一、光纖通信系統(tǒng)概述

考點一：光纖的結構與分類

【考法分析】

本考點主要要求考生了解光纖的結構和分類，以填空題為主。

【要點分析】

1. 光纖的中心的纖芯，纖芯外面是包層，纖芯的折射率高于包層的折射率，從而形成光波導效應，實現(xiàn)光信號的傳輸。

2. 按光纖纖芯折射率來分：階躍型光纖和漸變型光纖

3. 按光纖傳輸模式來分：單模光纖和多模光纖，其中：單模光纖適合長距離，大容量的光纖通信系統(tǒng)

視頻配套練習題

【2016】光纖的中心是（1） ，其外層是（2） ，中心折射率（3）于外層折射率，從而形成光波導效應，實現(xiàn)光信號的傳輸。按照光纖的折射分布來分，可分為（4）光纖和（5）光纖。光纖模式是滿足邊界條件的電磁場波動方程的解，按照傳輸模式數(shù)目來分，光纖可以分為（6）光纖和（7）光纖。

試題答案

（1）纖芯 （2）包層（3）高（4）階躍光纖（5）漸變型光纖（6）單模光纖（7）多模光纖

【備考點撥】

熟記光纖的結構和分類。

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考點二：光纖的傳輸特性

【考法分析】

  掌握光纖的傳輸特性，填空、判斷為主。每年必考！

【要點分析】

• 光纖的傳輸特性包括：光纖的損耗和色散特性； 光信號在光纖中傳輸時幅度會因損耗而減��； 波形則因色散產(chǎn)生越來越大的失真，使得脈沖展寬。

• 光纖色散是指不同頻率、不同模式的電磁波以不同群速度在介質中傳播的物理現(xiàn)象。色散導致光脈沖在傳播過程中展寬，前后脈沖相互重疊，引起數(shù)字信號的碼間干擾，也會限制光纖的最高信息傳輸速率。

• 在光纖傳輸理論中色散分為模式色散和頻率色散，頻率色散分為材料色散和波導色散。

• 在多模光纖中，模式色散占主導地位；單模光纖中不存在模式色散，會受到頻率色散的影響；嚴格的來講，對于高速大容量的光纖通信系統(tǒng)中還會受到偏振膜色散的影響。

• 光纖材料固有損耗產(chǎn)生的原因大致包括兩類：吸收損耗和散射損耗，其中前者主要包括本征吸收和雜質吸收；后者包括線性散射損耗和非線性散射損耗。

• 光纖損耗用損耗系數(shù)來表示，單位為dB/km，即單位長度（km）的光功率損耗（dB）值。如果注入光纖的功率為，光纖的長度為L，經(jīng)長度L的光纖傳輸后光功率為 （單位：mW）。

【備考點撥】

熟記光纖的傳輸特性。光纖損耗系數(shù)計算題每年必考，熟練掌握對數(shù)的運算法則。

考點三：常用的單模光纖

【考法分析】

  掌握常用的單模光纖及其各自的特性！以填空題、判斷題為主。每年必考！

【要點分析】

• G.652：常規(guī)單模光纖，零色散波長在1310nm附近，最低損耗在1550nm附近。

• G.653：色散位移單模光纖，在1550nm的色散為零和最低損耗，不利于多信道的WDM系統(tǒng)中傳輸，會發(fā)生四波混頻導致信道間發(fā)生串擾。

• G.655：非零色散位移單模光纖，在1550nm窗口保留了一定的色散，使得光纖同時具有了較小色散和最小衰減。能夠避免四波混頻，G.655光纖適用于DWDM系統(tǒng)中。

