光纖通信工程自學考試大綱

1、光纖通信工程(9126)自學考試大綱一、課程性質(zhì)與設置目的（一）課程性質(zhì)、地位和任務光纖通信工程是高等教育自學考試通信工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課。本課程的主要任務是，使學生通過對光纖光纜、光電子器件和光通信系統(tǒng)的學習，能掌握光纖通信系統(tǒng)中各部分的基本概念和工作原理及相關技術，了解現(xiàn)代光纖通信新技術的發(fā)展情況。（二）本課程的基本要求1. 掌握光纖的導光機理及傳輸特性。2. 掌握光纜的結(jié)構(gòu)及特性。3. 掌握半導體光源及半導體光電檢測器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。4. 掌握光端機的基本組成和各部件功能。5. 掌握光纖通信系統(tǒng)的組成及指標計算。6. 了解光纜線路工程實施方面的有關問題。(三）本課程與相關課程的

2、聯(lián)系、分工本課程是高等教育自學考試通信工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課。要學好本課程，需具有“數(shù)字通信原理”“電磁場理論”等課程的基本知識。二、課程內(nèi)容與考核目標第一章 概 論（一）學習目的與要求要求學生了解光纖通信發(fā)展史、光纖通信的優(yōu)點及應用、光纖通信的調(diào)制。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 光纖通信發(fā)展史 第二節(jié) 光纖通信的優(yōu)點及其應用光纖通信的優(yōu)點第三節(jié) 光纖通信的調(diào)制方式多路通信的光纖通信系統(tǒng)與數(shù)字通信（三）考核知識點1. 光纖通信的優(yōu)點2. 光纖通信系統(tǒng)與數(shù)字通信的關系（四）考核要求1. 光纖通信的優(yōu)點，要求達到“識記”層次。2. 光纖通信系統(tǒng)與數(shù)字通信的關系，要求達到“識記”層次。 第二章 光纖及其特

3、性(一）學習目的與要求要求學生了解光纖結(jié)構(gòu)成分和分類，理解光纖的導光機理，掌握光纖的色散、機械和溫度等特性，掌握單模光纖傳輸條件和參數(shù)。(二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概 述光纖的結(jié)構(gòu)和種類 光纖導光機理 光纖的衰減 第二節(jié) 數(shù)值孔徑和射線在光纖中的傳播路徑各種射線的數(shù)值孔徑及相互間的關系 子午射線在多模漸變光纖中傳播第三節(jié) 光纖傳輸?shù)牟▌永碚摰谒墓?jié) 光纖的色散和帶寬色散的概念 漸變光纖中的群時延和脈沖展寬 光纖帶寬與脈沖展寬的關系光纖中的模耦合和模功率穩(wěn)態(tài)分布 光纖鏈路的帶寬第五節(jié) 光纖的機械特性和溫度特性光纖的機械特性 光纖的溫度特性第六節(jié) 單模光纖及其參數(shù)單模傳輸條件 單模光纖的參數(shù)（三）考核知識

4、點1. 光纖的結(jié)構(gòu)及原理2. 數(shù)值孔徑和射線在光纖中的傳播路徑3. 光纖的色散和帶寬4. 光纖的機械特性和溫度特性5. 單模光纖及其參數(shù)(四）考核要求1. 光纖的結(jié)構(gòu)和原理(1)光纖的結(jié)構(gòu)和種類，要求達到“識記”層次。(2)光纖的導光機理、子午光線在多模突變光纖和多模漸變型光纖中傳播機理，要求達到“領會”層次。(3)光纖衰減特性和衰減產(chǎn)生的原因，要求達到“識記”層次。2. 數(shù)值孔徑和射線在光纖中傳播路徑(1)數(shù)值孔徑的基本概念，要求達到“識記”層次。(2)光纖中射線的傳播，要求達到“領會”層次。3. 光纖的色散和帶寬(1)色散的概念，要求達到“識記”層次。(2)漸變光纖中的群時延和脈沖展寬，要

