《光纤通信技术》 课程大纲

《光纤通信技术》课程大纲课程名称：光纤通信技术课程类别：核心课学

分：4学分适用专业：通信工程专业、计算机应用专业先修课程：数字通信原理、数据通信原理一、课程的教学目的《光纤通信技术》是信息与通信工程学科一门重要的专业课程。课程定位为需要学习通信工程、计算机通信技术等专业，从事信息通信、计算机、网络等相关行业的学员。光纤通信系统具有低的传输损耗和宽的传输频带的特点，成为高速数据业务的理想传输通道。课程以光纤的导光原理和激光器的发光原理为基础内容，同时涵盖了各种实用光网络技术。课程以提高学生基本技能素质与新技术、新手段的应用能力为目标，培养能满足光纤网络工程的规划建设、系统调测、电信核心网络和接入网络的工程等需要的应用型人才。为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。鉴于本课程是实践性很强的专业课程，其教学内容既包括理论学习内容，又涵盖与之相关的实践实验活动内容，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。二、相关课程的衔接学习本课程需要先修《数字通信原理》、《数据通信原理》等专业基础课程以及《现代交换技术》、《宽带接入技术》等相关课程；后续课程包括《光网络》、《多媒体通信》等。三、教学的基本要求要求掌握《光纤通信技术》的基本概念、工作原理，了解相关扩展知识。熟练进行光纤通信技术的工程分析及工程计算。熟悉实验原理及内容，能够利用所学基本知识完成简单电路的分析和设计。四、课程教学方法下载教学内容导学、详解、实时辅导、教案、综合练习题等资料。为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。本课程含有实验，使本课程更多地与实践接轨，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。五、课程考核方式本学期将安排4次阶段作业。每次作业计10分，共计40分。作业类型为客观题，可重复提交，直至分数满意为止。考试：本课程的考试采用开卷的形式，由于本课程的计算量较大，建议学生熟练使用计算器。由于考试中有画图题，请带铅笔、直尺、橡皮。阶段作业占总评成绩的40%，期末考试成绩占总评成绩的60%。六、课程教学内容教学内容的结构分层体系各章知识点内容课程简介第一章课程介绍课程导学课程内容简介基础知识第二章概述光纤通信的基本概念光纤的结构与分类光纤通信系统的基本组成光纤通信的优越性小结第三章光导纤维用射线理论分析光纤的导光原理用波动理论分析阶跃型光纤的导光原理单模光纤光纤的传输特性小结光纤系统第四章光纤通信器件半导体光源半导体光电检测器光放大器小结第五章光纤通信系统光纤通信中的线路码型光发射机光接收机光中继器衰减、色散受限最大中继距离计算小结光网络第六章SDH&WDM网络SDH网络WDM网络光传送网OTN小结第七章城域光网络城域光网络的基本概念光互联网MSTP技术小结课程介绍1、教学内容课程导学课程学习介绍2、教学基本要求了解本课程适用专业；本课程教材；课程的目标；课程基本内容；课程内容基本要求；课程考核方法；课程资料。3、重点课程简介、课程导学4、难点课程的整体架构概述1、教学内容光纤通信的基本概念光纤的结构与分类光纤通信系统的基本组成光纤通信的优越性2、教学基本要求掌握光纤通信的基本概念；光纤的结构和分类；光纤的优点；目前实用的光纤通信系统。了解模式的含义；光纤通信系统组成的整体框架。3、重点光纤通信的基本概念、光纤的结构和分类、光纤通信的优点、光纤通信系统的组成4、难点模式的概念、强度调制、直接检波的概念光导纤维1、教学内容用射线理论分析阶跃型光纤的导光原理用射线理论分析渐变型光纤的导光原理用波动理论分析阶跃型光纤的导光原理单模光纤光纤的传输特性2、教学基本要求掌握与光纤导光原理相关的理论知识：几何光学原理、电磁场理论；射线理论中的阶跃型光纤的相关知识：相对折射指数差、弱导波光纤的概念、光射线的种类、阶跃型光纤的导光原理、数值孔径；波动理论中的阶跃型光纤的相关知识：标量模的概念、标量模截止的概念、单模传输条件、模数量的估算；射线理论中的渐变型光纤的相关知识：渐变型光纤的导光原理、子午线的轨迹方程、自聚焦现象、本地数值孔径的概念；单模光纤：单模光纤的概念、衰减系数的概念及公式、单模光纤的单模传输条件、单模光纤的截止波长；光纤的传输特性：光纤的传输特性、产生损耗的主要原因、色散的定义及表示方法、光纤中的色散。