宽带光网络复习题

1. 通信网络如何分类？

答： 通信网络根据物理技术的发展进程，将网络的发展历史划分为三代： (1)第一代：电网络

主要是使用铜缆和射频系统来承载和传递信息。 (2)第二代网络：光电混合网

使用光纤光缆作为传输介质，网络的交换还必须采用电交换的方式，信号的放大也是在电域内进行。

(3)第三代网络：全光网络

采用全光交换设备和全光放大及波长变换器，信号的传输、放大、交换等等都是以光信号的形态进行。

2. 接入网的接入技术主要有哪些？ 答：1，基于PSTN的接入技术

2，基于LAN的以太网技术, 3，基于光纤的接入技术

4，基于同轴电缆的接入技术, 5，基于无线网网络的接入技术, 6，下一代网络中的宽带接入

3. 什么是MSTP？什么是RPR?

答：MSTP（Multi-Service Transfer Platform）：多业务传送平台，指基于SDH 平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。 RPR（Resilient Packet Ring）：弹性分组环

4. 什么是DWDM?什么是CWDM? 什么是ASON?

答：DWDM：密集型光波复用（Dense Wavelength Division Multiplexing）是能组合一组光波长用一根光纤进行传送。 CWDM：（Coarse Wavelength Division Multiplexing），稀疏波分复用，也称粗波分复用。

（注：CWDM与DWDM的主要区别在于：相对于DWDM系统中0.2nm到1.2nm的波长间隔而言，CWDM具有更宽的波长间隔，一般标准波长间隔为20nm。）

ASON是能够智能化地自动完成光网络交换连接功能的新一代光传送网。就是传统的SDH或者OTN网络的基础上加上了一个独立的控制平面，加上这个控制平面后，可以实施自动连接管理。

5. 什么是全光网？3R中继具体指什么？

答：全光光纤网（全光网）意指在光域上实现传输和交换的网络。数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，包括光信号的传输、光放大、再生、光信号的选路、光交换、光存储、光信息处理等等。

3R是指：Re-amplifying, Re-shaping and Re-timing：再放大、再整形和再定时。放大器可以称为1R中继器。

6. 全光网的拓扑结构有哪些类型？保护有哪些类型？

答：全光网的拓扑结构包括两个概念：物理拓扑和逻辑拓扑

（1）物理拓扑：是指网络的具体连接状况，光网络中常用的物理拓扑有有4种 星型拓扑：常用于局域网；

树型拓扑：适用于接入网和广播分路网； 环型拓扑：适用于城域网以及WDM环网；

网状拓扑：适用于干线网络，也是全光网的最终形式。

（2）逻辑拓扑：是指信息流的传输情况，也就是信息传输所构成的逻辑结构 光层保护的类型

①点到点系统的光层保护：

（1）1+1保护 （2）1：1保护 （3）1：N保护 ②环网的光层保护

（1）单向通道保护环； （2）两纤共享保护环； （3）四纤共享保护环。 ③网状网的光层保护

7. 光传送网是如何分层的？每层的作用是什么？ 答：

(1) 光通道层(OCh层)

光通道层负责为客户信号(如STM-N、IP、ATM、以太网等)选择路由和分配波长，为网络选路安排光通路连接，为客户层信号的透明传输提供端到端的联网功能。 (2) 光复用段层(OMS层)

光复用段层负责保证两个相邻复用设备之间多波长复用光信号的完整传输。 (3) 光传输段层(OTS层）

光传输段层为光信号在不同类型的传输媒质上提供传输功能；进行光传输段开销处理；实现对光放大器或中继器的检测和控制功能等。

或者可以概括为以下：

光传送网的OCh层为各种数字客户信号提供接口，为透明地传送这些客户信号提供点到点的以光通道为基础的组网功能；OMS层为复用后的多波长信号提供组网功能。OTS层经光接口与传输媒质相连接，提供在光介质上传输光信号的功能。

8. 画出光传送网的帧结构，说明各部分含义。 答：

9. 光传送网的保护机制是什么？保护策略是什么？

答：保护机制：利用节点间预先分配的容量，用硬件冗余的办法来保证网络对故障的恢复。即当一个工作通路发生失效事件时，利用备用设备的倒换动作，使信号通过保护通路仍保持有效。

