《光纤通信》第7章复习思考题参考答案..doc

原荣 编著 《光纤通信（第 3 版）》 第 7 章 复习思考题 参考答案 7-1 光纤数字通信系统中，选择码型时应考虑哪几个因素 答：光纤传输系统光源的发射功率和线性都有限，因此通常选择二进制脉冲传输，因为 传输二进制脉冲信号对接收机 SNR 的要求非常低 （15.6 dB，见 5.5.2 节），甚至更低 （见 7.7.2 节），对光源的非线性要求也不苛刻。 信道编码的目的是使输出的二进制码不要产生长连 “ 1”或长连“0”（ Consecutive Identical Digits, CID ），而是使“ 1”码和“ 0”码尽量相间排列，这样既有利于时钟提取，也不会产生 因长连零信号幅度下降过大使判决产生误码的情况。 7-2 光纤数字通信系统中常用的线路码型是什么 答：大多数高性能干线系统使用扰码的 NRZ 码，如 SDH 干线。这种码型最简单，带宽 窄， SNR 高，线路速率不增加，没有光功率代价，无需编码。在发送端只要一个扰码器，在接收端增加一个解扰码器即可，使其适合长距离系统应用。扰码和解扰可由反馈移位寄存器 和对应的前馈移位寄存器实现。通过扰码器可将简单的二进制序列的“ 0”码和“ 1”码的分 布打乱，并按照一定的规律重新排列，从而减少长串连“ 0”，或长串连“ 1”，并使“ 0”码 和“ 1”码的分布均匀，使定时提取容易。但是，扰码没有引入冗余度，还不能根本解决问 题，所以在现代通信系统中，还需要进行码变换。 mB nB 编码就是一种码变换。 另一种在 ITU-T G.703 建议中规定 PDH 接口速率 139.264 Mb/s 和 SDH 接口速率 155.520 Mb/s 的物理 /电接口码型是 CMI 码，它规定输入码字为“ 0”时，输出为 01；输入码 字为“ 1”时，输出为 00 或 11。 双二进制编码（ Duo Binary ，DB ）技术能使“ 0”和“ 1”的数字信号，经低通滤波后转 换为具有三个电平“ 1”、“ 0”和“ 1”的信号。这种技术与一般的幅度调制技术比较，信号 谱宽减小一半，这就使相邻信道的波长间距减小，可扩大信道容量，所以有的高速光纤通信系统采用双二进制编码。 7-3 有几种光复用技术 答：在光域内，信道复用有光时分复用（ OTDM ）、光频分复用，即波分复用（ WDM ） 和光码分复用（ OCDM ），如图 7-3 所示。此外，还有空分复用，比如双纤双向传输就是空分复用。 1 第 7 章 复习思考题参考答案 空分复用 光并列 传送 空间 FDM、SCM、WDM 波长/ 频率 时间 波分复用 时分复用 码分复用 TDM、OTDM CDM、OCDM 图 7-3 光纤通信系统利用的各种复用技术 7-4 什么是波分复用技术 答：为了充分利用光纤的大容量，可在同一根光纤上传输多个光信道。就像电频分复用 一样， 在发射端多个信道调制各自的光载波， 把这些光载波复用在一起， 送入一根光纤传输。在接收端使用光频选择器件对复用信道解复用，就可以取出所需的信道。使用这种制式的光 波系统称做波分复用（ WDM ）通信系统。 图 7.3.1 硅光纤低损耗传输窗口 7-5 请简述光波分复用器和解复用器的工作原理 答：波分复用器（ WDM ）的功能是把多个不同波长的发射机输出的光信号复合在一起，并注入到一根光纤，如图 7.3.2 所示。解复用器的功能与波分复用器正好相反，它是把一根光纤输出的多个波长的复合光信号，用解复用器还原成单个不同波长信号，并分配给不同的 接收机，如图 7.3.2 所示。由于光波具有互易性，改变传播方向，解复用器可以作为复用器，但解复用器要求有波长选择元件，而复用器则不需要这种元件。根据波长选择机理的不同，波分解复用器件可以分为无源和有源两种类型。无源波分解复用器件又可以分为棱镜型、光栅型和光滤波器型。 2 原荣 编著 《光纤通信（第 3 版）》 图 7.3.2 波分复用光纤传输系统原理图 7-6 有几种光调制方法？各自的特点是什么 答：在光通信系统中， 有非相干调制和相干调制。 非相干调制有直接调制和外调制两种，前者是信息信号直接调制光源的输出光强，后者是信息信号通过外调制器对连续输出光的幅 度或相位或偏振进行调制（见 3.5 节）。 早期，所有实用化的光纤系统都是采用非相干的强度调制 -直接检测（ IM/DD ）方式，这 类系统成熟， 简单，成本低， 性能优良， 已经在电信网中获得广泛的应用。 然而，这种 IM/DD 方式没有利用光载波的相位和频率信息，从而限制了其性能的进一步改进和提高。 图 7.1.3 几种直接强度光调制（ IM/DD ）方式的实现和示意图解 近来，调制信号相位的正交相移键控 （DQPSK ）和既利用信号偏振又调制信号相位的偏 振复用差分正交相