最新北京邮电网络学院光网络期末综合练习题及解答

《光网络》

一、填空题： 1、光网络是指以光纤为基础传输链路所组成的一种通信体系网络结构。

2. 强度调制直接检波光纤数字通信系统是由电、光发射端机，光中继器，光、电接收端机，光纤，监控系统，备用系统构成的。

3.目前，实用光纤的三个低损耗窗口在μm 、μm 、μm

附近。色散位移单模光纤是在μm 处，实现最低损耗和最低色散.

4.光波在均匀介质里，是以直线传播，当光射线遇到两种介质交界面时，将产生全反射或部分反射。

5.均匀光纤的导光原理为全反射原理，它的数值孔径表示了光纤收集光线的能力。定义式为NA=n o Sin φMax ,也可表示为NA=n 1?2。

6. 采用非均匀光纤的目的是为了减少光纤的模式色散，这样会在光纤中近似产生

自聚焦现象，这需要纤芯折射率服从平方律型折射指数分布分布。

7.单模光纤的色散包括材料色散和波导色散，此外，系统所使用的光源与光纤色散相互作用，给系统引进了的干扰和噪声主要有三种，即码间干扰、模分配噪声、啁啾声

8.一般光纤分为单模光纤和多模光纤，单模光纤的芯径为 ～10μm 存在材料色散和波导色散，传输的基模是LP 01。

9.多模光纤的芯径为μm ，存在模式色散、材料色散和波导色散。

10．按照纤芯折射率分布的不同，光纤可分为阶跃型光纤（均匀光纤）、渐变型光纤（非均匀光纤）、按照传输模式的多少来分，可分为单模光纤、多摸光纤。

11. 在非均匀光纤中，其集光能力是用本地数值孔径表示，定义式为222)(θsin n r n NA NA -==。 12.普通激光器在高速调制下的输出谱线呈多纵模谱线，各谱线功率总合是一定的，但每根谱线的功率是随机的，即各谱线的能量随机分配。

13.在高码速激光器的光纤通信系统中，激光器的谱线能量随机分配特性和 13.光纤色散相互作用，产生了一种叫模分配噪声的现象，它限制了通信距离和容量。

14.在研究光和物质相互作用时,爱因斯坦指出存在三种不同的基本过程:自发辐射、受激吸收、受激辐射。

15.光电检测器在光纤通信系统中的作用是光电变换、PIN 、APD 是常采用的半导体光电检测器之一。

16. 在光发射机组成中，扰码电路 电路的作用是有规律地破坏长连“0”和长连“1”，以利于接收端时钟信号的提取。

17.监控系统是指 监视、监测、控制的总称。

18.网络节点接口是指表示网络结点之间的接口。

正结构分为三个区域：段开销区、净负荷区和管理单元指针。

20.光波分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，并将其耦合到同一跟光纤中进行传输，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的处理，使原信号复原。 的误码性能用误码率来描述，定义为BER=在某段时间内传输的码元总数错误接收的码元数。 22.光纤数字传输系统的抖动定义是数字信号的有效瞬间，与其理想时间位置的短时间偏离，抖动的程度目前大多用数字周期来表示，其符号为UI 。

二、单项选择题：[在备选答案中只有一个是正确的，将其选出并把它的标号写在题前面的括号内]

