到低能态的价带，与价带中的空穴复合。有辐射复合时则产生出光子，多余的能量以光子的形式辐射出来，这正是半导体发光二极管的发光原理。这种发射的光也可以激发导带中的电子跃迁导价带（受激发射），产生更多的全同光子，即产生了光的放大作用，因此 PN 结可用作光放大器。被放大的光如果在光学谐振腔中形成振荡，将能向外输出激光，这正是半导体激光器的工作原理。 17、异质结半导体的光放大：同质结结构中在 PN 结中，光发射在结的两边都可发生，对光波和载流子的限制不完善，因此发光区域范围宽、不集中、效率低，从而使激光器需要的阈值电流大。异质结激光器克服了上述缺点，需要把载流子的复合限定在更小的区域，以产生高的光强。双异质结由两层宽带隙半导体材料和一层位于它们之间的窄带隙层半导体构成。这三层结构由三层不同类型的半导体材料组成，不同材料发射不同的光波长。两端分别为宽带隙的重掺杂的 P 型或 N 型半导体，其禁带宽度大而折射率低，称为限制层；中间的夹层可以是本征半导体，也可以是非常轻掺杂的 P 型或 N 型半导体，禁带宽度窄（0.1-0.3μm）而折射率高，形成了一个有源区或层，称为有源层。 18、半导体 LD 的伏安特性与阈值特性：当 I＜It 时，曲线上升缓慢，器件处于自发辐射状态而发出荧光，其谱线很宽，相干性很差，称为荧光区。该区域不属于器件工作区；当 I＞ It 时，发射功率随注入电流急剧上升，基本上呈现性关系，器件工作于受激发射状态而发射激光，其输出线宽迅速变窄，称为激光区。温度特性：激光器的阈值电流 Ith 随温度的升高而增大；外微分量子效率随着温度的升高而减小。温度的升高，LD 的发射波长也会产生变化，向长波长方向移动，以至影响光纤通信系统的正常工作。 19、发光二极管 LED 的特点：是自发辐射过程，不需要 PN 结粒子数反转，不像激光器是阈值器件。单向导电性，本身也是半导体二极管。输出功率基本与注入电流成正比。LED 发射的光谱不像 LD 的那样窄；同样，其功率也不如 LD 高，一般为-20dB 量级。 20、LD 和 LED 比较：优点：LED 性能稳定，寿命长，温度性能好，调制方便，输出光功率线性范围宽，而且无谐振腔、制造工艺简单，价格低廉。缺点：LED 输出光功率较小，辐射光的谱线宽度较宽，调制频率较低；光束发散角大，一般为±30°~±45°，耦合到光纤困难，耦合效率低，仅为约 5%。以上原因影响了系统的传输距离；LED 一般用于中小容量、低速短距离光纤通信系统，适合模拟调制，发荧光，无发射模式和阈值电流限制等问题。 21、光源的调制：光强调制是光纤通信最主要的调制方式。直接调制：光源的内调制又称直接调制，直接调制就是将调制信号直接作用在光源上，把要传送的信息转变电源信号注入到光源 LD 或 LED，实施调制获得相应的光信号。光源的直接调制又可分为模拟信号调制和数字信号调制。模拟调制的优点是设备简单，占有带宽较窄；缺点是抗干扰性能差，中继时噪声累积。数字调制的优点是抗干扰能力强，中继时噪声及色散的影响不累积，因此，可实现

