南邮光接入网考试试题

“光接入网”课程复习思考题1.光接入网网络拓扑结构的选择主要受哪些因素影响？为什么树形－分支结构成为目前的主流选择？1.光接入网的结构选择取决于大量的经济和技术因素：1：用户需求。2：用户数量。3：你所要连接接的各个节点的实际分部环境。4：日后维护的考虑。5：日后网络扩充的考虑。2.无源光网络的拓扑结构取决于ODN的结构，基本结构包括单星形、树形、总线和环形等，但应用最广泛的是树形－分支结构。树形结构是无源光网络的主流结构，远端分配节点采用光分∕合路器进行光信号分配。树形结构的主干光纤为多个用户共享。树形结构一般适合广播式的信息传递，对于交互式的通信，一般需要采取特殊措施才能保证正常通信。对运营商而言，针对有带宽需求但是其需求仍不明朗的用户或者区域，可以采用树形结构布设网络，先将光纤接入到大楼或者住宅小区，将来再根据用户具体需求进一步安装下一级网络设备。这样的方案能够减少初期的建设成本，避免过度投资。综合多种因素，树形结构是目前PON网络技术中最为常见的拓扑结构。2.试分析单纤双向PON系统上下行方向波长方案。PON系统首选TDMA方式相对而言，TDMA方式由于其技术成熟度较高、成本相对低廉、适合动态带宽分配以及应用灵活而成为PON系统首选的多址接入方案。从发展趋势来看，基于WDMA的WDMPON将是非常有前途的方案。目前WDMPON相关技术已经渐成国际上的研究热点。双向传输方式包括空分复用（SDM）时间压缩复用（TCM）波分复用（WDM）副载波复用（SCM）波长分配ITU-TG.982建议规定只使用1310nm和1550nm窗口：1310nm波长区：1260～1360nm1550nm波长区：1480～1580nm测试或监视信号的传输应采用其它波长时分多址接入下行方向（OLT到ONU）TDM广播方式发送信息数据给各ONU，并以特定的标识来指示各时隙的目的ONU；各ONU可以收到包含所有ONU的全部信息数据的光信号，但将根据相应的标识收取属于自己的下行数据信息（即时隙），其他时隙的信息数据将被丢弃。上行方向（ONU到OLT）通过TDMA方式实现接入。各ONU在OLT的控制下，只在OLT为本ONU指定的时隙内发送自己的信息数据；各ONU的时隙在光合路器处汇合，PON系统的测距和多址接入控制保证各ONU的信息数据不发生冲突波分多址接入可采用DWDM技术实现WDMA-PON，每个ONU安排不同的上行和下行波长。WDMAPON的突出优势是非常大传输容量。虽然DWDM技术已经成熟并已在骨干网和城域网中广泛应用，但其成本对于接入网环境仍然太高。在国际上，到目前为止大部分WDM-PON的网络部署都在韩国。在国内，目前受器件的成熟度、设备成本和标准化程度等方面的限制，只有少量商用产品在实验局部署。目前大多数用户对带宽的需求尚不足以达到建设WDMAPON的条件。2.如何利用最坏值法计算PON系统的损耗受限距离和色散受限距离。4.试分析EPON中开窗测距法的原理，讨论开窗测距法对终端设备配置以及网络性能的影响。为什么要对ONU进行测距？下行方向上的TDM传输方式不会产生时隙冲突；上行方向上采用TDMA，当来自不同ONU的上行时隙可能同时到达（或时间上部分重叠）PON的无源光分路∕合路器点，形成冲突；上行可能发生冲突的原因是不同光支路的路径长度不同，导致各ONU到达合路点的时延不等而引起的；环境温度的变化和器件老化等因素，也会造成时延变化导致冲突。为了避免时隙重叠∕冲突，必须测得ONU到OLT的时延，根据各ONU距OLT的时延，安排各ONU上行时隙以保证它们不重叠地复用到一起。测量ONU到OLT的时延或者说ONU到OLT距离的过程称为测距。