光通信知识.docx

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光通信知识

国家电网公司电力通信专业题库

（光通信技术）

1、判断题

1）光纤的数值孔径为入射临界角的正弦值，NA越大，进光量越大，带宽越宽。

（√）

2）在G.652光纤的1550nm窗口处，光纤的色散系数D为正值，光载波的群速度与载波频率成正比。

（√）

3）光纤的色散特性使光信号波形失真，造成码间干扰，使误码率增加。

（√）

4）G.652光纤是零色散波长在1310nm的单模光纤。

（√）

5）光衰减器是光通信线路测试技术中不可缺少的无源光器件。

（√）

6）色散系数的单位是ps/nm.km。

（√）

7）G.652光纤在1310nm的典型衰减系数是0.3-0.4dB/km，1550nm的典型衰减系数是0.15-0.25dB/km。

（√）

8）光端机的平均发送光功率越大越好。

（×）

9）光纤使用的不同波长，在1.55um处色散最小，在1.31um处损耗最小。

（×）

10）光纤通信系统，主要有发送设备、接收设备、传输光缆三部分组成。

（√）

11）发光二极管产生的光是非相干光，频谱宽；激光器产生的光是相干光，频谱很窄。

（√）

12）光缆中的纤芯所用材料主要是塑料。

（×）

13）光接收器件主要有发光二极管（LED）和雪崩光电二极管（APD）。

（×）

14）“O”码时的光功率和“1”码时的光功率之比叫消光比。

消光比越小越好。

（√）

15）单模光纤的数值孔经和特征频率都比多模光纤小得多。

（√）

16）OPGW是架空地线复合光缆，它是与电力线架空地线复合在一起的特殊光缆。

它既保持电力架空地线的功能，又具有光通信的要求。

（√）

17）光纤的损耗主要由吸收损耗和散射损耗引起的。

（√）

18）光纤接头损耗的测量，可以熔接机指示器上读出，不必另行测量。

（×）

19）光纤通信系统的带宽是由上升时间确定的。

（√）

20）OTDR测试光纤距离时，选择测试范围应大于光纤全程长度。

（√）

21）ADSS光缆不含金属，完全避免了雷击的可能。

（√）

22）当入纤光功率超过一定数值后，光纤的折射率将与光功率非线性相关，并产生拉曼散射和布里渊散射，使入射光的频率发生变化。

。

（√）

23）光纤衰减测量仪器应使用光时域反射计（OTDR）或光源、光功率计，测试时每根纤芯应进行双向测量，测试值应取双向测量的平均值。

（√）

24）OPGW是一次线路的组成部分，操作时应由相应电力调度机构调度管辖或调度许可。

（√）

2、选择题（含单选和多选题）

1）不属于光纤衰减损耗的是（D）。

A：

吸收损耗B：

散射损耗

C：

弯曲损耗D：

固有损耗

2）属于光纤光学特性的是（　A）

A:

折射率、数值孔径、截止波长

B:

纤芯、包层直径、偏心度

C:

