北邮光纤通信复习提纲

第一篇：北邮光纤通信复习提纲

第一章

1、请解释将光纤分为单模和多模的判断依据

2、请解释光纤数值孔径的概念，并给出相对折射率表示的数值孔径的数学表达式。为什么通信用的光纤数值孔径都比较小

3、为什么要设计渐变折射率光纤，请简述其工作原理

4、色散的机理是什么，有哪些类型，列出描述色散大小的三个等效参数：最大时延差，群速色散系数，色散系数之间的相互关系（两两关系，三个表达式）

5、什么是正常色散区，反常色散区，如何判别区分

6、列出光纤中损耗的类型，并说明最终决定光纤损耗（的因素），决定理论极限的包含其中哪几项

7、列出光纤非线性效应的类型，给出每一项的概念

8、简述光纤的发展过程

9、标量近似法求解光纤中的模式时的结果LPmn中m、n的物理含义，并会识别和画出示意图

第二章

1、光纤通信系统对光源的要求

2、光与物质的相互作用的三个物理过程，指出半导体激光器，发光二极管和光电检测器的工作原理各建立在什么作用的基础上

3、激光产生所需要的三个物质条件和发生激射的两大理论基础，LD谐振腔的作用

4、推导F-P腔，Bragg波纹光栅谐振腔的谐振模式间隔与腔长之间的关系

5、激光器的P-I特性曲线以及温度的影响

6、直接调制与间接调制之间的区别，列举几种间接调制的类型

7、画出光发射机的原理框图，列出两种控制电路的名称，并简述各自的作用

8、为什么经常采用双异质结的半导体制作LD9、激光器纵模和横模的含义，各有哪些类型

10、LD与LED的区别，LED工作时有没有受激辐射，为什么说LED发射的光谱主要是自发辐射谱

11、定性描述LD瞬态特性的两个重要现象是？定量描述的工具是？列出表达式 并用它求解阈值时的电子密度和电光延迟时间

12、光调制方式

第三章

1、光纤通信系统对光电检测器的要求

2、光接收机的原理框图，指出其主要性能指标

3、实现光电检测的两种常用器件，简述其结构，原理

4、为什么光电二极管波长响应同时存在上截止波长和下截止波长两个限制

5、光接收机中的噪声有哪两大类，又各自包含哪些

6、影响光接收机灵敏度的主要因素

7、相干接收的原理和关键技术

第四章

1、什么是HFC系统？什么是副载波复用技术？

2、光纤通信系统的设计考虑，特别是无中继再生段的设计考虑

3、数字系统中传输性能的两个主要指标，以及抖动和漂移的概念

4、光放大器有哪两类，简述EDFA和RFA的工作原理

5、说出EDFA的三种内部泵浦结构的三种基本应用形式

第五章

1、常用的光连接器有哪些型号

2、说明恒量无源光器件性能的常用指标参数

3、解释光环形器的工作原理（对照图说明）

4、列举出三种以上的波分复用/解波分复用器件的构成方式

5、列举出几种基于不同结构设计的机械光开关

6、解释DWDM和CWDM系统的区别

7、'推导利用介质膜或干涉膜进行滤波的原理

第六章

1、光传送网中的两种典型设备是？各说出两种典型的实现方式

2、说出三种光交换的方式和交换粒度

3、说出自动交换光网络ASON的三大平面，五大类接口，三种连接的名称

4、OCS、OBS、OPS的原理及特点，OPS冲突解决方案

5、有源光网络和无源光网络的区别是？

6、说出xPON、FTTx中的x可以代表哪些字母，并给出中文解释

7、PTN的概念及技术分类

8、MSTP概念和技术分类

第七章

1、解释以上群速度色散补偿技术原理

2、OTDM的原理和系统结构

第二篇：光纤通信复习提纲

复习提纲

第一章知识点小结：

1.什么是光纤通信？

3、光纤通信和电通信的区别。

2.基本光纤通信系统的组成和各部分作用。

第二章知识点小结

1、光能量在光纤中传输的必要条件（对光纤结构的要求）。

2、突变多模光纤数值孔径的概念及计算。

3、弱导波光纤的概念。

4、相对折射率指数差的定义及计算。

5、突变多模光纤的时间延迟。

6、渐变型多模光纤自聚焦效应的产生机理。

7、归一化频率的表达式。

8、突变光纤和平方律渐变光纤传输模数量的计算。

第三章知识点小结

1、光纤通信中常用的光源的种类。

2、半导体激光器的主要由哪三个部分组成？

3、电子吸收或辐射光子所要满足的波尔条件。

4、什么是粒子数反转分布？

5、理解半导体激光产生激光的机理和过程。

6、静态单纵模激光器。

7、半导体激光器的温度特性。

8、DFB激光器的优点。

9、LD与LED的主要区别

10、常用光电检测器的种类。

11、光电二极管的工作原理。

12、PIN和APD的主要特点。

13、耦合器的功能。

14、光耦合器的结构种类。