长距离传输；它的缺点是需要较宽的频带，设备也复杂。间接调制：随着传输速率的不断提高，直接强度调制带来了输出光脉冲的相位抖动即啁啾效应，使光源的动态谱线增宽，造成在传输时的色散增加，限制了容量的提高。间接调制是利用晶体的电光效应、磁光效应、声光效应等性质制成调制器，对光源发出来的连续光波进行调制。电光调制器利用了晶体材料的电光效应，电光效应是指由外加电压引起的晶体变化的效应，具体讲是指晶体的折射率发生了变化。最基本的电折射调制是电光相位调制器。声光调制器是利用介质的声光效应制成的。磁光调制利用法拉第效应。 22、光发射机：作用是把从电端机送来的电信号，如 PCM 信号，经过编码、调制，再由光源变成光信号最后送入光纤。结构组成：均衡放大（补偿衰减的电平、均衡畸变的波形。）、解码（将 HDB3 码变为单极性的“0”、“1”码，这样光源可用有光和无光与“0”、“1”两个码对应。）、扰码（有规律地破坏长连“1”或连“0”码流，是便于提取时钟信号。）、时钟（取出 PCM 中的时钟信号供给解码、扰码、编码电路使用。）、编码（便于不间断进行误码监测，克服直流分量的波动，以至于便于区间通信联络等功能）、调制（对光源进行调制，让光源发出的光强随着经过编码后的信码流变化，形成相应的光脉冲送入光纤。）、自动功率控制（为了使光源的输出功率稳定）、自动温度控制（保持半导体激光器工作在恒定温度下）、LD 保护电路（保护光源）、告警电路（有无光告警电路和 LD 寿终告警电路）。 23、光检测器：作用就是把信号从光波中检测、分离出来，即进行光/电转换。要求如下：响应度高；附加噪声低；响应速度快、线性好及频带宽，使信号失真尽量小；工作电压高；体积小、质量轻、寿命长。 24、光纤通信系统中广泛使用的光电检测器主要是：PIN 光电二极管和 APD 雪崩光电二极管。 25、PIN 光电二极管：结构及工作原理：在 P 型半导体和 N 型半导体之间加入一种轻微掺杂（掺有少量 N 杂质）的本征半导体由于掺杂浓度轻，电子浓度很低，经扩散可以形成较宽的耗尽层。因为光电二极管的量子效率（光生载流子与光子数量之比）和耗尽层的宽度成正比。减少零场区 P 区和 N 区的厚度，并且尽量避免光生载流子在零场区产生。为此，将两端材料做成是掺杂浓度很高的 P 型半导体和 N 型半导体，以便将做得很薄。因而大部分光在耗尽层区域被吸收，大幅度提高了光电转换效率，从而提高了量子效率和响应速度。优点：噪声小、工作电压低（仅十几伏）、工作寿命长、价格便宜、使用方便。缺点：过宽的耗尽层将延长载流子通过耗尽层的漂移时间，影响响应速度的提高。而且 PIN 光电二极管没有倍增效应，所以灵敏度不高。 26、APD 光电二极管不但具有光-电转换作用，而且具有内部放大作用。内部放大作用是靠管子内部的雪崩倍增效应而完成的。结构及工作原理：P+与 N+分别为重掺杂的 P 型材料和 N 型材料，π为近似本征型的材料。当反向偏压加于 APD 两端时，大部分电压降落在 PN+ 结上，形成加速电场。当偏置电压低于二极管的击穿电压时，产生的载流子总数是有限的，它与 PIN 光电二极管相似即入射光仅能产生较小的光电流。当反向偏置电压增加到一定数值时，耗尽层就会穿过 P 区而进入π区形成了高电场区与漂移区。当反向偏压高于击穿电压时，产生的载流子就可以无限多了，即产生雪崩倍增效应。优点：雪崩光电二极管具有雪崩倍增效应这个有利方面。缺点：雪崩倍增效应的随机性会引入噪声。 27、光接收机基本组成及要求：光检测器接收光信号并将其转换成与光功率成正比的光生电流信号。前置放大器将微弱的电流信号进行低噪声放大。主放大器把前置放大器的毫瓦级信号输出放大到后面信号处理所需的电平（峰-峰值：1~3V），以满足判决再生电路的要求。均衡器是把主放大器输出的脉冲进行均衡，以形成码间干扰最小、能量集中，即最有利于进行判决的升余弦波形。判决电路完成数字信号的再生。 28、数字光接收机主要由三部分电路组成：接收机前端：由光电检测器和前置放大器构成。