损耗、带宽

3）下面关于光接收机的描述,正确的是（A）。

A：

APD接收机灵敏度比PIN接收机低

B：

PIN接收机灵敏度比APD接收机低

C：

APD接收机过载点比PIN接收机高

4）适合在光纤中传输的线路码型有（ACD）。

A：

伪双极性码B：

HDB3码

C：

插入比特码D：

mBnB码

5）LD和LED相比，主要区别在于（ABCD）。

A：

LD发出的是激光，LED是荧光

B：

LED的谱线带宽较宽，调制效率低

C：

LD一般适用于大容量、长距离的传输系统

D：

LED成本低，适用于短距离、小容量的传输系统

6）激光器的光频特性包括（ABC）。

A：

U-I特性B：

P-I特性

C：

阀值特性D：

偏振色散性

7）在下列光器件中，属于无源器件的有（AD）。

A：

光衰耗器B：

光接收器

C：

光放大器D：

光活动连接器

8）关于L-16.2类型激光器的描述，错误的是（D）

A、用于局间长距离传输

B、激光器信号速率为STM-16

C、工作在1550窗口，使用G.652和G.654光纤

D、此激光器是定波长激光器

9）掺铒光纤的激光特性（A）

A：

主要由掺铒元素决定

B：

主要由起主介质作用的石英光纤决定

C：

主要由泵浦光源决定

D：

主要由入射光的工作波长决定

D：

光纤的横截面过大

10）单模光纤的色散，主要是由（B）引起的。

（A）模式色散；（B）材料色散；（C）折射剖面色散

11）激光二极管的工作寿命一般以（A）来定义。

（A）阀值电流的增大；（B）阀值电流的减小；（C）输出功率的增大；（D）输出功率的减小。

12）如图下所示，尾纤连接器型号SC/PC是（B）。

13）如图下所示，尾纤连接器型号ST/PC是（C）。

14）如图下所示，尾纤连接器型号FC/PC是（A）。

15）光纤接续，一般应在不低于（C）℃条件下进行。

（A）5；（B）0　；（C）-5；（D）-10。

16）普通架空光缆平行于街道时，最低缆线到地面的最小垂直距离为（C）m。

（A）3；（B）4；（C）4.5；（D）5。

17）OPGW光缆管理由（B）部门负责。

（A）通信部门；（B）输电线路和通信部门；（B）输电线路部门。

18）ADSS光缆是（AB）。

（A）非金属光缆；（B）自承式光缆；（C）地线复合光缆；（D）普通光缆。

19）光信号在光纤中的传输距离受到（AB）的双重影响。

（A）色散；（B）衰耗；（C）热噪声；（D）干扰。

20）光接收机的灵敏度主要和（D）有关。

（A）动态范围；（B）误码率；（C）抖动；（D）噪声

21）光纤纤芯折射率为

=1.5，用OTDR定时装置测得信号从A点到B点往返的时间为15μs，求A、B两点间的光纤长度（A）m。

（A）1500；（B）3000；（C）6000；（D）4500

22）光通信是利用了光信号在光导纤维中传播的（D）原理。

（A）折射；（B）反射；（C）衍射；（D）全反射

23）在OPGW光缆所有特性参数中，（D）权重最大，最具有影响力。

（A）总外径；（B）金属导线的承载面积；（C）额定拉断力（RTS），（D）短路电流容量。

24）正常运行时，光缆的曲率半径不得小于光缆外径的（C）倍。

（A）5；（B）10；（C）15；（D）20

25）在目前最常用的G.652光纤中，波长为（B）的光具有最小色散。

（A）850nm；（B）1310nm；（C）1550nm；（D）1720nm。

26）在目前最常用的G.652光纤中，波长为（C）的光具有最小损耗。

（A）850nm；（B）1310nm；（C）1550nm；（D）1720nm。

27）决定光纤通信中继距离的主要因素是（B）

（A）光纤的型号（B）光纤的损耗和传输带宽

（C）光发射机的输出功率（D）光接收机的灵敏度

28）光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是（A）

（A）光源不能产生负信号光（B）将出现长连“1”或长连“0”