15、什么是耦合比？

16、什么是附加损耗？

17、光隔离器的结构和工作原理。

第四章知识点小结

1、数字光发射机的方框图。

2、光电延迟和张驰振荡。

3、激光器为什么要采用自动温度控

4、数字光接收机的方框图。

5、光接收机对光检测器的要求。

6、什么是灵敏度？

7、什么是误码和误码率？

8、什么是动态范围？

9、数字光纤通信读线路码型的要求。

10、数字光纤通信系统中常用的码型种类。

第五章知识点小结

1、SDH的优点。

2、SDH传输网的主要组成设备。

3、SDH的帧结构（STM-1）。

4、SDH的复用原理。

5、三种误码率参数的概念。

6、可靠性及其表示方法。

7、损耗对中继距离限制的计算。

8、色散对中继距离限制的计算。

第七章点知识小结

1、光放大器的种类

2、掺铒光纤放大器的工作原理

3、掺铒光纤放大器的构成方框图

4、什么WDM？

5、光交换技术的方式

6、什么是光孤子？

7、光孤子的产生机理

8、相干光通信信号调制的方式

9、相干光通信技术的优点

第三篇：光纤通信复习提纲

光纤通信复习提纲

1.光纤通信中，实用波长为

2.什么样的半导体可以作为光发的光源？

3.阶跃型光纤和渐变型光纤的主要区别是。

4.光纤的数值孔径表征。

5.光纤的色散有：、材料、波导等色散。

4、SDH中，STM－16的速率为。

6.SDH系统中保护方式有：、环形网保护、网孔形DXC网络恢复、混合保护方式。

7.在“1+1”保护方式中，利用来实现倒换。

8.单模光纤的传输条件是

9.PDH中，最基本的传输速率为

10SDH中，最基本的传输速率是

11.SDH帧结构中，段开销SOH的第一个字节A1作用：。

12.STM－1可以容纳个2M。

13.WDM系统中，光波波长工作在哪个波长窗口

14.光局域网采用的协议之一是

15.我国SDH系统中，同步网采用的方式是。

16.WDM一般使用的光纤应符合标准。

17.WDM中的四种交换方式是：、光分组交换、光突发交换和光分组流交换。

18.WDM中的路由机制有：、虚波长通道。

19、光纤通信中，实用波长为，1310nm，1550nm。

20、光纤通信中，作为光发的光源的半导体是、LED。

21、光纤的种类有：、多模阶跃、多模渐变。

22、单模光纤的传输条件是：。

23、PDH中，最基本的传输速率为。

24、SDH中，最基本的传输速率是。

25、阶跃型光纤和渐变型光纤的主要区别是。

26、光纤的数值孔径表征。

27、光纤的色散有：、材料色散、波导色散。

28、SDH中，STM－16的速率为。

29、SDH系统中保护方式有：、环形网保护、网孔形DXC网络恢复、混合保护方式。

30、在“1+1”保护方式中，利用字节来实现倒换。

31、我国SDH系统中，同步网采用的方式是。

32、WDM一般使用的光纤应符合标准。

33、WDM中的四种交换方式是：、光分组交换、光突发交换和光分组流交换。

34、WDM中的路由机制有：、虚波长通道。

35、SDH帧结构中，段开销SOH的第一个字节A1作用：。

36、STM－1可以容纳个2M。

37、WDM系统中，光波波长工作在波长窗口。

38、光局域网采用的协议有、令牌总线和令牌环网。

39.1、光纤通信的优越性表现在哪几个方面？试画出光纤通信系统的基本组成。

40.、画出SDH的帧结构图。

41.简述光接入网的概念以及应用类型。

42.智能光网络的概念、体系结构和核心技术。

43.简述WDM系统的基本应用形式。

44.简述光城域网的结构。

第四篇：南邮光纤通信2018复习资料

第2章 光纤与光缆

1、（！）光纤的主要结构（纤芯、包层及涂覆层）①纤芯折射率大于包层折射率②纤芯单模7-9um，多模50-80um，包层直径125um，涂覆层250um。

2、折射率分布方法

①阶跃折射率光纤SI②渐变折射率光纤GI。

3、成缆方式

①层绞式：松套绕②中心骨架式：骨架（抗侧压）③中心束管式：松套至轴心（水下海底）④带状式：4-16 → 松套

4、光纤单模传输的条件：①归一化频率 v<2.405 ② 工作波长＞截止波长

5、归一化频率和截止波长的意义和计算与 ①光纤本身的的参数②入射光信号 有关 公式1： 公式2：

6、基模的表示方法：精确矢量模HE11和线性极化模LP01

7、①全反射临界角：θ入 ↑，θ折 ↑当θ入继续 ↑ 时，由于θ折=90°即不能产生折射光只产生反射，此被称为全反射，此时θ入=θc，θc被称为全反射临界角。

