(光纖通信)職業(yè)技能鑒定四級(jí)考試題(含答案解析)一、理論知識(shí)試題（共70分）（一）單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種光纖類型主要用于長距離干線通信？A.多模漸變型光纖B.單模階躍型光纖C.多模階躍型光纖D.塑料光纖答案：B解析：單模階躍型光纖芯徑?。s8-10μm），僅允許基模傳輸，色散極小，適用于長距離、高速率的干線通信；多模光纖芯徑大（50/62.5μm），存在模式色散，僅適合短距離傳輸（如局域網(wǎng)）。2.光纖的本征損耗主要由哪種因素引起？A.彎曲損耗B.雜質(zhì)吸收C.瑞利散射D.連接損耗答案：C解析：本征損耗是光纖材料本身固有的損耗，包括瑞利散射（占主導(dǎo)，約40%）和本征吸收（紅外吸收和紫外吸收）；雜質(zhì)吸收（如OH?離子）屬于非本征損耗，可通過工藝優(yōu)化降低；彎曲和連接損耗屬于外部因素引起的損耗。3.光纜結(jié)構(gòu)中，用于承受拉力的關(guān)鍵元件是？A.松套管B.阻水帶C.中心加強(qiáng)件（如磷化鋼絲）D.外護(hù)套答案：C解析：中心加強(qiáng)件（通常為磷化鋼絲或FRP）位于光纜中心，主要作用是承受敷設(shè)和運(yùn)行中的機(jī)械拉力，防止光纖因受力變形；松套管保護(hù)光纖并緩沖外界壓力；阻水帶用于防潮；外護(hù)套提供抗磨損和環(huán)境防護(hù)。4.光功率計(jì)測量光信號(hào)時(shí)，常用的單位是？A.瓦特（W）B.分貝（dB）C.分貝毫瓦（dBm）D.伏特（V）答案：C解析：dBm是功率相對(duì)于1mW的對(duì)數(shù)單位（dBm=10lg(P/1mW)），光通信中光功率通常較弱（-50dBm至0dBm），使用dBm更便于計(jì)算和比較；dB是相對(duì)值單位，不能直接表示絕對(duì)功率。5.下列哪種情況會(huì)導(dǎo)致光接收機(jī)靈敏度下降？A.輸入光功率增大B.前置放大器噪聲降低C.接收信號(hào)碼速率提高D.光檢測器量子效率提高答案：C解析：接收機(jī)靈敏度定義為在給定誤碼率（如10?12）下所需的最小輸入光功率。碼速率提高會(huì)導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)需要處理的脈沖數(shù)增加，噪聲影響更顯著，因此需要更高的輸入功率，即靈敏度下降；其他選項(xiàng)均會(huì)改善靈敏度。6.OTDR（光時(shí)域反射儀）測試光纖長度時(shí)，關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置是？A.脈寬B.折射率C.波長D.平均時(shí)間答案：B解析：OTDR通過測量光脈沖往返時(shí)間計(jì)算長度（L=v×t/2=(c/n)×t/2），其中n為光纖折射率（通常單模光纖n≈1.468）。若折射率設(shè)置錯(cuò)誤，會(huì)直接導(dǎo)致長度測量偏差；脈寬影響分辨率和動(dòng)態(tài)范圍，波長影響損耗測量，平均時(shí)間影響噪聲抑制。7.光纜接續(xù)時(shí)，單根光纖熔接損耗的合格標(biāo)準(zhǔn)通常為？A.≤0.1dBB.≤0.3dBC.≤0.5dBD.≤1.0dB答案：A解析：根據(jù)《通信光纜線路工程驗(yàn)收規(guī)范》（YD5121-2010），單模光纖熔接損耗應(yīng)≤0.1dB（雙向測試平均值），重要段落（如中繼段）要求≤0.08dB；多模光纖可放寬至≤0.3dB。8.以下哪種現(xiàn)象屬于光纖的非線性效應(yīng)？A.模式色散B.材料色散C.自相位調(diào)制（SPM）D.波導(dǎo)色散答案：C解析：非線性效應(yīng)是強(qiáng)光場與光纖介質(zhì)相互作用引起的，包括自相位調(diào)制（SPM）、交叉相位調(diào)制（XPM）、四波混頻（FWM）等；色散（模式、材料、波導(dǎo)色散）屬于線性效應(yīng)，由不同頻率/模式光的傳輸速度差異引起。9.光纜單盤檢驗(yàn)時(shí)，不需要測試的項(xiàng)目是？A.光纜外護(hù)套完整性B.