《光纤通信技术》课程教学大纲（本科）.docx

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1、光纤通信技术Fiber Optic Communications Technology课程代码：03410082学 分：2.5学 时：40 （其中：讲课学时：40 实验学时：上机学时： ）先修课程：高等数学、大学物理、电路基础、工程光学、激光原理适用专业：光电信息科学与工程、通信工程教 材：光纤通信（第五版），（美）帕勒里斯著，王江平译，电子工业出 版社，版社年一、课程性质与课程目标光纤通信技术课程是光电信息科学与工程专业的必修课，主要讲授内容 是现代光纤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，常用无源器件和有源设备，光发射机和光接收机，在此基础上介绍光纤通 信领域

2、中的一些SDH和WDM光纤传输系统，简单设计模拟光纤通信系统和数字光 纤通信系统。通过本课程的学习，使学生系统地掌握光纤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，为毕业后从事本专业和 相关专业的工作打下良好的基础。二、课程目标及对毕业要求及其指标点的支撑（一）课程目标课程目标1：掌握有关光纤通信技术的基本理论、基本知识和技能。课程目标2：掌握光纤的基础理论，掌握光源、光放大器和耦合器等无源器件 的基本原理和方法。课程目标3：掌握波分复用、时分复用、SDH系统的原理和特点，根据实际 需求正确选用无源器件和有源器件。课程目标4：掌握现代光纤通信系统的原理和设计方法，能

3、够进行必要的文献 检索和调研，了解现代光纤通信技术的前沿内容。（二）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、毕业要求3和毕业要求6：（1）指标点1-3。具有光电信息科学与工程专业基础知识及其应用能力，并 了解光电信息行业的前沿发展现状和趋势；（2）指标点3-1。能够对复杂光电信息工程问题进行分析和提炼，设计解决方案，并对解决方案的可行性进行初步分析与论证。;2017年9月15日(3)指标点6-1。了解与光电信息科学与工程相关的职业和行业的法律基础 知识，掌握光电信息科学与工程相关的生产、设计、研究与开发的技术标准、知 识产权、产业政策和法律法规。程目标 毕业要

4、求指赢、课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求1-3VV毕业要求3-1V毕业要求6-1二、课程内容与教学要求课程内容包含光纤技术、光纤通信器件和光纤通信系统三方面内容。第1章光纤通信系统1课程内容(1)光纤通信历史的回顾；(2)基本的光纤通信系统：信源、载波源、信道、信道耦合器、检测器及信 号处理器、信宿、基本通信数据；(3)以分贝表示的功率；(4)光纤的优点以及光纤通信的应用。2教学要求(1) 了解光纤通信的历史大事件和优缺点；(2)熟悉光纤通信系统的组成；(3)掌握用分贝表示的功率计算。3重点难点(1)重点是掌握分贝表示的功率计算；(2)难点是掌握光纤通信系统的组成部分。第2章光

5、学概要1课程内容(1)射线理论及其应用；(2)透镜及成像；(3)光纤的数值孔径；(4)光的衍射及影响。2教学要求(1)掌握透镜成像对光源耦合入光纤的影响；(2)掌握光纤数值孔径对光源耦合入光纤的影响；(3) 了解光的衍射对光源耦合入光纤的影响。3重点难点(1)重点是理解透镜成像和光纤数值孔对光源耦合入光纤的影响；(2)难点是如何改进透镜成像和光纤数值孔对光源耦合入光纤的影响。第3章波动光学基础1课程内容(1)比尔定率；(2)色散、脉冲畸变及信息速率；(3)光孤子传输;(4)平面边界面上和临界角的反射；2教学要求(1)掌握比尔定率，了解损耗对光纤传输的影响；(2)掌握模间色散、波导色散、材料色散

6、和偏振模色散的计算；(3) 了解全反射现象。3重点难点(1)重点是损耗、色散对光纤传输的影响；(2)难点是光孤子如何实现传输。第4章集成光波导1课程内容对称平板波导中的模式、耦合和失真。2教学要求了解对称平板波导中光的传输，推导出光纤中光的传输。3重点难点(1)重点是对称平板波导中光的传输模式和耦合；(2)难点是对称平板波导中的失真。第5章光纤波导1课程内容(1)阶跃折射率光纤；(2)渐变折射率光纤；(3)光纤的损耗；(4)阶跃折射率光纤中的模式和场；(5)渐变折射率光纤中的模式和场(6)光纤中的脉冲畸变及信息速率(7)光纤的制作和光缆2教学要求(1)掌握各种光纤的结构、模式和场；(2) 了解