②最大可接收角：2θa（θa为光纤端面入射角的临界角）θ入≤θa时纤芯包层全反射。公式：

（！）③数值孔径（NA）：sinθa×n0，其物理意义NA反应光纤接收和传输光的能力，过大发生模色散。公式：

④四波混频FWM：在WDM系统中，假设3个频率为ω（i，j，k）的信道同时传输时，初始信道频率间相互混频并可能产生第四个频率为ωi±ωj±ωk的信号。

8、损耗特性

物理特性：描述单位长度光纤传输中的能量损失（总损耗A，单位长度损耗a）

①A=10㏒Pi/Po ②α=10/L ㏒Pi/Po

9、（！）引起损耗的三种原因（吸收、散射和辐射）

①吸收：光纤材料（本征吸收，与光波长有关）和杂质（杂质吸收，特别是氢氧根离子）对光能的吸收。②散射：光纤的材料和结构存在不均匀与缺陷（1）瑞利散射产生机理：光纤内部密度不均匀→纤芯内部折射率沿纵向不均匀变化→改变光的传输方向与λ^4成反比（2）波导散射损耗④辐射：光纤中的传播模式由于外力引起的形变转换为辐射模和引起能量的泄露，这种由应力及形变导致的能量泄露产生的损耗称为辐射损耗。

10、色散

单位：ps/nm·km（单位波长间隔内不同波长成分的光脉冲传输单位距离后脉冲前后沿的时延变化量）

物理意义：色散是导致光纤中信号畸变的主要性能参数，会使光脉冲随之而传输距离的增加而展宽，会使ISI误码率增加。

11、引起色散的原因及分类（波导、材料、模式间和偏振模色散）原因：不同频率成分和不同模式成分的群速度不同

分类：①材料：材料折射率n不同②模式间（多模）：各模式间传输系数不同③波导（单模）：某一模式本身包含不同频率成分

12、G.652、G.653、G.655三种常用传输光纤的传输特性和应用场合（重点是1550nm波长处色散特性区别）

①G.652（常规单模）：（1）1310nm损耗 高，0色散（2）1550nm低损耗，高色散（3）应用场合：数据通信，图像传输。（高速大容量×）

②G.653（DSF色散位移）1550nm低损耗，0色散（单信道，长距离）③G.655（非零色散位移）1550nm低色散，但不为0（低四波混频）应用：大于10Gbit/s波分复用系统

第3章 光源和光发送机

1、激光产生的物理基础

①能级：不同能量不连续的轨道②跃迁：在外界作用下从一个轨道跳到另一个轨道③辐射跃迁：电子由于发射或吸收光子从一个能级到另一个能级④费米能级：电子占据某个能级的概率⑤自发辐射：电子从基态到激发态处于较高能级，有天然自发的返回到基态的趋势，这被称为自发跃迁，发出光其辐射为自发辐射

2、①受激吸收：低能级E1的电子收到光子能量为E=hf=E2-E1 的外来入射光照射时，电子吸收一个光子能量跃迁到E2 ②受激辐射：高能级E2电子收到光子能量为E=hf=E2-E1 的外来入射光照射时，电子跃迁回到E1，同时发射出一个与入射光子相同频率、相位和传播方向的光子，这个跃迁成为受激跃迁，其辐射成为受激辐射，光是相干光。

③粒子数反转分布：高能级电子多于低能级电子（产生激光的必要条件）

3、（！）激光器的主要结构3种（工作物质、光学共振腔和激励系统）

①工作物质：发光物质，激光器组成核心②光学共振腔：激光震荡，输出激光③激励系统：将各种形式的外界能量转化为激光光能。

4、半导体激光器和发光二极管的工作原理和工作特性 半导体激光器

①工作原理：PN结上加正向电压，破坏热平衡状态，粒子数反转分布，受激辐射大于受激吸收和各种损耗，不断产生受激辐射光子，在谐振腔内运动并最终输出形成激光。

②效率：（1）功率效率：输出光功率/消耗电功率（2）量子效率：输出光子数/注入电子数 公式：

③温度特性：阈值电流和发光波长 随温度增大 ④光谱特性：

发光二极管（！）

工作原理：和半导体激光器类似，但没有谐振腔。产生的不是受激辐射光而是自发辐射光。

①阈值：无阈值，高功率区输出饱和。

②光谱特性：没有选择波长的谐振腔，所以自发辐射光谱较宽。而且温度升高，谱线宽度增加。发射峰值波长向长波长方向漂移。③调制特性：信号码速率受其影响。

5、发光二极管与半导体激光器的主要异同 同：都为光源，原理类似。

异：①发光二极管自发辐射低相干光，频谱较宽。而激光器受激辐射相干光，频谱窄。②发光二极管对温度不敏感，激光器阈值电流受温度影响性能变差。

6、（！）直接调制和间接调制

目的：将信息加载在光源上，用光信号传输信息。同：电信号信息调制到光信号上。

异：直接调制（频率啁啾，即光脉冲的载频随时间变化）是把要传送的信息转变为驱动电流信号注入LD或LED，从而获得发光功率相应变化的光信号，基本思想是使光源发出的光载波功率大小在时间上随驱动电流变化而变化；