保护策略：G.872提出了3种保护策略： 1，路径保护； 2，子网连接保护； 3，共享保护环。

10. 智能光网络的定义？有什么特点？

答：智能光网络是一种具有动态连接能力、能够支持多种类型业务、并可以根据实际的需求对带宽进行实时分配的光网络。 特点：（1）以控制为主的工作方式 （2）分布式智能

（3）多层统一与协调 （4）面向业务

11. 传统网络向ASON演进的过程有几个阶段？ 答：现有网络向ASON演进可以分三个阶段：

第1阶段：集中式网络管理和部分网络控制平面相结合； 第2阶段：利用标准接口实现完全控制平面的连接调度； 第3阶段：利用统一的控制平面实现分布式智能。

12. ASON体系中的三个平面是什么？三个接口是什么？三种连接是什么？ 答：1. ASON的三个平面 ①传送平面 ②管理平面 ③控制平面

2. ASON的三个接口

①CCI接口：连接控制平面与传送平面； ②NMI-A接口：连接管理平面与控制平面； ③NMI-T接口：连接管理平面与传送平面。 3. ASON的三种连接

根据不同的连接需求以及连接请求对象的不同，提供了3种类型的连接： 永久连接（PC：Permanent Connection ）：也叫指配方式，由管理平面完成连接的建立、维护和拆线。

软永久连接（SPC：Soft Permanent Connection ）：也叫混合方式，由管理平面和控制平面共同完成，是一种分段的混合连接方式。 交换连接（SC：Switched Connection ）：也叫信令方式，由通信的终端系统（或连接端点）

向控制平面发起请求命令，再由控制平面通过信令和协议来控制传送平面建立端到端的电路连接。

13. ASON控制平面的功能有哪些？ 答：ASON控制平面的基本功能

以连接功能为核心，ASON控制平面的基本功能应分为： 1. 连接功能； 2. 路由功能； 3. 链路管理功能； 4. 自动发现功能。

14. 光交换技术有哪些类型？

答：光交换技术是指不经过任何光/电转换，在光域上直接将输入信号交换到不同的输出端。 （1）按照复用方式的不同，光交换技术可以分为以下几种：

1，光时分交换技术：在时间轴上将复用光信号的位置（也就是时隙）转换到另一个时间位置（时隙）。

2，光波分交换技术：波长级的交换，光信号在网络节点上不经过光/电转换，直接将所携带的信息从一个波长转换到另一个波长。

3，光空分交换技术：是光信息在空间位置上的交换，根据需要在两个或多个点之间建立物理通道。

4，光码分交换技术：不同用户用一个唯一的正交码标识，接收时只要用与发送方向相同的码序列进行相关接收，就可以恢复源用户信息。

（2）未来的光网络要求支持多粒度的业务，业务的多样性使用户对带宽有不同的需求。按照这一要求，光交换技术又可以分为：

1，光路交换(OCS：Optical Packet Swithing)技术：在光子层面的最小交换单元是一个波长通道上的业务流量。这种交换是以波长为量级的。

2，光分组交换(OBS：Optical Burst Switching)技术：以光分组（包）作为最小交换颗粒的交换方式。

3，光突发交换（OBS：Optical Burst Switching）技术：数据分组和控制分组都是分开传送，采用单向资源预留机制，以光突发包作为最小交换单元。 4，光标记交换(OMPLS：Optical Multi-Protocol Label Switching)技术：多协议标签交换(MPLS）技术与光网络技术相结合。

15. 光突发交换和光分组交换有何区别？

答：光分组交换技术是一种不面向连接的交换方式，目的是直接在光层上实现分组交换，能实现统计复用，带宽利用率较高，适合于传输类似IP的突发数据。

光突发交换技术具有延时小(单向预留)，带宽利用率(统计复用)高，交换灵活、数据透明、交换容量大(电控光交换)等特点 相对于光分组交换，光突发交换提高了处理粒度，同时免去分组交换中逐一处理分组头的麻烦。从而有效提高网络的交换处理能力。

16. 光突发交换中突发的组装算法有哪些？

答：组装算法。组装是指把用户的数据包封装成突发包的过程，是把若干个数据包汇聚成一

个突发包的过程，所以，组装算法也叫做汇聚算法。 （1）固定组装时间(FAP：Fixed Assembly Period)； 突发包按照固定的组装时间进行组装。这种算法虽然简单，但是只能适用于网络负载比较低的情况。

（2）固定组装长度(FAS：Fixed Assembly Size)； 这种算法是基于固定突发包长度的机制，即每个突发包的长度都是固定的，每当输入的数据包的总长度达到某一个值，就产生一个突发包。

（3）同时考虑组装时间和组织长度(MSMAP：Max Burst-Size Max Assembly)； 同时设定最大组装时间和组装长度的门限值，只要输入的数据包达到两个门限值中的任意一个，就组装产生一个突发包。

17. 光突发交换中如何解决竞争？

答：OBS网络中的突发包竞争解决方案主要由以下几种： （1）减少竞争发生：采用偏置时间随机化技术；

（2）竞争发生后尽量消除：使用光缓存器、波长变换技术或者偏射路由技术等； （3）如不能消除则尽量减少竞争造成的数据损失：采用组合式突发包或突发包分段技术等。 在竞争发生后，可以通过核心节点采用适当方式，尽量消除竞争。方法包括： （1）FDL（光纤延迟线）； （2）波长变换； （3）偏射路由。

18. 什么是MPLS?

