2020年光纤通信技术第七章参照模板

《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。

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义和发展历程1.2 光纤通信的优势和局限性1.3 光纤通信的应用领域1.4 光纤通信的发展趋势第二章：光纤的基础知识2.1 光纤的组成和结构2.2 光纤的种类和特性2.3 光纤的传输原理2.4 光纤的耦合和衰减第三章：光纤通信系统的组成3.1 光源和光发射器3.2 光接收器和解调器3.3 光放大器和光纤放大器3.4 光波分复用器和光开关第四章：光纤通信系统的性能评估4.1 系统性能指标4.2 信道容量和误码率4.3 系统噪声和损耗4.4 系统优化和升级第五章：光纤通信技术的应用5.1 光纤通信在通信领域的应用5.2 光纤通信在数据传输中的应用5.3 光纤通信在有线电视中的应用5.4 光纤通信在互联网和数据中心中的应用第六章：光纤通信系统的传输技术6.1 直接序列扩频传输技术6.2 频率分割复用传输技术6.3 时间分割复用传输技术6.4 波长分割复用传输技术第七章：光纤通信系统的网络架构7.1 点对点光纤通信网络7.2 星型光纤通信网络7.3 环型光纤通信网络7.4 光纤通信网络的规划和设计第八章：光纤通信系统的保护与恢复8.1 光纤通信系统的保护技术8.2 光纤通信系统的恢复技术8.3 故障检测与定位技术8.4 系统冗余设计第九章：光纤通信技术的最新进展9.1 光量子通信技术9.2 光纤激光器技术9.3 光纤传感器技术9.4 光纤通信技术的未来发展趋势第十章：实验与实践10.1 光纤通信系统的基本实验10.2 光纤通信系统的性能测试与评估10.3 光纤通信网络的搭建与维护10.4 实际案例分析与讨论第十一章：光纤通信系统的维护与管理11.1 光纤通信设备的维护与管理11.2 光纤通信网络的监测与维护11.3 光纤通信系统的安全与保护11.4 光纤通信技术的标准化与规范第十二章：光纤通信技术在特定领域的应用12.1 光纤通信在军事通信领域的应用12.2 光纤通信在航空航天领域的应用12.3 光纤通信在海洋探测领域的应用12.4 光纤通信在医疗健康领域的应用第十三章：光纤通信技术的国际化发展13.1 国际光纤通信技术的标准与协议13.2 跨国光纤通信网络的构建与运营13.3 国际合作与竞争在光纤通信领域的影响13.4 光纤通信技术在全球范围内的普及与发展第十四章：光纤通信技术的创新与研发14.1 新型光纤材料与技术的研发14.2 光纤通信设备的创新设计14.3 光纤通信系统的智能化与自动化14.4 光纤通信技术在未来的挑战与机遇第十五章：课程总结与展望15.1 光纤通信技术课程回顾15.2 光纤通信技术的关键问题和挑战15.3 光纤通信技术的未来发展趋势15.4 学生实践和研究的方向与建议重点和难点解析本文档详细介绍了《光纤通信技术》课程的教学大纲、教案和课程日历，涵盖了光纤通信的概述、基础知识、系统组成、性能评估、应用领域、传输技术、网络架构、保护与恢复、最新进展、实验与实践、维护与管理、特定领域应用、国际化发展、创新与研发以及课程总结与展望等十五个章节。

光纤通信教学大纲(正式)《光纤通信技术》课程教学大纲课程中文名称：光纤通信技术课程英文名称：Fiber Optical Communication Technology课程编号：ZF17402课程性质：专业方向课学时：（总学时54、理论课学时42、实验课学时12）学分：3适用对象：电子科学与技术专业本科学生先修课程：工程光学、大学物理、电动力学等课程简介：光纤通信是以激光光波作为信号载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。

光纤通信技术则是当代通信技术的最新成就，已成为现代通信网的基石。

与电缆通信和微波通信等电通信相比，光纤通信具有传输频带宽、传输衰减小、信号串扰弱和抗电磁干扰等优点。

因此，在目前的国内国际通信网已构成了一个以光纤通信为主，微波和卫星通信为辅的格局。

通过本课程的学习，要求学生掌握光纤的传输理论；光缆结构及特点；无源光器件的原理及性能；光源和光检测器的工作原理及特性；光纤放大器的工作原理及结构；光纤通信系统的组成、性能指标及系统的设计。

