《光纤通信技术》期末材料整理

1、光纤通信技术期末材料整理备注：根据老师所讲和同学交流讨论整理，黑体大字为掌握内容，红字内容为缺失内容，其他为了解，图形内容未整理出来，内容自行查找,供大家参考，如有错误，请相互指正。-2016.1.5第一章1、电磁波分类(近：OESCLU中、远)P1(1)光纤通信工作波长在于近红外区，波段：OESCLU1260136014601530156516251675nm(2)对于SiO2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85礼m、1.31及1.55g。2、光纤数字通信系统示意图(图)P2发射口基本光纤传输系统T接收信自心源电发射机光发射机光纤线路光接收机电接收机

2、电信号 输入光信号输出光信号输入电信号输出电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机，光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤，光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机，最后由信息宿恢复用户信息03、光纤通信的优越性P2优点：(1),传输频带宽，通信容量大。(2)传输损耗小，中继距离长：石英光纤损耗低达0.19dB/km,用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。(3)保密性能好：光波仅在光纤芯区传输，基本无泄露。(4)抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成，不受电磁场干扰。(5)体积小、重量轻。(6)原材料来源丰富、价格

3、低廉。缺点：1)不能远距离传输；2)传输过程易发生色散。4、光纤通信网络基本概念名称全称及简写第二章1、通信网络分类(1)交换业务：分组交换网、电路交换网。(2)承载业务：电话网、电视网、数据网。2、单模光纤的特性参数：P36(1)衰减系数a(2)截止波长入C：当人c时，光纤才能传输基模。(3)模场直径d：沿芯径方向上，相对该场强最大点功率下降了1/e的两点之间的距离，称为单模光纤的模场直径3、其他单模光纤的编号、简写、特点P39色散位移单模光纤DSFG.653非零色散光纤NZDFG.655色散平坦光纤DFF色散补偿光纤DCF4、传输特性归纳：P41（1）光纤的损耗特性:损耗特性 色散特性啸收

4、堀算1本征吸收吸收效耗i杂质吸收,线性散射损耗散射损耗瑞利散射材料不均匀引起的散射非线性散，散射作用而产生（SRS模式色散射损耗的非线性效应I SBS材料色散波导色散折射指数随光强度变化SPM XPM FWM5、光纤的非线性效应：（概念、区别）P43（1）受激拉曼散射（SRS：为非线性过程，当强光信号输入光纤后，就会引发介质中分子振动，这些分子振动对入射光调制后就会产生新的光频，从而对入射光产生散射作用。受激布里渊散射（SBS：与受激拉曼散射物理过程相似。（2）区别：SBS门限为5mV,SRS门限为40mV;SBS产生的斯托克斯波在声频范围，其波方向和泵浦波方向相反，SRS产生的斯托克斯波在音

5、频范围，其波方向和泵浦波方向相同；SBS信道板与入射波长无光，SRS信道板随着入射波长增大而增大。6、光孤子概念：P46为了使光纤中所传输的光信号能够保持其脉冲波形的稳定，从而提高系统的传输距离。这种技术称为光孤子通信。放大方式：集中式（EDFA、分布式（RFA。（两者比较）第三章1、光和物质的相互作用：P53（1）自发辐射（2）受激吸收（3）受激辐射受激辐射特点：外来光子的能量等于跃迁的能级之差。受激过程中发射出来的光子与外来光子频率、相位、偏振方向、传播方向相同这是一个使光得到放大的过程。2、光纤通信对半导体发光器件的基本要求：P57(1)、光源的发光波长应符合目前光纤的三个低损耗窗口(2