间接调制：是利用晶体的光电效应，磁光效应，声光效应等性质来实现对光源发出的稳定激光进行调制，常采用外调制法，在激光器谐振腔外放置调制器，用于高速率和相干光通信。

7、（！）激光器的通断比和消光比的概念 通断比=全1码平均输出光功率/全0码 消光比=全0/全1

8、光发送机的构成，线路码型变换的目的和主要方法 输入电路包括：输入接口和线路码型变换

线路码型变换目的：①连0，连1数过大，信号中离散定时分量减少，使接收机的时钟提取比较困难。②0,1分布不均导致基线漂移，影响判决电路对信号的再生。③没有额外冗余信息，难以进行不中断通信的误码检测和纠错。

（总结：打乱0,1分布，减少直流分量起伏，插入冗余信息以便检错纠错）

方法：①扰码：不改变光接口速率②字码变换：mBnB，速率为原来的n/m倍③插入码：速率为（m+1）/m倍，有mB1C，mB1H

9、掌握LD发送电路构成，对光源驱动电路的要求和偏置电流的设置依据，构成：ATC，APC，驱动，光检测

要求：①输出光脉冲峰值，即输出光功率保持稳定。②光脉冲的通断比>=10（消光比<=0.1）以免接收灵敏度收到损伤。③调制响应性能好

设置依据：要求接近激光器的阈值电流，可以大大减小调制光输出的延迟，抑制激光器的驰张震荡，太大太小的偏置电流会使消光比恶化。

驰张震荡：激光器是阈值器件，若阈值较大，要较大幅度的调制电流信号Id来进行驱动。而调制电流脉冲从0上升的时间至激光开始的时间存在延迟，在产生光脉冲的开始时间会产生暂态过击，然后又出现反复震荡现象。

解法：加偏置电流IB，接近且略小于阈值电流，使激光器的输出特性工作在阈值电流附近，再加Id。

10、APC和ATC电路设置目的和工作原理

目的：阈值电流会随着温度的升高和老化而提高，如果此时加在激光器上的总驱动电流不变，则输出光功率下降，APC调整偏置电流，ATC降温，都是为了使激光器的输出功率保持稳定。

工作原理①APC：通过光敏二极管PIN监测激光器的输出功率，一旦发现输出功率下降时，调整光源驱动电路中的偏置电流，使激光器输出功率保持稳定②ATC：采用半导体制冷，使激光器的结温保持稳定。

第4章 光检测器和光接收机

1、光电二极管PIN和雪崩光电二极管APD的工作原理 光敏二极管：在PN结之间掺杂一层浓度很低的N型半导体（几乎为本征I）增加耗尽区宽度，绝大部分入射光在I层内被吸收，并产生大量电子空穴对，而I层两侧掺杂浓度很高的P型半导体和N型半导体很薄，吸收入射光比例很小，因而在光生电流中漂移分量占主导地位。

（！）雪崩二极管：通过在PN结上加高反向偏压，在结区附近形成强电场。耗尽区层内产生的光生载流子，在强电场的作用下得到加速获得很高的动能，与半导体晶体内的原子相碰撞，使束缚在价带中的电子获得能量激发到导带，产生的第二代电子空穴对，这种现象被称为碰撞电离。第二代载流子在强电场的加速下，可再次碰撞电离，产生第三代载流子，如此反复循环使得载流子数急剧增加，从而使光电流获得倍增，这就是雪崩效应，而雪崩二极管获得内部电流增益。

对比：①PIN偏置电流低而APD要高偏置电流②由于APD反偏大，暗电流大，而PIN暗电流小 ③APD温度敏感性大（雪崩倍增会随温度增高而减小）

2、PN结光电二极管反向偏压及光生载流子的产生机理

反向偏压原因：扩散区内载流子的扩散速度比耗尽区内光生载流子的漂移速度慢很多，扩散运动的时延将导致检测器输出的电流脉冲后沿的拖尾拉长，影响光敏二极管的响应时间限制光电转换速度（加上反向偏压后等于间接增加耗尽区宽度，减小光生电流的扩散分量；也增强了耗尽区电场，加快漂移速度，从而加快反应时间）光生载流子产生机理：当能量大于禁带宽度的光子入射在PN结上形成受激辐射，价带电子吸收能力越过禁带到达导带，形成光生电子，价带中形成光生空穴，及光生载流子。

3、PIN光电二极管的工作特性（截止波长和吸收系数、响应度、量子效率、饱和、暗电流和噪声）

截止波长：入射光子能量hf>半导体材料禁带宽度Eg才能产生光电效应。因此，对某种特定材料制造的光检测器存在一个满足光生电流入射光的下限频率fc和上限波长λc，λc被称为截止波长。λ＜λc才行