7、光纤中的脉冲畸变及信息速率。3重点难点(1)重点是阶跃折射率光纤的结构、模式和场；(2)难点是光纤中的脉冲畸变。第6章 光源和光放大器1课程内容(1)发光二极管工作原理和特性；(2)半导体激光器的原理和工作特性；(3)窄谱宽半导体激光器和可调谐半导体激光器；(4)光放大器；(5)光纤激光器；(6)垂直腔面发射半导体激光器2教学要求(1)掌握LED和LD的原理和工作特性；(2) 了解窄谱宽半导体激光器和可调谐半导体激光器；(3)掌握掺银光纤放大器和拉曼光纤放大器的工作原理和特性；(4) 了解光纤激光器和垂直腔面发射半导体激光器的结构不同点和优缺点。3重点难点(1)重点是各种半导体激光器、掺银光纤

8、放大器的工作原理和特性；(2)难点是如何根据实际应用选择不同的光源。第7章光检测器1课程内容(1)光检测原理；(2)光纤通信常用光电检测器件工作原理和特性。2教学要求掌握光检测的原理和应用。3重点难点(1)重点是光检测器件工作原理；(2)难点是如何根据实际应用选择不同的检测器。第8章耦合器和连接器1课程内容(1)连接器原理(2)光纤头预处理(3)熔接和连接器(4)光源的耦合2教学要求(1)掌握固定连接和活动连接的原理和特点；(2) 了解熔接的操作步骤；了解连接器的分类和特点；(3) 了解光源耦合的方法。3重点难点(1)重点是固定连接和活动连接的原理和特点；(2)难点是如何减少连接的插入损耗。第

9、9章 分布式网络和光纤器件1课程内容(1)分布式网络(2)定向耦合器和星形耦合器(3)光交换器件：光开关(4)光纤隔离器(5)波分复用器件(6)光纤布拉格光栅(7)阵列波导光栅(8) MEMS光交换(9)其他器件：光衰减器、光环形器和偏振控制器2教学要求(1)掌握分布式网络的类型及特点；(2)掌握定向耦合器和星形耦合器的工作原理和特性;(3)掌握光开关和MEMS光开关的工作原理和特性；(4)掌握光纤隔离器的工作原理和特性；(5)掌握波分复用器件的工作原理和特性；(6)掌握光纤布拉格光栅的工作原理和特性；(7)掌握阵列波导光栅的工作原理和特性；(8)掌握光衰减器、光环形器和偏振控制器的工作原理和

10、特性；3重点难点(1)重点是掌握定向耦合器和星形耦合器、光开关、光纤隔离器、波分复用 器件、光纤布拉格光栅和阵列波导光栅的工作原理和特性；(2)难点是如何正确选择应用各种分布式网络和光纤器件。第10章调制1课程内容(1)发光二极管的调制及其电路(2)半导体激光器的调制及其电路(3)模拟调制和数字调制2教学要求(1)掌握发光二极管和半导体激光器的调制及电路；(2)掌握模拟调制和数字调制的方式；3重点难点(1)重点是数字调制的编码方式；(2)难点是根据数字调制的优缺点选择合适的方式。第11章噪声和检测1课程内容(1)信噪比(2)误码率2教学要求掌握信噪比和误码率的定义及判断方式。3重点难点(1)重

11、点是误码率的判断方式；(2)难点是眼图的使用。第12章系统设计1课程内容(1)模拟系统设计(2)数字系统设计(3) optisystem仿真软件系统设计2教学要求(1)掌握根据损耗或色散进行系统设计；(2) 了解optisystem软件操作;(3)学会用optisystem进行系统设计。3重点难点(1)重点是学会用。ptisystem进行系统设计；(2)难点是如何根据损耗或色散进行系统设计。四、学时分配及对课程目标、毕业要求指标点的支撑(按序填写)教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上机课 程 实 践小 计第1章22讲授法、案例式目标1、3、4第2章22讲授法、问题式目