线性通道：由主放大器和均衡滤波器构成。数据恢复（再生）电路：由判决器和时钟恢复电路过程。 29、光接收机的噪声来源：光检测器产生的噪声，即量子噪声、倍增噪声与暗电流噪声；放大器的热噪声和散粒噪声；在多级放大电路中，后一级放大器会将前一级放大器送出的信号和噪声同样放大。 30、光接收机的灵敏度：是指在规定的误码率的条件下，光接收机所需要的最小光功率值 Pr ；影响光接收机灵敏度高低的因素：输入光脉冲形状；光检测器件的量子效率η；光接收机放大器的热噪声因子 Z；APD 倍增噪声指数因子 x。 31 光接收机的动态范围：动态范围是指在保证给定的误码率条件下，光接收机能够接收到的最大和最小光功率的变化范围。 32、光放大器的分类：有两大类：半导体光放大器（SOA）和光纤放大器（OFA）。光纤放大器又可分为非线性光纤放大器（主要是光纤拉曼放大器）和掺稀土元素的光纤放大器（主要是掺饵光纤放大器）。 33、半导体光放大器是利用半导体材料固有的受激辐射放大机制，实现相干光放大，其原理和结构与半导体激光器相似。掺杂光纤放大器是利用稀土金属离子作为激光工作物质的一种放大器，将激光工作物质掺入光纤芯子中即成为掺杂光纤。 34、掺铒光纤放大器（EDFA）：EDFA 的放大区域恰好与单模光纤的最低损耗区域相重合，而且具有高增益、宽频带、低噪声、增益特性与偏振无关、对光信号的传输速率和数据调制格式透明等许多优良特性。EDFA 的结构主要由掺铒光纤、泵浦光源、光无源器件（包括光波分复用器、光耦合器、光连接器、光隔离器和光滤波器等）、控制单元和监控单元等五个部分组成。掺铒光纤：EDF 的增益取决于 Er3+浓度、光纤长度和直径以及泵埔光功率等多种因素。泵浦光源：泵浦源为半导体激光器，光能注入 EDF 中，使处于低能级的 Er3+被提升到高能级上，使 EDF 达到粒子数反转分布。光波分复用器：将不同波长的信号光与泵浦光耦合进掺铒光纤。光耦合器：将输入信号光和泵浦光源的光波复合起来，并耦合进/出 EDF 的无源器件。光隔离器：保证光信号只能正向传输，阻止反向传输。光连接器：使 EDFA 与通信系统和光缆线路的连接变得容易。光滤波器：用以滤除光放大器的噪声，提高信噪比，从而改善放大器的性能。控制单元和监控单元：对光纤放大器的工作进行不间断的控制，监控接口向传输系统提供光纤放大器工作状态信息，确保光纤放大器作为传输系统的一个部件，纳入到统一的网络监控之中。 35、EDFA 的基本原理：与半导体激光器相似，它之所以能放大光信号，简单来说，是在泵浦的作用下，在掺铒光纤中出现了粒子数反转分布，产生了受激辐射，从而使光信号得到放大。 36、EDFA 的多通道放大特性：多信道信号通过级联的 EDFA 链时，各信道间的增益差会越来越大，噪声随着级联的累积会越来越严重，导致一些信道的信噪比大大下降，甚至使系统最终不能正常工作。为了解决 EDFA 增益不平坦带来的均衡问题，主要有两种措施：一是研究设计自身增益平坦特性；二是在外部采用各种增益均衡技术。 37、EDFA 的特点：优点：所需泵浦功率较低；工作波长处在 1530~1560nm 范围，与光纤最小损耗窗口一致；频带宽；增益高；工作稳定性好；噪声指数小；基本不会发生 FWM 等非线性效应所引发的信道间串扰；连接损耗小；对不同传输速率的数字体系具有完全的透明度；EDFA 需要的工作电流比光电型中继器的小。 38、EDFA 的应用：可以作为前置放大器、功率放大器和线路放大器来使用，其中最重要的是线路放大器。多个 EDFA 线路放大器级联可实现 WDM 信号的长距离传输。 39、光器件按结构形式可分为三种类型：体块型、全光纤型和波导型。 40、光连接器的要求：插入损耗小；回波损耗大；重复插拔的寿命长；互换性好。

