光纖通信課程介紹與教學(xué)大綱

1、光纖通信課程簡(jiǎn)介課程編號(hào)1240532104課程名稱(chēng)光纖通信課程性質(zhì)選修學(xué) 時(shí)32學(xué) 分2學(xué)時(shí)分配授課：32 實(shí)驗(yàn)：0 上機(jī)：0 實(shí)踐：0 實(shí)踐（周）：0考核方式閉卷考試，平時(shí)成績(jī)占30% ，期末成績(jī)占70% 。開(kāi)課學(xué)院信息工程學(xué)院更新時(shí)間適用專(zhuān)業(yè)信息工程學(xué)院通信工程專(zhuān)業(yè)先修課程電磁場(chǎng)與電磁波，通信原理課程內(nèi)容：光纖通信是通信工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)選修課。課程的內(nèi)容包括光纖通信的概念，光纖及其特性分析，光源及光發(fā)射機(jī)，光電檢測(cè)器及光接收機(jī)，光纖通信器件，同步數(shù)字體系，光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，光波分復(fù)用系統(tǒng)，混合光纖同軸網(wǎng)技術(shù)等等。課程的目的是讓學(xué)生系統(tǒng)地理解和掌握光纖通信的基本概念、基本理論和基本技術(shù)，了

2、解光纖通信的系統(tǒng)組成、發(fā)展歷史、以及數(shù)字同步傳輸體制，重點(diǎn)掌握光纖的導(dǎo)光原理、光源和光電檢測(cè)器的基本特性、光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)的組成和性能、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和中繼距離的計(jì)算方法等，培養(yǎng)具有光纖通信知識(shí)的通信人才，為學(xué)生畢業(yè)后從事光纖通信和電信工作奠定良好基礎(chǔ)。Brief Introduction Code1240532104TitleFiber CommunicationCourse natureLimited optionalSemester Hours32Credits2Semester Hour StructureLecture：32 Experiment：0 Computer Lab：0

3、Practice：0 Practice (Week)：0AssessmentClosed book examination, usually results accounted for 30%, the final grade accounted for 70%.Offered bySchool of Information EngineeringDateforCommunication Engineering ProfessionalPrerequisiteElectromagnetic Field and Electromagnetic Wave，Communication Princip

4、le，etcCourse Description: This course is a specialty optional course for the undergraduate major in communication engineering.The content of this course include：the concept of fiber communication，fiber and its characteristic analysis，optical source and optical sender，photoelectric detector and optic

5、al receiver，fiber communication device，synchronous digital hierarchy，the design of fiber communication system，fiber wave division multiplexing system，hybrid fiber coaxial web and so on.The mission of this course is：1st，to know and master the basic concept，basic theory and basic technology of fiber c

6、ommunication;2nd，to know the system constitution，development history of fiber communication，and know digital synchronous transmission hierarchy;3rd，to master the light transmission principle of filter，the basic characteristic of optical source and photoelectric detector，the constitution and performa

7、nce of optical sender and receiver，the system overall design，the calculation for relay distance and so on.This course can bring up students major in communication with optical communication knowledge，which set the stage for working of filter communication and telecommunication.光纖通信課程教學(xué)大綱課程編號(hào)12405321

8、04課程名稱(chēng)光纖通信課程性質(zhì)選修學(xué) 時(shí)32學(xué) 分2學(xué)時(shí)分配授課：32 實(shí)驗(yàn)：0 上機(jī)：0 實(shí)踐：0 實(shí)踐（周）：0考核方式閉卷考試，平時(shí)成績(jī)占30% ，期末成績(jī)占70%開(kāi)課學(xué)院信息工程學(xué)院更新時(shí)間適用專(zhuān)業(yè)信息工程學(xué)院通信工程專(zhuān)業(yè)先修課程電磁場(chǎng)與電磁波，通信原理一、教學(xué)內(nèi)容第一章 緒論（2學(xué)時(shí)）1.1 光的性質(zhì)；1.2 光通信及光纖通信；1.3 光纖通信系統(tǒng)的組成；1.4 光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展。教學(xué)重點(diǎn)：光和無(wú)線電波，光通信和光纖通信，光通信和電通信，光纖通信和有線通信的關(guān)系。第二章 光纖及其特性分析（4學(xué)時(shí)）2.1 光纖的概念；2.2 光纖的導(dǎo)光原理；2.3 光纖的特性參數(shù)；2.4 應(yīng)用單模光纖