吸收系数：随波长减小而变大。

后果：一方面禁带宽度决定的截止波长要大于入射光波长，否则材料透明，无法光电转换，另一方面，吸收系数不能太大，以免降低光电转换效率

（！）响应度：平均输出电流/平均数出光功率。公式：（！）量子效率η：（光生电子-空穴对数）/入射电子数。公式：（！）两者关系：公式：

（！）两者总结：响应度和量子效率是光敏二极管能量转换效率的参数，都显然与入射光的频率（波长）相关。

暗电流：①定义：理想光敏二极管没有入射光时应无电流，但实际中处于反向偏压的半导体光敏二极管无光照时仍有电流流过，这部分电流称为暗电流②分类及产生原因：（1）体暗电流，是反向偏压下的反向饱和电流，由载流子的热扩散形成。（2）表面暗电流，由半导体表面缺陷引起的表面漏电流（暗电流随反向偏压的温度增大而增大；限制光敏二极管能检测的最小光功率，降低接收灵敏度）饱和：入射光功率太大时光生电流与入射光功率不成正比。

噪声：噪声包括散粒噪声（量子噪声）和热噪声。（原因：前者因为光生电子空穴对的离散性和随机性；后者是负载电阻和输入电阻产生）

4、光接收机的主要性能指标，灵敏度（三中表示方法及其换算），动态范围的定义和计算，影响灵敏度的因素。

（！）光接收机的前端是指：光检查器和前置放大器

（！）灵敏度：给定信噪比条件下光接收机接收微弱信号的能力 三种形式:①输入最小平均光功率PR②每个光脉冲的最低平均光子数n0③每个光脉冲的最低平均能量Ed 公式1： 公式2：

动态范围：光接收机适应光输出信号的能力——光接收机信号灵敏度（最小光功率）和过载功率间的差值 影响灵敏度的因素：

①码间干扰（多模：光纤带宽，单模：色散和非线性）②消光比（光发送机的直流偏置电流）③暗电流（光接收机的反向偏压）④量子效率、入射光波长、信号速率及各种噪声

第5章 无源光器件

1、光纤连接器、光调制器

①（！）光纤连接器：两根光纤之间完成活动连接的器件

用途：各类有源及无源器件之间、光器件与光纤线路之间、各类测试仪器与光纤通信系统或光纤线路间的活动连接。②（！）光衰减器：用来降低/改变光功率的器件

③光调制器：对光信号进行调制④光开关：实现光信号在不同光路上的快速切换 第6章 光放大器

1、光放大器的工作原理和分类方法，基本工作原理：受激辐射或受激散射效应

分类方法：光放大器=半导体光放大器（①）+光纤放大器（②+③）①半导体激光放大器（利用受激辐射），分为谐振式和行波式②掺杂稀土元素光放大器（掺铒EDFA，掺镨PDFA 原理：利用稀土元素吸收泵浦光能量，形成粒子数反转，再受激辐射产生光放大）③非线性效应光放大器（包括FBA光纤布里渊放大器，FIA光纤拉曼放大器）

2、EDFA的工作原理和特性（增益与泵浦光功率、掺铒光纤长度、输入功功率之间的关系、输出光功率和噪声特性）

（！）工作频段和波长范围：1.53-1.56μm，与光纤最小损耗波长窗口一致

（！）主要结构中的泵浦光源，输出功率10-100mw，工作波长为0.98μm或1.48μm 工作原理：在较弱的信号光和较强的泵浦光一起输入掺铒光纤内，泵浦光激活EDF中的铒离子并形成粒子数反转，在信号光子的感应下，产生受激辐射，并实现信号光的放大。

特点：①工作波长与光纤最小损耗窗口一致，②所需泵浦光功率很低，③增益高噪声低，输出功率高，④连接损耗小

①功率增益：表示EDFA的放大能力，功率增益=10lg（Po/Pi）①小信号增益大于大信号增益（图）②放大器增益存在饱和 ③刚开始增益随掺铒光纤长度的增加而上升，但光纤超过一定长度后，由于光纤本身损耗，增益反而下降，因此存在最大增益长度。

图

②输出功率：当输入功率增加时，受激辐射加快，以至于减少粒子数反转，使受激辐射光减弱，输出功率趋于平稳。

③噪声：（1）信号光的散粒噪声、（2）被放大的自发辐射光的散粒噪声、（3）自发辐射光谱与信号光的差拍噪声（决定EDFA性能的主要因素）、（4）自发辐射间的差拍噪声（！）

3、EDFA基本结构和应用形式

基本结构：信号光+泵浦光→光耦合器→光隔离器→EDF→光隔离器→光滤波器→输出

光隔离器：保证单向传输减小反射光影响 光滤波器：滤除放大器噪声（！）应用形式： ①线路放大（LA）：设于中继器位置代中继器

②功率放大（BA）：置于光发送机后（提高注入光纤的有效光功率，延长中继距离）要控制功率

③前置放大（PA）：置于光接收机前（可将经光纤线路传输的微弱光信号进行放大，从而提高光接收机的灵敏度）要较高噪声性能和增益系数

第7章 数字传输体制

1、（！）SDH基本概念和特点

基本概念：SDH是一套标准化的信息结构等级，SDH将不同速率等级定义为同步传送模块（STM-N），按照四倍的规律进行时分复用（TDM），高等级的STM-N信号是将基本模块STM-1以字节间插方式进行同步服用的结果