41、影响光连接器的因素有：光纤的结构参数（纤芯直径、数值孔径等）、光纤的相对位置（如轴向位移、连接间隔等）、端面状态（如形状、平行度等）。 42、光连接器的结构：平面对接（FC）型光纤活动连接器：外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。球面对接（PC）型光纤连接器：外部结构相对 FC 没有改变，使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。矩形光纤活动连接器（SC）：不用螺纹连接可直接插拔。多芯光纤活动连接器：可以一次连接数根光纤，适合于多芯的光纤的连接。 43、光衰减器的性能指标：插入损耗低、回波损耗高；分辨率的线性度好、重复性好；衰减量可调范围大；衰减精度高、器件体积小、环境性能好。其中主要是光衰减器的衰减量、插入损耗、衰减精度、回波损耗等四项指标。 44、光耦合器是指对同一波长的光功率的分配，即把一个输入的光信号分配给多个输出，或者把多个输入的光信号组合成一个输出。 45、光耦合器基本结构：比较实用和有发展前途的有光纤型、微器件型和波导型。 46、WDM 合波/分波器，又称 WDM 复用/解复用器：属于一种有波长选择性的特殊光耦合器，是一种用来合成不同波长的光信号或分离不同波长的光信号的无源器件。 47、对 WDM 器件的要求：主要是插入损耗低、隔离度大、带内平坦、带外插入损耗变化陡峭、中心波长稳定性高等。几种主要的 WDM 器件：多层介质膜 MDTF；熔锥光纤耦合型；衍射光栅型；集成光波导型。 48、光隔离器与光环行器：光隔离器只允许信号光单向传输，即在光路中阻止反射光回传的光无源器件。二者均是非互易器件。 49、光开关：是一种控制光路通、断或转接的器件。实现光层面上的路由选择、波长选择、主备设备切换、光分插复用、光交叉连接和自愈保护等功能。分机械式开关（移动光纤式和移动光学元件式）和非机械式开关（利用固体物理效应，如电光效应、磁光效应、声光效应以及热效应来改变介质的折射率，使光路发生改变，故又称为固体开关。）波导开关属于非机械式开关，包括电光开关、热光开关、声光开关、磁光开关等。 50、光波长变换器：将光信号从一个波长转换到另一个波长的器件。按波长转换机理分：光电型波长转换器：必须进行光信号与电信号之间的变换。其突出优点是对信号具有再生能力。缺点是转换速率受电子器件的限制，且方法复杂，结构不紧凑，功耗较大，兼容性差。此外，光电转换影响了光网络的透明性，光信号中的相位、频率以及模拟幅度将会丢失，它最多只能达到数字级透明，而且数字信号的功率受限。全光型波长转换器：信号始终保持是光信号。最大的优点就是对数据透明，克服了电子瓶颈。 51、光纤通信系统的演变：光纤通信系统经历从模拟系统到 PCM 系统；又从 PCM 数字系统的准同步数字系列 PDH 到同步数字系列 SDH 的演变。 52、有两种传输体制：准同步数字序列（PDH）和同步数字序列（SDH）。 53、PDH：各支路码位是不同步的，在复接之前必须调整各支路码速，使之达到严格相等。 PDH 的缺点：存在着两大类或三种地区性标准，无法兼容；复用结构复杂，缺乏灵活的上下话路的调控能力；没有统一的标准光接口规范；缺乏有效的网络管理功能；网络结构缺乏灵活性。 54、SDH：SDH 是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。有一套标准的信息等级结构，称之为同步传送模块 STM-N；SDH 的主要特点：新型的复用映射方式；光接口标准统一；网管能力强；组网能力强。SDH 的缺点：频带利用率低；定时信息的传送；软件权限；IP 业务对 SDH 传送网结构的影响。 55、STM-N 帧结构中，共有 9 行，270×N 列，每个字节包含 8 比特，帧频为 8000 帧/S，帧周期为 125μs。STM-N 的整个帧结构分为三个功能区域：段开销（SOH）区、信息净负荷区（Payload）和管理单元指针（AU-PTR）。段开销区: 为了保证信息正常传送而供网络