光纖長度C.光纜外徑D.光纖偏振模色散（PMD）答案：D解析：單盤檢驗(yàn)主要項(xiàng)目包括：外觀檢查（外護(hù)套、標(biāo)識(shí)）、長度測試（OTDR或光時(shí)域反射法）、衰減測試（穩(wěn)定光源+光功率計(jì)）、色散測試（可選，僅高速系統(tǒng)需要）；偏振模色散（PMD）通常在工程驗(yàn)收或長距離系統(tǒng)中測試，單盤檢驗(yàn)一般不做。10.光發(fā)射機(jī)中，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的核心器件是？A.半導(dǎo)體激光器（LD）B.雪崩光電二極管（APD）C.馬赫-曾德爾調(diào)制器（MZM）D.光纖放大器（EDFA）答案：A解析：光發(fā)射機(jī)由光源（LD或LED）、調(diào)制器、驅(qū)動(dòng)電路等組成，LD（半導(dǎo)體激光器）因譜寬窄、方向性好，是高速光發(fā)射機(jī)的核心器件；LED用于低速短距離；APD是光接收機(jī)的檢測器；MZM是外部調(diào)制器；EDFA是光放大器。（二）判斷題（每題1分，共10分）1.光纖的導(dǎo)光原理是基于光的折射現(xiàn)象。（）答案：×解析：光纖導(dǎo)光基于全反射原理：當(dāng)光從光密介質(zhì)（纖芯，折射率n1）入射到光疏介質(zhì)（包層，n2）時(shí)，若入射角大于臨界角（θc=arcsin(n2/n1)），則發(fā)生全反射，光在纖芯內(nèi)以“之”字形傳播。2.多模光纖的數(shù)值孔徑（NA）通常小于單模光纖。（）答案：×解析：數(shù)值孔徑NA=√(n12-n22)，反映光纖接收光的能力。多模光纖為提高耦合效率，n1-n2差值較大（約0.01），NA≈0.2；單模光纖n1-n2差值?。s0.003），NA≈0.1，因此多模光纖NA更大。3.光纜中的填充油膏主要作用是防止水分滲透。（）答案：√解析：松套管內(nèi)填充觸變型油膏，可有效阻止水分沿光纖縱向滲透；纜芯間隙填充油膏或阻水帶，增強(qiáng)整體阻水性能，是光纜防潮的關(guān)鍵設(shè)計(jì)。4.光功率計(jì)校準(zhǔn)應(yīng)使用與被測波長相同的標(biāo)準(zhǔn)光源。（）答案：√解析：光功率計(jì)的響應(yīng)度隨波長變化（如InGaAs探測器在1310/1550nm響應(yīng)好，Si探測器在850nm響應(yīng)好），校準(zhǔn)需使用同波長標(biāo)準(zhǔn)光源，否則會(huì)導(dǎo)致測量誤差。5.OTDR測試時(shí)，脈寬越大，測量距離越短，但分辨率越高。（）答案：×解析：脈寬越大，光脈沖能量越高，可傳輸更遠(yuǎn)距離（測量距離增加），但脈沖展寬導(dǎo)致分辨率降低（分辨率≈脈寬×c/(2n)）；脈寬越小，分辨率越高，但測量距離越短。6.光纖熔接時(shí)，V型槽內(nèi)有灰塵會(huì)導(dǎo)致熔接損耗增大。（）答案：√解析：V型槽是熔接機(jī)對(duì)準(zhǔn)光纖的關(guān)鍵部件，灰塵會(huì)導(dǎo)致光纖位置偏移，纖芯無法精確對(duì)準(zhǔn)，引起橫向偏移損耗（與偏移量平方成正比），因此熔接前需用無水乙醇清潔V型槽和光纖端面。7.光纜彎曲半徑應(yīng)不小于光纜外徑的10倍（靜態(tài)）或20倍（動(dòng)態(tài)）。（）答案：√解析：根據(jù)規(guī)范（YD5102-2010），靜態(tài)（敷設(shè)后）彎曲半徑≥10倍外徑，動(dòng)態(tài)（敷設(shè)過程中）≥20倍外徑；過小彎曲會(huì)導(dǎo)致宏彎損耗（光從包層泄漏），甚至光纖斷裂。8.光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍是指最大輸入光功率與最小輸入光功率的差值。（）答案：√解析：動(dòng)態(tài)范圍定義為在保證誤碼率要求下，接收機(jī)能正常工作的最大輸入光功率（過載點(diǎn)）與最小輸入光功率（靈敏度）的差值（單位dB），反映接收機(jī)對(duì)輸入光功率變化的適應(yīng)能力。9.