1、一般用比特率一距離積BL來(lái)衡量點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)的性能。光纖損耗和色散特性是影響光波系統(tǒng)通信容量（BL積）的重要因素。由于損耗和色散都與系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)有關(guān)，因此工作波長(zhǎng)的選擇和光纖特性參數(shù)對(duì)通信容 量的影響程度就成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)主要問(wèn)題。光纖色散:信號(hào)能量中的各種分量由于在光纖中傳輸速度不同，而引起的信號(hào)畸變。色散限制:光纖色散導(dǎo)致的信號(hào)畸變限制系統(tǒng)的傳輸距離。模間色散：只發(fā)生在多模光纖，因?yàn)椴煌Ｊ降墓庋刂煌穆窂絺鬏?。偏振模色散：指單模光纖中偏振色散，簡(jiǎn)稱(chēng)PMD（=Polarization Mode Dispersion），起 因于實(shí)際的單模光纖中基模含有兩個(gè)相互垂直的偏振模，沿光纖傳播過(guò)程中

2、，由于光纖難 免受到外部的作用，如溫度和壓力等因素變化或擾動(dòng)，使得兩模式發(fā)生耦合，并且它們的 傳播速度也不盡相同，從而導(dǎo)致光脈沖展寬，展寬量也不確定，便相當(dāng)于隨機(jī)的色散。偏振模色散被認(rèn)為是限制光纖通信系統(tǒng)傳輸容量和距離的最終因素。0.85m光波系統(tǒng)（第一代：多模漸變型光纖，主要限制因素是模間色散）階躍型多模光纖限制條件為BL = c/Q%,多模漸變光纖限制條件為BL = 2c/（n1A2）；1.3m光波系統(tǒng)（第二代：低損耗、低色散）該系統(tǒng)最大的限制因素是由較大的光源譜寬支配的色散導(dǎo)致的脈沖展寬，這時(shí)比特率 一距離積限制為：BL（4Dai，式中：D為色散參數(shù)；叫為光源的均方根譜寬。當(dāng)B 1Gb/

3、s時(shí)，為損耗限制系統(tǒng)，當(dāng)B2 1Gb/s時(shí)為色散限制系統(tǒng)。1.55m光波系統(tǒng)（第三代）這種系統(tǒng)中光纖色散是主要的限制因素，限制條件為：B2L（），式中：&為群 16|侄212速色散，與色散參數(shù)D的關(guān)系為。=（2“/中）旦。對(duì)于2.5Gb/s系統(tǒng)，放大器的積累噪聲成為傳輸距離主要限制。對(duì)于10Gb/s系統(tǒng)，光纖色散成為傳輸距離的主要限制。功率預(yù)算的目的在于使光波系統(tǒng)在整個(gè)壽命期間，確保有足夠的光功率到達(dá)接收機(jī)以保證 系統(tǒng)有穩(wěn)定可靠的性能。功率預(yù)算可表示為：萬(wàn)丁 =萬(wàn)+ 4+約，式中：q為信道總損 耗；虬為系統(tǒng)裕量。保留裕量的目的在于分配一定量的功率，給因系統(tǒng)中元器件退化或其他不可預(yù)知的事件引 起

4、的功率虧損在系統(tǒng)壽命期內(nèi)的增加。信道總損耗應(yīng)包括所有的功率損耗源，包括光纖的分布損耗、連接器損耗、對(duì)接損耗。系統(tǒng)展寬時(shí)間的定義：鏈路總的展寬時(shí)間tsys等于每種因素引起的脈沖展寬時(shí)間弓的平方和 的平方根：$ =（卷11/2上升時(shí)間的預(yù)算的目的在于檢驗(yàn)選用的光源，光纖和檢測(cè)器的響應(yīng)速度是否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的要求，以確保系統(tǒng)在預(yù)定的比特率時(shí)能正常工作。上升時(shí)間定義為當(dāng)突然加上一個(gè)輸入（一個(gè)階躍函數(shù)）時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)從其最終輸出值的 10%上升到90%所需的時(shí)間。線性系統(tǒng)的帶寬Af與上升時(shí)間7；成反比，7；= 035，對(duì)于任何線性系統(tǒng)均成立。T B時(shí)，帶寬近似為2Af-寬頻偏；當(dāng)AfB時(shí)，帶寬近似為2B-