6、)、能长时间连续工作，并能提供足够的光输出功率。(3)、与光纤的耦合效率高。(4)、光源的谱线宽度窄。(5)、寿命长，工作稳定。3、APD(雪崩光电二极管)的雪崩倍增效应：光生载流子在P-N结强电场处加速后与晶格的原子发生碰撞后使价带的电子得到了能量；越过禁带到达导带，产生新的电子一空穴对；电子一空穴对在强电场再次被加速，再次碰撞；循环过程，能量倍增。4、光电检测器的特性：P67(1)响应度Ro和量子效率n(2)响应时间(3)暗电流Id(4)雪崩倍增因子G(5)倍增噪声和过剩噪声系数F(G)5、噪声种类归纳：9个6、EDFAi要优点：P70(1)工作波长接近于光纤低损耗窗口:1.531.56仙

7、m(2)泵浦功率低，仅需几十毫瓦(3)增益：40dB(4)低噪声、噪声系数可低至34dB,大功率输出：1420dBm(5)连接损耗低：0.1dB。7、无源光器件：P78光定向耦合器、光隔离器、光环行器、光滤波器、光开关、波长转换器、波分复用器。8、光开关分类及应用、优缺点。P80(1)能够控制传输通路中光信号通或断或进行光路切换的器件，称光开关。(2)光开关一般分两种：机械式开关和电子式开关。(3)机械式开关：优：插入损耗小(一般为0.5至1.2dB)隔离度高(可达80dB)缺：开光时间长(约为15ms)体积较大，不易实现光集成电子式开光：优：开关速度快，易于集成化缺：插入损耗较大(可达几个d

8、B)9、波长转换器的分类及应用：P81(1)光电型波长转换器(2)全光型波长转换器第四章1、光纤通信中的线路码型p88(1)在光纤通信系统中是用发光和不发光来表示“1”“0”两种状态的，因此在光通信中无法传输HDB3码。为此在光端机中必须进行码型变换，将双极性码，变为单极性码。但是在码型变换之后，将失去原HDB3码所具有的误码监测等功能。另外在光纤通信系统中，除了需要传输主信号外，还需要增加一些其他的功能，如传输监控信号、区间通信信号、公务通信信号和数据通信信号，当然也需要有不间断进行误码监测功能等，为此需要在原来码速率基础上，提高一点码速率以增加一些信息余量，因此，在PDH通信系统中是通过重

9、新编码，通常称为线路编码，即在原有的码流中插入脉动实现的。(2)在PDH光通信系统中，常使用的线路编码有分组码、伪双极性码(CMI和DMI)、插入码，这些码都是在信息码的基础上，增加附加比特，从而使光纤线路速率高于有效信息速率。2、对光发射机的要求、分析原因：p89(1)光源发光波长要合适(2)合适的光功率(3)较好的消光比(4)调制特性好3、光发射机的组成框图和各部分功能(图)：p904、监视系统中的监视内容和控制内容：p99监控内容包括监视和控制两部分：(1)监视的内容包括：在数字光纤通信系统中误码率是否满足指标要求；各个光中继器是否有故障；接受光功率是否满足指标要求；光源的寿命；电源是否

10、故障；环境的温度、湿度是否在要求的范围内等(2)控制：当光纤通信系统中主用系统出现故障时，监控系统即由主控站发出倒换指令，遥控装置将备用系统接入，将主用系统退出工作。当主用系统回复正常工作后，监控系统应在发出指令，将系统从备用倒换到主用系统中。5、衰减与色散对中继距离影响(课本)。P100光源平均发射功率越大，系统的传输速率越高，光纤的色散系数越大，脉冲越宽，光源谱宽越宽，中继距离就越短。6、中继距离计算公式P1027、EDFA对SDH的影响(课本)p106第五章1、SDH的优点(PDH缺点)(课本)p113(1)SDH由一系列网元构成(NE),可在光纤、微波、卫星等传输系统上进行同步信息传输

