2026光传输期末试题及答案

2026光传输期末试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.单模石英光纤的纤芯直径约为下列哪个数值？A.9μmB.50μmC.62.5μmD.125μm答案：A解析：单模光纤的纤芯直径约为9~10μm，仅支持一种模式传输；多模光纤纤芯直径通常为50μm或62.5μm；125μm是石英光纤的包层直径。2.石英光纤三个低损耗窗口中，损耗最低的是哪个波段？A.850nm波段B.1310nm波段C.1550nm波段D.1625nm波段答案：C解析：1550nm窗口的本征损耗约为0.2dB/km，是石英光纤损耗最低的窗口；1310nm窗口损耗约为0.35dB/km；850nm窗口损耗最高。3.下列哪种色散是单模光纤中不存在的？A.材料色散B.波导色散C.模式色散D.偏振模色散答案：C解析：模式色散是多模光纤中不同传输模式的时延差导致的色散；单模光纤仅支持一种基模传输，不存在模式色散，主要色散来源为材料色散、波导色散和偏振模色散。4.下列光器件中，属于有源光器件的是？A.光耦合器B.半导体激光器C.光隔离器D.光纤光栅答案：B解析：有源光器件需要外接电源才能工作，半导体激光器作为光源属于典型的有源器件；光耦合器、光隔离器、光纤光栅均无需供电，属于无源光器件。5.SDH体系中，STM-4的标称速率为？A.155.520Mbit/sB.622.080Mbit/sC.2.5Gbit/sD.10Gbit/s答案：B解析：SDH基本速率等级STM-1为155.520Mbit/s，高阶速率为STM-1的4倍、16倍、64倍，对应STM-4为622.080Mbit/s，STM-16为2.5Gbit/s，STM-64为10Gbit/s。6.EDFA（掺铒光纤放大器）的主要工作波段是？A.850nm波段B.1310nm波段C.1550nm波段D.全波段答案：C解析：EDFA利用掺铒光纤的增益特性工作在1550nm低损耗窗口，可实现多波长信号同时放大，是DWDM系统的核心有源器件之一。7.SDH帧结构中，用于承载OAM（运行维护管理）功能的区域是？A.段开销B.净负荷C.管理单元指针D.支路单元指针答案：A解析：段开销（SOH）分为再生段开销和复用段开销，专门用于SDH信号的运行、维护、管理和指配，是SDH强大运维能力的基础。8.SDH二纤双向复用段共享保护环的保护容量占环总容量的比例是？A.100%B.50%C.25%D.150%答案：B解析：二纤双向复用段共享保护环将每根光纤的时隙分为工作时隙和保护时隙，各占一半，保护资源可由所有节点共享，因此保护容量为环总容量的50%。9.OTN相比传统DWDM系统，最核心的能力增强是？A.更高的单波速率B.更长的无中继距离C.电层子波长交叉调度D.更低的设备功耗答案：C解析：传统DWDM仅支持光层波长级调度，OTN在光层基础上增加了OPU/ODU/OTU电层结构，支持子波长级的灵活交叉调度、端到端OAM和保护，适配多业务承载需求。10.下列光纤非线性效应中，属于克尔效应（光强致折射率变化）的是？A.受激布里渊散射B.受激拉曼散射C.自相位调制D.四波混频答案：C解析：自相位调制（SPM）是光信号强度变化导致光纤折射率改变，进而引起自身相位调制的非线性效应，属于克尔效应的一种；受激布里渊散射、受激拉曼散射属于光与物质相互作用的散射类非线性效应；四波混频是多个波长间的能量耦合效应。二、填空题（每空1分，共15分）1.石英光纤的三个低损耗传输窗口分别是______nm、1310nm和1550nm。答案：8502.光纤按照传输模式的数量可分为____光纤和____光纤两大类。答案：单模、多模（顺序可互换）3.SDH信号的帧周期为____μs，每秒传输____帧，与传统PCM体系的帧周期保持一致。答案：125、80004.光传输系统的两个主要受限因素是____和____，二者共同决定了系统的最大无中继传输距离。