〈通信技术基础〉背诵材料第三章
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第三章 数字光纤通信
一、名词解释
１．光纤通信
将包含了某种信息在内的光通过媒质光纤传到对方，然后从光中取出原来的信息，这就是光纤通信。
２．色散
光纤的色散是由于光纤所传输的信号的不同频率成分和不同模式成分的群速不同而引起的传输信号畸变的一种物理现象。
３．光纤的带宽
从输出电信号的最大幅度点下降6dB时对应的调制频率称为光纤的6dB(电)带宽，相当于光功率下降3dB的(光)带宽。
4．单模光纤的模场直径
单模光纤的模场是指工作波长下基模LP01的电场强度在光纤径向上的分布。
对于阶跃型单模光纤，一般说光纤基模场分布近似高斯分布，定义为以场强分布曲线中心最大值的1/e(对光强分布为l/ )处所对应的直径。
5．判决
所谓“判决”指从收到的带有噪声和畸变的波形中识别信码的“1”或“0”，然后由再生电路重新产生和发端一样的数字脉冲序列。 6．响应度
表示光检测器能量转换效率的一个参数，是光检测器的平均输出电流与平均输入。 7．光接收机灵敏度
光接收机灵敏度是表征光接收机调整到最佳状态时，在保证达到所要求的误码率条件下接收机所需的输入功率。
8．SDH网
是一个将复接、线路传输及交换功能融为一体并由网管系统进行自动化管理的综合信息网，它将光纤通信从点到点传输的概念进入到智能化应用的阶段。
9．映射：
是一种在SDH网络边界处，使支路信号适配进虚容器的过程。即各种速率的PDH信号分别经过码速调整装入相应的标准容器，再加进低阶或高阶通道开销(POH)形成虚容器负荷的过程。
10．定位： 是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。即以附加于VC上的支路单元指针(或管理单元指针)指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中(或高阶帧的起点在AU净负荷中)的位置。
11．复用
是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道或者把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程，即把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM—N的过程。
12．数字交叉连接设备（DXC）
DXC是一种兼有复用、配线、保护／恢复、监控和网管的多功能传输设备，具有1个或多个准同步数字体系或同步数字体系信号端口。并至少可以对任何端口信号速率与其他端的信号速率间进行可控连接和再连接的设备。
13．自愈网
所谓自愈网就是无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业
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务，使用户感觉不到网络已出了故障。其基本原理就是使网络具备替代传输路由并重新确立通信的能力。
14．误码率
所谓误码率是指在特定的一段时间内所接收到的数字码元误差数目与在同一时间内所收到的数字码元总数之比
15．抖动
抖动是电信号传输过程中的一种瞬时不稳定现象，它的定义是：数字信号的各有效瞬间对其理想时间位置的短时偏移。
16．光波分复用(WDM)
光波分复用(WDM)技术是在一根光纤中能同时传输多个波长光信号的一项技术。它是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，在接收端又将组合的光信号分开(解复用)并送入不同的终端。称为光波长分割复用，简称光波分复用(WDM)技术。
17．孤子脉冲
单模光纤本身具有色散特性，使脉冲展宽。如果缩窄和展宽正好平衡，就会得到信号脉冲无畸变的传输。这时的光脉冲仿佛是孤立的粒子，不受外界条件影响，称为孤子脉冲。
18．网络节点接口(NNI)
网络节点接口(NNI)是网络节点之间的接口，也就是传输设备和网络节点之间的接口。 19．响应度
表示光检测器能量转换效率的一个参数，是光检测器的平均输出电流与平均输入光功率之比。
二、简答题
１．简述光纤通信系统的基本组成。 答：（１）光发送端机
将PCM电端机即PCM多路复用设备输出的电信号转变为光信号送人光纤传送。 （２）光中继机
为保证长距离传送，光中继机将经光纤长距离传送后受到较大衰减和色散畸变的光脉冲信号转换成电信号进行放大、再生，再变为光信号继续传输。
（３）光接收端机
光信号经过光电二极管或雪崩光电二极管检波为电脉冲信号，经放大、均衡、判决，恢复为原来送人发送端时的电信号，再送至接收PCM电端机。 ２．光纤通信的优点。 答：（１）频带宽，传输容量大 （２）传输损耗低，无中继传输距离长 （３）不怕电磁干扰 （４）不会锈蚀，不怕高温 （５）串音小，保密性好
（６）重量轻、可挠性好、敷设方便
3．简述光端机的组成。 （1）光发送机
由输入接口、光线路码型变换、光发送等组成。 （2）光接收机
由光接收、定时再生、光线路码型反变换和输出接口等组成。 （3）辅助电路
由公务、监控、告警、输入分配、倒换、区间通信等组成。
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（4）电源转换
