DWDM系统习题册答案(教师用)

DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第1页,共31页DWDM系统习题册（答案）DWDM原理一、填空题1、按照信号的复用方式进行分类，可分为频分复用，时分复用，波分复用和空分复用系统；2、使用波长密度较高的WDM称为密集波分复用，使用波长密度较低的WDM称为稀疏波分复用。3、华为公司使用的DWDM系统频率范围：192.1THz-196.05THz,频率间隔：100GHz；4、华为公司使用的DWDM系统中参考频率：193.1THz。5、WDM设备的传输方式包括双纤双向和单纤双向。6、DWDM通常有两种应用形式：开放式DWDM和集成式DWDM。7、光源的作用是产生激光或荧光，它是组成光纤通信系统的重要器件，目前广泛应用于光纤通信的光源类型：半导体激光器LD和半导体发光二极管LED；8、激光器的调制方式直接调制和间接调制；9、半导体光检测器主要有两类：PIN光电二极管和APD雪崩二极管；10、现在半导体光放大器（SOA）和光纤光放大器(FOA)是主要使用的放大器类型。11、光纤是由纤芯、涂层和护套三层构成的，光信号是在光纤的纤芯传输。纤心的折射率大于（大于、小于）涂层的折射率。12、波分系统选用的激光器是：电吸收调制激光器（EA调制器）。DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第2页,共31页二、选择题（不定项选择）1、WDM的系统组成，包括：ABCA、OTUB、OMUC、OSCD、OPU2、WDM的优势：ABCDEA、超大容量；B、对数据的“透明”传输；C、系统升级时能最大限度地保护已有投资；D、高度的组网灵活性，经济性和可靠性；E、可兼容全光交换3、DWDM系统的光源的突出特点：BCA，经济可靠B，比较大的色散容纳值C，标准而稳定的波长D，波长可以更改，利于维护；4、常用的外调制器有ABCA、光电调制器；B、声光调测器；C、波导调制器；D、电吸收调制器5、ITU-T中，当光信道间隔为0.8nm的系统，中心波长的偏差不能大于：BA、±10GHzB、±20GHzC、±30GHzD、±40GHz6、由于从光纤传送过来的光信号一般是非常微弱的，因此对光检测器提出了非常高的要求：ABCDEA、在工作波长范围内有足够高的响应度。B、在完成光电变换的过程中，引入的附加噪声应尽可能小。C、响应速度快。线性好及频带宽，使信号失真尽量小。D、工作稳定可靠。有较好的稳定性及较长的工作寿命。E、体积小，使用简便。DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第3页,共31页7、光复用器和解复用器种类包括：ABCDA、干涉滤光器型B、光纤耦合型C、光栅型D、阵列波导光栅型8、DWDM对光监控信道有如下要求：ABCDA、光监控信道不限制光放大器的泵浦波长；B、光监控信道不限制两个线路放大器之间的距离；C、光监控通道不限制未来在1310波长的业务；D、线路放大器失效时光监控通道仍然可用；9、DWDM的光监控信道的波长可以是：AA、1510nmB、1550nmC、1310nmD、1650nm10、DWDM的光监控信道的速率为：CA、155Mb/sB、2MHz/sC、2Mb/sD、8Mb/s三、简答题1、什么是WDM，DWDM，CWDM答：WDM波分复用是利用单模光纤低损耗区的巨大带宽，将不同速率（波长）的光混合在一起进行传输，这些不同波长的光信号所承载的数字信号可以是相同速率、相同数据格式，也可以是不同速率、不同数据格式。可以通过增加新的波长特性，按用户的要求确定网络容量。对于2.5Gb/s以下的速率的WDM,目前的技术可以完全克服由于光纤的色散和光纤非线性效应带来的限制，满足对传输容量和传输距离的各种需求。WDM扩容方案的缺点是需要较多的光纤器件，增加失效和故障的概率。DWDM技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用多个波长作为载波，允许各载波信道在光纤内同时传输。