光纤通信技术课程教学大纲.pdf

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。苏轼宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明光纤通信技术课程教学大纲 适用专业：通信工程 编写日期：适用对象：本科 执 笔：刘世安 学 时 数：48 审 核：一、本课程的性质、任务和基本要求 光纤通信技术课程是通信工程专业的一门专业必修课。光纤通信已成为现代通信的支柱，“信息高速公路”的骨干，电信网的光纤化已是大势所趋，光纤通信在当今世界上得到了广泛的应用，光纤通信作为一种新技术、新发展，它将推动人类社会的文明进步和发展。作为电子信息专业和相关专业的学生，光纤通信课程的学习将有重要作用。本课程的任务是使学生在光纤通信方面具有一定的基础知识，掌握光纤通信系统的组成、特性、应用及发展方向，使该专业毕业生在工作中具有利用光纤通信技术开发产品和解决实际问题的基本能力。通过光纤通信技术课程的学习，对学生提出如下要求：了解光纤通信系统的发展，掌握光纤通信系统的基本组成；理解光纤的传输原理和特性，光纤特性的测量方法；掌握光源、光检测器和光无源器件的类型、原理和性质，并能根据实际工程需要选择合适的器件。了解光端机（光发射机和光接收机）的组成和特性；了解数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统；掌握 SDH 技术；理解光纤通信的若干新技术，光纤通信网络等知识，为进一步学习与使用光纤通信技术和设备打下基础。本课程的基础课程是模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、通信原理、通信电路。二、教学内容与要求（一）概论 教学内容要点：（1）光纤通信发展的历史和现状（2）光纤通信的优点和应用（3）光纤通信系统的基本组成（二）光纤和光缆 1、光纤结构和类型 教学内容要点：（1）光纤结构（2）光纤类型 2、光纤传输原理 教学内容要点：（1）几何光学方法（2）光纤传输的波动理论 3、光纤传输特性 教学内容要点：（1）光纤色散（2）光纤损耗（3）光纤标准和应用 4、光缆 教学内容要点：（1）光缆基本要求（2）光缆结构和类型（3）光缆特性 5、光纤特性测量方法 大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐教学内容要点：（1）损耗测量（2）带宽测量（3）色散测量（4）截止波长测量（三）通信用光器件 1、光源 教学内容要点：（1）半导体激光器工作原理和基本结构（2）半导体激光器的主要特性（3）发光二极管（4）半导体光源性能和应用 2、光检测器 教学内容要点：（1）光电二极管工作原理（2）PIN 光电二极管（3）雪崩光电二极管（4）光电二极管性能和应用 3、光无源器件 教学内容要点：（1）连接器和接头（2）光耦合器（3）光隔离器与光环行器（4）光调制器、光开关（四）光端机 1、光发射机 教学内容要点：（1）基本组成（2）调制特性（3）调制电路和控制电路 2、光接收机 教学内容要点：（1）基本组成（2）噪声特性（3）误码率（4）灵敏度 3、线路编码 教学内容要点：（1）扰码（2）mBnB 码（3）插入码（五）光纤通信系统 1、模拟光纤通信系统 调制方式 教学内容要点：（1）模拟基带直接光强调制（2）模拟间接光强调制（3）频分复用光强调制 模拟基带直接光强调制光纤传输系统 教学内容要点：（1）特性参数（2）光端机（3）系统性能 副载波复用光纤传输系统 教学内容要点：（1）参数特性（2）光端机（3）光链路性能 2、数字光纤通信系统 系统的性能指标 教学内容要点：（1）参考模型（2）主要性能指标（3）可靠性 系统的设计 教学内容要点：（1）中继距离受损耗的限制（2）中继距离受色散的限制（3）中继距离和传输速率（六）SDH 技术 1、SDH 概述 谋事在人，成事在天！增广贤文良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。