5、窄頻偏實(shí)現(xiàn)FSK調(diào)制的辦法：外調(diào)制器（LiNbO3電光、聲光）：通過(guò)改變相位改變頻率，相對(duì)較 復(fù)雜；直接調(diào)制：直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器諧振腔的折射率實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制，但伴隨著調(diào) 幅，信號(hào)處理復(fù)雜。在單根光纖中實(shí)現(xiàn)光復(fù)用有：光時(shí)分復(fù)用（OTDM）、光頻分復(fù)用（OFDM）、波分復(fù)用（WDM）、副載波復(fù)用（SCM）和光碼分復(fù)用（OCDM）。光時(shí)分復(fù)用是用多個(gè)電信道信號(hào)調(diào)制同一光頻或波長(zhǎng)的不同光通道（光時(shí)隙），經(jīng)復(fù)用后再 同一根光纖上傳輸，在系統(tǒng)發(fā)送端將幾個(gè)低比特?cái)?shù)據(jù)流光學(xué)復(fù)用成高比特流，在接收端再 用光學(xué)的方法將其解復(fù)用出來(lái)。OTDM方案的特點(diǎn)是繞過(guò)產(chǎn)生高比特流的電子學(xué)障礙，將其限制轉(zhuǎn)移到光域，利用光子技術(shù)

6、 的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了單波長(zhǎng)通道光時(shí)隙的有效利用和時(shí)分復(fù)用高速率通信。OTDM采用的光子技術(shù)：超短光脈沖產(chǎn)生技術(shù)；OTDM復(fù)用器；OTDM解復(fù)用器；時(shí)鐘提取和 同步。OTDM復(fù)用方式從原理上看主要基于排隊(duì)間插概念，常見(jiàn)的有兩種間插方式：比特間插和時(shí) 隙間插。從結(jié)構(gòu)組成上看主要采取并行和串行兩種復(fù)用結(jié)構(gòu)。串行復(fù)用結(jié)構(gòu)將超短脈沖信號(hào)串行調(diào)制，該方式較簡(jiǎn)單，但需消除因器件串聯(lián)而積累起來(lái) 的有害因素對(duì)波形的劣化影響。并行復(fù)用結(jié)構(gòu)同時(shí)調(diào)制待復(fù)用的各個(gè)子信道，再通過(guò)適當(dāng)?shù)难舆t器或調(diào)相器將子信道的位 置相互錯(cuò)開(kāi)，然后通過(guò)耦合器將各個(gè)錯(cuò)開(kāi)的子信道以比特間插方式合在一起。并行復(fù)用結(jié) 構(gòu)放松了對(duì)調(diào)制解調(diào)器速率的要求，但

7、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)子信道之間延遲的偏離和漂移十分 敏感。OTDM解復(fù)用器完成由高速信道到低速信道的轉(zhuǎn)換，是OTDM系統(tǒng)中最關(guān)鍵和最復(fù)雜的一種 設(shè)備。OTDM解復(fù)用器本質(zhì)上是一種高速光開(kāi)關(guān)，其典型結(jié)構(gòu)：非線性環(huán)鏡（NOLM）；不對(duì)稱(chēng)非線 性放大環(huán)鏡（NALM）。NOLM解復(fù)用是基于光纖中的XMP效應(yīng)；NALM解復(fù)用是基于SOA中的XPM效應(yīng)。OTDM的時(shí)鐘提取技術(shù)可以分為三類(lèi)：電時(shí)鐘提取、光電鎖相環(huán)時(shí)鐘提取和全光時(shí)鐘提取。波分復(fù)用（WDM）的概念：光波分復(fù)用技術(shù)是在一根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng) 技術(shù)。波分復(fù)用（WDM）基本原理：在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來(lái)（復(fù)用），并耦合到光纜第3頁(yè)

8、共6頁(yè)線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將組合波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi)（解復(fù)用），并作進(jìn) 一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端，因此將此項(xiàng)技術(shù)稱(chēng)為光波長(zhǎng)分割復(fù)用，簡(jiǎn)稱(chēng) 光波分復(fù)用技術(shù)。解復(fù)用器：經(jīng)同一傳輸光纖送來(lái)的多波長(zhǎng)信號(hào)分解為各個(gè)波長(zhǎng)分別輸出的器件稱(chēng)為解復(fù)用 器（也叫分波器）。WDM系統(tǒng)的基本構(gòu)成主要有以下兩種形式：雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸。根據(jù)信道間隔的大小，WDM分為：稀疏或粗波復(fù)用（CWDM）；密集波分復(fù)用（DWDM）；致密 集波分復(fù)用或稱(chēng)光頻分復(fù)用（OFDM）。插入損耗是指由于增加光波分復(fù)用器/解復(fù)用器而產(chǎn)生的附加損耗，定義為該無(wú)源器件的輸 入和輸出端口之間的光功率之比。回波損耗