（C）编码器太复杂（D）码率冗余度太大

29）进行光功率测试时，注意事项有（ABD）。

（A）保证尾纤连接头清洁；（B）测试前应测试尾纤的衰耗；（C）测试前验电；（D）保证光板面板上法兰盘和光功率计法兰盘的连接装置耦合良好。

3、填空题：

1）数字信号序列在特定时刻相对其理想时间偏离的变化频率高于10Hz是抖动，低于10Hz是漂移。

2）光纤典型结构自内向外为包层、纤芯和涂覆层。

3）光纤衰减来源于材料吸收、瑞利散射、波导缺陷。

4）光纤按折射率分：

阶跃型、渐变型，按传输模式分：

多模、单模。

5）通信光缆中形成损耗的原因有吸收损耗、散射损耗、工程损耗。

6）光接口指标主要有四个：

（1）平均发送光功率；

（2）消光比；（3）光接收灵敏度；（4）光接收机的动态范围。

7）将光限制在有包层的光纤纤芯中传播的原理是在包层边界发生全反射。

8）吸收损耗是制造光纤的材料本身造成的，其中的过量金属杂质和氢氧根OH离子对光的吸收而产生的损耗。

单模光纤的色散，主要是由材料色散引起的。

9）能满足光纤通信要求的光源器件有半导体激光二极管（LD）和半导体发光二极管（LED）。

10）光纤是由折射率较高的纤芯和包围在纤芯外面的折射率较低的包层所组成的光的传输媒介

11）既不导电也不导磁是光纤的最主要的特点。

12）光纤几何参数重要有：

涂层直径、包层直径、包层不圆度、纤芯包层同心度、涂层包层同心度等。

13）光纤传输特性参数主要有：

衰减、光缆截止波长、模场直径色散、零色散波长等。

14）模场直径的取值和容差范围与光纤的连接损耗和抗弯特性有着直接联系。

15）引起光纤传输损耗的原因包括光纤本身的传输损耗（材料杂质吸收、材料固有吸收、制作不完善造成、材料固有散射）和光纤使用时引起的传输损耗（接续损耗、弯曲损耗、微弯曲损耗）。

16）光纤的分类为：

单模光纤（G.652、G.653、G.654、G.655）、多模光纤（G.651）等。

17）单模光纤的色散主要有材料色散、波导色散引起。

18）单纵模半导体激光器常用的有DFB激光器和DBR激光器，二者均为分布反馈激光器，其光反馈是由光腔内的分布反馈布拉格光栅提供的。

19）造成光纤中传输的光波信号出现畸变的重要原因是光纤色散。

20）LD属于受激发射发光，而LED属于自发辐射发光。

21）ITU规定G．652光纤在波长1310时其衰减不大于0.36db,在波长1550时其衰减不大于0.22db。

22）光缆按照起结构可以分为：

松套层绞光缆、中心束管光缆、骨架式带状光缆等。

23）OPGW的机械性能应包括OPGW的拉力、应力-应变、过滑轮、风激振动、舞动、蠕变性能等。

24）ADSS光缆的机械性能包括光缆的拉伸、压扁、冲击、反复弯曲、卷绕、微风疲劳振动、舞动、过滑轮、蠕变、扭转和磨损等。

25）OPGW一般由光单元（简称OP单元）和地线单元两部分组成

26）OPGW属输电线路和通信线路两个运行部门共管设备。

线路运行维护单位负责日常的巡视、检查，并负责光缆及杆塔上光缆金具的检修更换，但光缆的接续及测试工作由通信部门负责。

4、简答题：

1）光纤通信系统为什么要进行线路编码？

答：

（1）避免长连“0”或长连“1”的出现，便于接收端时钟提取，避免时钟抖动性能变差。

（2）均衡信码流频谱，降低直流成分，以便判决再生。

 （3）普通的二进制信号难以进行不中断码业务的误码监测，通过线路编码可实现在线误码监测。

2）光时域反射计（OTDR）的测试原理是什么？

有何功能？

答：

OTDR基于光的背向散射与菲涅耳反射原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。

其主要指标参数包括：

动态范围、灵敏度、分辨率、测量时间和盲区等。

3）光放大器的原理是什么?

答：

光放大器的原理基本上是基于激光的受激辐射，通过将泵浦光的能量转变为信号光的能量实现放大作用。

4）阐述受激拉曼散射与受激布里渊散射的区别。

答：

从现象上看，SBS类型于SRS，只是SBS涉及声子振动，而非分子振动。

然而实际上两者实际上有三个重要区别，第一，峰值SBS增益比SRS大2个量级；第二，SBS频移（10~13GHz）和增益带宽（20~100MHz）远小于SRS的相应值；第三，SBS只出现在后向散射方向上，其影响要大于SRS。

