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光纤通信试题及答案

一、选择题（每题2分，共20分）

1.光纤的导光原理主要基于以下哪种物理现象？

A.光的折射

B.光的散射

C.光的全反射

D.光的干涉

2.单模光纤与多模光纤的主要区别在于：

A.芯径大小

B.包层折射率

C.工作波长

D.传输距离

3.光纤的三个低损耗窗口中，损耗最小的窗口中心波长是：

A.850nm

B.1310nm

C.1550nm

D.1625nm

4.以下哪种器件不属于光纤通信系统的光发射机核心部件？

A.半导体激光器（LD）

B.光电二极管（PD）

C.调制器

D.驱动电路

5.色散会导致光纤中传输的光脉冲发生展宽，其主要影响是：

A.降低信号功率

B.限制传输距离和速率

C.增加非线性效应

D.提高系统灵敏度

6.掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长主要覆盖：

A.850nm窗口

B.1310nm窗口

C.1550nm窗口

D.1625nm窗口

7.光时分复用（OTDM）技术的核心目的是：

A.提高单根光纤的传输容量

B.降低系统成本

C.简化调制方式

D.减少色散影响

8.以下哪种光纤类型最适合长距离、高速率的单模传输？

A.阶跃型多模光纤

B.渐变型多模光纤

C.标准单模光纤（G.652）

D.色散位移光纤（G.653）

9.光调制方式中，直接调制通常用于：

A.高速率、长距离传输

B.低速率、短距离传输

C.多模光纤系统

D.相干光通信系统

10.光时域反射仪（OTDR）的主要功能是：

A.测量光纤的损耗系数

B.放大光信号

C.调制光信号

D.检测光纤的断点位置和损耗分布

二、填空题（每空1分，共20分）

1.光纤的基本结构由内到外依次为______、______和涂覆层。

2.光纤损耗的主要因素包括吸收损耗、______和______。

3.单模光纤的截止波长是指光纤中仅能传输______模式的最小波长。

4.半导体激光器（LD）与发光二极管（LED）相比，具有______更窄、______更高的特点。

5.光纤色散可分为模式色散、______和______三类，其中单模光纤的主要色散是______。

6.光放大器的典型类型包括掺铒光纤放大器（EDFA）、______和______。

7.波分复用（WDM）技术中，相邻信道的波长间隔小于0.8nm时称为______（DWDM）。

8.光接收机的核心指标包括灵敏度和______，其中灵敏度通常定义为在给定______下接收的最小平均光功率。

9.光纤通信系统的基本组成包括光发射机、______和______。

10.相干光通信技术通过检测光信号的______和______信息，可显著提高接收机灵敏度。

三、简答题（每题8分，共40分）

1.简述阶跃型光纤与渐变型光纤的折射率分布特点及对传输性能的影响。

2.分析光纤损耗对通信系统的影响，并列举三种降低损耗的技术措施。

3.比较直接调制与外调制的优缺点，说明各自适用的场景。

4.解释掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理，说明其在光纤通信中的主要作用。

5.波分复用（WDM）技术与光时分复用（OTDM）技术的核心差异是什么？各自适用于哪些场景？

四、计算题（每题10分，共20分）

1.某单模光纤通信系统中，发射机输出光功率为2mW，接收机灵敏度为-30dBm，光纤损耗系数为0.25dB/km（1550nm窗口），忽略连接器和熔接点损耗。求该系统的最大传输距离（结果保留两位小数）。

2.一根长度为50km的单模光纤，其色散系数为17ps/(nm·km)，传输信号的谱宽为0.8nm。计算由于色散引起的脉冲展宽（单位：ps），并判断该展宽是否会影响10Gbps系统的传输（10Gbps系统的最小脉冲宽度约为100ps）。

五、综合分析题（20分）

某运营商计划建设一条跨市的10Gbps单模光纤通信链路，距离为120km。请结合光纤通信原理，分析以下问题：

（1）应选择哪种类型的单模光纤（如G.652、G.655）？说明理由。

（2）需采用哪种光放大器？为什么？

（3）若链路中存在多个熔接点和连接器，如何评估其对系统性能的影响？

（4）为确保系统长期稳定运行，需考虑哪些环境因素？

答案

一、选择题

1.C2.A3.C4.B5.B6.C7.A8