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光纤通信中级测试题与参考答案解析

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.以下哪种损耗是单模光纤在1550nm波段的主要损耗来源？（）

A.本征吸收损耗B.瑞利散射损耗C.弯曲损耗D.杂质吸收损耗

2.G.652光纤的零色散波长位于（）附近。

A.850nmB.1310nmC.1550nmD.1625nm

3.光发射机中，用于将电信号转换为光信号的核心器件是（）。

A.光探测器B.光放大器C.光源D.耦合器

4.以下关于PIN光电二极管和APD雪崩光电二极管的描述，错误的是（）。

A.APD具有内部增益，灵敏度更高

B.PIN的响应速度比APD快

C.PIN无需高反向偏压，工作更稳定

D.APD的噪声比PIN小

5.密集波分复用（DWDM）系统中，相邻信道的典型间隔是（）。

A.100GHzB.200GHzC.500GHzD.1THz

6.掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长主要覆盖（）。

A.850nm波段B.1310nm波段C.C波段（1530-1565nm）D.L波段（1565-1625nm）

7.光纤的数值孔径（NA）与纤芯和包层折射率的关系为（）。

A.NA=n?2-n?2B.NA=√(n?2-n?2)C.NA=n?-n?D.NA=(n?+n?)/2

8.对于10Gbps的光纤通信系统，若采用非归零码（NRZ），其光源的谱宽需控制在（）以内以避免严重的色散展宽。

A.0.1nmB.1nmC.10nmD.100nm

9.以下哪种色散会导致单模光纤中不同偏振态的光信号传输速度不同？（）

A.模式色散B.材料色散C.波导色散D.偏振模色散（PMD）

10.光监控信道（OSC）在DWDM系统中的主要作用是（）。

A.传输业务数据B.监控各信道光功率和波长C.提供时钟同步D.实现光放大

二、填空题（每空2分，共20分）

1.光纤的三个低损耗窗口是850nm、______和1550nm。

2.单模光纤的截止波长λc计算公式为______（用纤芯半径a、纤芯折射率n?、包层折射率n?和常数λ表示）。

3.光源的调制方式分为直接调制和______，其中______更适用于高速率系统。

4.光接收机的灵敏度定义为：在保证一定误码率（如10??）时，接收机所需的______光功率。

5.波分复用（WDM）系统中，为避免信道串扰，通常需采用______器件对各信道波长进行严格滤波。

6.光纤的色散会导致光脉冲在传输过程中______，从而限制系统的______和传输距离。

7.同步数字体系（SDH）的基本传输模块是STM-1，其速率为______。

三、简答题（每题8分，共32分）

1.简述光纤的模式色散、材料色散和波导色散的区别及各自影响的光纤类型。

2.比较半导体发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）的优缺点，说明各自适用的场景。

3.光接收机中为什么需要前置放大器？前置放大器的主要性能指标有哪些？

4.简述自动交换光网络（ASON）的核心特点及其相对于传统光网络的优势。

四、计算题（每题10分，共20分）

1.某单模光纤通信系统工作在1550nm波段，光纤衰减系数为0.2dB/km，光源输出光功率为+3dBm，接收机灵敏度为-32dBm，光连接器损耗为0.5dB/个（发送端和接收端各1个），预留3dB的系统余量。求该系统的最大传输距离。

2.某10Gbps光纤系统采用NRZ码，光源谱宽Δλ=0.5nm，光纤的色散系数D=17ps/(nm·km)。计算传输50km后，色散导致的脉冲展宽Δτ，并判断是否满足系统要求（通常要求Δτ≤10%的比特周期）。

五、分析题（8分）

某40GbpsDWDM系统在开通后发现部分信道误码率偏高，排查发现光放大器输出功率正常，各信道波长偏差在±0.1nm以内。请分析可能的故障原因及解决措施。

参考答案与解析

一、单项选择题

1.答案：B

解析：单模光纤在1550nm波段的主要损耗是瑞利散射损耗（与波长四次方成反比，1550nm波长较长，散射较弱，但仍是主要损耗来源）；本征吸收损耗是材料固有特性，杂质吸收损耗已通过工艺控制降低，弯曲损耗为非本征损耗。

2.答案：B

解析：G.652光纤（标准单模光纤）的零色散波长位于1310nm附近，1550nm波段色散较大但损耗更低，