5）在SDH传输系统中，如果在网管上看到：

两个相邻的站点，其状态由正常突然同时变化为光路紧急告警，

①、试判断传输网络可能出现了什么问题？

②、说明排除这种故障需要使用哪些工具，这些工具的用途是什么？

③、简述排除这种故障的主要步骤。

答：

①、光缆断裂，导致两侧站点同时收不到光，因而同时出现紧急告警。

②、所用设备仪器：

OTDR：

测量光纤距离

光功率计：

测量收光功率

光纤熔接机：

熔接断纤

③、维护步骤：

⑴、网管发现告警站点。

并确认倒换保护已经启动，业务没有中断。

⑵、携带OTDR至发生告警的站点，测量光缆中断的位置；当用OTDR判测断点时，一定要确保和设备之间确实有断点.如不能确认,须在对端ODF上断开测试光纤，不可直接连接对端光设备光板进行测试。

否则可能损坏对端光设备的光接口板。

⑶、使用光纤熔接机进行断点融接。

⑷、至发生告警的站点用光功率计测量收光功率，以确认收光正常。

并确认光路修通后光板告警已经消失。

⑸、网管确认相关的告警全部消除。

6）画出光纤衰减的测量插入法的原理框图

答：

7）光纤的色散有哪些？

对光通信系统的性能产生什么影响？

答：

光纤的色散有模式色散（仅存在于多模光纤中）、材料色散、波导色散。

色散使光脉冲在光纤内传输过程中发生展宽，产生码间干扰，增加误码率，直接影响了传输距离的长短以及系统传输速率的大小。

8）电力特种光缆主要有哪些类型？

答：

光纤复合架空地线（OPGW）、光纤复合相线（OPPC）、金属自承式光缆（MASS）、全捆绑光缆（AD-LASH）、介质自承式光缆（ADSS）、缠绕光缆（GWWOP），其中OPGW和ADSS是电力部门使用最为广泛的两种光缆。

9）光纤通信系统的噪声由哪些因素产生？

答：

由消光比不合格产生的噪声，光强度随机变化的噪声，时间抖动引起的噪声，接收机的点噪声和热噪声，光纤的模式噪声，色散导致的脉冲展宽产生的噪声，LD的模分配噪声，LD的频率啁啾产生的噪声以及反射产生的噪声等。

10）ADSS光缆外护套有什么要求？

答：

根据光缆使用的电场强度大小，ADSS光缆外护套分为A、B两级：

A级：

光缆敷设区空间电位不大于12kV，采用黑色聚乙烯护套料。

B级：

光缆敷设区空间电位大于12kV采用耐电痕黑色聚烯烃护套料。

外护套表面应光滑圆整、无裂痕、无气泡、无沙眼和机械损伤，标称厚度不小于1.7mm，任何横断面上的厚度应不小于1.5mm。

11）光缆的运输与存放需要注意什么问题？

答：

a）光缆线盘必须用吊车进行装卸，装卸时应确保缆盘直立，以免损坏包装盘条。

严禁用人工直接从车上往下推。

b）缆盘在运输过程中必须直立，缆头应固定好以免光缆松开，所有的盘条和保护装置要在光缆运抵施工现场后安装时方可拆除；运输前必须将缆盘稳妥固定，保证缆盘在运输中不会滚动和随意振动。

c）应选择平整、坚实的地面存放缆盘，并在缆盘的前后塞上木块或者砖块（注意不要抵碰光缆），防止缆盘滚动碰撞后受损，不得堆放。

d）防止受潮和长时间暴晒，贮运温度应控制在-40--60℃范围内。

12）光缆施工前需要哪些准备工作？

答：

a）光缆盘测与金具清点

b）施工技术方案的培训交底

c）施工材料、器具准备

d）放线通道处理

13）光缆施工质量控制要点？

答：

a）检查运输与存放过程中光缆及金具、附件在运输过程中是否受磨损，存放时是否受潮、受腐蚀。

b）放、紧线过程中要防止光缆过张力、磨损、折曲、扭转次数过多。

c）附件安装时防止光缆受力的各种螺栓的紧固力矩过多，防止光缆的磨损、折曲和不合理受压

14）OPGW的主要特性参数有哪些？

答：

光纤的根数、类型；总外径，mm；金属导线的承载面积mm2；单位长度质量，kg/km；额定拉断力（RTS），kN；弹性模量，MPa；热膨胀系数1/℃；直流电阻，Ω/km；最大允许温度范围，℃；短路电流容量，Ka2•S；最大允许拉力（MAT），kN；年平均运行张力（EDS），kN等。

