一、光纤通信系统概述

考点一：光纤的结构与分类

【考法分析】

本考点主要要求考生了解光纤的结构和分类，以填空题为主。

【要点分析】

1. 光纤的中心的纤芯，纤芯外面是包层，纤芯的折射率高于包层的折射率，从而形成光波导效应，实现光信号的传输。

2. 按光纤纤芯折射率来分：阶跃型光纤和渐变型光纤

3. 按光纤传输模式来分：单模光纤和多模光纤，其中：单模光纤适合长距离，大容量的光纤通信系统

视频配套练习题

【2016】光纤的中心是（1） ，其外层是（2） ，中心折射率（3）于外层折射率，从而形成光波导效应，实现光信号的传输。按照光纤的折射分布来分，可分为（4）光纤和（5）光纤。光纤模式是满足边界条件的电磁场波动方程的解，按照传输模式数目来分，光纤可以分为（6）光纤和（7）光纤。

试题答案

（1）纤芯 （2）包层（3）高（4）阶跃光纤（5）渐变型光纤（6）单模光纤（7）多模光纤

【备考点拨】

熟记光纤的结构和分类。

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考点二：光纤的传输特性

【考法分析】

  掌握光纤的传输特性，填空、判断为主。每年必考！

【要点分析】

• 光纤的传输特性包括：光纤的损耗和色散特性； 光信号在光纤中传输时幅度会因损耗而减小； 波形则因色散产生越来越大的失真，使得脉冲展宽。

• 光纤色散是指不同频率、不同模式的电磁波以不同群速度在介质中传播的物理现象。色散导致光脉冲在传播过程中展宽，前后脉冲相互重叠，引起数字信号的码间干扰，也会限制光纤的最高信息传输速率。

• 在光纤传输理论中色散分为模式色散和频率色散，频率色散分为材料色散和波导色散。

• 在多模光纤中，模式色散占主导地位；单模光纤中不存在模式色散，会受到频率色散的影响；严格的来讲，对于高速大容量的光纤通信系统中还会受到偏振膜色散的影响。

• 光纤材料固有损耗产生的原因大致包括两类：吸收损耗和散射损耗，其中前者主要包括本征吸收和杂质吸收；后者包括线性散射损耗和非线性散射损耗。

• 光纤损耗用损耗系数来表示，单位为dB/km，即单位长度（km）的光功率损耗（dB）值。如果注入光纤的功率为，光纤的长度为L，经长度L的光纤传输后光功率为 （单位：mW）。

【备考点拨】

熟记光纤的传输特性。光纤损耗系数计算题每年必考，熟练掌握对数的运算法则。

考点三：常用的单模光纤

【考法分析】

  掌握常用的单模光纤及其各自的特性！以填空题、判断题为主。每年必考！

【要点分析】

• G.652：常规单模光纤，零色散波长在1310nm附近，最低损耗在1550nm附近。

• G.653：色散位移单模光纤，在1550nm的色散为零和最低损耗，不利于多信道的WDM系统中传输，会发生四波混频导致信道间发生串扰。

• G.655：非零色散位移单模光纤，在1550nm窗口保留了一定的色散，使得光纤同时具有了较小色散和最小衰减。能够避免四波混频，G.655光纤适用于DWDM系统中。