答： MPLS（Multi-Protocol Label Switching）即多协议标记交换。是基于标记的IP路由选择方法。 MPLS是集成式的IP Over ATM技术，只须在OSI第二层（数据链结层）执行硬件式交换，使数据包传送的延迟时间减短，增加网络传输的速度，更适合多媒体讯息的传送。MPLS使用标记交换（Label Switching），网络路由器只需要判别标记后即可进行转送处理。

19. 接入网的定义？如何界定接入网的位置？

答：定义：接入网（AN）是由业务节点接口（Service Node Interface，SNI）和相关用户网络接口（User Network Interface，UNI）之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）所组成的，它是一个为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统。

定界：接入网所覆盖的范围可由三个接口来定界，即网络侧经由SNI与业务节点（Service Node，SN）相连，用户侧经由UNI与用户相连，管理方面则经Q3 接口与电信管理网（Telecommunications Management Network，TMN）相连。

20. 接入网根据传输媒质来分有哪些类型？

答： 1.铜线接入网 拓扑结构：电话网用复合型网，下级交换中心以星型网到上级交换中心，上级交换中心采用网型网。

2.光纤接入网 拓扑结构：总线型，星型，环型和树型。 3.HFC接入网 拓扑结构：广播式。

4.无线接入网 拓扑结构：无中心拓扑和对等式拓扑，有中心拓扑。

21. AON和PON各有何优缺点？

答：有源光网络（Active Optical Network，AON）由OLT，ODT，ONU和光纤传输线路构

成。ODT含有光放大器等是有源器件。

AON优点：1，传输容量大 2，传输距离远

3，带宽易于扩展 4，技术成熟

缺点：1，成本较高 2，供电问题

3，有源设备的可靠性问题

无源光网络（Positive Optical Network,PON）ODN全部由无源器件组成，信号在传输过程中无需再生放大，直接由无源光分路器传至用户，实现透明传输，信号处理全由局端和用户端设备完成。

PON优点：1，抗干扰能力强，可靠性高 2，安装条件简单 3，价格低 4，易于维护

缺点：相对于AON,PON的覆盖范围和传输距离要小。

22. 光互联网中IP的传送技术有哪些？

答：目前在光互联网中，有三种IP传送技术，即： （1） IP over ATM； （2）IP over SDH； （3）IP over WDM。

23. IPv4的地址有哪些类型？

答： IP地址分为5种类型，分别是A类、B类、C类、D类和E类。包含一些特殊地址。

*注：几个特殊地址

网络地址：凡是主机段全部设为“0”的IP地址称为网络地址 广播地址：主机ID部分全部设为“l”的IP地址称为广播地址

保留地址：网络ID不能以十进制“127”作为开头，在A类地址中数字127保留给诊断用，如127.1.1.1用于回路测试。

私有地址：私有地址可以自己组网时用，但不能在Internet网上用，有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP地址。(10.0.0.0～10.255.255.255 、172.16.0.0～172.131.255.255 、192.168.0.0～192.168.255.255） 24. IPV6和IPV4比有哪些优点？ 答：1，地址容量巨大，理论上有2128个地址。

2，具有更好的可运营可管理性，支持邻居发现和自动配置 3，具有更好的移动性支持 4，内置安全性功能

5，高效的服务质量(QOS) 6，协议本身的扩展性问题

25. NAT技术的作用是什么？有何缺点？

答：NAT( Network Address Translation)技术用于解决地址空间不足的问题。 缺点：

打破了全球独特的地址模式 打破了地址的稳定性 打破了一直在线的模式 打破了对等的模式 妨碍了一些应用的实施 妨碍了一些安全协议的实施 妨碍了一些QoS功能的实施 带来了错误的安全感 导致了隐性成本