利用测距解决时隙冲突的思路测量出各ONU到OLT的信号环路延迟时间；为每个ONU插入一个特定的均衡时延Td值，使所有ONU在插入Td后的环路延迟时间（即均衡环路时延值Teqd）都相等，其结果类似于每个ONU都移到与OLT相同的逻辑距离处。此后可以根据TDM方式来正确发送时隙，组成上行帧结构。测距的目的是为每个ONU提供一个合适的Td值。该Td值应该能在系统运行过程中根据环境变化自动进行实时调整5.试析TDMAPON中OLT突发接收的必要性和相关技术，讨论DC耦合突发模式光接收机的工作原理。必要性：在采用树形结构的PON系统中，下行方向OLT是以连续方式发送到各ONU的时隙，因此ONU光接收机属连续接收的，无需考虑其他特别措施。上行方向，各ONU发送的时隙到达OLT时不仅幅度不同，相位也存在相位突变，即OLT侧接收到的信号流为近似连续时隙流。所以，上行传输不是连续模式而是突发方式。OLT侧的光接收需要采用突发接收和突发同步技术解决光功率突变和相位突变问题。1.快速判决电平调整6.试析TDMAPON中ONU突发发射的必要性和相关技术。必要性：PON上行信道上，各个ONU由MAC协议控制在特定的时隙内向OLT发送数据。在非指定时隙内，ONU应关闭自身的激光器（处于完全关闭状态），以降低OLT接收机处的噪声。G.983要求关断光功率应为“接收机最小灵敏度－10dB”。突发发射模式下，ONU要发送数据时，要求发射机突然启动，但处于关断状态的LD不能立即响应发送数据包的第一个脉冲，产生了一定时间的光发射延迟（对于Ith为10mA的LD，这个时延约为600ps）。因此，ONU发射机应该采取一定的措施减小和补偿突发发射时延。发射延迟补偿设I0=0这种方法是在开始发射前的保护时间进行预偏置。TDMAPON中的ONU能够在发射数据块之前已知道发射的确切时间，因此可以在保护时隙的最后2个比特将LD预偏置，在数据块发送结束后再使偏置电流为0。LD预偏置期间的发射功率必须小于“1”电平的1/10。7.试讨论EPON动态带宽分配算法的设计原则。动态带宽分配时隙长短就意味着带宽的多少，因此MAC协议实际上还具有带宽控制功能。对带宽采取实时调度方式，系统按照ONU实时上报的请求或OLT监测到的ONU带宽需求统筹安排，动态调整给ONU的带宽授权。动态带宽分配能够体现ONU的实时带宽需求，从而能充分利用系统资源，并能改善时延等性能EPON的动态带宽分配目前EPON动态带宽分配算法都是状态报告类型的。ONU通过上行Report帧报告包括请求，OLT根据各ONU带宽请求和带宽分配策略决定各ONU的授权，通过下行Gate帧通知ONU。IEEE802.3ah未对动态带宽分配策略（DBA算法）作出规定。DBA算法设计应考虑的因素1.有效分配带宽，提高系统的带宽利用率2.支持多业务的区分服务，保证服务质量ExpeditedForwarding（EF）AssuredForwarding（AF）BestEffort（BE）3.满足SLA，保证带宽分配的公平性面向用户公平性：同等级用户获同等服务，不同等级用户获得的服务存在合理的差别上述因素是相互制约的，需要统筹兼顾。8.EPON系统如何支持TDM电路业务，怎样改善EPON系统实时业务的QoS。9.GPON有哪两种传输模式？简述这两种传输模式的特点。10.讨论GEM对Ethernet帧的封装方法与效率。接入网：主要基于电话业务的“传统”电信网将全网划分为公用电信网和用户驻地网（CPN）两个部分。公用电信网可分为长途网、中继网和接入网三个部分，其中长途网和中继网又可被合并，并称之为核心网。