汤显祖教学内容要点：（1）PDH 存在的问题（2）SDH 的概念和特点 2、SDH 的帧结构和复用步骤 教学内容要点：（1）SDH 的帧结构（2）SDH 的复用结构（3）映射、定位和复用的概念（4）SDH 的复用步骤 3、SDH 开销和指针 教学内容要点：（1）段开销（2）通道开销（3）指针 4、SDH 设备 5、SDH 网络结构和 SDH 自愈保护 教学内容要点：（1）SDH 网络拓扑结构（2）SDH 自愈保护 6、光接口类型和参数 教学内容要点：（1）光接口类型（2）光接口参数 7、SDH 网同步 教学内容要点：（1）网同步的工作方式（2）我国数字同步网的网络结构（3）SDH 网同步结构 8、SDH 管理网 教学内容要点：（1）SDH 网管的基本概念（2）SDH 网管接口（3）SDH 网管功能 9、SDH 网络传输性能 教学内容要点：（1）误码性能（2）可用性参数（3）抖动和漂移性能（七）光纤通信新技术 1、EDFA 教学内容要点：（1）掺铒光纤放大器工作原理（2）构成和特性 2、光波分复用原理 教学内容要点：（1）光波分复用原理（2）WDM 系统的基本结构（3）光滤波器与光波分复用器 3、光交换技术 教学内容要点：（1）空分光交换（2）时分光交换（3）波分光交换 4、光孤子通信 教学内容要点：（1）光孤子的形成（2）光孤子通信系统的构成和性能 5、光通信技术 教学内容要点：（1）相干检测原理（2）调制和解调（3）误码率和接收灵敏度 6、光时分复用技术 教学内容要点：（1）光时分复用 7、波长变换技术 教学内容要点：（1）波长变换（八）光纤通信网络 宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐1、SDH 传送网 教学内容要点：（1）功能结构（2）SDH 网的物理拓扑（3）自愈网 2、DM 光网络 教学内容要点：（1）分层结构（2）光分插复用器（3）光交叉连接器 3、光接入网 教学内容要点：（1）光接入网概述（2）无源光网络（3）有源光网络 三、实验内容 本课程实验对学生实际操作能力和独立解决问题的能力的要求较高，建议对实验课采用单独操作考试的考核方式。可在课程教学全部结束后组织进行。各实验名称如下：（1）光纤通信原理实验、系统信号发生器实验（2）光发送系统实验（3）光接收系统实验（4）电话光纤传输系统实验 四、教学时数分配表 本课程共有 48 个学时，其中理论 40 学时，实验 8 学时。序号 课程内容 总学时数（48）讲课 实验 习题课 课程设计 机动 一 概述 2 二 光纤与光缆 5 三 通信光器件 4 四 光端机 5 五 光纤通信系统 4 2 六 SDH 12 4 七 光纤通信新技术 5 八 光纤通信网络 3 2 合计 40 8 五、实验课学时分配表 序号 内 容 学时数 1 光纤通信原理实验、系统信号发生器实验 2 2 光发送系统实验 2 3 光接收系统实验 2 4 电话光纤传输系统实验 2 合 计 8 六、教学方法建议 1、教学大纲的基本内容要认真执行。根据教学计划、学生情况和所选教材在深广度上可作恰当处理。人之为学，不日进则日退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武2、在理论教学时，尽量避免繁杂抽象的数学推导，重点放在基本概念、基础知识的讲解。3、注重联系实际，介绍现代光纤通信的典型应用实例，提高学生的学习兴趣，帮助学生掌握基本分析方法。4、建议采用多媒体和课堂相结合教学，加强演示实验，加深学生对物理现象的认识和理解。5、在讲授模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统时，建议采用横向比较教学。七、本课程的考核方式 本课程为考试科目，平时作业、考勤占 10，实验环节占 20，期考成绩占 70。教学上可布置适当作业，特别是一些难点方面内容。八、推荐教材和教学参考书（1）光纤通信（第三版）张宝富西安：西安电子科技大学出版社，（2）光纤通信（第二版）刘增基，周洋溢，胡辽林，任光亮，周绮丽西安：西安电子科技大学出版社，（3）袁国良，李元元光纤通信简明教程北京：清华大学出版社，（4）孙学康，张金菊光纤通信技术(第 3 版)北京：人民邮电出版社 （5）顾畹仪光纤通信技术(第 2 版)北京：人民邮电出版社 （6）孙学康，毛京丽SDH 技术北京：人民邮电出版社 （7）肖萍萍，吴健学SDH 原理与应用北京：人民邮电出版社