光纤通信中级试题库(附参考答案)

光纤通信中级试题库(附参考答案)一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个最符合题意的答案）1.光纤通信中常用的三个低损耗窗口中心波长是（）。A.850nm、980nm、1310nmB.850nm、1310nm、1550nmC.980nm、1310nm、1550nmD.1310nm、1480nm、1625nm答案：B2.标准单模光纤G.652在（）波长附近具有零色散。A.850nmB.1310nmC.1550nmD.1625nm答案：B3.光纤纤芯折射率为，包层折射率为，实现全反射的必要条件是（）。A.>且入射角大于临界角B.<且入射角大于临界角C.>且入射角小于临界角D.=答案：A4.阶跃型光纤数值孔径的表达式是（）。A.−B.C.D.答案：B5.表征光纤模式数量的归一化频率V的表达式为（）。A.VB.VC.VD.V答案：A6.阶跃折射率单模光纤的单模传输条件是（）。A.VB.VC.VD.V答案：B7.多模渐变光纤常用的纤芯直径是（）。A.9μmB.50μm或62.5μmC.125μmD.155μm答案：B8.光纤色散中，多模光纤最主要的色散是（）。A.材料色散B.波导色散C.模式色散D.偏振模色散答案：C9.单模光纤在1550nm处典型损耗值约为（）。A.0.2dB/kmB.2dB/kmC.5dB/kmD.10dB/km答案：A10.瑞利散射损耗与光波长的关系是（）。A.与波长成正比B.与波长成反比C.与波长的4次方成反比D.与波长的4次方成正比答案：C11.下列光源中，光谱宽度最窄的是（）。A.LEDB.多纵模LDC.单纵模DFB激光器D.白炽灯答案：C12.半导体激光器存在一个明显电流值，当注入电流超过该值后输出光功率急剧增大，该电流称为（）。A.暗电流B.阈值电流C.饱和电流D.反向电流答案：B13.PIN光电二极管与APD光电二极管的主要区别是APD具有（）。A.更高的暗电流B.内部雪崩增益C.更小的响应度D.无需偏压答案：B14.光电检测器响应度ρ=0.8AA.0.8mAB.0.8μAC.1.25μAD.0.08μA答案：B15.EDFA的工作波长主要位于（）。A.850nmB.1310nmC.1550nmD.1625nm答案：C16.下列哪种效应不属于光纤非线性效应（）。A.自相位调制B.四波混频C.瑞利散射D.受激拉曼散射答案：C17.波分复用系统中，ITU-T建议的DWDM信道间隔通常为（）。A.25GHz或50GHzB.100GHz或50GHzC.200GHz或400GHzD.1THz答案：B18.STM-16信号的线路速率是（）。A.155.520Mbit/sB.622.080Mbit/sC.2488.320Mbit/sD.9953.280Mbit/s答案：C19.在给定误码率条件下，光接收机所需的最小平均接收光功率称为（）。A.光功率预算B.接收灵敏度C.过载光功率D.动态范围答案：B20.数字光纤通信系统通常要求误码率不劣于（）。A.B.C.D.答案：C21.光时域反射仪OTDR不能直接测量（）。A.光纤长度B.接头损耗C.光纤断点位置D.光纤色散系数答案：D22.光纤活动连接器的插入损耗典型值通常为（）。A.0.001～0.01dBB.0.1～0.5dBC.5～10dBD.20dB答案：B23.在光纤通信系统中，若入纤光功率过大，可能首先引起（）。A.误码率降低B.光纤非线性效应C.光纤损耗减小D.光源阈值降低答案：B24.直接调制半导体激光器时，注入电流变化会引起输出光频率变化，这种现象称为（）。A.模式噪声B.啁啾C.模分配噪声D.散粒噪声答案：B25.下列哪个不是EDFA的优点（）。A.高增益B.带宽较宽C.放大过程中不需要O/E/O转换D.在1310nm波段增益最高答案：D26.在光接收机中，跨阻放大器通常用作（）。A.功率放大器B.前置放大器C.均衡滤波器D.自动增益控制电路答案：B27.光纤通信中1mW光功率对应的dBm值是（）。A.-30dBmB.0dBmC.1dBmD.10dBm答案：B28.下列光纤类型中，色散位移光纤DSF将零色散点移到（）。A.850nmB.1310nmC.1550nmD.1625nm答案：C29.偏振模色散PMD主要影响（）。A.1310nm单模低速系统B.高速长距离单模系统C.多模短距离系统D.可见光照明系统答案：B30.光放大器引入的主要噪声是（）。A.热噪声B.