（！）特点：①全球统一的光接口、②指针实现灵活的分插复用结构、③丰富的段开销提供完善的网络管理功能

2、（！）SDH的速率等级和帧结构中各部分的构成与作用（段开销、指针和净负荷）

段开销：SOH，保证信息净负荷正常灵活传送所必需的附加字节，供网络运行管理使用。1-3行为再生段开销RSOH，5-9行为服用段开销MSOH 速率：8*9N*8*8000bit/s 管理单元指针：AU PTR指示信息净负荷的第一个字节在STM-N中的准确位置，在第四行；有10个bit表示填充进帧结构的信息净负荷首字节，对于AU PTR的位置 速率：9N*8*8000 信息净负荷：Payload，传送信息包括通道开销（POH）用于通道性能监视管理和控制。速率：9*261N*8*8000 速率特点：所以STM-1为270N*9*8*8000=155.520Mbit/s 工程中155M(!)STM-N的速率=155.520*N

3、SDH复用和映射过程

①不同速率的支路业务信号首先适配入相应的容器C②容器C输出+通道开销POH构成虚容器VC（①+②为映射）③从TU到高阶VC或从AU到STM-N的过程称为复用。④定位：若瞬时速率有偏差，SDH通过AU指针或者TU指针进行调整，此过程称为定位。VC=C+POH TU=VC+TU PTR AU=VC+AU PTR *

4、我国采用的复用映射路线（C-

4、C-3和C-12路径）C4，C3, C12对应等效业务容量 64，48，63 C4效率最高，C12灵活性最高

5、指针作用及调整机制

作用：①当SDH网络处于同步状态时，指针用来进行同步信号间的相位校准。②当网络失去同步时（处于准同步状态），指针用来进行频率和相位校准。③当网络处于异步工作状态时，指针用来作频率跟踪校准④指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移

调整机制：AU指针包含在H1、H2、H3字节中，具体说包含在H1、H2后10个bit中。该数值表明了指针和VC4第一个字节的相对位置并以3个字节为单位进行增减调整

①正调整：当VC4的瞬时帧速率比AU4低时，通过正调整插入字节使VC4时间上向后调整。

②负调整：当VC4的瞬时帧速率比AU4高时，可以利用3个H字节存放VC4的多余字节。

6、SDH设备类型（TM、ADM、REG和DXC）

①终端复用器（TM）: TM的主要功能是将PDH支路信号复用进SDH信号中，或将较低等级的SDH信号复用进高等级STM-N信号中，以及完成上述过程的逆过程。

②分插复用器（ADM）: 分插复用器将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体，利用内部的交叉连接矩阵，不仅实现了低速率的支路信号可灵活地插入/分出到高速的STM-N中的任何位置，而且可以在群路接口之间灵活地对通道进行交叉连接。

③再生中继器（REG）: REG的功能就是接收经过长途传输后衰减了的、有畸变的STM-N信号，对它进行放大、均衡、再生后发送出去。④数字交叉连接（DXC）: DXC是一种具有一个或多个PDH或SDH信号接口，可以在任何接口之间对信号及其子速率信号进行可控连接和再连接的设备。

7、SDH网同步主要方法 时钟的作用模式

伪同步：各节点具有独立的基准时钟，时钟精度高，虽然各个节点始终不完全相同，存在一定的绝对误差，但由于节点间误差极小，从全网而言几乎接近同步。

主从同步：指网内设一主局（基准时钟），网内其他节点均受控于该主局，且采用逐级下控方式。时钟工作模式：

①正常工作模式：外部输入时钟信号正常工作情况下的节点时钟工作模式。②保持模式：外部输入时钟信号中断后，节点失去参考频率基准，转入保持模式③自由运转模式：假设外部时钟信号中断的时间超出保持模式所能维持的最长时间，节点进入自由运转模式。

8、传送网分层和分割的概念 采用分层和分割的方法以后不仅可以对每一层网络单独设计，对每一层修改时也无须涉及其它层次，对SDH网在垂直方向上进行分层，分成不同层次；水平方向进行分割时，分割为若干部分。

9、（！）SDH传送网分层模型（电路、通道和传输媒质层）电路层：直接为用户提供通信服务（交换机和交叉连接设备）

通道层：支持一个或多个电路层网络，为电路层网络节点提供透明通道（分插复用器ADM，交叉连接设备DXC）

传输媒质层：为通道层节点提供合适的通道容量，STM-N是这一层的标准等级容量。

*

10、二纤单向通道保护环和四纤双向复用段保护环的工作原理。

第8章 光波分复用系统

1、光波分复用的基本概念和应用形式（双纤单向、单纤双向和光分路插入）

1260-1360,1480-1580 基本概念：波分复用WDM是在一根光纤上同时传送多个不同波长光信号的技术。基础是光纤具有足够的带宽资源（单模光纤主要有1310,1550两个低损耗波长区）