9、是指從無(wú)源器件的輸入端口返回的光功率與輸入光功率的比。反射系數(shù)是指在WDM器件的給定端口的反射光功率七與入射光功率Pj之比。 工作波長(zhǎng)范圍是指WDM器件能夠按照規(guī)定的性能要求工作的波長(zhǎng)范圍。信道寬度是指各光源之間為避免串?dāng)_應(yīng)具有的波長(zhǎng)間隔。偏振相關(guān)損耗（PDL）是指由于偏振態(tài)的變化所造成的插入損耗的最大變化值。實(shí)際的WDM系統(tǒng)主要由五部分組成：光發(fā)射機(jī)、光中繼放大、光接收機(jī)、光監(jiān)控信道和網(wǎng) 絡(luò)管理系統(tǒng)。WDM系統(tǒng)的對(duì)外光接口來(lái)看又分為：集成式系統(tǒng)和開(kāi)放式系統(tǒng)。產(chǎn)生串音的原因：線性串音：選擇信道的解復(fù)用元件的非理性特性導(dǎo)致；非線性串音：光 纖非線性引起的。信道選擇方法：光域進(jìn)行選擇：在光濾波器前

10、接入一濾波器，適用于直接檢測(cè)和相干檢 測(cè)；電域進(jìn)行選擇：適用于相干檢測(cè)技術(shù)。導(dǎo)致串音的非線性機(jī)制：受激喇曼散射（SRS）；受激布里淵散射（SBS）；交叉相位調(diào)制 （XPM）；四波混頻（FWM）。SRS的主要影響是引起非線性損耗和功率代價(jià)。減小SRS對(duì)系統(tǒng)影響的主要措施：減低入纖功率（減小中繼間隔）；減小信道間隔；減小 光纖的非線性系數(shù)。減小SBS對(duì)系統(tǒng)影響的主要措施（避免）：減低入纖功率（減小中繼間隔）；增加光源線寬 （色散限制）。SRS與SBS基本差別：即受激布里淵散射中參與的是聲頻聲子而受激拉曼散射中參與的光頻 聲子。四波混頻（FWM）：折射率對(duì)于光強(qiáng)的相關(guān)性，不僅引起信道中的相移，而且產(chǎn)

11、生新頻率分 量的信號(hào)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為四波混頻（FWM）。在多信道光波通信系統(tǒng)中，F(xiàn)WM是一個(gè)主要的限制因素。副載波復(fù)用（SCM）的實(shí)質(zhì):利用光纖傳輸系統(tǒng)很寬的帶寬換取有限的信號(hào)功率，也就是增 加信道帶寬，降低對(duì)信道載噪比（載波功率/噪聲功率）的要求，而又保持輸出信噪比不變。 互調(diào)失真（IMD）：如果通信信道是完全線性的，接收光功率的波形將與發(fā)送光功率波形相 同，但實(shí)際L-I特性總會(huì)偏離線性特性，從而產(chǎn)生信號(hào)失真。這種失真稱(chēng)為互調(diào)失真（IMD） 減小諧波失真辦法：減小光調(diào)制深度；設(shè)法將張弛震蕩的諧振峰往更高頻率推移，從而擴(kuò) 大可用頻率范圍；采用外調(diào)制器，使直流偏置電壓點(diǎn)置于調(diào)制器調(diào)制特性曲線的拐點(diǎn)

12、上。 對(duì)于副載波復(fù)用模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)，評(píng)價(jià)其傳輸質(zhì)量的特性參數(shù)主要是載噪比（CNR） 和信號(hào)失真。載噪比定義：把滿負(fù)載、無(wú)調(diào)制的等幅載波置于傳輸系統(tǒng)，在規(guī)定的帶寬內(nèi)特定頻道的載 波功率（C）和噪聲功率（NP）的比值，并以dB為單位。第4頁(yè)共6頁(yè)影響CNR的因素：互調(diào)失真；強(qiáng)度噪聲；調(diào)制深度。多波長(zhǎng)SCM光波系統(tǒng)限制因素：光拍頻串?dāng)_。光碼分復(fù)用（OCDM）：此通信是將碼分多址通信技術(shù)與大容量光纖通信技術(shù)相結(jié)合的一種通 信方式，它是在OCDM通信系統(tǒng)中，每個(gè)用戶都擁有一個(gè)唯一的地址碼。在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的 傳輸時(shí)，首先用該地址碼數(shù)據(jù)信息進(jìn)行光調(diào)制，同樣，在接收端用與發(fā)射端相同的址碼進(jìn) 行光解碼，從