与通用的单信道系统相比，密集WDM（DWDM）不仅极大地提高了网络系统的通信容量，充分利用了光纤的带宽，而且它具有扩容简单和性能可靠等诸多优点，特别是它可以直接接入多种业务更使得DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第4页,共31页它的应用前景十分光明。稀疏波分复用CWDM，顾名思义，是密集波分复用的近亲，它们的区别有两点：（1）CWDM载波通道间距较宽，因此一根光纤上只能复用2到16个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来；（2）CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的是冷却激光，它需要冷却技术来稳定波长，实现起来难度很大，成本也很高。CWDM避开了这一难点，CWDM系统采用的DFB激光器不需要冷却，因而大幅降低了成本，整个CWDM系统成本只有DWDM的30%。2、请简要描述掺铒光纤放大器的优缺点？答：1.掺铒光纤放大器的主要优点：i.工作波长与单模光纤的最小衰减窗口一致。ii.耦合效率高。由于是光纤放大器，易与传输光纤耦合连接。iii.能量转换效率高。掺铒光纤EDF的纤芯比传输光纤小，信号光和泵浦光同时在掺铒光纤EDF中传播，光能量非常集中。这使得光与增益介质Er离子的作用非常充分，加之适当长度的掺铒光纤，因而光能量的转换效率高。iv.增益高、噪声指数较低、输出功率大，串话很小。v.增益特性稳定：EDFA对温度不敏感，增益与偏振无关。vi.增益特性与系统比特率和数据格式无关。2.掺铒光纤放大器的主要缺点：I.增益波长范围固定：Er离子的能级之间的能级差决定了EDFA的工作波长范围是固定的，只能在1550nm窗口。这也是掺稀土离子光纤放大器的局限性，又例如，掺镨光纤放大器只能工作在1310nm窗口。II.增益带宽不平坦：EDFA的增益带宽很宽，但EFDA本身的增益谱不平坦。在WDM系统中应用时必须采取特殊的技术使其增益平坦。III.光浪涌问题：采用EDFA可使输入光功率迅速增大，但由于EDFA的动态增益变化较慢，在输入信号能量跳变的瞬间，将产生光浪涌，即输出光功率出现尖峰，尤其是当EDFA级联时，光浪涌现象更为明显。DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第5页,共31页峰值光功率可以达到几瓦，有可能造成O/E变换器和光连接器端面的损坏。3、请简要描述Raman放大器的特点？答：a、其增益波长由泵浦光波长决定，只要泵浦源的波长适当，理论上可得到任意波长的信号放大，如图2-12，其中虚线为三个泵浦源产生的增益谱。拉曼光纤放大器的这一特点使拉曼光纤放大器可以放大EDFA所不能放大的波段，使用多个泵源还可得到比EDFA宽得多的增益带宽（后者由于能级跃迁机制所限，增益带宽只有80nm），因此，对于开发光纤的整个低损耗区1270nm-1670nm具有无可替代的作用。b、其增益介质为传输光纤本身；这使拉曼光纤放大器可以对光信号进行在线放大，构成分布式放大，实现长距离的无中继传输和远程泵浦，尤其适用于海底光缆通信等不方便设立中继器的场合，而且因为放大是沿光纤分布而不是集中作用，光纤中各处的信号光功率都比较小，从而可降低非线性效应尤其是四波混频（FWM）效应的干扰。c、噪声指数低，这使其与常规EDFA混合使用时可大大降低系统的噪声指数，增加传输跨距。4、请简要描述LD和LED之间的区别？答：LD和LED相比，其主要区别在于，前者发出的是激光，后者发出的是荧光，因此，LED的谱线宽度较宽，调制效率低，与光纤的耦合效率也低；但它的输出特性曲线线性好，使用寿命长，成本低，适用于短距离、小容量的传输系统。而LD一般适用于长距离、大容量的传输系统，在高速率的PDH和SDH设备上被广泛采用。5、ITU-T对于激光器有那两个基本要求？答：高色散容纳度，高稳定度DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第6页,共31页6、请简述EDFA放大的基本原理。（提高题）答：掺铒光纤是光纤放大器的核心，它是一种内部掺有一定浓度Er3+的光纤，当用高能量的泵浦激光器来激励掺铒光纤时，可以使铒离子的束缚电子从基态能级大量激发到高能级E3上。