考點四：光纖的非線性效應

【考法分析】

  掌握光纖的非線性效應的分類，以填空題為主！

【要點分析】

• 單模光纖的非線性效應分為受激散射效應和非線性折射率效應。

• 受激散射效應包括受激拉曼散射（SRS）和受激布里淵散射（SBS）。

• 非線性折射率效應可分為3大類：自相位調制（SPM），交叉相位調制（XPM）以及四波混頻（FWM）。

【備考點撥】

熟記光纖非線性效應的分類。

考點五：光通信器件

【考法分析】

  掌握光源和光檢測器的作用，以填空題為主！

【要點分析】

• 光源與光檢測器是光纖通信系統(tǒng)的主要器件。

• 光源用在光發(fā)送機中，主要功能是產(chǎn)生光載波，完成電光轉換（E/O）。

• 光檢測器用在接收機中，主要功能是完成光電轉換（O/E）。

【備考點撥】

熟記光源和光檢測器的作用。

考點六：光信號的調制

【考法分析】

了解光信號的調制，以判斷題為主。每年必考！

【要點分析】

• 光信號的調制可分為直接調制（內調制）和間接調制（外調制）兩大類。

• 直接調制（內調制）會帶來啁啾效應，使得光纖的色散增加，限制了容量的提高；

• 間接調制（外調制）在光源的輸出通路上外加光調制器對光波進行調制，控制光信號的有無，外調制可以減小啁啾

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考點七：光網(wǎng)絡的分層結構

【考法分析】

了解光網(wǎng)絡的分層結構！以填空題為主！

【要點分析】

• 光網(wǎng)絡作為傳輸網(wǎng)絡，根據(jù)網(wǎng)絡的運營、管理和地理區(qū)域等因素分為3層：省際骨干傳輸網(wǎng)、省內骨干傳輸網(wǎng)和本地傳輸網(wǎng)；

• 一般把傳輸網(wǎng)中非干線部分的網(wǎng)絡劃歸為本地傳輸網(wǎng)；

• 本地傳輸網(wǎng)進一步分為核心層、匯聚層和接入層

【備考點撥】

熟記光網(wǎng)絡的分層結構。

二、SDH傳輸網(wǎng)

考點一：SDH傳輸網(wǎng)優(yōu)缺點

【考法分析】

了解SDH的優(yōu)缺點和SDH傳輸網(wǎng)的概念！

【要點分析】

• SDH傳輸網(wǎng)中不含交換設備，只是交換機或路由器之間的傳輸手段；

• SDH的優(yōu)點最核心的有3條，即同步復用、標準的光接口和強大的網(wǎng)絡管理能力；

• SDH的頻帶利用率不如傳統(tǒng)的PDH系統(tǒng)。

【備考點撥】

   簡單了解SDH的優(yōu)缺點。注意SDH最核心的3條優(yōu)點。

考點二：SDH的速率體系

【考法分析】

掌握SDH的速率體系。以判斷題為主。

【要點分析】

• 同步數(shù)字體系最基本的模塊信號是STM-1，其速率為155.52Mbit/s。更高等級的STM-N信號是將STM-1同步復用，按字節(jié)間插的結果。

