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北京邮电大学2025年通信工程拔尖计划光通信技术试题及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

1.选择题（每题2分，共40分）

（1）光纤通信系统中，以下哪种光纤的传输损耗最低？

A.单模光纤

B.多模光纤

C.聚乙烯光纤

D.聚丙烯腈光纤

（2）光放大器的主要作用是？

A.增强光信号的强度

B.调制光信号

C.解调光信号

D.转换光信号

（3）以下哪个不是光通信系统的组成部分？

A.光源

B.光纤

C.光接收器

D.电源

（4）波分复用技术（WDM）的主要优势是什么？

A.提高传输速率

B.降低传输成本

C.提高传输距离

D.以上都是

（5）以下哪种光纤适用于海底光缆？

A.单模光纤

B.多模光纤

C.聚乙烯光纤

D.聚丙烯腈光纤

2.填空题（每题2分，共20分）

（1）光通信系统中，光信号的传输是通过______实现的。

（2）光纤通信系统的基本组成包括______、______、______、______。

（3）光放大器的主要类型有______、______和______。

（4）波分复用技术（WDM）按照波长数量可以分为______和______。

（5）光纤通信系统的传输损耗主要来源于______、______和______。

3.简答题（每题10分，共50分）

（1）简述光纤通信系统的基本原理。

（2）解释什么是波分复用技术（WDM）。

（3）简述光放大器在光通信系统中的作用。

（4）分析光纤通信系统的传输损耗产生的原因。

（5）讨论光通信技术在现代通信网络中的应用。

4.计算题（每题10分，共50分）

（1）已知一根单模光纤的长度为10km，纤芯直径为8μm，包层直径为125μm，求该光纤的理论传输损耗（假设α=0.3dB/km）。

（2）某光放大器的输入光功率为-10dBm，输出光功率为20dBm，求该光放大器的增益。

（3）假设一根光纤的长度为100km，纤芯直径为8μm，包层直径为125μm，求该光纤在传输1.55μm波长处的理论传输损耗（假设α=0.3dB/km）。

（4）某波分复用系统采用10个波长，每个波长传输速率为10Gbps，求该系统的总传输速率。

（5）已知光放大器的输入光功率为-10dBm，输出光功率为20dBm，光纤长度为10km，纤芯直径为8μm，包层直径为125μm，求该光放大器在传输过程中光信号的衰减量。

试卷答案

1.选择题

（1）A

解析：单模光纤具有最低的传输损耗，适用于长距离传输。

（2）A

解析：光放大器的主要作用是增强光信号的强度，以补偿光信号在传输过程中的损耗。

（3）D

解析：电源不是光通信系统的组成部分，它是为系统提供能源的设备。

（4）D

解析：波分复用技术（WDM）能够提高传输速率、降低传输成本和提高传输距离。

（5）A

解析：单模光纤适用于海底光缆，因为它具有较低的传输损耗和较长的传输距离。

2.填空题

（1）光纤

解析：光通信系统中，光信号的传输是通过光纤实现的。

（2）光源、光纤、光放大器、光接收器

解析：光纤通信系统的基本组成包括光源、光纤、光放大器和光接收器。

（3）EDFA、拉曼放大器、掺铒光纤放大器

解析：光放大器的主要类型有EDFA、拉曼放大器和掺铒光纤放大器。

（4）密集波分复用（DWDM）、稀疏波分复用（DWDM）

解析：波分复用技术（WDM）按照波长数量可以分为密集波分复用（DWDM）和稀疏波分复用（DWDM）。

（5）光纤损耗、连接损耗、散射损耗

解析：光纤通信系统的传输损耗主要来源于光纤损耗、连接损耗和散射损耗。

3.简答题

（1）光纤通信系统的基本原理是通过光纤传输光信号，利用光的全反射原理在光纤中传输，通过光源产生光信号，通过光纤传输，在接收端通过光接收器将光信号转换为电信号，最终恢复出原始信息。

（2）波分复用技术（WDM）是将多个不同波长的光信号复用到同一根光纤上传输的技术，通过波分复用器将不同波长的光信号合并，通过光纤传输，在接收端通过波分复用器将不同波长的光信号分离。

（3）光放大器在光通信系统中的作用是增强光信号的强度，以补偿光信号在传输过程中的损耗，提高信号的传输距离和传输速率。

（4）光纤通信系统的传输损耗产生的原因包括光纤本身的损耗、连接器的损耗以及环境因素如散射、吸收等。

（5）光通信技术在现代通信网络中的应用包括长途通信、城域网、接入网、数据中心互联等多个方面，提高了通信的速率和可靠性。

4.计算题

（1）理论传输损耗=α*L=0.3dB/km*10km=3dB

解析：根据光纤损耗公式计算得出。

（2）增益=输出光功率-输入光功率=20dBm-(-10dBm)=30dB