《光纤通信》第1章课后习题答案
更新时间:2023-09-03 23:05:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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《光纤通信》第1章课后习题答案 张宝富等主编 西安电子科技大学出版社
习题一
1.光纤通信的优缺点各是什么?
答:优点有:带宽资源丰富,通信容量大;损耗低,中继距离长;无串音干扰,保密性好;适应能力强;体积小、重量轻、便于施工维护;原材料来源丰富,潜在价格低廉等。
缺点有:接口昂贵,强度差,不能传送电力,需要专门的工具、设备以及培训,未经受长时间的检验等。
2.光纤通信系统由哪几部分组成?各部分的功能是什么?
答:光纤通信系统由三部分组成:光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤(尾纤或光纤跳线)组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配(限制输入信号的振幅)作用。光源是LED或LD,这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口,用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。光检测器组件包括一段光纤(尾纤或光纤跳线)、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。常用的器件有PIN和APD。然后再通过电流—电压转换器,变成电压信号输出。模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。光缆线路盒:光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘,因而,如果光发送与光接收之间的距离超多2km时,每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。光缆终端盒:主要用于将光缆从户外(或户内)引入到户内(或户外),将光缆中的光纤从光缆中分出来,一般放置在光设备机房内。光纤连接器:主要用于将光发送机(或光接收机)与光缆终端盒分出来的光纤连接起来,即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
3.假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作,试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道?
解:根据题意,求得在5GHz的微波载波下,数字通信系统的比特率为50Mb/s,则能传输781路64kb/s的音频信道。
根据题意,求得在1.55μm的光载波下,数字通信系统的比特率为1.935Gb/s,则能传输30241935路64kb/s的音频信道。
4.SDH体制有什么优点?
答:(1)SDH传输系统在国际上有统一的帧结构,数字传输标准速率和标准的光路接口,使网管系统互通,因此有很好的横向兼容性,它能与现有的准同步数字体制(PDH)完全兼容,并容纳各种新的业务信号,形成了全球统一的数字传输体制标准,提高了网络的可靠性;
(2)SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律,而净负荷与网络是同步的,它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号,实现了一次复用的特性,克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后再生复用的过程,由于大大简化了数字交叉连接(DXC),减少了背靠背的接口复用设备,改善了网络的业务传送透明性;
(3)由于采用了较先进的分插复用器(ADM)、数字交叉连接(DXC)、网络的自愈功能和重组功能就显得非常强大,具有较强的生存率。因SDH帧结构中安排了信号的5%开销比特,它的网管功能显得特别强大,并能统一形成网络管理系统,为网络的自动化、智能化、信道的利用率以及降低网络的维管费和生存能力起到了积极作用;
(4)由于SDH有多种网络拓扑结构,它所组成的网络非常灵活,它能增强网监,运行管理和自动配置功能,优化了网络性能,同时也使网络运行灵活、安全、可靠,使网络的功能非常齐全和多样化;
(5)SDH有传输和交换的性能,它的系列设备的构成能通过功能块的自由组合,实现了不同层次和
《光纤通信》第1章课后习题答案 张宝富等主编 西安电子科技大学出版社
各种拓扑结构的网络,十分灵活;
(6)SDH并不专属于某种传输介质,它可用于双绞线、同轴电缆,但SDH用于传输高数据率则需用光纤。这一特点表明,SDH既适合用作干线通道,也可作支线通道。例如,我国的国家与省级有线电视干线网就是采用SDH,而且它也便于与光纤电缆混合网(HFC)相兼容;
(7)从OSI模型的观点来看,SDH属于其最底层的物理层,并未对其高层有严格的限制,便于在SDH上采用各种网络技术,支持ATM或IP传输;
(8)SDH是严格同步的,从而保证了整个网络稳定可靠,误码少,且便于复用和调整;
(9)标准的开放型光接口可以在基本光缆段上实现横向兼容,降低了联网成本。
5.简述未来光网络的发展趋势及关键技术。
答:全光网络将成为继纯电缆网络、光电耦合网络后的第三代网络。全光网络是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换,而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在,因此在整个传输过程中没有电的处理。
全光网络的关键技术主要有光放大中继技术、光复用技术、光交换技术、光分插复用技术等。
6.简述WDM的概念。
答:波分复用的基本思想是将工作波长略微不同、各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号,一起注入到同一根光纤中进行传输。
7.解释光纤通信为何越来越多地采用WDM+EDFA方式。
答:采用WDM技术的原因是和它的优点分不开的,它有如下优点:
(1)充分利用了光纤的巨大带宽资源;
(2)同时传输多种不同类型的信号;
(3)实现单根光纤双向传输;
(4)多种应用形式;
(5)节约线路投资;
(6)降低器件的超高速要求。
采用EDFA技术的原因是和它的优点分不开的,它有如下优点:
(1)中继器的价格下降了;
(2)对传送的数据速率和调制格式透明,这样系统只需改变链路的终端设备就很容易升级到高的速率;
(3)可以同时放大多个波长信号, 使波分复用(WDM)的实现成为可能;
(4)提供了系统扩容的新途径, 无需增加光纤和工作的速率, 只需通过增加波长就可提高系统的容量;
(5)最关键的是系统的成本下降了。
8.全光网络的优点是什么?
答:能充分利用光纤的带宽资源,故容量大,传输质量好,开放性,易于实现网络的动态结构,可扩展性,结构简单,透明性,可靠性高,可维护性好。
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