一、教学目标及任务光纤通信技术是电子科学与技术本科专业学生专业课程模块中的一门核心课程，通过本课程的学习，学生将掌握光纤通信的基本原理和光纤数字通信系统的组成，了解光纤通信的未来与发展，为进一步学习现代光纤通信技术打下基础。

本课程对培养学生综合应用以前所掌握的光学和通信系统基本知识、模拟和数字通信基本知识等有良好的促进作用。

二、学时分配三、教学内容及教学要求说明本章节的主要内容、重难点及各节相应习题要点，并按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次写明本章节的教学要求。

具体格式如下：第一章绪论（6学时）教学要求：1．了解光纤通信系统中光的特性；2．理解光纤通信系统的基本组成—光发射机、光纤及光接收机； 3．理解光纤的衰减、色散以及非线性效应；4．掌握比特率、带宽、中继距离的概念及其影响因素。

教学重点与难点：1．光纤通信系统的基本组成—光发射机、光纤及光接收机；2．比特率、带宽、中继距离的概念、影响因素及其计算。

光纤通信技术手册光纤通信技术是指利用光电子元器件和光纤传输介质进行信息传输的通信技术。

它具有传输速度快、传输质量高、抗干扰性强、保密性好和传输距离远等特点，已经成为现代通信技术中的重要部分。

本手册将对光纤通信技术的基本原理、光纤通信系统的构成和运行、光纤通信的应用及发展前景等方面进行详细介绍。

1. 光纤通信技术的基本原理光纤通信技术的基本原理是利用光波在光纤中的传输实现信息的传递。

光波是一种电磁波，可以在真空、空气、玻璃、水和金属等介质中传播。

在光纤中，光波可以由纯净的光纤芯层中心向外全反射传播。

光纤中芯层的直径一般在几微米到一百微米之间，由高折射率的材料制成，包覆在外层直径为几百微米的低折射率材料的外包层中。

2. 光纤通信系统的构成和运行光纤通信系统由光发射器、光纤、光接收器三部分组成。

光发射器将电信号转换成光信号，并输入到光纤中，光纤将光信号传输至接收端，接收端的光接收器将光信号转换成电信号。

光纤通信系统中的光源主要有激光二极管、LED和半导体激光器。

光接收器包括光电二极管、光电倍增管和APD等。

3. 光纤通信的应用光纤通信技术在军事、航空、航天、电力、电信和交通等领域都有广泛的应用。

在电信领域，光纤通信技术可以实现宽带、高速率的数据传输。

在电力领域，光纤通信技术可以实现电力系统的监测和控制。

在航空、航天领域，光纤通信技术可以实现高速率、高精度的数据传输和监测。

4. 光纤通信技术的发展前景随着信息技术的飞速发展，光纤通信技术也在不断发展。

未来，光纤通信技术将朝着更高速率、更低成本、更高可靠性和更高度集成的方向发展。

研究者们正在探索新的光纤材料、新的光波调制技术、新的光学器件和新的光收发装置等等。

相信在不久的将来，光纤通信技术将在更多领域得到应用，并为人类社会带来更多的福祉。

结论本手册对光纤通信技术进行了详细的介绍，包括光纤通信技术的基本原理、光纤通信系统的构成和运行、光纤通信的应用及发展前景等方面。

《******》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质和任务《》课程是我系专业及其相近专业必修的一门专业课程。