了解波动的概念；斜射线的概念；标量近似解法的推导思路及过程；渐变型光纤的标量近似解法；单模光纤的双折射；造成光纤吸收损耗和散射损耗的原因；了解单模光纤时延差的公式；多模渐变型光纤的模式色散。3、重点光纤通信的基本概念、光纤的结构和分类、光纤通信的优点、光纤通信系统的组成4、难点模式的概念、强度调制、直接检波的概念光纤通信器件1、教学内容半导体光源半导体光电检测器光放大器2、教学基本要求掌握激光器的物理基础；激光器的组成及其参量；半导体激光器的工作原理及工作特性；半导体材料的光电效应；光纤通信中常用的半导体光电检测器；光电检测器的工作特性；EDFA的优点；EDFA的结构及工作原理；EDFA的工作特性。了解半导体激光器的结构；半导体光电检测器的结构；非线性光纤放大器的概念。3、重点激光器的物理基础、激光器的组成及其参量、半导体激光器的工作原理及工作特性、半导体材料的光电效应、光纤通信中常用的半导体光电检测器、光电检测器的工作特性、EDFA的优点、EDFA的结构及工作原理、EDFA的工作特性4、难点激光器的谐振频率、半导体激光器的工作原理、半导体材料的光电效应、EDFA的工作原理光纤通信系统1、教学内容光纤通信中的线路码型光发射机光接收机光中继器衰减、色散受限最大中继距离计算2、教学基本要求掌握光纤通信的线路码型；光发射端机的要求及其组成；光接收端机的组成及其性能指标；光中继器组成；衰减对中继距离的影响；光纤色散特性和光源对信号的影响；衰减受限中继距离计算；色散受限中继距离计算。了解光纤通信系统中监控系统、备用系统等辅助系统。3、重点光纤通信的线路码型、光发射端机的要求及其组成、光接收端机的组成及其性能指标、光中继器组成、衰减对中继距离的影响、光纤色散特性和光源对信号的影响、最大中继距离的计算4、难点时钟恢复电路的工作原理、高码速激光器的谱线特性、模分配噪声、啁啾声、光纤的色散与带宽的关系SDH&WDM网络1、教学内容SDH网络WDM网络光传送网OTN2、教学基本要求掌握SDH的基本概念及特点；SDH的同步传输模块及其帧结构；SDH的复用过程；SDH的映射过程；SDH网元；波分复用的基本概念及特点；WDM系统组成结构；WDM网络的基本网元的组成及功能；光传送网的基本概念及特点；光传送网的分层结构；网络生存性；误码性能分析。了解SDH的网同步；WDM光纤通信系统；抖动性能分析。3、重点SDH的基本概念、同步传输模块、SDH的帧结构、SDH的复用与映射、SDH设备、波分复用的基本概念、WDM系统组成结构、WDM网络的基本网元的组成及功能、光传送网的基本概念及特点、光传送网的分层结构、光传送网的网络节点设备种类及功能、基于SDH的传送网、基于WDM的光传送网、网络生存性的基本概念、网络生存性的衡量技术指标、SDH网络的保护、WDM网络的保护、光网络中的光接口、电接口的界定、误码性能、抖动性能4、难点SDH的帧结构、SDH的复用与映射、SDH设备、WDM系统组成结构、WDM网络的基本网元的组成及功能、光传送网的基本结构、基于SDH的传送网、基于WDM的光传送网、SDH网络的保护、WDM网络的保护、误码性能、抖动性能城域光网络1、教学内容城域光网络的基本概念光互联网MSTP技术2、教学基本要求掌握城域光网络的分层结构及各层在城域网中的作用；骨干层主要传输技术；IPoverSDH技术；MSTP的基本概念及特点；以太网业务接入过程；ATM业务的接入过程；掌握PDH和SDH业务的接入过程；MSTP中的级联与虚级联技术、链路容量调整方案、通用成帧规程概念及作用。了解接入层主要接入技术；IPoverWDM技术；MSTP中的链路容量调整过程、通用成帧规程的帧结构；MSTP在城域网