空间光网络技术-教学大纲

《空间光网络技术》教学大纲课程信息课程名称：空间光网络技术课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分：4先修课程：无选用教材：《空间光网络技术》，李勇军，蒙文，赵尚弘，周义建主编，2022年，电子工业出版社教材。适用专业：本课程可作为空间光通信与网络专业研究生的课程，也可为从事该领域的高校师生和科研人员提供参考。课程负责人：二、课程简介本课程按照网络协议、物理层、数据链路层及路由交换的层次化设计思路共编有十章。空间信息网络协议主要介绍了CCSDS协议标准和规范。物理层主要介绍了空间光通信捕跟技术、调制发射、传输模型、接收检测方法及星座设计方法。数据链路层主要介绍了卫星光通信中数据的封装方法。路由交换主要介绍了星上激光微波混合交换方法和波长路由分配算法。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识1.掌握机网络协议、物理层、数据链路层及路由交换的基本理论和方法。2.了解空间光网络技术的应用领域和市场需求，为产品设计和开发提供指导。L2问题分析1.学会对空间光网络技术应用中出现的问题进行分析和解决，包括硬件故障、软件错误、网络问题等。2.学会进行故障排除和维修和计算方法，以实现数据处理应用。H3设计/开发解决方案1.掌握空间激光接收检测方法，能将空间光网络技术应用到工作和生活领域中。2.学会进行系统测试和验证，以确保系统的质量和性能符合要求。H4研究L5使用现代工具1.掌握空间光网络技术领域研发的现代工具，如仿真软件、调试工具等。2.学会使用现代工具进行数据分析和处理，提高工作效率和准确性。M6工程与社会1.了解空间光网络技术对社会的影响和作用，以及相关的法律法规和标准。2.学会将相应技术应用于实际生产和社会服务中，为社会做出贡献。L7环境和可持续发展L8职业规范L9个人和团队1.学会个人发展和团队合作，提高个人和团队的综合素质。2.学会与他人合作和沟通，建立良好的人际关系和团队合作氛围。H10沟通1.学会进行有效的沟通和表达，与客户、同事和上级保持良好的沟通和协作。2.学会进行跨文化沟通和合作，提高国际化视野和跨文化交流能力。M11项目管理1.学会进行项目管理和组织，包括项目计划、进度控制、质量管理等。2.学会进行风险评估和管理，提高项目成功的概率和效率。L12终身学习1.学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业水平和创新能力。2.学会进行终身学习和职业发展规划，不断拓展职业领域和发展空间。H注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型1绪论基本概念和内涵组成和结构空间信息网络组网方式国外研究进展国内研究进展发展趋势了解空间光网络技术基本概念和内涵、组成和结构；掌握发展趋势6理论+实操2空间信息网络协议CCSDS协议分层CCSDS协议历史CCSDS协议的主要特征CCSDS协议配置实例TC空间数据链路协议TM空间数据链路协议AOS空间数据链路协议Proximity-1空间数据链路协议IPoverCCSDS掌握CCSDS协议分层的内容和主要特征；掌握TC空间数据链路协议、TM空间数据链路协议、AOS空间数据链路协议等空间信息网络协议12理论+实操3空间ATP技术ATP系统的组成及工作原理ATP系统的关键技术及其参数设置光束捕获技术捕获时间优化光束跟踪技术光束瞄准技术掌握ATP系统的组成及工作原理、关键技术及其参数设置6理论+实操4空间光调制发射技术空间光信号的产生及传输特性光辐射调制原理电光调制声光调制与磁光调制直接调制掌握空间光信号的产生及传输特性5理论+实操5空间激光信道传输模型卫星激光信道传输模型航空激光信道传输模型掌握卫星激光信道传输模型、航空激光信道传输模型3理论+实操6空间激光接收检测方法光电探测的物理效应光探测器性能参数和噪声光电检测器类型及典型的光电探测器光电探测方式空间激光接收技术相干激光接收技术光锁相环（OPLL)架构及原理组成掌握并光电探测方式、空间激光接收技术、相干激光接收技术等空间激光接收检测方法8理论+实操7星间激光通信数据封装方法引言CCSDS数据帧封装方法星间激光链路接口模型编码技术研究激光通信终端（LCT）数据封装实例星间激光链路接口模型（ILIM）的应用掌握星间激光链路接口模型编码技术6理论+实操8星座设计方法星座设计目标及约束条件卫星节点特性星座参数区域覆盖星座设计全球覆盖星座设计卫星节点空间连通及覆盖性能卫星拓扑结构国内外典型星座系统掌握区域覆盖星座设计、全球覆盖星座设计的方法8理论+实操9星上激光/微波混合交换技术星上电交换技术星上波长交换技术星上光突发交换技术星上混合交换技术星上交换所面临的难题与挑战掌握星上波长交换技术星上光突发交换技术、星上混合交换技术6理论+实操10空间光网络路由与波长分配算法空间光网络路由算法空间光网络RWA算法原理波长变换的空间光网络多QoS波长路由算法波长连续的空间光网络多QoS波长路由算法掌握空间光网络路由算法和原理4理论+实操五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试大作业50百分制，60分为及格2平时成绩实践10次40优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议学习方法建议1.依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。3.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的智能终端产品应用相关实例，对已有技术持续进行更新。4.通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队协作能力，学会如何与他人合作、沟通、协调等等。学生课外阅读参考资料《空间光网络技术》，李勇军，蒙文，赵尚弘，周义建主编，2022年，电子工业出版社教材。七、课程改革与建设（1）本课程内容按照网络协议、物理层传输和拓扑结构、数据链路层数据封装及路由交换的层次化设计思路进行内容构建。（2）注重技能的养成和思维的拓展。通过引导式教学，设计包括引导问题、优化决