5、求達到“領會”層次。(3)光纖帶寬與光纖鏈路帶寬，要求達到“領會”層次。4. 光纖的機械特性和溫度特性(1)光纖的機械特性，要求達到“識記”層次。(2)光纖的溫度特性，要求達到“識記”層次。5. 單模光纖及其參數(shù)(1)單模光纖的概念及特性，要求達到“識記”層次。(2)單模光纖的傳輸條件，要求達到“領會”層次。(3)單模光纖的參數(shù)，要求達到“領會”層次。第三章 光纖制造工藝(一）學習目的與要求要求學生能了解石英光纖制造過程及工藝要求。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概 述光纖制造過程簡介第二節(jié) 光纖預制棒的熔練工藝管內(nèi)化學汽相沉積法 等離子體激活化學汽相沉積法 管外化學汽相沉積法 多組分玻璃法第三節(jié) 光纖

6、的拉制工藝管棒法拉制工藝 雙坩堝法拉制工藝第四節(jié) 光纖的一次涂覆和套塑工藝涂覆工藝 光纖的套朔工藝第五節(jié) 光纖材料及其提純試制的提純工藝 光纖用的石英包皮管的技術要求（三）說明：這部分內(nèi)容，只要求學生通過閱讀教材，了解相關的課程內(nèi)容，不作考核要求。第四章 光 纜（一）學習目的與要求要求學生了解光纜結(jié)構(gòu)和特性，掌握光纜的基本設計原則。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概 述石英光纖的主要特點 光纜基本設計原則第二節(jié) 光纜結(jié)構(gòu)光纜的基本結(jié)構(gòu)、種類和特點 第三節(jié) 光纜的溫度特性 被覆光纖的溫度特性 光纜的溫度特性（三）考核知識點1. 石英光纖的主要特點和光纜基本設計原則2. 光纜結(jié)構(gòu)3. 光纜的溫度特性(四）考

7、核要求1. 石英光纖的主要特點和光纜基本設計原則(1)石英光纖的主要特點，要求達到“識記”層次。(2)光纜設計的基本原則，要求達到“簡單應用”層次。2. 光纜結(jié)構(gòu)(1)光纜的基本結(jié)構(gòu)，要求達到“識記”層次。(2)光纜的種類與特點，要求達到“識記”層次。3. 光纜的溫度特性(1)被覆光纖的溫度特性，要求達到“識記”層次。(2)光纜的溫度特性，要求達到“識記”層次。第五章 光纖光纜的測量(一）學習目的與要求要求學生了解光纖光纜測量的必要性，了解光纖光纜最基本的需測量的特性以及測量的方法。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 衰減和衰減譜的測量衰減測量的必要性 衰減測量的三種主要方法第二節(jié) 帶寬的測量帶寬測量的意義

8、 用時域法和頻域法測量帶寬第三節(jié) 折射率分布的測量折射率分布測量的意義 折射率分布測量的主要方法第四節(jié) 數(shù)值孔徑的測量數(shù)值孔徑測量的意義 數(shù)值孔徑的測量方法(三）說明：這部分內(nèi)容，只要求學生通過閱讀教材，了解相關的課程內(nèi)容，不作考核要求。第六章 光 源（一）學習目的與要求要求學生理解光纖系統(tǒng)中光源的條件，深刻理解半導體發(fā)光的機理，了解半導體光源的制作工藝，掌握發(fā)光二極管和半導體激光器的工作原理和特性。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概 述光纖通信系統(tǒng)中光源的條件 常用半導體光源的種類和特點第二節(jié) 電注入半導體發(fā)光半導體的能帶與光躍遷 半導體發(fā)光二極管和半導體激光器的發(fā)光機理第三節(jié) 半導體光源的制作制作半