12、标2第3章44讲授法、讨论法目标2第4章22讲授法、讨论法目标2第5章33讲授法、案例式目标2第6章55讲授法、案例式目标2第7章11讲授法、案例式目标2第8章55讲授法、讨论法目标2第9章88讲授法、讨论法目标3第10章22讲授法、讨论法目标1、3第11章22讲授法、案例式目标1、3第12章44讲授法、案例式目标1、3、4合计4040五、考核方式(1)课程考核方式包括期末考试、随堂测试、平时和作业情况考核，考试采用闭卷笔试。(2)课程成绩=平时成绩x30%+期末考试成绩x70%。成绩的具体构成如下:考核形式考核要求考核权 重支撑的课 程目标备注课堂表现以随机的形式，在每章内容进行中或结束后，

13、随堂测 试1-3题，主要考核学生课堂的听课效果和课后及时 复习消化本章知识的能力，结合平时的随机点名，进 行综合考核。10%目标1、2、3、4平时作业课后完成2-8个习题，主要考核学生对每章知识点的 复习、理解和掌握程度，计算全部作业的平均成绩。20%目标1、2、3、4期末考试采用闭卷考试，期末考试试卷题型包括不定项选择 题、名词解释题、简答题和计算题等，其中考核光纤 通信基础知识型题目占60%,包括光纤基础知识占 30%左右，光电器件占30%左右；考核针对光纤通信 系统基础问题综合分析与验证的能力题目占40%o70%目标1、2、3课程目标1:掌握有关光纤通信技术的基本理论、基本知识和技能。课

14、程目标2：掌握光纤的基础理论，掌握光源、光放大器和耦合器等无源器件 的基本原理和方法。课程目标3：掌握波分复用、时分复用、SDH系统的原理和特点，根据实际 需求正确选用无源器件和有源器件。课程目标4：掌握现代光纤通信系统的原理和设计方法，能够进行必要的文献 检索和调研，了解现代光纤通信技术的前沿内容。六、课程目标达成度评价课程目标达成度计算表如下:课程目标对应考核形 式实际评测结果（学生达到的平均水平）对应总分达成度课程目标1平时成绩、期 末考试（课堂表现x 10%+平时作业 x20%） /4+期末考试对应试题 平均分x70%30/4+期末考试对应试 题总分x70%达成度=实 际测评结 果/对

15、应总 分课程目标2平时成绩、期 末考试（课堂表现xl0%+平时作业 x20%） /4+期末考试对应试题 平均分x70%30/4+期末考试对应试 题总分x70%达成度=实 际测评结 果/对应总 分课程目标3平时成绩、期 末考试（课堂表现xl0%+平时作业 x20%） /4+期末考试对应试题 平均分x70%30/4+期末考试对应试 题总分x70%课程目标4平时成绩（课堂表现x 10%+平时作业 义20%） /430/4达成度=实 际测评结果/对应总 分课程目标对应考核形式实际评测结果（学生达到的平均水平）对应总分达成度课程目标1平时成绩、期 末考试（平时成绩义20%） /3+期末考试对应试题平均分

16、义70%20/3+期末考试对应试题总分X 70%达成度=实 际测评结 果/对应总 分课程目标2平时成绩、期末考试（平时成绩义20%） /3+期末考试对应试题平均分义70%20/3+期末考试对应试题总分X 70%达成度=实 际测评结 果/对应总 分课程目标3平时成绩、期 末考试（平时成绩义20%） /3+期末考试对应试题平均分X 70%20/3+期末考试对应试题总分X 70%达成度=实 际测评结 果/对应总 分课程目标4平时成绩、期 末考试（平时成绩义20%） /3+期末考试对应试题平均分X 70%20/3+期末考试对应试题总分X 70%达成度=实 际测评结 果/对应总 分七 参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）光纤通信（第五版），（美）帕勒里斯著，王江平译，电子工业出版社，2006光纤通信系统.顾婉仪、李国瑞.北京邮电大学出版社，2006.9光纤通信系统.杨祥林.国防工业出版社，2000. 1八、大纲说明（内容可包括实验内容与基本要求、习题要求及其它一些必要 的说明）；1 .采用多媒体与板书相结合的教学方式，配合案例和习题的讲解及适当的课 后思考题，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。2 .每章课后布置几道习题，和平时考勤一起，占总成绩考核的30虬.可另行布置一些思考题或大作业，以加深学生对所学内容的理解和掌握。