串扰低、开关速度快、扩展信号和寿命长。
8.光隔离器的功能是什么？
答：光隔离器的功能是只允许光波向一个方向传播，而阻止光波向其它方向特别是反方向传播。
11.当一束光注入光纤时，由于菲涅尔反射、瑞利散射等原因，会有部分光传回到注入端（称之为后向光），用光环行器在注入端可以将后向光分离出来，请画出连接图。
答：
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第6章
1． 光放大器按工作原理可分为几种不同的类型？ 答：光放大器按原理不同大体上有三种类型。
（1）掺杂光纤放大器，就是将稀土金属离子掺于光纤纤芯，稀土金属离子在泵浦源的激励下，能够对光信号进行放大的一种放大器。
（2）传输光纤放大器，就是利用光纤中的各种非线性效应制成的光放大器（光纤拉曼放大器、光纤布里渊放大器）。 （3）半导体激光放大器，其结构大体上与激光二极管（Laser Diode，LD）相同。如果在法布里－派罗腔（Fabry-Perot cavity，F-P）两端面根本不镀反射膜或者镀增透膜则形成行波型光放大器。半导体光放大器就是行波光放大器。
2． 简述掺杂光纤放大器的放大原理。
答：在泵浦源的作用下，掺杂光纤中的工作物质粒子由低能级跃迁到高能级，得到了粒子数反转分布，从而具有光放大作用。当工作频带范围内的信号光输入时，信号光就会得到放大，这就是掺杂光纤放大器的基本工作原理。只是掺杂光纤放大器细长的纤形结构使得有源区能量密度很高，光与物质的作用区很长，有利于降低对泵浦源功率的要求。
3． EDFA有哪些优缺点？（了解）
答：EDFA之所以得到迅速的发展，源于它的一系列优点：
（1）工作波长与光纤最小损耗窗口一致，可在光纤通信中获得广泛应用。 （2）耦合效率高。因为是光纤型放大器，易于与光纤耦合连接，也可用熔接技术与传输光纤熔接在一起，损耗可降至0.1dB，这样的熔接反射损耗也很小，不易自激。 （3）能量转换效率高。激光工作物质集中在光纤芯子，且集中在光纤芯子中的近
轴部分，而信号光和泵浦光也是在近轴部分最强，这使得光与物质作用很充分。 （4）增益高，噪声低。输出功率大，增益可达40dB，输出功率在单向泵浦时可达14dBm，双向泵浦时可达17dBm，甚至可达20dBm，充分泵浦时，噪声系数可低至3~4dB，串话也很小。
（5）增益特性不敏感。首先是EDFA增益对温度不敏感，在100?C内增益特性保持稳定，另外，增益也与偏振无关。
（6）可实现信号的透明传输，即在波分复用系统中可同时传输模拟信号和数字信号，高速率信号和低速率信号，系统扩容时，可只改动端机而不改动线路。
EDFA也有固有的缺点：
（1）波长固定，只能放大1.55?m左右的光波，换用其他基质的光纤时，铒离子能级也只能发生很小的变化，可调节的波长有限，只能换用其它元素。
（2）增益带宽不平坦，在WDM系统中需要采用特殊的手段来进行增益谱补偿。
4． EDFA有光纤通信中哪些应用？ 答：EDFA在光纤通信中可以作用（1）光功率放大器；（2）光前置放大器；（3）光线路放大器；
EDFA有哪些泵浦方式？
答：（1）同向泵浦；（2）反向泵浦；（3）双向泵浦
5． 简述喇曼光放大器的放大原理。（了解）
答：当入射激光功率增加到一定值时，光纤呈现非线性，入射激光发生散射，将一部分入射功率转移到另一较低的频率，如果这个低频光与高频光相比的频率偏移量由介质的振动模式所决定，这就是光纤中的受激喇曼散射。受激喇曼散射时strokes光显著增强，强度甚至可以和入射光功率相比拟，且具有一定的方向性和相干性。这时候如果泵浦光和信号光（信
号光波长在泵浦光的喇曼增益带宽内）通过光耦合器输入光纤，当这两束光在光纤中一起传输时，泵浦光的能量通过SRS效应转移给信号光，使信号光得到放大。泵浦光和信号光分别在光纤的两端输入，在反向传输的过程中同时能实现弱信号的放大，这就是喇曼光纤放大器的工作原理。
10. 喇曼光纤放大器的有哪些优缺点？（了解）
答：FRA具有以下优点。
（1）增益波长由泵浦光波长决定，只要泵浦源的波长适当，理论上可以得到任意波长的信号放大，增益谱调节方式可通过优化配置泵浦光波长和强度来实现。这样的FRA就可扩展到EDFA不能使用的波段，为波分复用进一步增加容量拓宽了空间。