分类：稀疏波分复用（20nm），密集波分复用（！）应用形式：

①双纤单向：发送和接收利用两根光纤

②单纤双向：一根光纤同时传送两个不同方向，全双工

③光分路插入：中间线路设置ADM或光交叉连接器，可使各波长光信号进行合流和分流

2、WDM系统的基本结构（光发送机、光中继放大、光接收机、光监控信道和网络管理系统）

①光发送机：利用光转发器OPU把不符合标准波长的信号，使用波合成器，合成多通路光信号,经光功率放大器（BA）注入光纤

②光中继放大：经较长传输距离后光信号传输质量下降，使用中继放大，WDM系统中中继放大区必须具备，增益调节和增益平坦技术，使得不同波长不同电平光信号经过光中继放大后具有相同的输出光功率。

③光接收机：采用分波器，并经过前置放大器输入各波长相应光接收机

④光监控信道：①在光发送机侧插入特定波长（不等于传输业务的波长）的光监控信号，与业务信号合成波后一起传输。②同步字节、公务字节及网管所用的开销字节经过该信道传输

网络管理系统：实现配置管理、故障管理、性能管理、安全管理

3、分类方法（有线路光放大器和无线路光放大器两类）代码：nWx-y.z n：最大波长数（n波长系统）

W：传输区段距离（L，80KM V，120KM U,160KM）x：允许的最大区段数（无线x=1）

y：波长信号最大比特率（STM-4，y=4）z：光纤类型（235表示G.65 2,3,5）

3、光波长区的分配要求（中心参考频率和波长、频率/波长间隔、中心频率偏差等），中心参考频率：193.1THz（波长：1552.52nm）

频率与波长间隔：12.5GHz（0.1nm），25GHz（0.2nm），50GHz（0.4nm），100GHz（0.82nm），附：长波长间隔为20nm 中心频率的偏差：±20GHz DWDM选择频率考虑因素：

①避开零色散区域（减小FWM，四波混频）②选择波长竟可能处于放大器增益平坦区

4、WDM系统的光纤选型和监控技术。

G.653不适合WDM，1550零色散，严重四波混频。G.655非零色散位移光纤，高速>10Gbit/s G.652加上色散补偿元件，低速低成本

监控技术：在业务以外的新波长上传送专用的监控信号，方案：

①带外监控（处于光放大器增益带宽1530-1565之外，一般为1510±10nm，速率2048Kb/s,所以不通过光放大器）②带内波长监控（1532±4nm，速率155Mbit/s）③带内外联合监控（通过数据通信网传输监控信息）

第9章 光纤通信系统性能

1、理解数字传输模型概念和分类

概念：规定一个通信距离最长、结构最复杂、传输质量预计最差的通信连接作为业务传输质量的核算对象，考虑复杂系统中冗余最大的极端情况。（！）分类：

①假设参考连接HRX（对总的性能进行研究，27500KM，国内五段国际四段，5+4+5=14段）

②假设参考数字链路HRDL（2500KM）

③假设参考数字段HRDS（长途280KM，市话50KM）

2、选择27500km假设参考连接的目的 目的：为了使设计更可靠，满足实际中一切可能的要。如果在极端情况下设计的通信连接传输质量能满足要求，那么实际中比其通信距离短，结构简单的通信连接也能保证传输质量。

3、误码特性及其评定方法（长期平均误码率和误码时间百分数），误码性能的规范（G.821针对64kbit/s，定义的参数是误码秒和严重误码秒；G.826针对高速率通道，定义的参数是误块秒比、严重误块秒比和背景误块比）