11、、复用和交叉连接。（2）有统一接口NNI。（3）有统一信息格式STM-No（4）有丰富的管理比特，增加网络维护能力。（5）可以兼容准同步数字体系PDH、同步数字体系ATM、B-ISDN等信号，具有广泛适应性（6）大量采用软件进行网络配置和控制，适合不断发展的需要（7）基本网络单元有终端复用器TM、分插复用器ADM、再生中继器REG数字交叉连接设备DXC等2、掌握E系列表格（补）等级速率电路数帧长容许的比特率五次群E5564Mbit/s7680四次群E41139Mbie/s1920P21.02us_+10ppm三此群E334Mbit/s48044.69us_+20ppm二此群E218Mbit/s

12、120100.38us_+30ppm一此群E12084kbit/s30125us_+50ppm3、准同步概念及信号结构分析（图）（补）在PDH中，个等级速率基于标称速率，来自不同设备通过TDM复接技术形成更高一级的速率，各等级的标称速率还规定在其容差范围内允许偏差。这钟有相同标称速率但有允许有一定偏差的信号被成为准同步信号。4、同步数字体系的速率p114更高等级的STM-N信号是将N个STM-1按字节间插同步复用后多获得的。STM-1155.520Mbit/sSTM-4622.080Mbit/sSTM-162488.320Mbit/sSTM-649953.280Mbit/sSTM-256398

13、13.12Mbit/s5、STM-N段帧结构、帧长计算（图）P1156、SDH复用映射结构示意图（分析、计算、过程）（图）P1167、STM-1段开销字节安排（图）P1158、分插复用器（ADM）功能P121分插复用器（ADM）是早SDH网络中使用的另一种复用设备。它具有能够在不需要对信号进行复用和完全终结STM-N的情况下经G.703接口接入各种准同步信号的能力。也可将STM-N输入到STM-M（M>N）内的任何支路的能力。8、终端复用器P1219、DXC功能和连接类型P121（1）电路调度功能(2)业务汇集和疏导功能(3)保护倒换功能(4)宽带业务(5)网络恢复(6)不完整通道段监视

14、(7)测试接入连接类型：单向、双向、广播式、环回、分离接入10、传送网的分层结构P123OADM：此分播复用器OXCt光交足连接设基网络管理11、核心层、汇聚层和接入层的技术特征P124接入层汇接层核心层在传送网中的作用接近用户，收集和分配用户业务流.的携入层，进行业务的收集和分配汇接层的业务费进入核心层，形成剧络节点以及网络节点间的传稳阳络.服务环境有业务集中的大客户和相对分散的居民区等?不同的用户乂有不同的特点，例如业务内容等.在长途网中的中间节点或城域网中介于核心节点和用户之间的节点.其节点通常处于长途网或城域网的业务集统速率校例如155例如2.5G较高，例加5G10G拓扑结构坏、鞋藤、

15、环等坏、状网12、SDH网络的保护(图)P128自动线路保护倒换(1+1、1:1)、自愈保护13、环路保护原理P132-135二纤单向复用段倒换保护、二纤双向复用段倒换保护四纤双向复用段倒换保护、二纤单向单向倒换保护14、SDH网同步P135定义：网络的所有设备的时钟频率和相位的偏差都控制在容许的范围内，这样可以保证通信网内的数字信号的正常交换与传输。避免了由于数字传输系统收发定位不准确所导致的抖动和误码等级。方式：主从同步方式(我国)、相互同步方式、准同步方式。15、时钟电路工作模式P136(1)正常工作模式：是指从时钟和同步链路送来的主时钟信号处于锁定状态，这样从时钟与时钟链路送来的时钟信

16、号在频率上和相位保持一致，因此在同步链路正常工作状态下，从时钟能狗准确跟踪同步网的基准时钟。(2)保持模式：从时钟以参考时钟丢失前所丢失前所储存的最后一段时间内的频率信号为基准，从而保证从时钟在一定时间内的频率偏差在允许的范围之内。(3)自由运行模式：当从时钟无参考时钟可供锁定，又丢失了基准时钟的记忆时，从时钟便工作于自由运行模式之下，此状态下熊时钟的输出频率不受外界因素的约束，其精度完全决定于本身所使用的晶体源的稳定度，因而应尽量避免使同步网络进入此状态之下。16、误块(EB)、误码性能参数、概念P139(1)误块：由于SDH帧结构是采用块状结构，因而当同一块内的任意比特发生差错时，则认为该