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【備考點撥】

熟記SDH的速率體系，掌握其含義。

考點三：SDH的基本網(wǎng)絡單元

【考法分析】

掌握SDH傳輸網(wǎng)的4種基本網(wǎng)絡單元的作用及其應用場景。以填空題為主。

【要點分析】

• TM位于SDH傳輸網(wǎng)的終端（網(wǎng)絡末端）；

• ADM位于SDH傳輸網(wǎng)的沿途，它將同步復用和數(shù)字交叉連接功能綜合于一體，具有靈活的分插任意之路信號的能力；

【備考點撥】

會判斷ADM和DXC的應用場景。

考點四：SDH的幀結構

【考法分析】

  掌握SDH的幀結構及其各部分的功能作用。以填空題和判斷題為主！

【要點分析】

• SDH采納了一種以字節(jié)為單位的矩形塊狀幀結構，STM-N幀由270×N列9行組成，幀周期為125μs。

• 整個SDH幀結構分為3個主要區(qū)域：段開銷、管理單元指針和凈負荷。其中：信息凈負荷第一字節(jié)位置不固定。

【備考點撥】

熟記SDH的幀結構及其各部分的功能作用。

考點五：SDH的復用映射結構

【考法分析】

了解SDH的一般復用結構及SDH的復用單元，掌握我國的SDH復用映射結構以及支路信號復用進STM-N幀的步驟。以填空題為主！

【要點分析】

• SDH的復用單元包括標準容器、虛容器、支路單元、支路單元組、管理單元和管理單元組； 其中：虛容器是由容器輸出的信息凈負荷加上通道開銷組成，VC在SDH網(wǎng)中傳輸時總是保持完整不變，作為一個獨立的實體靈活的在通道中任一點插入或取出。

• 各種業(yè)務信號復用進STM-N的過程都要經(jīng)歷映射、定位和復用3個步驟。

• 視頻配套練習題

【備考點撥】

熟記我國SDH復用映射過程及復用單元。

考點六：SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡保護

【考法分析】

掌握自愈的概念和SDH傳輸網(wǎng)主要采用的網(wǎng)絡保護方式。會判斷二纖雙向復用段倒換環(huán)倒換過程。以簡答題和填空題為主！

【要點分析】

• 自愈就是無須人為干預，網(wǎng)絡就能在極短時間內從失效故障中自動恢復所攜帶的業(yè)務，使用戶感覺不到網(wǎng)絡出了故障。其基本原理是使網(wǎng)絡具備備用路由，并重新確立通信的能力。

• SDH傳輸網(wǎng)目前主要采用的保護方式有：線路保護倒換、環(huán)形網(wǎng)保護和子網(wǎng)連接保護；

• 線路保護倒換是最簡單的網(wǎng)絡保護方式，一般用于鏈形網(wǎng)；包括：1+1保護和1：n保護；

• 二纖單向通道倒換環(huán)倒換技巧：正常情況下，接收端開關是接到主用光纖上的，當某一段光纜斷裂，需要的話，接收端需要將開關由主用光纖改到備用光纖上。

• 二纖雙向復用段倒換環(huán)倒換技巧：當某一段光纖斷裂，在斷裂光纜相鄰節(jié)點開關進行倒換，將主用光纜和備用光纜環(huán)回，將靠近斷裂光纜的開關倒換。

視頻配套練習題

【2017年】

SDH的二纖雙向復用段保護環(huán)如下圖所示，正常情況下，S1/P2和S2/P1光纖上的業(yè)務信號利用業(yè)務時隙傳送信號，而保護時隙是空閑的，即節(jié)點A到C的業(yè)務AC從節(jié)點A出發(fā)，占用S1/P2光纖的業(yè)務時隙沿順時針方向經(jīng)由節(jié)點B傳送到節(jié)點C，節(jié)點C到A的業(yè)務CA從節(jié)點C出發(fā)，占用S2/P1光纖的業(yè)務時隙沿逆時針方向經(jīng)由節(jié)點B傳送到節(jié)點A，如果節(jié)點A和B之間的光纜被切斷，試說明業(yè)務AC是如何從節(jié)點A傳送到C的？

試題答案

（1）A、B之間被切斷后，A點發(fā)出的業(yè)務信號AC無法按原計劃A→B→C這樣的路徑傳輸，在AB斷裂光纜相鄰節(jié)點A和節(jié)點B開關進行倒換，將主用光纜和備用光纜環(huán)回；

（2）業(yè)務信號從節(jié)點A注入S1/P2光纖，利用S1業(yè)務時隙進行業(yè)務傳送，由于前方光纜中斷，利用節(jié)點A開關倒換到S2/P1光纖中，利用P1保護時隙進行后續(xù)業(yè)務傳送，經(jīng)節(jié)點A->D->C->B逆時針順序傳送，到達節(jié)點B利用開關環(huán)回到S1/P2光纖中，利用S1/P2光纖的S1業(yè)務時隙按順時針從B->C，最終在節(jié)點C將業(yè)務信號取下。