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2024年北京邮电大学光纤通信系统分析与设计试题解析及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填入括号内）

1.在给定的石英光纤中，以下哪种波长的光传输损耗最低？

(A)0.85微米

(B)1.31微米

(C)1.55微米

(D)1.39微米

2.光纤的色散主要来源于？

(A)材料色散和模式色散

(B)模式色散和偏振色散

(C)材料色散和偏振色散

(D)材料色散、模式色散和偏振色散

3.在光放大器中，EDFA主要工作在哪个波段？

(A)0.8微米

(B)1.3微米

(C)1.55微米

(D)2.1微米

4.对于高速率光通信系统，以下哪种色散是需要重点补偿的？

(A)材料色散

(B)模式色散

(C)色度色散

(D)偏振色散

5.WDM系统中，DWDM技术指的是？

(A)密集波分复用

(B)稀疏波分复用

(C)带外波分复用

(D)带内波分复用

6.光纤连接时，最主要的损耗来源是？

(A)色散

(B)衰减

(C)非线性效应

(D)模式色散

7.SDH/OTN帧结构中，哪一部分主要用于承载用户业务数据？

(A)段开销

(B)管理单元指针

(C)信息净负荷

(D)复用段开销

8.在光网络中，STM-1的传输速率是？

(A)51.84Mbps

(B)155.52Mbps

(C)622.08Mbps

(D)1.25Gbps

9.光放大器工作时，会产生增益饱和现象，其主要原因是？

(A)激光器阈值电流过高

(B)放大器输出功率过大，导致粒子数反转减少

(C)输入信号光功率过弱

(D)放大器温度不稳定

10.OTN帧结构与SDH帧结构相比，主要优势之一是？

(A)帧速率更高

(B)更适合短距离传输

(C)具有更强的前向纠错能力

(D)更容易实现光层保护

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填入横线处）

1.光纤通信系统中，常用的光波长有__0.85__微米、__1.31__微米和__1.55__微米。

2.光纤的衰减主要是由材料吸收、__散射__和连接损耗引起的。

3.在数字光通信系统中，衡量系统性能的主要指标是__误码率__。

4.光放大器EDFA的增益峰值通常位于__1530__纳米附近。

5.WDM系统中，为了避免信道间相互干扰，需要使用__滤波器__。

6.SDH/OTN体系中，STM-N信号是通过__字节复用__方式形成的。

7.光纤的色散会使光脉冲展宽，导致信号传输的__码间干扰__增加。

8.OTN标准中，OCh指代的是__光通道__信号。

9.光网络中，为了提高传输距离，可以采用__色散补偿__技术。

10.光放大器除了EDFA，还有__拉曼放大器__和__掺铒光纤放大器（EDFA）__（写一种即可）。

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述光纤色散对光信号传输的影响。

2.简要说明光放大器EDFA的基本工作原理。

3.简述WDM/CDM系统中色度色散管理的重要性。

4.简要解释SDH/OTN系统中的“通道开销”（POH）主要包含哪些内容。

四、计算题（每题10分，共30分）

1.一根标准单模光纤在1550纳米波长的衰减系数为0.2dB/km。若系统允许的最小接收光功率为-25dBm，光源输出功率为0dBm，求该光纤的最大传输距离是多少？（假设不考虑其他损耗）

2.某系统使用EDFA进行放大，已知EDFA在1550纳米波长的增益为30dB，噪声系数为4dB。输入信号光功率为-10dBm，计算放大器输出端的光信噪比（OSNR）是多少？（假设信号带宽为0.1nm）

3.一个DWDM系统中心波长为1550nm，信道间隔为100GHz（0.8nm），系统使用8个信道，总带宽为8×0.8nm=6.4nm。若每个信道中心波长偏移为±0.2nm，求该系统的色度色散容限是多少？（假设色散系数为17ps/nm/km，不考虑光纤长度影响）

五、设计/分析题（15分）

某SDH系统设计如下：STM-64信号（1.56Gbps）通过1550nm光纤传输，距离为2000km。已知光纤在1550nm的