9、導體光源的主要工藝環(huán)節(jié)第四節(jié) 半導體發(fā)光二極管發(fā)光二極管分類與結(jié)構(gòu) 半導體發(fā)光二極管的工作特性第五節(jié) 半導體激光器閾值電流 輸出光譜 轉(zhuǎn)換效率 調(diào)制特性 噪聲特性第六節(jié) 半導體光源與光纖的耦合發(fā)光二極管與光纖耦合方式 半導體激光器與光纖的耦合方式（三）考核知識點1. 光纖通信系統(tǒng)中光源的條件2. 電注入半導體發(fā)體發(fā)光的基本知識3. 半導體光源的制作4. 半導體發(fā)光二極管5. 半導體激光器6. 半導體光源與光纖的耦合(四）考核要求1 光纖通信系統(tǒng)中光源的條件（1）光纖通信系統(tǒng)中光源的條件，要求達到“領會”層次。（2）常用半導體光源的種類與特點，要求達到“簡單應用”層次。2 電注入半導體發(fā)光的基本

10、知識（1）半導體的能帶與光躍遷的機理，要求達到“領會”層次。（2）半導體發(fā)光二極管和半導體激光器的發(fā)光機理，要求達到“領會”層次。3半導體光源制作主要工藝流程，要求達到“識記”層次。4半導體發(fā)光二極管（1）半導體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，要求達到“領會”層次。（2）半導體發(fā)光二極管的工作特性，要求達到“簡單應用”層次。5半導體激光器（1）半導體激光器的結(jié)構(gòu)，要求達到“領會”層次。（2）半導體激光器的工作特性，要求達到“簡單應用”層次。6. 半導體光源光纖的耦合半導體光源與光纖的耦合方式及耦合效率，要求達到“領會”層次。 第七章 光檢測器(一）學習目的與要求要求學生理解光纖通信系統(tǒng)對檢測器件的基本要求和

11、常用光檢測器種類，深刻理解PIN光電二極管和雪崩光電二極管的結(jié)構(gòu)、工作原理，掌握PIN光電二極管和雪崩二極管的主要性能。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概 述光纖通信系統(tǒng)對檢測器件的基本要求 半導體的光電效應 光纖通信用光檢測器的基本參數(shù)第二節(jié) 光電二極管光電二極管結(jié)構(gòu) PIN光電二極管的基本特性參數(shù)第三節(jié) 雪崩光電二極管雪崩增益機構(gòu) 雪崩光電二極管的結(jié)構(gòu)與性能（三）考核知識點1. 光纖通信系統(tǒng)對檢測器件的基本要求2. 半導體的光電效應3. 光纖通信用光檢測器的基本參數(shù)4. 光電二極管5. 雪崩光電二極管(四）考核要求1. 光纖通信系統(tǒng)對檢測器件的基本要求，要求達到“識記”層次。2. 半導體的光電效應，

12、要求達到“領會”層次。3. 光纖通信用光檢測器的基本參數(shù)(1)量子效應及其光譜分布，要求達到“領會”層次。(2)噪聲及最小可檢測光功率，要求達到“領會”層次。(3)響應時間的基本概念，要求達到“領會”層次。4. 光電二極管(1)光電二極管的結(jié)構(gòu)，要求達到“領會”層次。(2)PIN光電二極管的基本特性參數(shù)，要求達到“領會”層次。5. 雪崩光電二極管(1)雪崩增益機構(gòu)，要求達到“領會”層次。(2)雪崩光電二極管的結(jié)構(gòu)與性能，要求達到“領會”層次。第八章 光發(fā)送機（一）學習目的與要求要求學生了解光發(fā)送機的組成，掌握光發(fā)送機的技術要求，理解光源器件工作的調(diào)制、驅(qū)動電路的工作原理。（二）課程內(nèi)容第一節(jié)