26. 光纤的代号G.651，G.652，G.653，G.655分别表示什么光纤？ 答：G.651：多模渐变折射率光纤 G.652：标准单模光纤

G.653：色散位移光纤，将单模光纤的零色散点的波长移到最低损耗点的波长，使其同时具有色散小和损耗小的优点。

G.655：非零色散光纤，综合了色散位移光纤和标准光纤的优点，保持了微量色散，零色散波长在1525nm或1585nm，而不在1550nm，有利于抑制四波混频及其所引起的串扰。

27. 光纤的非线性效应有哪些？对光的传输有哪些影响？ 答：非线性效应主要有几种：

1，受激散射 包括受激拉曼散射和受激布里渊散射 2， 自相位调制 3，交叉相位调制

4，四波混频 产生新的波长 5，调制不稳定 减小光信噪比

6，光孤子形成 高阶光孤子会造成发送信号的严重劣化，

28. 光子晶体光纤有何优点？

答： a.光子晶体波导具有优良的弯曲效应。

b.能量传输基本无损失，也不会出现延迟等影响数据传输率的现象。

c.光子晶体制成的光纤具有极宽的传输频带，可全波段传输。

注：光子晶体光纤（photonic crystal fiber，PCF），又称多孔光纤或微结构光纤。是由在纤芯周围沿着轴向规则排列微小空气孔构成，通过这些微小空气孔对光的约束，实现光的传导。

29. 无源器件有哪些？有源器件有哪些？

答：无源主要包括：光连接器、光衰减器、光耦合器、光复用器、光隔离器、环行器、光滤波器、光解复用器、光调制器、光开光等

有源主要包括：激光器、光检测器、光放大器等

30. 光纤耦合器的参数有哪些？如何计算（以2*2耦合器为例）？

答：1. 插入损耗(Insertin Loss，IL)：定义为指定输出端口的光功率相对全部输入光功率的减少值。该值通常以分贝(dB)表示，数学表达式为

其中：ILi是第i个输出端口的插入损耗；Pouti是第i个输出端口测到的光功率值；Pin是输入端的光功率值。

2. 附加损耗(Excess Loss，EL)：定义为所有输出端口的光功率总和相对于全部输入光功率的减小值。该值以分贝(dB)表示的数学表达式为

式中：Pouti为第i个输出口的输出功率；Pin为输入光功率。

3. 分光比(Coupling Ratio，CR)：即耦合比，是光耦合器所特有的技术术语，它定义为耦合器各输出端口的输出功率相对输出总功率的百分比，在具体应用中常用数学表达式表示为

例如对于标准X形耦合器，1∶1或50∶50代表了同样的分光比，即输出为均分的器件。 4. 方向性（串扰）：是光耦合器所特有的一个技术术语，它是衡量器件定向传输性的参数。以标准X形耦合器为例，方向性定义为在耦合器正常工作时，输入端非注入光端口的输出光功率与总注入光功率的比值，以分贝(dB)为单位的数学表达式为：

式中：Pin1代表总注入光功率；Pin2代表输入端非注入光端口的输出光功率。

5. 均匀性：是衡量均分器件的“不均匀程度”的参数。它定义为在器件的工作带宽范围内，各输出端口输出功率的最大变化量。其数学表达式为

式中：MIN(Pout)为最小输出光功率；MAX(Pout)为最大输出光功率。

6. 偏振相关损耗(Polarization Dependent Loss，PDL)：是衡量器件性能对于传输光信号的偏振态的敏感程度的参量。它是指当传输光信号的偏振态发生360°变化时，器件各输出端口输出光功率的最大变化量：

在实际应用中，光信号偏振态的变化是经常发生的，因此，为了不影响器件的使用效果往往要求器件有足够小的偏振相关损耗

7. 隔离度：是指某一光路对其他光路中的信号的隔离能力。隔离度高，也就意味着线路之间的“串话”小。其数学表达式为

式中：Pt是某一光路输出端测到的其他光路信号的功率值；Pin是被检测光信号的输入功率值。

2×2双锥形光纤耦合器的输入光功率为P0 = 200 mW，另外三个端口的输出功率分别为P1 = 90 mW， P2 = 85 mW，P3= 6.3 nW，可以求得为：

31. MEMS光开关有何优点？应用在哪些地方？

答：MEOMS（微机械光开关）器件将电子、机械和光路功能集合于同一芯片，既具备普通机械光开关损耗低、串扰小、偏振不敏感和消光比高的优点，又像波导开关一样开关速度较快、体积微小、易于大规模集成。

