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2025年光纤通信考试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.以下哪种光纤结构通过改变包层折射率分布实现了单模传输？

A.阶跃折射率多模光纤

B.渐变折射率多模光纤

C.阶跃折射率单模光纤

D.光子晶体光纤

2.光纤中引起模式色散的主要原因是：

A.不同波长的光在光纤中传输速度不同

B.不同模式的光在光纤中传输路径不同

C.光纤材料的折射率随温度变化

D.光纤弯曲导致的辐射损耗

3.典型单模光纤（G.652）在1550nm波段的损耗系数约为：

A.0.2dB/km

B.0.4dB/km

C.0.8dB/km

D.1.0dB/km

4.以下哪种调制方式更适用于400Gbps高速光纤传输系统？

A.直接强度调制（IM）

B.二进制相移键控（BPSK）

C.正交相移键控（QPSK）

D.非归零码（NRZ）

5.掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波段主要对应：

A.O波段（1260-1360nm）

B.C波段（1530-1565nm）

C.L波段（1565-1625nm）

D.S波段（1460-1530nm）

6.光纤色散补偿常用的器件是：

A.半导体光放大器（SOA）

B.色散补偿光纤（DCF）

C.马赫-曾德尔调制器（MZM）

D.光环形器

7.相干光通信中，本振光的主要作用是：

A.提高发射光功率

B.补偿光纤损耗

C.提取信号的相位和幅度信息

D.抑制非线性效应

8.以下哪种光纤非线性效应会导致信号功率向其他波长转移？

A.自相位调制（SPM）

B.交叉相位调制（XPM）

C.四波混频（FWM）

D.受激拉曼散射（SRS）

9.光接收机的灵敏度通常定义为：

A.接收端能检测到的最小平均光功率

B.接收端能检测到的最大平均光功率

C.接收端信噪比为1时的光功率

D.接收端误码率为10??时的最小平均光功率

10.用于光纤到户（FTTH）的典型无源光网络（PON）技术是：

A.APON（ATM-PON）

B.EPON（Ethernet-PON）

C.WDM-PON（波分复用PON）

D.TDM-PON（时分复用PON）

二、填空题（每空2分，共20分）

1.单模光纤的截止波长是指______的最小波长，当工作波长大于该值时，光纤仅支持基模传输。

2.光纤的数值孔径（NA）反映了光纤的______能力，其计算公式为NA=______（用折射率表示）。

3.光纤损耗的主要来源包括______、散射损耗和弯曲损耗，其中______是本征损耗，无法通过工艺消除。

4.光发射机的核心器件是______，其作用是将电信号转换为光信号；光接收机的核心器件是______，其作用是将光信号转换为电信号。

5.相干光通信系统中，常用的解调方式包括______和______，可同时获取信号的幅度和相位信息。

6.为抑制光纤中的非线性效应，高速传输系统通常采用______（填“高”或“低”）有效面积光纤。

三、简答题（每题8分，共40分）

1.简述单模光纤与多模光纤的主要区别，包括传输模式、典型应用场景及色散特性。

2.解释光纤的“色散”概念，并说明色度色散（CD）和偏振模色散（PMD）的区别及对系统的影响。

3.比较直接调制与外调制的优缺点，说明为何外调制更适用于10Gbps以上的高速传输系统。

4.简述掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理，说明其在光纤通信系统中的主要作用及典型增益范围。

5.列举三种光纤非线性效应，并分别说明其对高速传输系统的影响（可结合具体参数，如传输速率、光纤长度）。

四、计算题（每题10分，共30分）

1.设计一个光纤传输链路，已知：发射机输出光功率为+3dBm，接收机灵敏度为-28dBm（误码率10??），光纤损耗系数为0.2dB/km（1550nm），连接器损耗为0.5dB/个（链路两端各1个），预留3dB系统余量。求该链路的最大传输距离（单位：km）。

2.某10GbpsNRZ信号在G.652光纤中传输，光纤的色散系数为17ps/(nm·km)，光源谱宽为0.5nm。假设色散导致的脉冲展宽不超过码元周期的20%，求最大传输距离（码元周期T=1/B，B为比特率）。

3.某EDFA的输入光功率为-10dBm，泵浦功率为200mW（980nm），增益系数为0.5dB/m（掺铒光纤长度为10m），求EDFA的输出光功率（