13、概 述光發(fā)送機的組成 光發(fā)送機的技術要求第二節(jié) 光源器件的驅(qū)動和光功率控制LED驅(qū)動電路 LD驅(qū)動電路和光功率控制第三節(jié) 發(fā)送光功率的監(jiān)測和控制光功率監(jiān)測的原理及方法 光源的功率控制第四節(jié) 光源的保護光源保護的兩種方式及基本原理(三）考核知識點1. 光發(fā)送機組成及技術要求2. 光源器件的驅(qū)動和光功率控制3. 發(fā)送光功率的監(jiān)測和控制4. 光源的保護(四）考核要求1. 光發(fā)送機組成及技術要求(1)光發(fā)送機的組成，要求達到“識記”層次。(2)光發(fā)送機的技術要求，要求達到“領會”層次。2. 光源器件的驅(qū)動和光功率控制(1)LED驅(qū)動電路的基本要求及基本原理，要求達到“領會”層次。(2)LD驅(qū)動電路基本

14、原理及光功率控制，要求達到“領會”層次。3. 發(fā)送光功率的監(jiān)測和控制(1)光功率監(jiān)測的原理及方法，要求達到“識記”層次。(2)光源的功率控制方法，要求達到“識記”層次。4. 光源的保護(1)光源的過流保護，要求達到“領會”層次。(2)光源的溫度制度，要求達到“領會”層次。第九章 數(shù)字光接收機(一）學習目的與要求要求學生理解數(shù)字光接收機基本組成及各部分主要功能，理解數(shù)字光接收機噪聲產(chǎn)生的原理，掌握PIN光接收機靈敏度、誤碼率，以及APD光接收機靈敏度和最佳倍增的計算。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概 述數(shù)字光接收機方框圖 光接收機各組成部分的作用第二節(jié) 電子線路的考慮偏量電路 耦合電路第三節(jié) 數(shù)字光接收

15、機的噪聲光檢測噪聲 接收放大器噪聲第四節(jié) PIN光接收機的靈敏度和誤碼率的計算光接收機的靈敏度的概念 PIN光接收機靈敏度和誤碼率的計算第五節(jié) APD光接收機的誤碼率計算第六節(jié) APD光接收機的靈敏度和最佳倍增（三）考核知識點1. 數(shù)字光接收機方框圖2. 光接收機各組成部分的作用3. 數(shù)字光接收機的噪聲4. PIN光接收機的靈敏度和誤碼率的計算5. APD光接收機誤碼率的計算6. APD光接收機的靈敏度和最佳倍增(四）考核要求1. 數(shù)字光接收機方框圖，要求達到“識記”層次。2. 光接收機各組成部分的作用，要求達到“領會”層次。3. 數(shù)字光接收機的噪聲(1)光檢測噪聲中PIN管的光噪聲的大小和平

16、均功率，要求達到“領會”層次。(2)APD雪崩光電二極管的倍增噪聲的概念與功率，要求達到“領會”層次。(3)接收放大器噪聲，要求達到“領會”層次。4. PIN光接收機的靈敏度和誤碼率的計算(1)光接收機的靈敏度的概念，要求達到“識記”層次。(2)靈敏度和誤碼率的計算，要求達到“簡單應用”層次。5. APD光接收機誤碼率的計算，要求達到“簡單應用”層次。6. APD光接收機的靈敏度和最佳倍增，要求達到“簡單應用”層次。第十章 線路碼型(一）學習目的與要求要求學生了解線路碼型選擇的要求，掌握光纖通信常用線路碼型的種類和特點，理解編譯碼器的工作過程，掌握誤碼檢測方法和線路碼型的參數(shù)和性能。課程內(nèi)容第