（2）增益介质可以为传输光纤本身，如此实现的FRA称为分布式放大，因为放大是沿光纤分布作用而不是集中作用，光纤中各处的信号光功率都比较小，从而可降低各种光纤非线性效应的影响，这一点与EDFA相比优势相当明显，因为增益介质是光纤本身，即使泵浦源失效，也不会增加额外的损耗，而EDFA只能放大它能放大的波段，对不能放大的波段由于光纤掺杂的作用会大大增加信号光的损耗，将来如果发展到全波段，只能用波分复用器将信号分开，让它放大它只能放大的波段，其它波段则需要另外的光放大器。使得EDFA插入损耗小的优点消失。在分布式FRA却能够在线放大，不需要引入其它介质。
（3）噪声指数低，可提升原系统的信噪比。它配合EDFA使用可大大提升传输系统的性能。降低输入信号光功率或增加中继距离。
（4）喇曼增益谱比较宽，在普通光纤上单波长泵浦可实现40nm范围的有效增益，；如果采用多个泵浦源，则可容易地实现宽带放大。
（5）FRA的饱和功率比较高，有利于提高信号的输出光功率。 （6）喇曼放大的作用时间为飞秒（10－15s）级，可实现超短脉冲的放大。
FRA主要有以下缺点。
（1）喇曼光纤放大器所需要的泵浦光功率高，分立式要用几瓦到几十瓦，分布式要用到几百毫瓦，正是因为这些因素才限制了FRA的发展。不过目前已经有了功率达几十瓦的高功率半导体激光器。不过目前价格还比较昂贵。它也是决定FRA能否迅速商品化的主要前提。
（2）作用距离太长，增益系数偏低，分立式FRA作用距离为几公里，放大可达40dB，分布式喇曼放大器作用距离为几十到上百公里，增益只有几个dB到十几个dB，这就决定了它只能适合于长途干线网的低噪声放大。
（3）对偏振敏感，泵浦光与信号光方向平行时增益最大，垂直时增益最小为0，由于目前使用的普通光纤都不保偏，模式混扰的原因使得表现为增益偏振无关。
11．喇曼光纤放大器使用过程一定要注意安全，我们在平时维护过程中应从哪几个方面引起注意？（了解）
答：喇曼光纤放大器一般有几组不同波长高功率激光器同时泵浦，泵浦总功率甚至超过30dBm，所以在使用时特别要注意光缆线路安全、仪表设备安全和人身安全。
①目前商用的喇曼放大器一般都是后向泵浦，泵浦光从信号光的输入端反向输出，这与我们平时维护其他设备完全不同。②后向泵浦光功率一般很高，超出了机房一般光功率计，包括光谱分析仪的测试范围，不要试图直接测试泵浦光的输出功率。泵浦光波长在光纤里传输损耗较小，如果喇曼光纤放大器没有断开，100km之外的光时域分析仪（OTDR）的光检测器件完全可能被烧毁。③裸眼短时间可容忍的激光功率为1mW，400mW的漫反射光都可能对人眼造成伤害，无论机房维护还是光缆施工，都不要去直视或使用显微镜观察带有激光的光纤端面。④连接喇曼光纤放大器的尾纤端面要求为APC或更低反射损耗端面，而且要保证端面清洁，否则会烧毁尾纤，尾纤的弯曲半径过小同样会烧毁尾纤。⑤接近喇曼放大器端至少25km里的光缆固定熔接点要求熔接质量良好，否则会烧坏熔接点或者降低喇曼光纤放大器的增益。
12. 简述SOA光放大原理。（了解）
答：半导体激光放大器，其结构大体上与激光二极管（Laser Diode，LD）相同。如果在法布里－派罗腔（Fabry-Perot cavity，F-P）两端面根本不镀反射膜或者镀增透膜则形成行波型光放大器。半导体光放大器就是行波光放大器。
由于半导体放大器具有体积小、结构简单、功耗低、寿命长、易于同其它光器件和电路集成、适合批量生产、成本低以及可实现增益兼开关功能等特性，在全光波长变换、光交换、谱反转、时钟提取、解复用中的应用受到了广泛的重视，特别是目前应变量子阱材料的半导体光放大器的研制成功，已引起人们对SOA的广泛研究兴趣。
第7章
1、SDH帧由哪几部分组成？SDH有哪些显著特点？
答：SDH帧由净负荷，管理单元指针和段开销三部分组成。
SDH主要优点有：高度标准化的光接口规范、较好的兼容性、灵活的分插功能、强大的网络管理能力和强大的自愈功能。其缺点有：频带利用率不如PDH高、设备复杂性增加、网管系统的安全性能要求高。
2、根据帧结构，计算STM-1、STM-4的标称速率。
解：STM-1的标称速率：
一帧的比特数：9×270×8＝19440（比特），传送一帧所用时间为125μs，故标称