1、 （A ）是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。

A. 光纤通信

B. 数字通信

C. 模拟通信

D. 波分复用

2、光纤中产生衰减的主要原因是（A ）和（ ）。

A.吸收损耗、散射损耗

B.自发辐射损耗、散射损耗

C.吸收损耗、色散代价

D.菲涅尔散射损耗、本特征吸收损耗

3、非零色散光纤的零色散点（B ）μm.，而且色散值较（ ）。

A.等于、大

B.不等于、小

C.趋于、大

D.等于 、小

4、 当物质中处于高能级上的粒子数大于处于低能级上的粒子数时，则物质处于（B ）状态。

A.全反射

B.粒子数反转

C.受激吸收

D.自发辐射

5、光电检测器是利用材料的（A ）来实现光电转换的。

A.光电效应

B.能量

C.时延

D.衰减

6、APD 中的电场分为两部分，其中（C ）发生在高电场区。

A.光电效应

B.粒子数反转

C.雪崩倍增效应

D.光生载流子加速

7、EDFA 的工作范围与光纤（C ）窗口一致。

A.基模

B.最小色散

C.最小损耗

D.零色散点

8、能够使信号从一个波长转换到另一个波长的器件被称为（A ）。

A.波长转换器

B.光放大器

C.波分复用器

D.光电检测器

9、在一根光纤中能够同时传输多种波长的光信号的技术就是（D ）。

A.频分复用

B.码分复用

C.时分复用

D.波分复用

10、前置放大器是指与（D）紧紧相连接的器件。

A.光学谐振腔

B.激光器

C.光放大器

D.光电检测器

11、监控系统是监视、监测和（A）系统的简称。

A.控制

B.操作

C.放大

D.传输

12、光纤通信系统色散受限的传输距离与码速率、（B）以及光源的谱宽成反比。

A.光纤的带宽

B.光纤的色散系数

C.光纤的时延

D.光纤的衰减

13、传输网主要由（A ）和（）构成的。

A.传输设备、网络节点

B.交换设备、路由器

C.网关、节点设备

D.信令设备、节点

14、在SDH帧结构中，（D ）是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。

A.容器

B.支路单元

C.信息净负荷

D.段开销

15、STM-4的码速率等于（C）。

A. s

B. s

C. 622 .08Mbit/s

D. s

16、（ B ）是指复用器与中继器之间、中继器与中继器之间传输线路。

A.通道

B.再生段

C.复用段

D.耗尽层

17、不同波长的光信号都能在单独一根光纤中沿同一方向进行传输的系统结构方式就是（C）WDM传输系统。

A.重构结构

B.广播方式

C.单向结构

D.双向结构

18、（ D ）是影响WDM系统性能的主要因素之一。

A.通道

B.码型

C.时间

D.串扰

19、WDM系统中，ASE噪声的产生是因为在系统中引入了（ A ）。

A.光放大器

B.波长转换器

C.前置放大器

D.衰减器

20、在SDH传输系统中，虚容器的组合分解点位于（ A ）。

A.通道终端

B.复用段终端

C.再生段终端

D.线路终端

21、通用成帧（GFP）是一种先进的数据信号（C）技术，可以透明地将上层的各种数据信号封装为可以在SDH/OTN传输网络中有效传输的信号。

A.级联

B.容量调整