17、一節(jié) 概 述線路碼型的選擇應滿足的要求第二節(jié) 光纖通信常用線路碼型mBnB碼 擾碼 附加奇偶位碼 mB1C碼 差分mB1M碼第三節(jié) 編譯碼器變換器和反變換器 頻率變換 組同步第四節(jié) 誤碼檢測方法業(yè)務中止誤碼檢測 不中斷業(yè)務的誤碼檢測第五節(jié) 線路碼型參數(shù)和性能比較線路碼型的主要參數(shù) 線路碼型的性能（三）考核知識點1. 線路碼型的選擇應滿足的要求2. 光纖通信常用線路碼型3. 編譯碼器4. 誤碼檢測方法5. 線路碼型參數(shù)和性能比較（四）考核要求1. 線路碼型的選擇應滿足的要求，要求達到“識記”層次。2. 光纖通信常用線路碼型(1)mBnB碼的特點及形式，要求達到“領會”層次。(2)擾碼的特點，要求

18、達到“識記”層次。(3)附加奇偶位碼的特點及形式，要求達到“識記”層次。(4)mB1C碼的特點及形式，要求達到“識記”層次。(5)差分mB1M碼的特點，要求達到“識記”層次。3. 編譯碼器(1)變換器與反變換器的常用方法，要求達到“領會”層次。(2)頻率變換的方法，要求達到“領會”層次。(3)組同步的方法，要求達到“領會”層次。4. 誤碼檢測方法(1)業(yè)務中止誤碼檢測方框圖，要求達到“識記”層次。(2)不中斷業(yè)務的誤碼檢測方法，要求達到“識記”層次。5. 線路碼型參數(shù)和性能比較(1)線路碼型的主要參數(shù)，要求達到“識記”層次。(2)線路碼的性能，要求達到“識記”層次。 第十一章 數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)

19、的估算(一）學習目的與要求要求學生理解光纖傳輸系統(tǒng)傳輸距離和系統(tǒng)富余度的概念，掌握光纖線路的傳輸特性及系統(tǒng)傳輸距離與光纖帶寬的關系，了解光纖接續(xù)損耗的原因及接續(xù)耗損指標的確定。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 傳輸距離的估算和系統(tǒng)富余度傳輸距離的概念與估算 系統(tǒng)富余度的概念與確定第二節(jié) 光纖線路的傳輸特性光纖線路的色散 光纖線路的帶寬 光纖線路帶寬與長度的關系 光纖的沖擊響應第三節(jié) 系統(tǒng)傳輸距離與光纖帶寬的關系第四節(jié) 光纖線路的接續(xù)損耗指標的確定光纖的接續(xù)損耗產(chǎn)生的原因 接續(xù)損耗指標的確定（三）考核知識點1. 傳輸距離的概念與估算2. 系統(tǒng)富余度3. 光纖線路的傳輸特性4. 系統(tǒng)傳輸距離與光纖帶寬的關系5

20、. 光纖線路的接續(xù)（四）考核要求1. 傳輸距離的概念與估算，要求達到“簡單應用”層次。2. 系統(tǒng)富余度的概念與確定，要求達到“簡單應用”的層次。3. 光纖線路的傳輸特性(1)光纖線路色散產(chǎn)生的原因及計算，要求達到“簡單應用”層次。(2)光纖線路的帶寬特性，要求達到“領會”層次。(3)光纖線路帶寬與長度的關系，要求達到“領會”層次。(4)光纖的沖擊響應，要求達到“領會”層次。4. 系統(tǒng)傳輸距離和光纖帶寬的關系，要求達到“簡單應用”層次。5. 光纖線路的接續(xù)(1)光纖接續(xù)損耗產(chǎn)生的原因，要求達到“識記”層次。(2)確定接續(xù)損耗的指標，要求達到“領會”層次。第十二章 實用化系統(tǒng)（一）學習目的與要求要