9、；2.5 光纜。教學(xué)難點(diǎn)：漸變型光纖、階躍型光纖和單模光纖的導(dǎo)光原理；損耗及色散的含義，產(chǎn)生原因，危害，減小的措施，以及計(jì)算公式等。教學(xué)重點(diǎn)：漸變型光纖、階躍型光纖和單模光纖的導(dǎo)光原理和光纖的有關(guān)參數(shù)，如數(shù)值孔徑、截止波長(zhǎng)、歸一化頻率、模場(chǎng)直徑、損耗、色散和帶寬等。第三章 光源及光發(fā)射機(jī)（4學(xué)時(shí)）3.1 光源的概述；3.2 發(fā)光機(jī)理；3.3 半導(dǎo)體激光器；3.4 半導(dǎo)體發(fā)光二極管；3.5 光源的調(diào)制；3.6 光發(fā)射機(jī)。教學(xué)難點(diǎn)：能級(jí)、費(fèi)米能級(jí)的有關(guān)概念和含義；物質(zhì)發(fā)光機(jī)理；粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的原理和意義。教學(xué)重點(diǎn)：物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)，費(fèi)米能級(jí)的概念，物質(zhì)與光之間的三種基本過(guò)程；半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體發(fā)光

10、二極管的組成結(jié)構(gòu)，工作原理，以及特性參數(shù)；電源調(diào)制的基本原理，以及光發(fā)射機(jī)的組成原理和各部分的電路形式。第四章 光電檢測(cè)器及光接收機(jī)（4學(xué)時(shí)）4.1 光電檢測(cè)器的概述；4.2 光電檢測(cè)器的工作原理；4.3 光電檢測(cè)器的特性；4.4 光接收機(jī)的組成及原理；4.5 光接收機(jī)的性能指標(biāo)。教學(xué)難點(diǎn)：光電效應(yīng)與受激輻射的關(guān)系；APD雪崩光電檢測(cè)器的雪崩倍增過(guò)程。教學(xué)重點(diǎn)：PN結(jié)的光電效應(yīng)，以及產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件；PIN和APD雪崩光電檢測(cè)器的工作原理；光電檢測(cè)器的特性參數(shù)，如光電轉(zhuǎn)換效率、響應(yīng)時(shí)間、響應(yīng)波長(zhǎng)、暗電流、雪崩倍增因子、倍增噪聲等；光接收機(jī)的組成原理及各部分電路形式。第五章 光纖通信器件（4學(xué)

11、時(shí)）5.1 摻鉺光纖放大器；5.2 光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器；5.3 光波長(zhǎng)復(fù)用器和解復(fù)用器；5.4 光纖連接器；5.5 光分路耦合器；5.6 光衰減器；5.7 光隔離器。教學(xué)難點(diǎn)：摻鉺光纖放大器的特性參數(shù)教學(xué)重點(diǎn)：摻鉺光纖放大器的組成結(jié)構(gòu)，放大機(jī)理，特性參數(shù)等；光無(wú)源器件（如光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器、光波分復(fù)用器和解復(fù)用器、光纖連接器、光分路耦合器、光衰減器、光隔離器）的作用和特性。第六章 同步數(shù)字體系（4學(xué)時(shí)）6.1 同步數(shù)字體系的概念；6.2同步數(shù)字體系的速率與幀結(jié)構(gòu)；6.3 同步數(shù)字體系的復(fù)用映射；6.4 SDH的關(guān)鍵設(shè)備；6.5 SDH傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。教學(xué)難點(diǎn)：同步數(shù)字體系的信息傳送方式（即幀結(jié)構(gòu)）和復(fù)用

12、映射過(guò)程。教學(xué)重點(diǎn)：同步數(shù)字體系的幀結(jié)構(gòu)；信息結(jié)構(gòu)及其之間的相互關(guān)系；自愈網(wǎng)及其工作原理。第七章 光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）7.1數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成原理；7.2數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)；7.3 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)；7.4 光中繼段的工程計(jì)算；7.5 光纖通信工程設(shè)計(jì)舉例京、漢、廣架空光纜工程。教學(xué)難點(diǎn)：碼形變換的方法及選取；誤碼特性的具體表征參數(shù)，如誤碼率、誤碼秒、劣化分、嚴(yán)重誤碼秒等的含義及設(shè)計(jì)要求；三種受限距離的含義及計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)：碼型變換，重點(diǎn)是mBnB碼和插入碼；誤碼特性和抖動(dòng)特性；工程設(shè)計(jì)的方法步驟及總體要求；損耗受限距離，色散受限距離，動(dòng)態(tài)范圍受限距離的計(jì)算。第八章 光波分復(fù)

