SDH光傳輸技術(shù)作業(yè)習(xí)題

第一章概述1、請根據(jù)圖1回答：1）點對點光纖通信系統(tǒng)各組成部分的功用；2）光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的核心器件是什么？簡述這兩種核心器件的作用。3）光中繼器的兩種形式。圖1光纖數(shù)字通信系統(tǒng)示意圖2、光線通信的優(yōu)越性第二章光導(dǎo)纖維1、為什么說采用漸變型光纖可以減小光纖中的模式色散？2、什么是單模光纖？其單模傳輸?shù)臈l件是什么？3、什么是光纖色散？色散的大小用什么來描述？色散的單位是什么？4、什么是模式色散？材料色散？波導(dǎo)色散？5、什么是光纖的非線性效應(yīng)？6、階躍型光纖，若芯子折射率n1=1.5，，1）若△=0.25，當(dāng)保證單模傳輸時，理論上光纖芯子半徑應(yīng)取多大。2）若取纖芯半徑，保證單模傳輸時，理論上△應(yīng)該怎樣選擇。表1不同LPmn的Vc值表1不同LPmn的Vc值注：歸一化頻率：相對折射指數(shù)差：7、弱導(dǎo)波階躍型光纖芯子和包層的折射指數(shù)分別為，，試計算：（1）纖芯和包層的相對折射指數(shù)差。（2）光纖的數(shù)值孔徑。第三章光纖通信器件1、光與物質(zhì)的相互作用存在哪三種基本物理過程？它們各自的特點是什么？2、什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布？3、構(gòu)成激光器具備的條件是什么？4、什么是激光器的閾值條件？5、簡述半導(dǎo)體的光電效應(yīng)？第四章光纖通信系統(tǒng)1、對光發(fā)射機(jī)有哪些要求？2、什么是消光比？3、光纖通信中常用的線路碼型是什么？4、光電檢測器在光接收機(jī)中的作用是什么？第五章光同步網(wǎng)1、SDH網(wǎng)的基本特點是什么？2、SDH幀中開銷的含義是什么？各部分的作用是什么？3、列出兩種關(guān)鍵的SDH復(fù)用設(shè)備。4、SDH網(wǎng)中描述誤碼性能的指標(biāo)有哪些？、5、什么叫故障率？其單位和含義是什么？6、計算STM-16的碼率。第六章波分復(fù)用1、簡述波分復(fù)用的基本概念，并說明其與密集波分復(fù)用在概念上的區(qū)別。2、其畫出光纖傳輸網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)圖，并簡單介紹各層的功能。3、WDM網(wǎng)絡(luò)中存在幾種交換形式？請具體說明4、簡述虛波長通道（VWP）機(jī)制的概念。第七章光網(wǎng)絡(luò)1、簡述光網(wǎng)絡(luò)的概念。2、請簡述彈性分組環(huán)（RPR）的結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)。3、簡述光接入網(wǎng)的概念4、請分析APON與EPON系統(tǒng)的區(qū)別及特點。5、請畫出IPoverSDH的封裝過程。第一章1、答案：1）點對點光纖通信系統(tǒng)各組成部分的功用（1）由電發(fā)射機(jī)輸出的脈碼調(diào)制信號送入光發(fā)射機(jī)，光發(fā)射機(jī)的主要作用是將電信號轉(zhuǎn)換成光信號耦合進(jìn)光纖。（2）在通信系統(tǒng)的線路上，目前主要采用由單模光纖制成的不同結(jié)構(gòu)形式的光纜，這是由于它具有較好的傳輸特性。（3）光接收機(jī)的主要作用是將光纖送過來的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后經(jīng)過對電信號的處理以后，使其恢復(fù)為原來的脈碼調(diào)制信號送入電接收機(jī)。（4）為了保證通信質(zhì)量，在收發(fā)端機(jī)之間適當(dāng)距離上必須設(shè)有光中繼器。2）光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的核心器件及其作用。