13、而實(shí)現(xiàn)用戶間的通信。是在光域?qū)崿F(xiàn)的一種擴(kuò)頻通信技術(shù)，不同用戶的信號(hào) 用互成正交的不同碼序列來(lái)填充，這樣經(jīng)過(guò)填充的用戶信號(hào)可調(diào)制在同一光載波上在光纖 信道中傳輸，接收時(shí)只要用與發(fā)方向相同的碼序列進(jìn)行相關(guān)接收，即可恢復(fù)原用戶信息。光正交碼（OOC： Optical Orthogonal Code）:正交表示其弱的互相關(guān)性，具有良好的自相 關(guān)性，是用戶盡可能降低對(duì)其他用戶的干擾。OCDMA系統(tǒng)中編解碼方式：擴(kuò)頻OCDMA編解碼；擴(kuò)時(shí)OCDMA編解碼；擴(kuò)空OCDMA編解碼。 擴(kuò)頻OCDMA編解碼器結(jié)構(gòu)三種：抽頭型結(jié)構(gòu)；并聯(lián)型結(jié)構(gòu)；梯狀型結(jié)構(gòu)。光網(wǎng)絡(luò)：是指以光纖為基礎(chǔ)傳輸鏈路所組成的一種通信體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

14、。目前的光網(wǎng)絡(luò)不是 一種純光的光網(wǎng)絡(luò)，它的控制、管理以及處理仍是由電層來(lái)完成的。碼分光交換原理：將某個(gè)正交碼上的光信號(hào)交換到另一個(gè)正交碼上，實(shí)現(xiàn)不同碼字之間的 交換。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，分為：城域網(wǎng)，廣域網(wǎng),局域網(wǎng)（總線型、星型、環(huán)形）。 OSI模型：1）物理層其上一層提供一個(gè)物理連接，以及與這個(gè)物理連接有關(guān)的機(jī)械、電 氣、功能和過(guò)程特性，單位bit。物理媒質(zhì)不在OSI 7層之內(nèi)。2）數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在兩 個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的線路上無(wú)差錯(cuò)的傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路 的連接，要解決由于幀的差錯(cuò)、丟失和重復(fù)等出現(xiàn)的問(wèn)題，還要完成信息流量調(diào)配和控制 單位（幀，F(xiàn)）。3）網(wǎng)

15、絡(luò)層 選擇合適的網(wǎng)間路由和交換節(jié)點(diǎn)，確保數(shù)據(jù)及時(shí)傳送。還提供 擁塞控制和異種網(wǎng)互連時(shí)的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。單位是報(bào)文。4）傳輸層保證通信的兩個(gè)末端用 戶之間能可靠、有序地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。單位是報(bào)文。5）會(huì)話層負(fù)責(zé)通信雙方會(huì)話的建立 和拆除。提供數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán)的控制方法、表示傳送數(shù)據(jù)的分段方法、以及返回到上個(gè)分段作 傳送處理的方法。會(huì)話層及以上層，數(shù)據(jù)傳送單位皆為報(bào)文6）表示層負(fù)責(zé)定義信息的表 示方法，管理和轉(zhuǎn)換終端用戶間交換的數(shù)據(jù)單元的語(yǔ)法，提供數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的控制功能，便于 通信時(shí)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，確保數(shù)據(jù)的正確收發(fā)。7）應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議給交換的信息提 供恰當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)義和含義，處理應(yīng)用進(jìn)程之間收發(fā)數(shù)據(jù)中所含信息

16、內(nèi)容。應(yīng)用層確保網(wǎng)絡(luò)兩端 合作進(jìn)行信息處理的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程能夠相互理解。通信功能：文件傳送存取、數(shù)據(jù)庫(kù)訪 問(wèn)、電子郵件存取等資源利用功能以及保障網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)管理功能。SDH主要優(yōu)勢(shì)：通信容量大、傳輸性能好、接口規(guī)范、組網(wǎng)靈活方便、同步復(fù)用、運(yùn)行維 護(hù)管理功能強(qiáng)大、互聯(lián)互通兼容性好。PDH是逐級(jí)復(fù)接，SDH是一步到位；用SDH設(shè)備組網(wǎng) 簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。SDH的固有缺陷：頻帶利用率低-有效性和可靠性的矛盾；指針調(diào)整機(jī)理復(fù)雜，并且產(chǎn)生 指針調(diào)整抖動(dòng)；軟件的大量應(yīng)用，使系統(tǒng)易受病毒或誤操作的危害。映射概念：把PDH的各種速率及ATM信元與SDH的容器C進(jìn)行適配的過(guò)程，即將PDH信號(hào) 通過(guò)碼速調(diào)整裝入C-

