[解析] (1)根据光纤中传输模式数目分为多模光纤和单模光纤。光纤中传输模式的数目与光的波长、光纤的结构(如纤芯直径)、光纤的纤芯和包层的折射率分布有关。为了表示光纤中存在模式的数目,引入归一化频率参数(V),其定义为:
式中,λ为光纤中电磁波的工作波长;a为光纤的纤芯半径;n
1为纤芯的折射率;为包层n
2的折射率。
多模阶跃光纤是早期的产品,结构简单、工艺易于实现,目前已被多模渐变光纤取代。ITU-T规定G.651为多模渐变光纤国际标准,对其物理尺寸等主要参数作了严格的规定。
(2)如下图所示为光纤的损耗与波长的关系,可见有3个低损耗窗口,分别位于0.85μm,1.30μm及1.55μm波段。
根据光纤的光功率损耗,同时考虑到光源、光检测器和包括光纤在内的光器件的使用,目前光纤应用的光谱范围如下表所示。光纤的第1低损耗窗口位于850nm附近,第2低损耗窗口位于1310nm附近(S波段),第3低损耗窗口位于1550nm附近(C波段);将1561~1620nm段定义为L波段或第4窗口,将1350~1450nm段定义为第5窗口。习惯上将1528~1545nm段称为蓝波段。其他波段目前并不常用,比如表中没有给出的1350~1450nm段称为红波段。介绍CWDM技术时,光谱的S波段被划分为更细致的标记方式,但是C、L波段两边基本一致。
(3)、(4)
强度调制-直接检波(Intensity Modulation-Direct Detection,IM-DD)是光纤通信系统常用的一种调制/检波方式,下图所示为IM-DD方式的基本系统结构图,它包括PCM(Pulse Code Modulation,脉冲编码调制)端机,输入接口,光发送机,光纤线路,光中继器,光接收机,输出接口等。若用户输入的电信号是模拟信号,则需要在PCM端机中被转换为数字信号(A/D转换),完成PCM编码,并按时分复用的方式复接。
直接调制通过改变注入电流就可实现光强度调制,不需要外调制器,是光纤通信中简单、经济而又容易实现的调制方式。随着传输速率的不断提高,直接调制带来了输出光脉冲的相位抖动即啁啾效应,使得光纤的色散增加,限制了容量的提高。间接调制也称作外调制方式,是在光源的输出通路上外加光调制器对光波进行调制,控制光信号的有无,不直接调制光源。采用外调制器可以减小啁啾。
对脉冲进行编码时,其载频在脉冲持续时间内线性地增加,当将脉冲变到音频时,会发出一种声音,听起来像鸟叫的啁啾声,故名“啁啾”。它也用来形容脉冲传输时中心波长发生偏移的现象,例如在光纤通信中由于激光二极管本身不稳定而使传输单个脉冲时中心波长瞬时偏移。
(5)考虑到对现有主要业务网络的兼容性,可预见的业务的拓展,建设资源的有效利用,以及企业发展战略的连续性,为了清晰地分析和规划网络,现在本地网建设和规划中按照核心层、汇聚层、接入层来考虑。
本地网建设牵涉的局站数量众多,各个局站的作用各不相同,业务的流量、流向也不相同,具体项目实施时,可以根据城市大小、节点多少决定分多少个层面。例如对于业务量较小的地区,核心层和汇聚层可以认为是一个层面,整个网络先期按核心层、接入层二层规划建设,待业务量和节点数量达到一定程度,再将核心层分裂为核心层和汇聚层。对于大型城市,可以按三个层面进行考虑。
汇聚层介于核心层与接入层之间,对接入层上传的业务进行收容、整合,并向核心层节点进行转接传送。汇聚层完成多业务颗粒的分区汇聚、传送和调度,汇聚层节点可以扩展核心层设备的端口密度、端口种类和处理能力,扩大核心层网络的业务覆盖范围并能够解决接入节点到核心节点之间的光纤资源紧张的问题。
一些城区业务节点数量较多,而且随着数据业务的发展,PoP点的数量也在急剧增加,如果都将这些节点直接接到中心局,势必组网复杂,而且不易管理。因此,根据各种业务接入点分布的情况,挑选部分机房条件好、业务发展潜力大、辐射其他节点组网方便的节点,作为其他节点的业务汇聚点,完成分区域汇聚的功能,也即汇聚层。从县、区中心局业务特点来看,也属于汇聚层面,为了和城区汇聚节点区别,可以称作汇聚层的骨干节点,汇聚节点的数量根据传输节点的数量和将来的发展规划确定。