运行、管理、维护以及指配（OAM）所使用的附加字节。包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。SOH 在 STM-N 帧结构中的位置是第 1~9×N 列中的第 1~3 行和第 5~9 行。信息净负荷区: 存放的是有效传输信息，也称为信息净负荷，它由有效传输信息加上部分用于通道监控、管理和控制的通道开销（POH）组成。在 STM-N 中的位置是横向第 10 ×N~270×N，纵向第 1~9 行的 2349×N 个字节组成。管理单元指针（AU-PTR）区:指示净移量，这样在接收端可以根据指针所指示的位置正确分解出有效传输信息。在 STM-N 中的位置是第 4 行的 1~9×N 列。 56、SDH 的复用结构：一种是低速率支路信号（如 2MB/s、34Mb/s、140Mb/s）复用成 SDH 信号 STM-N。即将 PDH 信号复用进 STM-N 信号中去。比特塞入法和固定位置映射法。另一种是低阶的 SDH 信号复用成高阶的 SDH 信号。复用的方法主要通过字节间插复用方式来完成的，复用的个数是 4 合 1，即 4×STM-1→STM-4、4×STM-4→STM-16。在复用过程中保持帧频不变（8000 帧/s），这就意味着高一级的 STM-N 信号是低一级的 STM-N 信号阶率的 4 倍。各帧的信息净负荷和指针字节按原值进行间插复用，而段开销则有些取舍。 57、复用结构的基本映射单元：容器（C-n）、虚容器（VC-n）、支路单元（TU-n）、支路单元组（TUG-n）、管理单元（AU-n）、管理单元组（AUG-n），其中，n 为单元登记序号。标准容器（C）：完成 PDH 信号与 VC 之间的适配功能即码速调整，以便让那些最常使用的准同步数字体系 PDH 信号能够进入有限数目的标准容器。虚容器（VC）：用来支持 SDH 通道连接的信息结构，它是 SDH 通道的信息终端，是由标准容器 C 的输出信号再加上用以对信号进行维护与管理的通道开销（POH）构成。VC 的输出作为其后接入基本单元（TU 或 AU）的信息净负荷。VC 帧起点的定位应由相应指针值提供。VC 是 SDH 中可以用来传输、交换、处理的最小信息单元，在 SDH 网中始终保持独立的、相互同步的传输状态，既其帧（包封）速率是与 SDH 网络同步的，并且在同一网络中的不同 VC 的帧速率都是互相同步的。管理这些虚容器的开销称为通道开销（POH）。支路单元（TU）：由相应的低阶 VC-n 和相应的指示其在高阶 VC 中初始字节位置的支路单元指针（TU-n PTR）组成。支路单元组（TUG）：由一个或多个在高阶 VC 净负荷中占据固定的、确定位置的支路单元组成。 TUG-2 由 1 个 TU-2 或 3 个 TU-12 或 4 个 TU-11 按字节间插复用组合而成；每个 TUG-3 有 1 个 TU-3 或 7 个 TUG-2 按字节交错间插复用组合而成。1 个 VC-4 可容纳 3 个 TUG-3；1 个 VC-3 可容纳 7 个 TUG-2。管理单元（AU）：负责将高阶虚容器经管理单元组装进 STM-N 帧。有 AU-3 和 AU-4 两种管理单元，AU-n（n=3，4），它是由一个相应的高阶 VC-n 和指示高阶 VC 在 STM-N 中的起始字节位置的相应的管理单元指针（AU-n PTR）组成的。管理单元组（AUG）：由一个或多个在 STM-N 净负荷中占据固定的、确定位置的管理单元组成的，1 个 AUG 是由 1 个 AU-4 或 3 个 AU-3 按字节间插组合而成的。 58、同步传输模块（STM-N）：在 N 个 AUG 的基础上，加上起到运行、维护和管理作用的段开销，便形成了 STM-N 信号。 59、复用过程：各种业务信号复用进 STM-N 帧的过程都要经历映射（相当于信号打包）、定位（相当于指针调整）、复用（相当于字节间插复用）三个步骤。映射（相当于信号打包）：各种速率的 PDH 信号首先进入相应的不同接口的标准容器 C 中，在那里完成码速调整等适配功能。定位：由 VC 出来的数字流进入管理单元（AU）或支路单元（TU），在此，设置了指针（AU PTR 和 TU PTR）来指出相应的帧中净负荷的位置，这个过程叫作定位。复用（相当于字节间插复用）：在 N 个 AUG 的基础上，再附加段开销 SOH，便形成了 STM-N 的帧结构，从 TU 到高阶 VC 或从 AU 到 STM-N 的过程称为复用。 60、SDH 传送网的分层与分割：传送网从上而下分为三层：电路层、通道层和传输媒体层（又分为段层和物理层）。每一层网络为其相邻的高一层网络提供传送服务，同时又使用相邻的低一层网络所提供的传送服务。电路层：涉及到电路层接入点之间的信息传递并直接为