21、求學生了解實用化光通信系統(tǒng)，其中包括CCITT關于光纖數(shù)字線路系統(tǒng)的建議和數(shù)字系統(tǒng)的接口建議、維護告警系統(tǒng)和公務系統(tǒng)、遠距離供電和遙信系統(tǒng)和機架結(jié)構(gòu)。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概 述光纜通信已進入實用化階段第二節(jié) CCITT關于光纖數(shù)字線路系統(tǒng)的建議光纖 系統(tǒng)參數(shù)第三節(jié) CCITT關于數(shù)字系統(tǒng)的接口建議第四節(jié) 維護告警系統(tǒng)和公務系統(tǒng)第五節(jié) 遠距離供電和遙信系統(tǒng)第六節(jié) 機架結(jié)構(gòu)（三）說明：這部分課程內(nèi)容，學生自己閱讀教材，了解相關內(nèi)容，不作考核要求。第十三章 光纜線路工程實施（一）學習目的與要求要求學生掌握光纖和光纜的接續(xù)方法，了解現(xiàn)場施工時，對光纜線路進行測試的內(nèi)容，掌握光纜線路維護的內(nèi)容和維護設

22、備與方法。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 光纖和光纜的接續(xù)光纖的接續(xù)方法 光纜的接續(xù)方法第二節(jié) 光纜敷設光纜的敷設的過程第三節(jié) 光纜線路測試光纜線路測試內(nèi)容第四節(jié) 光纜線路的維護 光纜線路維護的內(nèi)容 維護設備與方法（三）考核知識點1. 光纖和光纜的接續(xù)2. 光纜敷設3. 光纜線路測試4. 光纜線路的維護（四）考核要求1. 光纖和光纜的接續(xù)方法，要求達到“識記”層次。2. 光纜敷設的過程，要求達到“識記”層次。3. 光纜線路測試內(nèi)容，要求達到“識記”層次。4. 光纜線路維護的內(nèi)容，要求達到“識記”層次。5. 光纜線路維護用的主要儀表、設備，要求達到“識記”層次。第十四章 其它光纖通信系統(tǒng)的應用不作學習和考

23、核要求。第十五章 光纖通信系統(tǒng)的展望不作學習和考核要求。三、關于大綱的說明與考核實施要求（一）自學考試大綱的目的和作用課程自學考試大綱是根據(jù)專業(yè)自學考試計劃的要求，結(jié)合自學考試的特點而確定。其目的是對個人自學、社會助學和課程考試命題進行指導和規(guī)定。課程自學考試大綱明確了課程學習的內(nèi)容以及深廣度，規(guī)定了課程自學考試的范圍和標準。因此，它是編寫自學考試教材、掌握課程內(nèi)容知識范圍和程度的依據(jù)，也是進行自學考試命題的依據(jù)。（二）課程自學考試大綱與教材的關系課程自學考試大綱是進行學習和考核的依據(jù)，教材是學習掌握課程知識的基本內(nèi)容與范圍，教材的內(nèi)容是大綱所規(guī)定的課程知識和內(nèi)容的擴展和發(fā)揮。本大綱與教材所體

24、現(xiàn)的課程內(nèi)容一致；大綱里面的課程內(nèi)容和考核知識點與教材里面相關內(nèi)容一致。反過來教材里有的內(nèi)容，大綱里就不一定體現(xiàn)。（三）關于自學教材與主要參考書1. 教 材：光纖通信工程編 者：趙梓森出版社：人民郵電出版社2. 參考書：光纖通信 光纖通信原理 編 者：劉增基等 編者：張金菊出版社：西安電子科技大學出版社 出版社：中國人民大學出版社(四）關于自學要求和自學方法的指導本大綱的課程基本要求是依據(jù)專業(yè)考試計劃和專業(yè)培養(yǎng)目標而確定的。課程基本要求還明確了課程的基本內(nèi)容，以及對基本內(nèi)容掌握的程度?；疽笾械闹R點構(gòu)成了課程內(nèi)容的主體部分。因此，課程基本內(nèi)容掌握程度、課程考核知識點是高等教育自學考試考核的主要內(nèi)容。在自學要求中，對各部分內(nèi)容掌握程度的要求由低到高依次為：了解、理解、掌握。為了使學生能夠更好地適應自學，達