C.适配、映射

D.网络管理

22、SDH的复用采用（B ）。

A.同步复用、按比特间插

B.同步复用、按字节间插

C.异步复用、按比特间插

D.异步复用、按字节间插

23、SDH传输网中，用作网络末端节点的网元为（A ）。

A.终端复用器

B.分插复用器

C.再生中继器

D.数字交叉连接设备

24、不采用APS协议的SDH自愈环为（ A ）。

A.二纤单向通道倒换环

B.二纤单向复用段倒换环

C.四纤双向复用段倒换环

D.二纤双向复用段倒换

25、二纤双向复用段保护环利用（ D ）技术，可以把两根光纤上的信号合并到一根光纤上。

A.空分复用

B.时分复用

C.波分复用

D.时隙交换

26、VC-4-Xv中每个VC-4的POH里的（D ）字节是作为虚级联标识用的。

27、下列（ B ）是MSTP使用的适用程度最广的封装协议。

28、DWDM系统中，OTU的基本功能是完成（ A ）光接口的波长转换的功能，使得SDH 系统能够接入DWDM系统。

到到

到到

29、DWDM系统一般采用带外监控技术，光监控信道（OSC）的波长优选（ B ）。

30、DWDM系统的关键设备不包括（ D ）。

再生器

31、光交叉连接(OXC)设备的功能不包括（ C ）。

A.路由和交叉连接功能

B.带宽管理功能

C.放大功能

D.波长变换功能

32、OTN具有多达（ B ）的TCM（串联连接监视）管理能力。

级级

级级

33、用于支持OTN接口的信息结构被称为（ D ）。

A.光通道传送单元OTUk

B.光通道单元OCh

C.光复用段单元

D.光传送模块OTM-n

34、OTUk帧为基于字节的（ A ）的块状结构。

行4080列行4080列

行3824列行3810列

35、OTN中，基于单个波长的光交叉的设备是（ C ）。

再生器

三、画图题：

1、画出光纤通信系统组成方框图。见教材P2 图1-2

2、请画出激光器输出特性曲线，并标明激光区。见教材P57 图3-16

3、画出SDH网络同步传输模块STM-N的帧结构图。见教材P118 图5-2

4、画出WDM系统总体结构示意图。见教材P151 图6-3

5、画出单向和双向结构WDM传输系统结构图。见教材P81 图3-50和P82图3-51

6、画出基于SDH的多业务传送节点基本功能模型图。见教材P220 图8-19

四、判断题：

根据光网络的基本原理指出下列问题的对错，并在题前面的括号内做出表示(若问题的内容出现错误则用×表示,若问题的内容正确,则用√表示)

（√）1、DXC X/Y 中的X表示接口数据流的最高等级。

（√）2、如果系统的ESR、SESR、BBER三个参数指标均能满足要求时，才能认为该通道符合全程误码性能指标。

（×）3、SDH只配置了s, Mbit/s, Mbit/s和STM-1电接口。

（×） 4、自愈的概念不仅涉及到重新建立通信，而且还涉及到故障的自动修复。（√） 5、环形网络所采用的物理结构不同时，其保护原理也不同。

(× ) 6、在主从同步方式下工作的SDH网，其时钟被划分为南北两区。

(√ ) 7、同一根光纤中传输的光载波路数更多、波长间隔更小(通常～2nm)时，该系统称为密集波分复用系统．

(× ) 8、光纤是指色散平坦型单模光纤。

(√ ) 9、WDM系统使用的监控波长窗口为1510nm。速率2Mb/s.