用户提供通信业务。通道层：用于通道层接入点之间的信息传递，并支持一个或多个不同类型的电路层网络。传输媒质层：与传输介质（光缆或微波）有关。它涉及段层接入点之间的信息传递并支持一个或多个通道层网络，为通道层网络节点（如 DXC）间提供合适的通道容量。传输媒质层可以进一步分为段层网络（包括复用段层网络和再生段层网络）和物理媒质层网络（简称物理层）。 61、SDH 主要设备：终端复用设备（TM）、分插复用设备（ADM）、数字交叉连接设备（DXC）、中继再生设备（REG）。 62、SDH 网的物理拓扑结构：基本物理结构有链（线）型、星型、树型、环型和网格型（网孔型）等 5 种。 63、目前主要采用的保护类型有：线路保护倒换、环型网保护（使用 ADM）、DXC 保护、以及环型网与 DXC 的混合保护等。 64、城域光网络的概念及特点：城域光网络是指本地传送网中覆盖城市中心的部分，也是本地传送网在城市区域的具体表现，它负责为同一城市内的交换机、基站、路由器等业务节点提供传输电路。城域光网络是一种主要面向企事业用户的、最大可覆盖城市及其郊区范围的、可提供丰富业务并支持多种通信协议的本地公共网络，它可以提供语音、数据、图像、视频等多媒体综合业务，其中以数据业务为主。 65、典型的城域光网络可以分为核心层、汇接层和接入层。 66、基于 SDH 的多业务传送平台：MSTP 是在 SDH 的基础上吸取了以太网、ATM 等数据技术的优点，能够提供丰富的业务接口，并具有强大的数据处理能力。MSTP 使 SDH 成为真正意义上的公共传输平台，同时也使 SDH 的应用范围不断扩大。 67、MSTP 的特点：完全继承了 SDH 的诸多优点，包括高低阶交叉、VC 级联、SDH 开销字节的使用等。此外，MSTP 具有良好的网络保护倒换功能，同时，对 TDM 业务有较好的支持能力；支持多种物理接口；提供综合网络管理功能；直接提供宽带数据接口；支持多种协议；提供集成的数字交叉连接交换；支持动态带宽分配；协议和接口的分离。 68、LCAS 基本思想：为了保证容量调整时虚级联链路源端和宿端得动作一致，LCAS 定义了一套控制分组，控制分组负责描述虚级联的通路状态，并控制通路源端和宿端动作。高阶 VC（VC3、VC4）利用 POH 中的 H4 字节携带 LCAS 信息，而低阶 VC（VC-11、VC-12）利用 POH 中的 K4 字节携带 LCAS 信息。这两种方式的 LCAS 信息包结构基本相同。 67、光接入网：所谓接入网是指交换局到用户终端之间的所有机线设备，负责将电信业务透明地传送到用户。 69、光接入网的特点：主要完成复用、交叉连接和传输功能，不具备交换功能；提供开放的 V5 标准接口；光纤化程度高；能提供各种综合业务；组网能力强；光接入网提供了功能较为全面的网管系统。 70、光接入网的传输技术：光接入网的主要技术是光传输技术，它主要完成 OLT 和 ONU 的连接功能，其连接方式可以为点到点，也可以为点到多点。

分享到：

赞收藏

资料库

光纤通信复习资料.doc

相关推荐

行业

热门标签

最新资料