散粒噪声C.放大自发辐射噪声ASED.模式噪声答案：C二、多项选择题（每题2分，共15分。每题有两个或两个以上符合题意，错选、多选不得分，少选得1分）1.光纤通信的主要优点有（）。A.传输带宽大B.损耗低C.抗电磁干扰能力强D.保密性较好答案：ABCD2.光纤传输损耗主要包括（）。A.吸收损耗B.散射损耗C.弯曲损耗D.模式色散答案：ABC3.单模光纤与多模光纤相比，主要特点有（）。A.纤芯直径小B.模式色散小C.带宽距离积大D.连接耦合更容易答案：ABC4.与LED相比，半导体激光器LD具有（）。A.输出光功率较大B.光谱宽度宽C.调制速率高D.需要阈值电流答案：ACD5.影响数字光接收机灵敏度的重要因素包括（）。A.光电检测器噪声B.前置放大器噪声C.消光比D.码间干扰答案：ABCD6.属于光纤色散的有（）。A.模式色散B.材料色散C.波导色散D.偏振模色散答案：ABCD7.属于光纤非线性效应的有（）。A.受激布里渊散射B.四波混频C.自相位调制D.受激拉曼散射答案：ABCD8.EDFA的基本组成包括（）。A.掺铒光纤B.泵浦光源C.波分复用耦合器D.光隔离器答案：ABCD9.WDM波分复用系统的关键器件包括（）。A.光合波器B.光分波器C.光放大器D.波长稳定光源答案：ABCD10.光接收机中判决再生电路的功能包括（）。A.放大信号B.恢复时钟C.判决数据D.消除噪声答案：BC11.光纤活动连接器的性能指标通常包括（）。A.插入损耗B.回波损耗C.重复性D.互换性答案：ABCD12.下列关于EDFA说法正确的有（）。A.工作在1550nm波段B.具有高增益特性C.可用作功率放大器D.可用作前置放大器答案：ABCD13.光缆中光纤涂覆层和护层的作用包括（）。A.保护光纤表面B.提高光纤机械强度C.隔离外界应力D.增大纤芯折射率答案：ABC14.数字光纤通信系统的主要性能指标包括（）。A.误码率B.抖动C.光接收灵敏度D.动态范围答案：ABCD15.SDH同步数字体系的特点包括（）。A.标准光接口B.同步复用C.强大的网管能力D.全球统一速率等级答案：ABCD三、填空题（每空1分，共25分）1.光纤主要由________、________和涂覆层构成。答案：纤芯；包层2.光纤的三个低损耗窗口中心波长分别为850nm、1310nm和________。答案：1550nm3.阶跃光纤数值孔径NA答案：；集光4.归一化频率V的表达式为V=________，单模光纤单模传输条件是V答案：；≤5.标准单模光纤包层直径典型值为________μm。答案：1256.光纤损耗用________表示，其单位为________。答案：衰减系数；dB/km7.光纤中瑞利散射损耗随波长增大而________（填增大或减小）。答案：减小8.多模光纤中限制带宽的主要色散是________。答案：模式色散9.单模光纤的色散包括材料色散、波导色散和________。答案：偏振模色散10.掺铒光纤放大器的英文缩写是________。答案：EDFA11.EDFA的泵浦波长常用________nm或________nm。答案：980；148012.光发送机由光源、________和________等组成。答案：驱动电路；调制电路13.光电检测器的响应度定义为输出________与输入________之比。答案：光电流；光功率14.APD光电二极管利用________效应获得内部增益。答案：雪崩倍增15.光接收机理论最小噪声由________噪声决定，称为量子极限。答案：散粒噪声16.数字光纤通信系统的误码率BER定义为________与传输总码元数之比。答案：错误码元数17.STM-1信号的标称速率为________Mbit/s。答案：155.52018.STM-64信号的标称速率约为________Gbit/s。答案：1019.光放大器按放大原理不同，常见有________、________和拉曼光纤放大器。答案：半导体光放大器；掺铒光纤放大器20.波分复用系统中，C波段波长范围约为________nm到________nm。答案：1530；156521.OTDR通过分析光纤中________散射光来测量损耗和故障点。答案：瑞利背向22.光纤活动连接器插入损耗通常为________dB，永久熔接损耗通常小于________dB。答案：0.1～0.5；0.123.当光纤中传输光功率超过一定阈值时，会激发光纤________效应，导致非线性损耗或信道串扰。答案：非线性24.