15）光缆松套管中光纤的色谱顺序如何？

答：

蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿

5、计算题：

1）已知阶跃型多模光纤纤芯折射率n1=1.4，相对折射率差

，2a=50um，工作波长

=1.55um。

问：

（1）此光纤的数值孔径NA为多少？

（2）光纤的归一化频率为V为多少？

（3）光纤可以容纳多少个传输模式？

答：

（1）

（2）

（3）

2）单模光纤，2α=8μm，λ=1.55μm，问数值孔径NA为多大才正常工作？

若色散系统m=4Ps/km.nm，光源谱宽Δλ=4nm，L=100km，问脉冲展宽和带宽各为多少？

答：

①V=2Πα/λ×NA<2.405

NA<2.405×λ/2Πα=0.148

②Δt=m×Δλ=4×4=16Ps/km

脉冲展宽=Δt×100=1.6ns

带宽=0.44/ΔtL=0.275GHz

3）入纤光功率Ps=0dBm，接收灵敏度Pr=-36dBm，设备富余度4dB，光缆损耗系统df=0.2dB/km，固定熔接损耗αs=0.05dB/km，光缆富余度Mc=0.1dB/km，问只考虑损耗情况下中继距离是多少？

答：

L=（Ps-Pr-Me-2）/（Af+Ac+Mc）=（0+36-4-2）/（0.2+0.05+0.1）=85.71km

4）光纤纤芯折射率为n1=1.5，用OTDR定时装置测得信号从A点到B点往返的时间为15us，A、B两点的光纤长度是多少?

答：

L=（3×108×15×10-6）/（2×1.5）=1500（m）

5）有一段长50km的光纤，在光纤发光端测得光纤发光功率为142.2616mW，在光纤收光端收光功率为8mW，请计算这段光纤的衰减系数。

答：

总衰耗

（dB/km）

衰耗系数

＝-0.25

6）光波长为1310，数值孔径NAt＝0.24。

请计算模场直径。

答：

＝

＝4916nm

7）一个622M单模光纤通信系统，系统中所采用激光器，其标称波长为1310nm，光脉冲谱线宽度λ<=2nm。

发光功率为0dBm。

接收灵敏度为－28dBm。

光纤损耗为0.2dB/Km，光纤色散系数D＝1.8ps/km.nm，问系统所允许的最大中继距离是多少？

答：

考虑衰耗影响：

La＝Pt－Pr/Af＝0－（－28）/0.2＝140Km

考虑色散的影响：

因此最大的中继距离是51.35Km。

8）某光纤通信系统中光源平均发送光功率为-24dBm,光纤线路传输距离为20km，损耗系数为0.5dB/km,

   ①、试求接收端收到的光功率为多少？

   ②、若接收机灵敏度为-40dBm，试问该信号能否被正常接收？

答：

①Po=Pi-Px

=-24dBm-10lg（20*0.5dB/Km）

=-34dBm

②-40dBm＜-34dBm能正常工作

9）已知：

甲乙两地建设了100km的G.652通信光缆，根据设计光缆配盘数为25盘，采用1.55μm波长的激光器，求全程的衰耗量和色散。

答：

实际线路衰减Psr的计算公式为:

Psr=Af·L+AS·N+MC+2AC

Af光缆平均衰减系数,G.652光纤在1550窗口下的衰减取0.22DB/km;L，线路长度km;N，光缆接头数;AS平均光纤接头衰减,取0.1DB;MC：

光缆富余度,取4DB;AC：

活动连接器固定衰减,取0.35dB;

Psr=0.22×100+9×0.1+4+2×0.35=27.6dB

色散值计算

Dsr=Ld·Dm

Ld线路长度，单位Km；Dm最大色散系数，单位ps/（nm·km），对于G.652光纤，在1550窗口下，取值18ps/（nm·km）；

Dsr=100×18=1800ps/nm