(√ ) 10、光复用段层主要负责为两个相邻波长复用器之间的多波长信号提供连接功能。

(√ ) 11、代表系统速率为s、工作波长1550nm的长距离局间通信光接口。

(× ) 12、某1秒内有不少于30％的误块，则认为该秒为误块秒。

(√ ) 13、在数值上，一个数字周期等于一个码元所占的时间间隔。

(√ ) 14、在SDH网络中，通常使用铯原子钟作为基准时钟。

(√ ) 15、WDM光层包括光通道层、光复用段层和光传输段层。

(× ) 16、分插复用器（ADM）不具有光/电（电/光）转换功能。

(× ) 17、信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的位置是固定的。

(√ ) 18、各种支路的业务信号最终进入STM-N帧都要经过3个过程：映射、定位和复用。

(× ) 19、在SDH的复用结构中，把TU组织进高阶VC的过程称为定位。

(√ ) 20、SDH传输网中，DXC设备常用于网状网节点或星形网的中心节点。

(× ) 21、SDH传输网若采用1+1保护方式，正常情况下，信号只发往工作段，保护段空闲。

(√ ) 22、MSTP中，连续级联是将同一STM-N帧中相邻的虚容器级联、并作一个整体在相同的路径上进行传送。

(× ) 23、MSTP中，链路接入规程 (LAPS)可以根据实际应用中被映射业务流量大小和所需带宽来调整虚级联的容量。

(× ) 24、MSTP中，不采用封装协议就可以直接把IP数据帧映射到SDH的VC中直接进行传输，这就是以太网透传方式。

(√ ) 25、MSTP若融合以太网二层交换功能，可以有效地对多个以太网用户的接入进行本地汇聚，从而提高网络的带宽利用率和用户接入能力。

(× ) 26、DWDM系统中，对于用作后置放大器(OBA)的EDFA的监控管理，必须采用单独的光信道来传输监控管理信息。

(× ) 27、OTN的完整功能OTM接口用作不同管理域间各节点之间的域间中继连接接口。(√ ) 28、OTN帧就是OTUk帧，是OTN信号在电层的帧格式。

五、问答题：

1、如何解释光纤中的色散？光纤中的色散有哪些？见教材P39-P40

2、什么是码间干扰？其产生的原因是什么？见教材P99

3、什么是模分配噪声？它是如何产生的？见教材P99

4、SDH网是由一系列SDH网络单元组成，它的基本网元有哪些？见教材P124-P125

5、请写出SDH网络评价误码性能的三种分类及定义。见教材P142

6、什么是光波分复用？光波分复用技术的特点有哪些？见教材P146、P148

7、简述MSTP的基本概念及技术特点。见教材 P220

8、什么叫级联？以VC-4的级联为例说明相邻级联与虚级联的区别。见教材P221

9、根据所采用的实用技术不同，MSTP上实现的以太网功能有哪几种？请分别解释其具体含义。

3种功能：具体含义见教材P226-P227

（1）透传功能

（2）以太网二层交换功能

（3）以太环网功能

六、计算题

1．某光纤通信系统，其发送光功率为-4dBm ，光接收机灵敏度为-40dBm ，设备富余度为6 dB ，光缆富余度为km ，光纤接头损耗为km ，且不考虑色散的影响，求当无光缆配线架时，如果希望最长中继距离为60 km ，此时的光缆的衰减系数为多大？

C S E R T M L

M P P ----=αα =

km dB /2.01.02.0606)40(4=------ 2．有622Mbit/s 速率的单模光缆传输系统，应用InGaAs-LD ，其I t <50mA ，标称波长为1310nm ，光谱宽度为2nm ，发送光功率为, 接收灵敏度为-38dBm, 动态范围≥20dB 。采用的光缆其固有损耗为km, 接头损耗为km ，光连接器衰减为1dB ，光纤色散系数≤nm ·km, 光纤富余度为km 。若考虑1dB 色散代价（ε取），5dB 设备富余度，试计算在系统设计时，最大中继距离为多少？

km M A A M P A P P L C s f E d C R T 4.551

.01.03.0512383.22=++---+-=++----=α km D B L D 2.462

262210115.0106

6=???=????=λε 最大中继距离为46.2km 。

3、若一个s 单模光缆通信系统，其系统总体要求如下：

系统中采用的激光器为单纵摸激光器，其阈值电流小于50mA ，激光器工作于1550nm.光脉冲谱线宽度Δλmax ≤。发送光功率P T =。如用高性能的光接收组件，可在BER=1

×10-10条件下得到接收灵敏度P R =-35dBm ，动态范围D ≥20dB 。试计算系统中所允许的最大中继距离。

衰减的影响： C

S f E P C R T M A A M P A P P L ++----=2α ==++---+1.01.022.0312353.274.52km 色散的影响： 22λα71400B D L C ???=

= 220025.015502371400??? = 792.5km 最大中继距离为74.52km

注：考虑光通道功率代价P P =1dB ，光连接器衰减A C =1dB （发送和接收端各一个），光纤接头损耗A S =km ，光纤固有损耗α=km ，光纤色散系数D ≤2ps/(km ·nm)取M E =3dB M C =km ，频率啁啾系数为3。

4．某激光器的输出光功率为500mw, 问此功率可折合为多少dBm?

500mw 折合电平值=10500lg

5、试计算STM-1的比特速率。

STM-1的比特速率=270×9×8×8000 = (Mbit/s)

6、试计算STM-1中段开销的比特数和传输速率。STM-1段开销的字节数= 8×9 = 72 （字节）

STM-1段开销的比特数 = 72×8 = 576 （bit）

STM-1段开销的速率 = 576×8000 = (Mbit/s)