考点四：光纤的非线性效应

【考法分析】

  掌握光纤的非线性效应的分类，以填空题为主！

【要点分析】

• 单模光纤的非线性效应分为受激散射效应和非线性折射率效应。

• 受激散射效应包括受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS）。

• 非线性折射率效应可分为3大类：自相位调制（SPM），交叉相位调制（XPM）以及四波混频（FWM）。

【备考点拨】

熟记光纤非线性效应的分类。

考点五：光通信器件

【考法分析】

  掌握光源和光检测器的作用，以填空题为主！

【要点分析】

• 光源与光检测器是光纤通信系统的主要器件。

• 光源用在光发送机中，主要功能是产生光载波，完成电光转换（E/O）。

• 光检测器用在接收机中，主要功能是完成光电转换（O/E）。

【备考点拨】

熟记光源和光检测器的作用。

考点六：光信号的调制

【考法分析】

了解光信号的调制，以判断题为主。每年必考！

【要点分析】

• 光信号的调制可分为直接调制（内调制）和间接调制（外调制）两大类。

• 直接调制（内调制）会带来啁啾效应，使得光纤的色散增加，限制了容量的提高；

• 间接调制（外调制）在光源的输出通路上外加光调制器对光波进行调制，控制光信号的有无，外调制可以减小啁啾

• 视频配套练习题

考点七：光网络的分层结构

【考法分析】

了解光网络的分层结构！以填空题为主！

【要点分析】

• 光网络作为传输网络，根据网络的运营、管理和地理区域等因素分为3层：省际骨干传输网、省内骨干传输网和本地传输网；

• 一般把传输网中非干线部分的网络划归为本地传输网；

• 本地传输网进一步分为核心层、汇聚层和接入层

【备考点拨】

熟记光网络的分层结构。

二、SDH传输网

考点一：SDH传输网优缺点

【考法分析】

了解SDH的优缺点和SDH传输网的概念！

【要点分析】

• SDH传输网中不含交换设备，只是交换机或路由器之间的传输手段；

• SDH的优点最核心的有3条，即同步复用、标准的光接口和强大的网络管理能力；

• SDH的频带利用率不如传统的PDH系统。

【备考点拨】

   简单了解SDH的优缺点。注意SDH最核心的3条优点。

考点二：SDH的速率体系

【考法分析】

掌握SDH的速率体系。以判断题为主。

【要点分析】

• 同步数字体系最基本的模块信号是STM-1，其速率为155.52Mbit/s。更高等级的STM-N信号是将STM-1同步复用，按字节间插的结果。

• 视频配套练习题

【备考点拨】

熟记SDH的速率体系，掌握其含义。

考点三：SDH的基本网络单元

【考法分析】

掌握SDH传输网的4种基本网络单元的作用及其应用场景。以填空题为主。

【要点分析】

• TM位于SDH传输网的终端（网络末端）；

• ADM位于SDH传输网的沿途，它将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活的分插任意之路信号的能力；

【备考点拨】

会判断ADM和DXC的应用场景。

考点四：SDH的帧结构

【考法分析】

  掌握SDH的帧结构及其各部分的功能作用。以填空题和判断题为主！

【要点分析】

• SDH采纳了一种以字节为单位的矩形块状帧结构，STM-N帧由270×N列9行组成，帧周期为125μs。

• 整个SDH帧结构分为3个主要区域：段开销、管理单元指针和净负荷。其中：信息净负荷第一字节位置不固定。

【备考点拨】

熟记SDH的帧结构及其各部分的功能作用。

考点五：SDH的复用映射结构

【考法分析】

了解SDH的一般复用结构及SDH的复用单元，掌握我国的SDH复用映射结构以及支路信号复用进STM-N帧的步骤。以填空题为主！

【要点分析】

• SDH的复用单元包括标准容器、虚容器、支路单元、支路单元组、管理单元和管理单元组； 其中：虚容器是由容器输出的信息净负荷加上通道开销组成，VC在SDH网中传输时总是保持完整不变，作为一个独立的实体灵活的在通道中任一点插入或取出。

• 各种业务信号复用进STM-N的过程都要经历映射、定位和复用3个步骤。

• 视频配套练习题

【备考点拨】

熟记我国SDH复用映射过程及复用单元。

考点六：SDH传输网的网络保护

【考法分析】

掌握自愈的概念和SDH传输网主要采用的网络保护方式。会判断二纤双向复用段倒换环倒换过程。以简答题和填空题为主！

【要点分析】

• 自愈就是无须人为干预，网络就能在极短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络出了故障。其基本原理是使网络具备备用路由，并重新确立通信的能力。

• SDH传输网目前主要采用的保护方式有：线路保护倒换、环形网保护和子网连接保护；

• 线路保护倒换是最简单的网络保护方式，一般用于链形网；包括：1+1保护和1：n保护；

• 二纤单向通道倒换环倒换技巧：正常情况下，接收端开关是接到主用光纤上的，当某一段光缆断裂，需要的话，接收端需要将开关由主用光纤改到备用光纤上。

• 二纤双向复用段倒换环倒换技巧：当某一段光纤断裂，在断裂光缆相邻节点开关进行倒换，将主用光缆和备用光缆环回，将靠近断裂光缆的开关倒换。

视频配套练习题

【2017年】

SDH的二纤双向复用段保护环如下图所示，正常情况下，S1/P2和S2/P1光纤上的业务信号利用业务时隙传送信号，而保护时隙是空闲的，即节点A到C的业务AC从节点A出发，占用S1/P2光纤的业务时隙沿顺时针方向经由节点B传送到节点C，节点C到A的业务CA从节点C出发，占用S2/P1光纤的业务时隙沿逆时针方向经由节点B传送到节点A，如果节点A和B之间的光缆被切断，试说明业务AC是如何从节点A传送到C的？

试题答案

（1）A、B之间被切断后，A点发出的业务信号AC无法按原计划A→B→C这样的路径传输，在AB断裂光缆相邻节点A和节点B开关进行倒换，将主用光缆和备用光缆环回；

（2）业务信号从节点A注入S1/P2光纤，利用S1业务时隙进行业务传送，由于前方光缆中断，利用节点A开关倒换到S2/P1光纤中，利用P1保护时隙进行后续业务传送，经节点A->D->C->B逆时针顺序传送，到达节点B利用开关环回到S1/P2光纤中，利用S1/P2光纤的S1业务时隙按顺时针从B->C，最终在节点C将业务信号取下。