答案：损耗、色散（顺序可互换）5.光放大器按照工作原理主要分为______（填英文缩写）、半导体光放大器（SOA）和光纤拉曼放大器（FRA）三大类。答案：EDFA6.DWDM系统的常用通道间隔标准有______GHz和50GHz两种，对应1550nm波段的波长间隔约为0.8nm和0.4nm。答案：1007.SDH环网保护根据保护粒度的不同，可分为______保护和复用段保护两大类。答案：通道8.光纤色散会导致传输的光脉冲发生______，进而产生码间干扰，限制系统的传输速率和距离。答案：脉冲展宽（或波形展宽）9.光隔离器的核心特性是只允许光信号______通过，用于抑制反射光对光源等有源器件的干扰。答案：单向10.OTN的光传送单元层支持前向纠错（FEC）功能，可显著降低系统的______，延长无中继传输距离。答案：误码率（或BER）11.OTN分层结构中，光传送单元的英文缩写是____，光数据单元的英文缩写是____。答案：OTU、ODU三、判断题（每题1分，共10分）1.单模光纤的纤芯直径远小于多模光纤，仅能传输一种模式的光信号。答案：正确2.G.652常规单模光纤的零色散点位于1550nm窗口，因此该窗口色散最小。答案：错误解析：G.652光纤的零色散点位于1310nm窗口，1550nm窗口色散较大，但损耗最低。3.光隔离器是无源光器件，基于法拉第旋转效应实现单向透光，无需外接电源。答案：正确4.EDFA可以同时放大多个波长的光信号，因此广泛应用于DWDM系统中。答案：正确5.SDH采用异步复用方式，需要逐级解复用才能从高速信号中分出低速支路信号。答案：错误解析：SDH采用同步复用方式，可通过指针调整直接从高速信号中分出低速支路，无需逐级解复用，上下电路灵活。6.色散补偿光纤（DCF）通常具有较大的负色散，用于补偿常规单模光纤的正色散。答案：正确7.DWDM系统的通道间隔越小，传输容量越大，因此设计时间隔越小越好。答案：错误解析：通道间隔过小会增加信道串扰，提升对光器件波长精度的要求，需在容量、成本、性能之间折中选择。8.SDH1:1线性保护的工作方式是双发选收，保护线路平时可以传输额外业务。答案：错误解析：1+1线性保护采用双发选收的工作方式，保护线路始终承载业务备份；1:1线性保护的发端仅主用线路传输业务，保护线路平时可承载额外业务，故障时切换到保护线路。9.OTN仅支持光层的波长级调度，不支持电层的子波长级调度。答案：错误解析：OTN兼具光层和电层调度能力，电层ODUk交叉支持子波长级的灵活调度，是OTN相比传统DWDM的核心优势。10.光纤的非线性效应只有在入纤光功率较高时才会显现，因此降低入纤功率可以完全消除非线性影响。答案：错误解析：降低入纤功率可以减弱非线性效应，但无法完全消除；且入纤功率过低会影响接收灵敏度，需在损耗和非线性之间折中。四、简答题（每题5分，共25分）1.简述光纤损耗的主要来源及其产生原因。答案：光纤损耗主要分为三类：(1)吸收损耗：包括本征吸收（石英材料在紫外、红外波段的固有吸收）和杂质吸收（如OH⁻离子、金属离子等杂质的吸收）；(2)散射损耗：包括瑞利散射（光纤材料密度微观不均匀导致的本征散射，损耗与波长四次方成反比）和波导散射（光纤结构缺陷、不平整导致的散射）；(3)辐射损耗：光纤弯曲时产生的损耗，分为宏弯损耗（大半径弯曲）和微弯损耗（微小形变）。（评分标准：答出3类损耗得2分，每类补充具体原因得1分，共5分）2.与传统PDH体系相比，SDH技术有哪些主要优点？答案：SDH的核心优点包括：(1)统一的标准光接口：不同厂商设备可实现光层互通；(2)同步复用与灵活上下电路：可直接从高速信号中分出低速支路，无需逐级解复用；(3)强大的OAM能力：帧结构预留大量开销字节，支持完善的运维管理功能；(4)电信级保护机制：支持线性保护、环网保护等多种方式，倒换时间≤50ms；(5)多业务承载能力：可兼容PDH、ATM、IP等多种业务格式，适配性强。