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不论是光发送机、光接收机还是辅助电路，都必须有电源转换，将通信机房中的直流电源转换为光端机所需的电源。
4．简述光发送机组成。 （1）输入电路
由输人接口电路与光线路码型变换电路组成。方框图如图3—15。
①输入接口是光端机的入口电路。作用是：将已经被衰减及已畸变的波形进行均衡放大；将接口码型变为原来的二进制码；当输人PCM信号中断时发出告警信号。 ②线路码型变换
经输入接口电路译码产生的NRZ码不直接送到光发送电路进行光驱动，路码型变换，变成适合在光纤线路中传送的线路码型。 （2）光发送电路
主要作用是将经过线路编码的电信号对光源进行调制即完成电/光变换，并从光源的尾纤送出光信号注入光纤线路。
5．光纤通信对光源的要求。 答：（1）光源发光波长应在光纤的低损耗窗口内，且要求色散小。 （2）光源的输出功率必须足够大。 （3）可靠性高，使用寿命长。 （4）光源的谱线宽度要窄。
（5）调制特性好，调制效率高，调制速率能适应系统的要求。 （6）温度特性好。
6．简述光接收机组成。
答：光接收机主要由光接收电路和输出接口电路组成。
(1)光电检测器：光电检测器是光接收机的重要部件。由发送机送出的光信号经光纤线路传输后变成了微弱的光信号，入射在光电检测器的光敏面上，将其转变为电信号。
(2)前置放大器：主要作用是放大光电检测器输出的微弱信号。是低噪声，宽频带的放大器。 (3)主放大器：作用是进一步放大信号，并可作一定的增益调整。
(4)均衡器：作用是对传输和放大后的失真信号进行补偿，使输出的脉冲波形适合判决要求。 (5)自动增益控制(AGC)电路。
为了使光接收机的输出保持恒定，采用自动增益控制电路，它由峰值检波、直流放大和控制电路组成。
(6)基线处理：基线处理是将信号的基线(低电平)固定在某一电平上，解决信号基线漂移的电路，目的是为了便于判决。
(7)定时判决与时钟提取电路：判决的方法通常采用取样判决法，要求在最佳时刻对取到的信号进行取样，判定它是“1”还是“0”。
7．光纤通信系统对光电检测器的基本要求。 答：（1）在工作波长段的响应度要高。
（2）具有足够的带宽和响应速度。
（3）由检测器引人的附加噪声必须最低，暗电流要小。 （4）不要过高的偏压或偏流。
（5）工作特性对环境条件变化的敏感性要低。
8．SDH网的主要特点。 (1)使1．5Mb/s和2Mb/s两大数字体系在STM一1等级以上获得统一，实现了数字传输体制上的世界性标准。
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(2)采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，使网络结构得以简化，DXC的引入使网络增强了自愈能力。
(3)SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的运行管理、维护能力大大加强。 (4)SDH网络与现有网络可完全兼容。具有完全的后后兼容和前向兼容性。
(5)由于用一个接口代替了大量电接口，因而SDH网所传输的业务信息可直接经光接口通过中间节点，省去了大量相关电路单元和跳线，使网络可用性和误码性能都得到改善。 9．简述STM的帧结构。
答：整个帧结构，大体上可以分为三个区域： (1)段开销(SOH)区域。
段开销是指STM帧结构中，为了保证信息正常灵活传送所附加的字节。这些附加字节主要是供网络运行、管理和维护(OAM)使用。
(2)信息净负荷(payload)区域。
信息净负荷区域是帧结构中存放各种信息的地方。 (3)管理单元指针(AU PTR)区域。
管理单元指针是用来指示信息净负荷第1个字节在STM—N帧内的准确位置的指示符，以便在接收端正确分离信息净负荷。
10．简述SDH的基本复用单元。 (1)容器(C)
容器是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构。
(2)虚容器(VC)
虚容器是用来支持SDH的通道层连接的信息结构。它是SDH通道的信息终端。其信息由容器的输出和通道开销组成。
(3)支路单元(TU)和支路单元组(TUG)
支路单元(TU)是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。其信息TU-n由一个相应的低阶虚容器和一个相应的支路单元指针组成。
一个或多个TU的集合称为支路单元组(TUG)。 (4)管理单元(AU)和管理单元组(AUG)
管理单元(AU)是提供高阶通道层和复用层之间适配的信息结构。其信息AU-n由一个相应的高阶虚容器和一个相应的管理单元指针组成，即 一个或多个AU的集合称为管理单元组(AUG)。 11．简述DXC设备的组成。 答：(1)线路接口及控制器。
(2)交叉连接矩阵及控制器。 (3)定时系统。
(4)主控制器。
(5)网络管理系统及接口。 12．DXC的基本功能。 答：(1)复用功能 (2)业务汇集 (3)业务疏导 (4)保护倒换 (5)网络恢复 (6)通道监视 (7)测试接入
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