17、块出现差错，通常称该块为差错块或误块。(2)误码性能参数a、误块秒比(ESR:当某一秒内有一个或多个误块时，则称该秒为误块秒，那么在规定观察时间问隔内出现的误块秒数与总的可用时间之比，称为误块秒比。b、严重误块秒比(SESR:某一秒内有不少于30%的误块，则认为该秒内为严重误块，那么在规定观察时间问隔内出现的严重误块秒数占总的可用时间之比称为严重误块秒比。c、背景误块比(BBER:如果连续10秒钟误码率劣于10(-3)则认为是故障，那么这段时间为不可用时，应从总统计时间中扣除，因此扣除不可用时和严重误块秒期间的所有误块数后的总块数之比称为背景误块比。第六章1、光波分复用的基本概念p143光波分

18、复用是指将两种或多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号，在发射端经复用器汇合，并将其耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离，然后由光接收机做进一步处理，使信号复原。2、WDM特点P145(1)光波分复用器结构简单、体积小、可靠性高(2)提高光纤的频带利用率(3)降低对器件的速率要求(4)提供透明的传输通道(5)可更灵活的进行光纤通信组网(6)存在插入损耗和用光问题3、OXC的实现方式(图)、原理P151OXC三种实现方式：光纤交叉连接、波长交叉连接和波长转换交叉连接第七章1、宽带IP网络示意图(图)P1732、IPoverSDH协议栈结构(图)P1

19、773、WDH分层结构P179IP/MPLS光适配层物理层4、OAN的参考配置(图)P1805、OLT与ONU结构(图)P1836、EPON接入网络结构(图)P1847、测距的目的、过程P187目的：由于各ONU所发送的以太帧所经理的路径不同，因延时不同，为避免以太帧在OLT出发生碰撞，因此测距的目的就是要求补偿各ONU至UOLT之间的距离不同，而带来的传输延时差异，而使到达OLT的逻辑距离相同。过程：当进行带内开窗测距时，可分为粗测和精测。粗侧时需占用通道带宽，即当一个ONU需要测距时，OLT发出指令，命令其他ONU暂停发送上行信号，这样便形成一个测距窗口。要求测距的ONU正是利用这个窗口发

20、送一个特定格式的信号，当OLT接收到此信号后，计算出其传送时延，然后通过下行帧给相应的ONU一个指示，随后ONU根据这个指示发送以太帧，在通过检测上行信号相位变化时调整时延值，可见其测试精度高，但测距时需要占用上行带宽。8、MSTP基本概念、特点和关键技术P191(1)概念：MSTP是指能够同事时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送功能，并能提供统一网管的、基于SDH的平台。(2)特点：保持SDH技术的一系列优点。提供集成的数字交叉连接功能。具有动态带宽分配和链路高效建立能力。支持多种以太网业务类型。支持WDM扩展。提供综合的网络管理能力。(3)关键技术：级连：是一种组合过程，通

21、过将几个C-n的容器组合起来，构成一个打的容器来满足数据业务的传输要求。虚级联：是指将分布在同一个STM-N中不相邻的VC-4或分布在不同STM-N中的VC-4按级联构成VC-4-Xv以这样一个整体进行业务信号的传输。区别：一个相邻级联在整个传输过程中保持连续带宽，即需要传输过程中各个节点Vc必须是相邻的，虚级联将连续带宽分解到多个Vc上，不一定相邻,在传输终端再将多个Vc重新组合成连续带宽，虚级联在终端设备需要级联功能，相邻级联必须在每个网元上都有级联功能。(4)LCAS(链路容量调整)基本思想：A、在虚级联的源端和宿端之间建立容量控制机制，在不中断业务的前提下，无损伤的增加或减少传送中的虚级联信号的容量，同时提供临时删除失效链的能力