光纤通信课程教学大纲(张倩).doc

光纤通信原理课程教学大纲 课程编号： 0533201课程名称： 光纤通信原理 参考学时： 40 实验学时： 10先修课： 物理光学、应用光学、通信原理、电磁场与电磁波一、 说明部分1课程性质本课程是一门通信工程专业的专业课，主要讲授内容是现代光技术与光纤通信的基础知识、基本原理及新技术的发展，包括光纤与光缆，常用器件和仪器，光发射机和光接收机，在此基础上介绍光纤通信系统的设计、性能、施工、维护等的有关知识，最后介绍光纤通信领域中的一些高新技术。本课程的讲授重在系统、重在实用、重在新技术，并配有一定的实验以提高实践动手能力。2教学目标及意义通过本课程的学习，使学生系统地掌握光技术与光纤通信的基本原理和基本知识；了解光纤通信的基本技术和最新发展；争取尽快成为光纤通信领域的专门人才，为毕业后从事本专业和相关专业的科学研究、教学和其它工作打下良好的基础。3教学内容及教学要求主要内容有：光通信系统的设计、性能、施工、维护等的有关知识；光技术和光纤通信系统中的常用器件、常用仪器和设备的原理，使用方法。教学基本要求：1. 了解光纤、光缆的的构造与分类，各种光无源器件的基本工作原理2. 了解光端机的工作原理、基本性能3. 了解各种光纤通信网4. 掌握各种复用方式，特别是WDM的原理5. 掌握发光二极管、激光器的工作原理及主要特性，光电检测器的工作原理及主要特性6. 掌握光放大器的分类、功能及主要应用4教学重点、难点本课程的重点：1光纤通信的传光原理；2光纤的传输特性；3激光器、光电检测器、掺铒光纤放大器、无源器件4光端机的工作原理；5同步数字传输系列6各种复用方式的原理，特别是WDM的原理；本课程的难点为：1各种光器件的原理2光纤系统的同步数字传输系列5教学方法及教学手段以课堂讲授为主，充分利用教材、多媒体课件、参考书，尽可能多采取课堂讲授和学生自学相结合、课内与课外相结合、讲授与提问相结合的教学组织形式和方法。6教材及主要参考书选用教材： 刘增基，周洋溢，胡辽林，周绮丽. 光纤通信 (第二版). 西安：西安电子科技大学出版社，2008.12参考书：1. 顾婉仪、李国瑞. 光纤通信系统. 北京：北京邮电大学出版社，2006.92. 杨祥林. 光纤通信系统.北京：国防工业出版社，2000.17其它开课对象：电子信息工程、通信工程考核方式：平时成绩（30）开卷考试（40）实验（30）二、教学基本要求第一章 概述一、教学要求l 了解光纤通信发展的历史与现状，初步掌握光纤通信的一些基本概念及目前国际、国内和云南省内光纤通信的发展概况l 了解我国国际光缆的建设情况l 掌握光纤通信的特点与系统的组成及分类二、教学内容第一节 光纤通信的发展与现状光通信的发展史 先进国家光纤通信的发展 我国光纤通信事业的发展光纤通信的发展趋势第二节 光纤通信的特点光纤通信的优点 光纤通信的缺点 光纤通信与其它通信方式的比较 光纤通信的应用第三节 光纤通信系统的组成及分类光纤通信系统的组成 光纤通信系统的分类 数字与模拟光纤通信系统的比较第四节 国家最新发展战略与实施策略光纤通信技术研究与发展的现状 互联网发展需求与下一代光网络发展趋势 “十五” 863计划光纤通信研究的总体目标与实施策略三、本章学时数 学时数4第二章光纤与光缆 一、教学要求l 掌握光纤、光缆的的构造与分类l 了解光纤通信中常用测量仪器和各种参数的测量方法，重点是光功率计和光时域反射仪的工作原理和测量范围l 掌握光纤损耗和色散的测量方法二、教学内容第一节 光纤的构造与分类 光纤的构造 光纤的分类 常用光纤 光纤型号的命名方法 光纤制作方法简介第二节 光纤传光原理 几何光学法射线理论 光纤传输的波动理论第三节 光纤的特性（性能）光学性能 传输性能 机械性能 稳定性能第四节 光缆光缆的结构 光缆分类 光缆型号的命名 光缆制造简介 光缆的测试第五节 光纤特性的测量方法 常用测量仪器 损耗测量 带宽测量 色散测量 截止波长测量三、本章学时数 学时数8第三章 通信用光器件 一、教学要求l 了解各种光无源器件的基本工作原理l 掌握发光二极管、激光器的工作原理及主要特性l 掌握光电检测器的工作原理及主要特性l 掌握光放大器的分类、功能及主要应用二、教学内容第一节 光源 光纤通信对光源的基本要求 半导体光源的物理基础 半导体激光器工作原理和基本结构半导体激光器的主要特性 单纵模激光器 发光二极管 半导体光源一般性能和应用第二节 光检测器 光纤通信对光检测器要求 光电二极管PD 改进型光电二极管PIN 雪崩光电二极管APD第三节 光无源器件 光纤连接器 光耦合器 波分复用/解复用器与光滤波器 光隔离器与光环行器 光衰减器光开关 调制器第四节 光放大器 光放大器分类 光放大器的主要功能 光放大器的原理与一般特性 半导体激光放大器 掺杂光纤放大器 光纤喇曼放大器(FRA) 光纤布里渊放大器(FBA) WDM传输系统中光纤放大器的增益平坦控制技术 光纤放大器的发展方向三、本章学时数 学时数10第四章 光纤通信系统 一、教学要求l 了解光端机的工作原理、基本性能l 掌握数字光纤系统的同步数字传输系列，中继段设计及系统的性能规范l 掌握光纤辅助系统的各部分功能二、教学内容第一节 光端机 光发射机 光接收机 线路编码第二节 数字光纤通信系统两种传输体制 光缆通信系统的全程全网形式 光缆通信系统的性能指标 光缆通信系统的设计 光缆通信系统的施工与维护 光纤辅助系统第三节 模拟光纤通信系统 调制方式 模拟基带直接光强调制光纤 副载波复用光纤传输系统第四节 光缆系统的测量方法 数字端机测试 光纤和光缆测试 光端机(包括光中继器)测试 系统全程测试第五节 光缆工程的验收与维护 光缆通信系统的工程验收 光缆通信系统的维护三、本章学时数 学时数10第五章 光纤通信中的高新技术一、教学要求l 了解各种光纤通信网l 掌握各种复用方式，特别是WDM的原理l 熟悉相干光系统与光孤子系统的关键技术二、教学内容第一节 超长波长光通信系统超长距离通信的设想 超低损耗光纤材料第二节 相干光波通信系统 相干光波系统的优点 相干检测原理与特性 调制格式 解调方案相干接收机的误码率和灵敏度 相干光接收机灵敏度恶化与系统设计考虑相干光波系统的性能 几个关键技术问题第三节 多信道光波系统 多信道光波系统 多信道光波系统的复用方案：空分复用(SDM) 时分复用(TDM) 波分复用(WDM)或频分复用(FDM) 副载波复用(SCM)光波系统 码分复用(CDM)光波系统第四节 光纤孤子通信系统 光孤子