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速率为：19440/(125×10)＝155520（kb/s）。
STM-4的标称速率： STM-4帧为9行，270×4列，传送一帧所用时间为125μs。可以看出STM-4的列数是STM－1的4倍，其余都一样，所以：STM－4的标称速率为： 155520×4＝622080（kb/s）
3、STM-N帧长、帧频、周期各为多少？帧中每个字节提供的通道速率是多少？
答：STM-N帧长为9×270N×8比特，帧频8000帧/秒，周期为125μs。 帧中每个字节提供的通道速率为：8比特/帧×8000帧/秒＝64kb/s。
4、段开销分几部分？每部分在帧中的位置如何？作用是什么？ 答：段开销分为再生段开销和复用段开销两部分。
再生段开销位于STM-N帧中的1~3行的1~9×N列，用于帧定位，再生段的监控、维护和管理。
复用段开销分布在STM-N帧中的5~9行的1~9×N列，用于复用段的监控、维护和管理。
5、管理单元指针位于帧中什么位置？其作用是什么？
答：管理单元指针存放在帧的第4行的1~9×N列，用来指示信息净负荷的第一个字节在STN-N帧内的准确位置，以便正确地分出所需的信息。
6、简述2.048Mbit/s信号到STM-1的映射复用过程。 答：2.048Mbit/s信号经过C-12、VC-12、TU-12、TUG-2、TUG-3、VC-4、AU-4和AUG-1映射复用成STM-1的成帧信号。
7、STM-1最多能接入多少个2Mbit/s信号？多少个34Mbit/s信号？多少个140Mbit/s信号？
答：STM-1最多能接入63个2Mbit/s信号，,3个34Mbit/s信号，1个140Mbit/s信号。
9、指针有哪几种类型？
答：SDH的指针分为TU-12、TU-3和AU-4三种。
10、按照应用的不同，SDH设备有哪几种类型？
答：按照应用的不同，SDH设备的类型分为终端复用设备、分插复用设备、数字交叉连接设备和再生器四种。
11、简述DXC X/Y的含义。
答：DXC X/Y中DXC 表示数字交叉连接设备，X表示接入端口信号的最高速率等级，Y表示参与交叉连接的最低速率等级，X、Y可以取0、1、2、3、4。
12、什么是网络的拓扑结构？基本的拓扑结构有哪些？
答：网络拓扑结构是指网络的物理形状，也就是指网络节点与传输线路组成的几何图形，它反映了物理上的连接性。
基本的拓扑结构有线形、星形、树形、环形和网孔形五种。
13、在线形网保护中，简述1+1和1:1保护倒换方式的区别。
答：1+1线路保护倒换方式是指STM-N信号在发送端被永久地连接在工作通路和保护通路上，接收端监视从这两个通路上送来的STM-N信号质量，并有选择地连接到信号质量好的通路上。
1:1线路保护倒换方式是指1个工作通路和1个共享保护通路。工作业务的STM-N信号和1个附加业务的STM-N信号在两端分别桥接到工作通道和保护通道上，接收端监视接收到的各个STM-N信号的状态，一旦工作通路劣化或失效，将丢弃保护通路上的附加业务，将失效工作通路上业务桥接到保护通路上。
14、什么是自愈功能？简述二纤单向通道倒换环和二纤双向复用段倒换环的工作原理。 答：所谓自愈功能就是在网络出现意外故障时无需人为干预，就能在极短时间内自动恢复业务，使用户感觉不到网络已出了故障。 15 各种环的工作原理：
二纤单向通道、复用段保护环的工作原理（见教材） 二纤双向复用段保护环的工作原理（见教材）
第8章
1、波分复用的主要特点有哪些？
答：波分复用技术的主要特点有：可以充分利用光纤的巨大带宽潜力，使一根光纤上的传输容量比单波长传输增加几十至上万倍。在大容量长途传输时可以节约大量的光纤。波分复用通道对传输信号是完全透明的，可同时提供多种协议业务，不受限制地提供端到端业务。可扩展性好。降低器件的超高速要求。 2、波分复用系统应用形式有哪些？
答：WDM系统从不同的角度可以分为不同的类型：从传输方向分，可以分为双纤单向波分复用系统和单纤双向波分复用系统；从光接口类型分，可以分为集成式波分复用系统和开放式波分复用系统。
3 WDM系统分类方法：有线路光放大器、无线路光放大器 4应用代码含义：nWx-y-z
5.WDM系统中的设备类型：OXC、OADM的功能
第9章 课堂作业