①误码率，比特误码率（BER）=差错比特数/比特总数 ②（！）类型：

（1）随机误码：误码显示出随机发生形态，即误码往往是单个随机发生的，具有偶然性（噪声，色散引起的码间干扰，抖动）

（2）突发误码：常常是突发的，成群发生的，这种误码在某个瞬间可能集中发生，而在其它大部分时间可能处于几乎没有误码的状态。（复用器，交叉连接设备和交换机的误码）

平均长期比特误码率（用于随机误码，不用于突发误码）

误码时间百分数：总的时间中，误码率超过阈值BERT，时间的百分数（用于突发误码）

阈值：正常，10^-6。劣化，10^-6~10^-3。不能通信>10^-3 ③误码性能规范

（1）N*64Kbit/s的数字连接的误码性能（G.821）27500KM 误码秒（ES）：至少有一个误码的秒（ES<8%）

严重误码秒（SES）：表示BER≥10^-3的秒（SES<0.2%）

总：当连续10秒都是SES，不可用时间开始（包括这10秒）.连续10秒未检测到SES时可用时间开始（包括这10秒）

图

（2）高比特数字通道的性能（G.826）

块：一系列与通道有关的连续比特；差错快（误码块）：同一块内任意比特发生差错

①误块秒比（ESR）：当某一秒具有一个或多个差错快或至少出现一个网络缺陷称为误块秒（ES）。在规定测量间隔内 误块秒数/总可用时间=误块秒比（ESR）

②严重误块秒比（SESR）：一秒内包含不少于30%的差错快或至少出现一种缺陷时，认为该秒为严重误块秒（SES），SES数/总可用时间=严重误块秒比（SESR）③背景误块比（BBER）：只扣除不可用时间和SES期间出现的差错快以后所剩下的差错块，此块数/总块数=背景误块比（BBER）

4、误码指标分配 按区段分配+距离分配

方法：两端终结国家17.5%+1%/500KM 中间国家2%+1%/500KM+1%（两边终结国家）

5、抖动、漂移、延时的基本概念；

抖动：数字信号各有效瞬间对其理想时间位置的短时偏移

漂移：数字信号的特定时刻相对其理想时间位置的长时间偏移（抖动变化频率>10Hz，漂移<10Hz）

延时：信号传输所需时间是传输延时，延时指信号传输的群时延（包络时延）

6、可靠性和可用性表示方法，光纤通信系统可用性计算（会计算有无备用系统下系统可用性）

①可靠性：某个产品和系统在一定条件下无故障的执行指定功能的能力和可能性

可用性：在要求的外部资源和条件得到保证的前提下，某个产品或系统在规定条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行规定功能状态的能力。可用性是可靠性、维修性和维修故障性的综合反映。MTBF：平均故障时间 MTTR：平均故障修理时间

7、衰减限制系统和色散限制系统最大中继距离的计算（会使用最坏值法计算）

最坏值法：用衰减限制或色散限制计算中继距离，再用另一种核算，取最短L值

第10章 光纤通信网

1、光接入网的定义和结构（G.902接入网定义和模型、光接入网的主要构成：OLT、ODN和ONU）。

光接入网（OAN）定义：在接入网中采用光纤最为主要的传输媒质来实现信息传送的网络形式。

OAN配置上=无源光网络PON+有源AON 光线路中断OLT：提供通信网络与光分配网之间的接口

光分配网络ODN：完成光信号的管理分配任务，通常采用树形结构。光网络单元ONU：位于ODN和用户之间，网络侧为光接口，用户侧为电接口。

第五篇：2010年北邮光研院《光纤通信》专业笔试题

2010年北京邮电大学信息光子学与光通信研究院

《光纤通信》专业笔试题

一、填空题（共26分，每空2分）

1、光纤传输特性：___，___，___。

2、单模光纤三种色散：___, ___, ___;其中___色散导致单模光纤出现传输极限。（原话实在忘了，课本也没在手里，意思表达不清楚，凑合看吧，看过书的人应该明白的，嘿嘿）

3、光纤通信系统的三大性能指标：___，___，___。

4、给出L、Pi、Po=0，计算α损耗系数___.5、（还有一个题想不起来了，总之填空应该拿满分的）

二、选择题（共24分，每题4分）

1、影响DWDM传输容量的因素有：（五个选项，不定项选择，具体选项忘了~）

2、EDFA能放大那些波长的光：（选项略）

3、光检测器，给出截止波长hv>Eg，问能检测出那些波长的光。

4、单模光纤当波长大于lanmdaC（你懂的，这个希腊字母实在是找不到在哪）时截止，问那些波长的光能通过？

5、适合DwDm传输的标准？（答案应该是G.655）

6、光接收机的性能指标。

三、大题（计算+简述，共50分）

计算题：

1、（5分）回波损耗，知Po，反射Pi，求α？

2、（10分）画出WDM系统并阐述工作原理（感觉这不是计算题，下题同）

3、（10分）EDfA的三种泵浦结构并作简单说明。

简述题：

1、（10分）光纤传输特性对于光脉冲的影响。

2、（10分）光与物质的三种反应过程并写出与之相对应的半导体器件。（写到这忍不住抱怨句：这也忒简单了吧，考填空正好~）

3、（5分）WDM中监控信道的作用及对波长的选择。

09题型有填空，选择，计算，问答。填空有四五道，选择有四道题，诸如单模光纤中的三种色散类型，光纤通信系统的性能指标，损耗系数的计算，光发送机的性能指标等等。

计算加问答共6道题，如下：

1.DWDM系统中要求总功率不得高于17dBm，该系统共32个子信道，每个子信道功率相同，则每个子信道的功率不得高于多少？（记得lg2=0.3010的话，该题答案应该是1.95dBm）

2.EDFA的3种泵浦结构写出一种

3.FTTH的实现方案

4.偏振膜色散的形成原因及其对通信系统性能的影响

5.抖动性能的定义及其对系统的影响

6.WDM系统中监控信道的作用及其对波长选择的要求。