17、n中，再加上通道開(kāi)銷(xiāo)，映射到VC-n虛容器的過(guò)程。映射分類(lèi)：異步映射、同步映射工作模式：浮動(dòng)模式、鎖定模式。指針調(diào)整的作用：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步狀態(tài)時(shí)，指針用于進(jìn)行同步的信號(hào)之間的相位校準(zhǔn)；指 針還可用來(lái)容納網(wǎng)絡(luò)中的相位抖動(dòng)和漂移；網(wǎng)絡(luò)失去同步時(shí)，指針用作頻率和相位校準(zhǔn)； 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于異步工作時(shí)，指針用作頻率跟蹤校準(zhǔn)。指針兩類(lèi)：管理單元指針和支路單元 指針。SDH同步復(fù)用：使多個(gè)低階通道層信號(hào)適配進(jìn)高階通道，或者把多個(gè)高階通道層信號(hào)適配 第5頁(yè)共6頁(yè)進(jìn)復(fù)用層過(guò)程。復(fù)用方法：字節(jié)間插（按字復(fù)接），同步復(fù)用。SDH設(shè)備分為四類(lèi)：終端復(fù)用器：分插復(fù)用器；再生中繼器；SDH數(shù)字交叉連接設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)與恢復(fù)：

18、網(wǎng)絡(luò)生存性泛指網(wǎng)絡(luò)經(jīng)受各種故障后仍能維持可接受的業(yè)務(wù)質(zhì)量等級(jí) 的能力。一般通過(guò)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)利用預(yù)先安排好的備用容量去保 護(hù)主用容量。SDH網(wǎng)的保護(hù)可分為二大類(lèi)：路徑保護(hù)與子網(wǎng)連接保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)是在外 部網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的控制下，采用某種算法在網(wǎng)絡(luò)中尋找失效路由的替代路由?；謴?fù)通常主 要適用網(wǎng)狀拓?fù)?，能最佳地利用網(wǎng)絡(luò)容量資源?；謴?fù)機(jī)制通常采用集中控制方式，需要外 部網(wǎng)管系統(tǒng)介入，業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)秒至分鐘量級(jí)。自愈網(wǎng)：具有自愈能力的網(wǎng)，即無(wú)需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自 動(dòng)恢復(fù)業(yè)務(wù)傳輸能力，使用戶感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障。基本原理：使網(wǎng)絡(luò)具備自動(dòng)發(fā)現(xiàn)替代傳

19、輸路由，重新配置業(yè)務(wù)并確立通信的能力。交換式以太網(wǎng)工作方式直通式：邊收邊發(fā)：交換機(jī)端口接收到數(shù)據(jù)幀幀頭（前14字節(jié)），馬上查詢地址 映射表，根據(jù)結(jié)果立即進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)發(fā)延遲小，交換速度快，缺點(diǎn)：無(wú)法檢測(cè)到?jīng)_ 突幀和出錯(cuò)幀。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式：先將數(shù)據(jù)幀完整地接收下來(lái)然后進(jìn)行CRC校驗(yàn)，濾掉不正確的幀， 確認(rèn)包正確后，取出目的地址，根據(jù)目的地址轉(zhuǎn)發(fā)到指定接口。優(yōu)點(diǎn)：可以檢查出沖突 幀，出錯(cuò)幀，使轉(zhuǎn)發(fā)幀全為有效幀。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)發(fā)延遲較大，交換速度較慢。自適應(yīng)方式：交換機(jī)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自動(dòng)更換數(shù)據(jù)交換方式。介于直通式與存儲(chǔ)轉(zhuǎn) 發(fā)式之間的一種解決方案，綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，數(shù)據(jù)處理速度介于兩者之間。交換式以太網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：不需要改變網(wǎng)絡(luò)其他硬件，只需用交換機(jī)替換共享式HUB。同時(shí)提供 多個(gè)通道，允許多對(duì)用戶同時(shí)通信。能提供更高帶寬和速度。全雙工交換式局域網(wǎng)：在總線方式下采用CSMA/CD協(xié)議，如果兩臺(tái)