光發(fā)射機(jī)中的重要器件是能夠完成電-光轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體光源，目前主要采用半導(dǎo)體激光器（LD）或半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）。光接收機(jī)中的重要部件是能夠完成光/電轉(zhuǎn)換任務(wù)的光電檢測器，目前主要采用光電二極管（PIN）和雪崩光電二極管（APD）。3）光中繼器的兩種形式光纖通信中光中繼器的形式主要有兩種，一種是光-電-光轉(zhuǎn)換形式的中繼器，另一種是在光信號上直接放大的光放大器。2、答案光纖通信的優(yōu)越性主要包括以下幾個方面：1）傳輸頻帶寬，通信容量大；2）傳輸損耗小；3）抗電磁干擾的能力強(qiáng)；4）另外，光纖線徑細(xì)、重量輕，而且制作光纖的資源豐富。第二章漸變型光纖可以通過調(diào)節(jié)纖芯折射指數(shù)分布使其達(dá)到最佳折射指數(shù)分布，使不同射線具有相同軸向速度，從而有效地減少光纖中的模式色散。僅傳輸基模的光纖稱單模光纖。其單模傳輸?shù)臈l件是1）光脈沖在光纖中傳輸，隨著傳輸距離的加大，脈沖波形在時間上發(fā)生了展寬，這種現(xiàn)象稱為光纖的色散。2）色散的大小用時延差表示3）色散的單位是PS/km·nm模式色散：光纖中的不同模式，在同一波長下傳輸，各自的相位常數(shù)βmn不同，它所引起的色散稱為模式色散。材料色散：由于光纖材料本身的折射指數(shù)n和波長λ呈非線性關(guān)系，從而使光的傳播速度隨波長而變化，這樣引起的色散稱為材料色散。波導(dǎo)色散：光纖中同一模式在不同的頻率下傳輸時，其相位常數(shù)不同，這樣引起的色散稱為波導(dǎo)色散。5、光纖的非線性效應(yīng)是指在強(qiáng)光場的作用下，光波信號和光纖介質(zhì)相互作用的一種物理效應(yīng)。6、1)根據(jù)單模傳輸條件：已知則：取值范圍為：2)0.030.39第三章光與物質(zhì)的相互作用存在自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射。自發(fā)輻射的特點如下：①自發(fā)躍遷;②輻射光子的頻率不同，頻率范圍很寬。③電子的發(fā)射方向和相位也是各不相同的，是非相干光。受激吸收的特點如下。①這個過程必須在外來光子的激發(fā)下才會產(chǎn)生，因此是受激躍遷。②外來光子的能量要等于電子躍遷的能級之差。③受激躍遷的過程不是放出能量，而是消耗外來光能。受激輻射的特點如下。①外來光子的能量等于躍遷的能級之差。②受激過程中發(fā)射出來的光子與外來光子不僅頻率相同，而且相位、偏振方向和傳播方向都相同，因此稱它們是全同光子。③這個過程可以使光得到放大。工作物質(zhì)的受激輻射大于受激吸收的一反常態(tài)的分布，稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。激光振蕩器必須包括以下三個部分：能夠產(chǎn)生激光的工作物質(zhì)，能夠使工作物質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的激勵源（泵浦源）能夠完成頻率選擇及反饋作用的光學(xué)諧振腔。4、將激光器能產(chǎn)生激光振蕩的最低限度稱為激光器的閾值條件。5、光照射到半導(dǎo)體的P-N結(jié)上，若光子能量足夠大，則半導(dǎo)體材料中價帶的電子吸收光子的能量，從價帶越過禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶中出現(xiàn)光電子，在價帶中出現(xiàn)光空穴，即光電子—空穴對，又稱光生載流子。第四章1、對光發(fā)射機(jī)的要求①光源的發(fā)光波長要合適：三個低損耗區(qū)②合適的輸出光功率：避免非線性影響③較好的消光比④調(diào)制特性好：P-I曲線在使用范圍內(nèi)線性好此外