13、用系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）8.1 光波分復(fù)用系統(tǒng)的概念；8.2 光波分復(fù)用系統(tǒng)的工作原理；8.3 光波分復(fù)用系統(tǒng)的技術(shù)特征；8.4 光波分復(fù)用系統(tǒng)的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：光波分復(fù)用系統(tǒng)的技術(shù)特征。教學(xué)重點(diǎn)：光波分復(fù)用技術(shù)的原理及分類(lèi)；光波分復(fù)用系統(tǒng)的技術(shù)特征，如頻率劃分、頻率分配、目標(biāo)傳輸距離、衰減、色散、輸出功率、監(jiān)控信道等等。第九章 混合光纖同軸網(wǎng)技術(shù)（4學(xué)時(shí)）9.1混合光纖同軸網(wǎng)的概念；9.2混合光纖同軸網(wǎng)的技術(shù)特征；9.3混合光纖同軸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；9.4混合光纖同軸網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：混合光纖同軸網(wǎng)的技術(shù)特征和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。教學(xué)重點(diǎn)：混合光纖同軸網(wǎng)的技術(shù)特征，如頻譜安排、技術(shù)指標(biāo)、指標(biāo)分配、傳輸模式等

14、；混合光纖同軸網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如星形網(wǎng)、樹(shù)形網(wǎng)、星樹(shù)形網(wǎng)、雙星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)；混合光纖同軸網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)舉例等。二、教學(xué)要求第一章 緒論教學(xué)要求：了解光的性質(zhì)，光通信和光纖通信的區(qū)別聯(lián)系；掌握光纖通信系統(tǒng)的組成原理及特點(diǎn)；熟悉光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢(shì)。第二章 光纖及其特性分析教學(xué)要求：了解光纖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；掌握不同類(lèi)型光纖的導(dǎo)光原理和光纖的特性參數(shù)，尤其是損耗和色散兩個(gè)參數(shù)。第三章 光源及光發(fā)射機(jī)教學(xué)要求：了解和掌握自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收三種基本過(guò)程的原理與特點(diǎn)；掌握半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體發(fā)光二極管的組成原理，各自的特點(diǎn)及適用范圍；熟悉光纖通信系統(tǒng)的

15、調(diào)制方法和光發(fā)射機(jī)的組成原理。第四章 光電檢測(cè)器及光接收機(jī)教學(xué)要求：了解光電效應(yīng)的含義及產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件；了解和掌握PIN光電檢測(cè)器和APD雪崩光電檢測(cè)器的工作原理，以及特性參數(shù)；了解光接收機(jī)的組成原理。第五章 光纖通信器件教學(xué)要求：了解和掌握摻鉺光纖放大器工作原理，組成結(jié)構(gòu)，特性參數(shù)等；熟悉光無(wú)源器件的作用，結(jié)構(gòu)和參數(shù)等。第六章 同步數(shù)字體系教學(xué)要求：了解同步數(shù)字體系與準(zhǔn)同步數(shù)字體系的區(qū)別聯(lián)系；了解和掌握同步數(shù)字體系的幀結(jié)構(gòu)，信息結(jié)構(gòu)及復(fù)用映射過(guò)程。第七章 光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)教學(xué)要求：了解數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成原理及各部分的作用；了解和掌握碼型變換的原則及方法，以及數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)；掌握光中繼段的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。第八章 光波分復(fù)用系統(tǒng)教學(xué)要求：了解光波分復(fù)用技術(shù)的概念，特點(diǎn)及應(yīng)用；了解和掌握光波分復(fù)用技術(shù)的技術(shù)特征。第九章 混合光纖同軸網(wǎng)技術(shù)教學(xué)要求：了解混合光纖同軸網(wǎng)的概念、特點(diǎn)、技術(shù)特征；了解和掌握混合光纖同軸網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)步驟。三、章節(jié)學(xué)時(shí)分配章次總課時(shí)課堂講授實(shí)驗(yàn)上機(jī)實(shí)踐備 注122000244000344000444000544000644000744