然而，高能级是不稳定的，因而铒离子很快会经历无辐射衰减（即不释放光子）落入亚稳态能级E2。而E2能级是一个亚稳态的能带，在该能级上，粒子的存活寿命较长，受到泵浦光激励的粒子，以非辐射跃迁的形式不断地向该能级汇集，从而实现粒子数反转分布。当具有1550nm波长的光信号通过这段掺饵光纤时，亚稳态的粒子以受激辐射的形式跃迁到基态，并产生出和入射信号光中的光子一模一样的光子，从而大大增加了信号光中的光子数量，即实现了信号光在掺饵光纤传输过程中的不断被放大的功能。DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第7页,共31页DWDM系统组网与应用4、请列举DWDM系统中的设备类型？答：A.光终端复用设备(OTM)B.光线路放大设备(OLA)C.光分插复用设备(OADM)D.电中继设备(REG)5、请分别列举DWDM系统中光终端复用设备，光线路放大设备按功能单元划分主要包括哪几部分？答：光终端复用设备：E.光波长转换单元（只用于开放式设备）F.光复用单元G.光放大单元H.光解复用单元I.光纤线路接口单元J.光监控信道处理单元（或光监控信道及时钟传送单元）K.系统控制与通信单元光线路放大设备DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第8页,共31页A.光放大单元B.光纤线路接口单元C.光监控信道处理单元（或光监控信道及时钟传送单元）D.系统控制与通信单元3、OADM主要分为串行OADM和并行OADM4、DWDM系统中根据组网能力分为哪几种？点到点组网链形组网环行组网6、请列举WDM组网考虑的因素？答：A.色散受限距离B.功率预算C.光信噪比(OSNR)D.非线性效应及其他7、光通道保护分为哪几种？请简要描述这几种光通道保护的原理？答：板间通道保护和板内通道保护板内通道保护：部分波长转换板具有双发选收功能（如LWM、LWX、LDG、LQS、DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第9页,共31页LGS），可以实现光通道保护。这种方式的优点是成本低，缺点是如果波长转换板自身损坏则无法提供保护。板间通道保护：对于采取保护的波长，在发送端利用一块SCS单板将客户端的业务分做两路，分别送入主/备用波长转换板，在接收端利用另一块SCS单板将主/备用波长转换板的业务送往客户端。这种方式的优点是可以保护波长转换板自身损坏，缺点是多用一倍的波长转换板，成本较高。双发选收波长转换板主用通道备用通道客户侧设备备用波长转换板主用通道备用通道主用波长转换板SCS客户侧设备DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第10页,共31页DWDM信号流1、请画出由M32和D32组成的OTM。（1600G）2、简要画出由4×MB2/MR2组成的OTM信号流？（Metro6100）DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第11页,共31页3、由4×MB2/MR2组成的串行OADM信号流？（Metro6100）4、请画出4×MR2组成的信号流？（1600G）DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第12页,共31页5、请画出1600G-I和1600G-III设备的OTM信号流？（1600G）DWDM系统习题册文档密级2004-06-226内部资料，请勿扩散第13页,共31页Metro6100设备硬件一、单项选择填空1.单板正常运行的状态为：BA.红灯与绿灯一起闪烁，每秒一次。B.绿灯慢闪，每秒一次，红灯灭。C.绿灯灭，红灯慢闪，每秒一次。D.红灯和绿灯一起灭。2.有关波长转换器的说法不正确的是：AA.LWM是把符合G.975标准的光信号转换为符合G.692标准的光信号；（G.957）B.TWF是把符合G.691标准的光信号转换为符合G.692标准的光信号；C.LWM和LWF都具有B1检测的功能；D.TWF具有再生