單模光纖的模場直徑（MFD）越大，連接損耗越小。（）答案：√解析：模場直徑是描述單模光纖中光場分布的參數(shù)，MFD匹配的光纖連接時(shí)，橫向偏移引起的損耗更?。〒p耗≈(Δw/w)2，Δw為MFD差異）。工程中要求熔接的光纖MFD差異≤10%。10.光纜成端時(shí)，余纖盤留的彎曲半徑應(yīng)不小于30mm。（）答案：√解析：余纖盤留時(shí)，彎曲半徑過小會(huì)導(dǎo)致微彎損耗（纖芯內(nèi)應(yīng)力引起的散射），規(guī)范要求盤留半徑≥30mm（相當(dāng)于直徑60mm），部分精密場景要求≥40mm。（三）簡答題（每題5分，共20分）1.簡述光纖色散的定義及其對(duì)通信系統(tǒng)的影響。答案：光纖色散是指不同頻率（或模式）的光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，因傳輸速度不同導(dǎo)致到達(dá)時(shí)間不同，引起信號(hào)脈沖展寬的現(xiàn)象。影響：①脈沖展寬會(huì)導(dǎo)致碼間串?dāng)_（ISI），限制系統(tǒng)傳輸速率和距離；②對(duì)于高速系統(tǒng)（如10Gbit/s以上），色散是主要傳輸損傷，需通過色散補(bǔ)償（如色散補(bǔ)償光纖DCF）或相干檢測技術(shù)解決；③多模光纖的模式色散限制其僅用于短距離（≤2km），單模光纖的色度色散（材料+波導(dǎo)色散）是長距離系統(tǒng)的關(guān)鍵限制因素。2.光纜單盤檢驗(yàn)的主要步驟和測試項(xiàng)目有哪些？答案：步驟：①外觀檢查：核對(duì)光纜型號(hào)、長度標(biāo)簽，檢查外護(hù)套是否破損、壓扁或變形；②開盤檢查：去除光纜端頭封裝，檢查松套管、纖芯顏色標(biāo)識(shí)是否清晰；③性能測試：使用OTDR測試光纖長度和衰減，使用穩(wěn)定光源+光功率計(jì)驗(yàn)證衰減值；④記錄歸檔：填寫《光纜單盤檢驗(yàn)記錄表》，包括光纜型號(hào)、盤號(hào)、長度、衰減系數(shù)（dB/km）等。測試項(xiàng)目：①光纜長度（誤差≤±0.5%）；②光纖衰減（1310nm≤0.36dB/km，1550nm≤0.22dB/km，G.652光纖）；③光纖后向散射曲線（無異常損耗點(diǎn)）；④外護(hù)套絕緣電阻（≥2000MΩ·km，直流500V）；⑤金屬加強(qiáng)件導(dǎo)通性（單端接地時(shí)應(yīng)導(dǎo)通）。3.光時(shí)域反射儀（OTDR）的主要功能及使用注意事項(xiàng)有哪些？答案：主要功能：①測量光纖長度、衰減系數(shù)；②定位故障點(diǎn)（斷點(diǎn)、大損耗點(diǎn)）；③檢測熔接點(diǎn)、連接器損耗；④分析光纖后向散射曲線（判斷是否存在微彎、過度彎曲）。注意事項(xiàng)：①測試前清潔光纖端面（使用無水乙醇+無塵紙），避免端面污染導(dǎo)致反射峰異常；②根據(jù)被測光纖長度選擇合適脈寬（長距離用寬脈寬，短距離用窄脈寬）；③設(shè)置正確的折射率（單模光纖n≈1.468，多?！?.48）；④雙向測試取平均值（消除事件盲區(qū)和反射影響）；⑤測試后及時(shí)保存曲線（作為竣工資料），避免誤操作刪除。4.簡述光纖熔接的主要操作流程及關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)。答案：操作流程：①準(zhǔn)備：檢查熔接機(jī)電池、電極棒（磨損時(shí)需更換），準(zhǔn)備切割刀、酒精、無塵紙；②開纜：去除光纜外護(hù)套（保留≥1.2m余長），分離松套管，固定于熔接盤；③剝纖：用米勒鉗剝除光纖涂覆層（保留30-40mm裸纖），用酒精清潔裸纖；④切割：使用光纖切割刀（切割角度≤0.5°），獲得平整端面；⑤熔接：將光纖放入熔接機(jī)V型槽，自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)（纖芯或包層對(duì)準(zhǔn)），放電熔接；⑥熱縮：將熔接部位套入熱縮管，放入加熱器收縮（避免氣泡）；⑦盤纖：將余纖盤繞于熔接盤（彎曲半徑≥30mm），固定并標(biāo)識(shí)。