激光器的P-I特性中，阈值电流以下输出光功率________，阈值以上输出光功率近似________。答案：很小；线性增大25.在光链路预算中，接收光功率必须大于接收灵敏度并留有一定________。答案：功率余量四、简答题（每题5分，共8题）1.简述光纤通信系统的基本组成及各部分主要功能。答案：光纤通信系统主要由电端机、光发送机、光纤光缆、光中继器、光接收机和监控系统组成。电端机完成电信号的复用与解复用；光发送机将电信号转换为光信号并注入光纤；光纤光缆提供传输通道；光中继器对衰减和畸变的光信号进行补偿、再生；光接收机将光信号转换回电信号并恢复原始数据；监控系统完成网络运行监测和管理。2.说明光纤中产生全反射的条件。答案：光纤中产生全反射必须同时满足两个条件：第一，纤芯折射率大于包层折射率；第二，光线在纤芯与包层界面的入射角大于临界角，临界角为=arc3.比较LED和LD的主要特性及应用。答案：LED基于自发辐射，输出光功率较低，光谱宽度较宽，调制速率较低，温度特性较好，寿命长，价格低，适用于短距离、小容量光纤通信系统；LD基于受激辐射，输出光功率较高，光谱宽度窄，调制速率高，存在阈值电流，温度特性较差，适用于长距离、大容量光纤通信系统。4.简述EDFA的工作原理及其优点。答案：EDFA在掺铒光纤中注入980nm或1480nm泵浦光，铒离子吸收泵浦光能量跃迁到高能级，形成粒子数反转。当1550nm波段信号光通过时，发生受激辐射，产生与信号光同频率、同相位、同方向的光放大。其优点包括：高增益、工作于1550nm低损耗窗口、放大带宽较宽、与偏振状态基本无关、可同时放大多个波长，适合WDM系统，且不需要O/E/O转换。5.什么是WDM波分复用？它有哪些优点？答案：WDM波分复用是在一根光纤中同时传输多个不同波长的光载波，每个波长携带独立信号，接收端通过解复用器将各波长分开。其优点包括：充分利用光纤巨大带宽资源；系统扩容方便；对传输速率和信号格式透明；可与EDFA相结合实现长距离传输；节省光纤和再生中继设备，降低建设成本。6.光纤损耗和色散对通信系统有何影响？分别说明主要补偿措施。答案：光纤损耗使光信号功率逐步下降，导致接收光功率降低、信噪比恶化，限制传输距离。主要补偿措施包括选用1550nm低损耗窗口、使用光放大器、提高光源输出功率、降低接头损耗等。光纤色散使光脉冲展宽，造成码间干扰，限制传输速率和中继距离。主要补偿措施包括使用窄谱宽光源、选用色散位移光纤、采用色散补偿光纤或色散补偿模块、进行色散管理和使用相干检测结合数字信号处理等。7.什么是光接收灵敏度？影响其大小的主要因素有哪些？答案：光接收灵敏度是指在保证给定误码率条件下，光接收机所需的最小平均接收光功率。影响光接收灵敏度的主要因素包括光电检测器量子效率、暗电流、前置放大器噪声、信号传输速率、线路码型、消光比、码间干扰、判决阈值设置以及时钟抖动等。8.简述OTDR的工作原理及主要应用。答案：OTDR向被测光纤中注入窄脉冲光，接收光纤不同位置返回的瑞利背向散射光和菲涅尔反射光。根据回波信号的时间延迟和幅度，可以测量光纤长度、损耗分布、接头损耗、反射事件和断裂点位置。主要应用包括光纤线路施工验收、故障定位、接头质量检测、光缆线路维护和光纤长度测量。五、计算题（共6题）1.已知阶跃型光纤纤芯折射率=1.480，包层折射率=1.465。求：（1）相对折射率差Δ；（2）数值孔径NA答案：ΔN=2.一段光纤链路总长80km，光纤衰减系数为0.25dB/km，两个活动连接器损耗各为0.5dB，7个熔接点每个损耗为0.08dB，光发送功率为0dBm，接收灵敏度为-27dBm，系统预留余量3dB。计算链路总损耗并判断功率预算是否满足要求。答案：光纤损耗：80×连接器损耗：2×熔接损耗：7×链路总损耗：20+加上系统余量3dB，所需总预算为：21.56+允许总损耗：0−因为24.56<27，所以功率预算满足要求，剩余余量为3.某2.5Gbit/s光纤通信系统，光纤色散系数D=17ps/(nm·答案：Δ=0.25因为170p4.已知PIN光电二极管响应度ρ=0.85A答案：PI5.单模光纤纤芯半径a=4.0μm，数值孔径答案：由V=NA，单模条件为V=当工作波长λ>6.某光纤通信链路采用STM-16信号，工作波长1550nm，光纤衰减系数0.22d答案：允许总损耗：2−活动连接器损耗：2×扣除连接器损耗和系统余量后，光纤允许损耗为：30最大传输距离：=六、分析综合题（共2题）1.某2.5Gbit/s单波长光纤传输系统，光纤长度12