（评分标准：答出1点得1分，共5分，合理即可）3.简述EDFA的主要组成部分及各部分的核心作用。答案：EDFA主要由5部分组成：(1)掺铒光纤（EDF）：增益介质，在泵浦光作用下实现粒子数反转，对信号光产生放大作用；(2)泵浦光源：提供能量，将铒离子从基态激发到高能级，为光放大提供能量来源；(3)光耦合器：将泵浦光和信号光耦合进入掺铒光纤；(4)光隔离器：放置在放大器输入/输出端，防止反射光影响前级器件和放大器稳定性；(5)光滤波器：滤除放大自发辐射（ASE）噪声，提高输出信号的信噪比。（评分标准：答出3个核心组成得2分，每说明1个作用得1分，共5分）4.什么是波分复用（WDM）技术？简述其主要技术特点。答案：波分复用技术是指在一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号的复用方式，不同波长的信号相互独立，可分别承载不同速率、不同格式的业务。（2分）主要特点：(1)传输容量大，可充分利用光纤的低损耗带宽；(2)对数据格式透明，支持语音、数据、视频等多业务混合传输；(3)扩容灵活，无需更换光纤，仅通过增加波长通道即可提升容量；(4)可配合光放大器实现多通道同时放大，降低系统成本。（评分标准：特点答出3点得3分，共5分，合理即可）5.简述OTN技术与传统DWDM技术的主要区别。答案：二者的核心区别体现在4个方面：(1)分层结构不同：传统DWDM仅有光层结构，OTN在光层基础上增加了OPU/ODU/OTU电层结构；(2)调度能力不同：传统DWDM仅支持波长级的光层调度，OTN支持电层子波长级（ODUk）的灵活交叉调度；(3)OAM能力不同：传统DWDM运维能力较弱，OTN定义了丰富的开销字节，支持端到端的性能监测、故障定位；(4)保护机制不同：传统DWDM仅支持光层波长保护，OTN支持电层、光层多层保护，可靠性更高。（评分标准：答出1点得1分，答出5点得5分，合理即可）五、计算题（每题10分，共20分）1.某光传输系统工作在1310nm波段，已知发射机平均输出光功率为0dBm，接收机灵敏度为-28dBm，系统设计余量取3dB，链路两端共2个活动连接器，每个连接器损耗为1dB，光纤损耗系数为0.35dB/km，忽略其他损耗。试计算该系统的最大无中继传输距离。答案：约65.7km（或65~66km均可）解析：根据光传输系统功率预算原理，发射机输出功率与接收机灵敏度的差值需覆盖所有链路损耗及系统余量，公式为：P其中：-Pt-Pr-α=-L为待求的最大传输距离，-Lc-M=对公式变形可得：L代入数值计算：L2.某10Gbit/s的SDH传输系统采用G.652光纤，工作波长为1550nm，已知光纤色散系数为17ps/(nm·km)，光源的谱线宽度为0.1nm，系统允许的最大总色散（色散容限）为1000ps。试计算该系统的色散受限最大传输距离。答案：约588.2km（或588~590km均可）解析：色散受限系统中，光纤总色散由色散系数、传输距离和光源谱线宽度共同决定，总色散不得超过系统的色散容限，公式为：Δ其中：-Δτ-D=-L为待求的色散受限传输距离，-Δλ对公式变形可得：L代入数值计算：L六、综合分析题（共10分）1.某地级市需组建本地光传输网，覆盖市区10个核心节点、15个汇聚节点以及30个区县边缘节点，承载业务包括5G基站回传、政务专线、企业互联网专线等，要求网络达到电信级可靠性、业务调度灵活、支持平滑扩容。结合所学光传输技术，回答下列问题：(1)核心层和汇聚层适合采用哪种主流传输技术？请说明理由。（4分）(2)该网络可采用哪些保护方式？请至少说明两种保护方式的原理及适用场景。（6分）答案：(1)核心层和汇聚层适合采用OTN+DWDM技术（或增强型MSTP+DWDM，合理即可）。（1分）理由：①容量大：核心/汇聚层业务流量大，DWDM可提供Tbit/s级传输带宽，满足多业务承载需求；②调度灵活：OTN支持电层ODUk子波长交叉调度，可满足不