關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)：①光纖端面質(zhì)量（切割角度、清潔度）；②熔接機(jī)參數(shù)設(shè)置（放電強(qiáng)度、推進(jìn)量，需根據(jù)光纖類型調(diào)整）；③熔接損耗監(jiān)測（雙向測試≤0.1dB）；④熱縮保護(hù)（確保套管完全覆蓋熔接點(diǎn)，無變形）；⑤盤纖固定（避免余纖受外力拉伸或過度彎曲）。（四）計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某單模光纖中繼段長度為45km，光纖衰減系數(shù)為0.22dB/km（1550nm），熔接點(diǎn)共20個(gè)（每個(gè)平均損耗0.08dB），活動(dòng)連接器4個(gè)（每個(gè)損耗0.5dB），光發(fā)射機(jī)輸出功率為+3dBm，光接收機(jī)靈敏度為-32dBm（10?12誤碼率），計(jì)算系統(tǒng)光功率余量是否滿足要求（要求余量≥5dB）。答案：總損耗=光纖衰減+熔接損耗+連接器損耗=45km×0.22dB/km+20×0.08dB+4×0.5dB=9.9dB+1.6dB+2.0dB=13.5dB接收光功率=發(fā)射功率-總損耗=3dBm-13.5dB=-10.5dBm系統(tǒng)余量=接收光功率-接收機(jī)靈敏度=(-10.5dBm)-(-32dBm)=21.5dB≥5dB結(jié)論：余量21.5dB，滿足要求。2.用OTDR測試一段光纖，設(shè)置折射率n=1.468，測得光脈沖往返時(shí)間t=300μs，求光纖實(shí)際長度（光速c=3×10?m/s）。答案：光纖長度L=(c×t)/(2×n)=(3×10?m/s×300×10??s)/(2×1.468)=(9×10?m)/(2.936)≈30654m≈30.65km注：OTDR顯示長度為30.65km（需考慮光纜余長系數(shù)，實(shí)際敷設(shè)長度=測試長度×(1+余長率)，一般架空/管道余長率≤0.5%，直埋≤1%）。二、操作技能試題（共30分）（一）光纖熔接操作（20分）考核要求：使用給定的G.652單模光纜（φ2mm緊套光纖）、熔接機(jī)（如住友T-39）、切割刀（如藤倉CT-30）等工具，完成2芯光纖熔接，要求損耗≤0.1dB，操作時(shí)間≤20分鐘。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1.準(zhǔn)備工作（3分）：檢查熔接機(jī)電極（1分）、清潔V型槽（1分）、準(zhǔn)備切割刀和酒精（1分）。2.開纜與固定（3分）：正確去除外護(hù)套（不損傷松套管）（1分），松套管固定于熔接盤（1分），光纖余長保留≥1m（1分）。3.剝纖與清潔（4分）：米勒鉗剝除涂覆層（長度30-40mm，無斷纖）（2分），酒精清潔裸纖（無殘留）（2分）。4.切割與熔接（6分）：切割角度≤0.5°（2分），熔接機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)（纖芯對(duì)準(zhǔn)）（2分），熔接損耗≤0.1dB（2分）。5.熱縮與盤纖（4分）：熱縮管完全覆蓋熔接點(diǎn)（無氣泡）（2分），余纖盤繞半徑≥30mm（2分）。（二）光功率計(jì)測試光鏈路損耗（10分）考核要求：使用穩(wěn)定光源（1550nm）、光功率計(jì)（通用型），測試給定光鏈路（包含2個(gè)活動(dòng)連接器、1段2km單模光纖）的總損耗，要求操作規(guī)范，結(jié)果誤差≤±0.2dB。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1.儀器校準(zhǔn)（2分）：光功率計(jì)波長設(shè)置1550nm（1分），用標(biāo)準(zhǔn)光源校準(zhǔn)（1分）。2.連接操作（3分）：清潔連接器端面（無水乙醇+無塵紙）（1分），光源輸出端與光纖輸入端連接（FC/APC）（1分），光功率計(jì)與光纖輸出端連接（1分）。3.數(shù)據(jù)測量（3分）：先測光源輸出