对于未来的骨干光网络或大容量业务交换的应用场合，基于MEMS光开关技术的解决方案已成为主流选择。

32. 光放大器有哪些类型？

答：利用稀土掺杂的光纤放大器（EDFA、PDFA） 利用半导体制作的半导体光放大器（SOA）

利用光纤非线性效应制作的非线性光纤放大器（FRA、FBA）

33. 光放大器有哪些应用形式？

答：1，线路放大(In-line)：周期性补偿各段光纤损耗 2，功率放大(Boost)：增加入纤功率,延长传输距离 3，前置预放大(Pre-Amplify):提高接收灵敏度

4，局域网的功率放大器：补偿分配损耗，增大网络节点数

34. 光放大器级联后容易产生什么问题？如何处理？

答：光放大器级联后信道间增益竞争，多级级连使用导致“尖峰效应” 可以采用均衡技术来解决

35. 拉曼放大器和EDFA相比，有何优点？

答：优点：1，理论上可以得到任意波长的增益，前提是需要合适的泵浦源；

2，分布或分立放大均能实现； 缺点：泵浦功率高（500mW）

36. 光信号的复用技术有哪些？ 答：1，空分复用（SDM）：单纯依靠增加光纤对的方式，线性增加系统的传输容量，传输容量是随着铺设光纤光缆的数量线性增加。 2，时分复用（TDM）： 通过把时间划分成更小的时间间隔，把来自不同源头的数据比特承载在同一条链路上，提高传输链路的容量。 3，光时分复用（OTDM）：OTDM实质就是将多个高速电调制信号分别转换为等速率光信号，在光层上利用超窄光脉冲进行时域复用，把多个光信号调制成更高速率的光信号。 4，光码分复用（OCDM）： OCDM是码分多址技术在光域内的应用，给每个用户分配一个唯一的光正交码的码字作为该用户的地址码。在发送端，对要传输的数据的地址码进行光正交编码，然后实现信道复用，在接收端，用与发送端相同的地址码进行光正交解码。 5，光波分复用（WDM）：在一根光纤上不只传输一个光载波，而是利用不同的频段，同时传输多个不同波长的光载波。

37. WDM系统集成式和开放式有和区别？ 答： 集成式WDM系统指的是接入的SDH终端都具有符合G.692标准的光接口，这种SDH接口称为彩色接口，也称彩光口。

开放式WDM系统指在波分复用器前面已经加入了OTU，可以将非标准波长转换成标准波长。开放式WDM系统比集成式复杂，但是其兼容性更好，更便于对网络性能进行检测，也便于信号的中继。

38. WDM系统的光接口有那几个类型？

答： 对于N×2.5Gbps的WDM系统的长途应用，国内规定了3种光接口：8×22dB、3×33dB和5×30dB。其中，22 dB、33 dB和30 dB表示的是每个区段允许的损耗，8、3和5表示的是整个系统的区段的数目。

注：① 8×22dB 系统由8段组成，每段允许的光纤损耗是22dB。普通的G.652光纤平均每公里损耗为0.275dB，22dB的损耗对应的距离是22/0.275=80km。 8×22dB系统在中间没有电的再生中继过程的情况下，最远可以传输8×80=640km的距离。 适合中国大多数地区使用。

②3×33dB 每段允许损耗可达33dB，对应每区段长度为120km，总的传输距离可达360km。主要是考虑到西北地区，特别是沙漠地区会出现超长中继距离的情况。

③5×30dB 整个系统由5段组成，每段传输距离大约为100km。这种光接口主要是作为补充。在组网的时候，根据实际情况，每个区段的距离都可以灵活选用80km、100km、或者120km，增加组网的灵活性。

39. WDM系统的监控信号如何传输？ 答：在光纤中分配一个波长（监控波长：1510nm）用于传输监控信号。对于光监控信道（OSC）的要求有以下几方面： 监控波长 监控速率 信号码型 信号发送功率 光源类型 最小接收灵敏度

1510nm 2Mbit/s CMI 0~7dBm MLM LD -48dBm

②3×33dB 每段允许损耗可达33dB，对应每区段长度为120km，总的传输距离可达360km。主要是考虑到西北地区，特别是沙漠地区会出现超长中继距离的情况。

③5×30dB 整个系统由5段组成，每段传输距离大约为100km。这种光接口主要是作为补充。在组网的时候，根据实际情况，每个区段的距离都可以灵活选用80km、100km、或者120km，增加组网的灵活性。

39. WDM系统的监控信号如何传输？ 答：在光纤中分配一个波长（监控波长：1510nm）用于传输监控信号。对于光监控信道（OSC）的要求有以下几方面： 监控波长 监控速率 信号码型 信号发送功率 光源类型 最小接收灵敏度

1510nm 2Mbit/s CMI 0~7dBm MLM LD -48dBm

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