该课程的特点是概念多、实践性强、涉及面广，并有极广泛的实用性。

本课程的主要任务是讲授计算机网络的基础理论、实践知识，同时通过大量实验，着重培养学生的动手能力。

课程任务：1. 使学生可以全面了解组建一个计算机网络的各个环节。

2. 结合实际介绍常见计算机网络的组网和网络管理方法。

3. 提高学生对计算机网络基本原理和实际网络关系的深刻理解。

4. 提高学生的计算机网络应用水平。

5. 掌握组建网络和进行网络管理所需要的各种专业技术知识。

6．奠定学生对未来计算机网络开发和应用基础。

二、本课程的目标与基本要求目标：培养学生在处理网络工程方面的规划、安装、管理、维护等一般问题的能力。

基本要求：了解并掌握计算机网络、数据通信基础知识。

掌握网络体系结构，熟练使用TCP/IP协议知识对网络的配置与管理。

掌握局域网基本特点、网络互联设备的使用、常见网络的组建方案。

掌握WINDOWS2000网络操作系统。

了解网络安全的基本知识和措施。

掌握几种常见网络服务器的安装、配置、管理和维护技能。

三、课程教学基本要求掌握计算机网络的基本原理、数据通信的基础知识、基础知识、局域网和广域网技术、Internet技术应用等内容。

能够熟练进行Windows 2000的系统安装、管理及维护，了解并掌握Windows 2000网络服务的安装与设置，能够胜任一般网络工程方案设计、组建、网络维护以及简单网络应用程序的开发。

四、先行课程要求本课程的先行课有：《计算机文化基础》。

五、课程的教学方法和教学形式建议１、本课程概念多、实践性强、涉及面广，因此教学形式以讲授方式为主。

２、为加强和落实动手能力的培养，应充分重视实践性教学环节，保证实验课时不少于36学时。

建议在WINDOWS 2000或兼容的系统中完成实验。

３、对关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。

光纤通信技术电子教案第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与特点1.2 光纤通信的发展历程1.3 光纤通信的应用领域第二章：光纤与光波导2.1 光纤的基本原理与结构2.2 光纤的分类与性能2.3 光波导的类型与制备方法第三章：光纤通信系统的基本组成3.1 光源与光发射器3.2 光接收器与光检测器3.3 光纤传输系统与光纤通信设备第四章：光纤通信的关键技术4.1 光纤的耦合与连接技术4.2 光放大器与光滤波器4.3 光开关与光调制技术第五章：光纤通信系统的性能评估5.1 系统损耗与色散分析5.2 误码率与信道容量5.3 光纤通信系统的优化与升级第六章：光纤通信系统的应用6.1 数据通信与互联网6.2 电话通信与光纤电话6.3 广播与有线电视光纤传输第七章：光纤网络技术7.1 光纤传输网络的基本结构7.2 光纤接入网技术7.3 光纤传输网的构建与优化第八章：光电子器件8.1 光发射器件8.2 光接收器件8.3 光开关与光调制器件第九章：光纤通信技术的未来发展9.1 光纤通信技术的新发展9.2 光电子集成技术与光芯片9.3 量子通信与光纤通信的结合第十章：实验与实践10.1 光纤通信实验设备与方法10.2 光纤通信系统的搭建与调试10.3 光纤通信技术在实际应用中的案例分析第十一章：光纤通信系统的维护与管理11.1 光纤通信设备的日常维护11.2 光纤网络的故障诊断与处理11.3 光纤通信系统的安全管理与维护第十二章：光纤通信技术的标准与规范12.1 国际光纤通信技术标准简介12.2 国内光纤通信技术标准与规范12.3 光纤通信设备认证与质量检测第十三章：光纤通信技术在特定领域的应用13.1 光纤通信在军事通信中的应用13.2 光纤通信在电力系统中的应用13.3 光纤通信在医疗通信中的应用第十四章：光纤通信技术的产业化与市场分析14.1 光纤通信产业的发展现状与趋势14.2 光纤通信设备的市场分析14.3 光纤通信技术在国内外市场的竞争格局第十五章：复习与练习15.1 光纤通信技术的主要概念与技术指标15.2 光纤通信系统的基本组成与工作原理15.3 光纤通信技术在实际应用中应注意的问题重点和难点解析本文档是关于光纤通信技术电子教案的内容，涵盖了光纤通信的基本概念、关键技术、系统性能评估、应用领域、网络技术、光电子器件、未来发展、实验实践、维护管理、技术标准、产业化与市场分析以及复习练习等方面。

第一章 光纤光学基础1．详述单模光纤和多模光纤的区别（从物理结构，传播模式等方面）A ：单模光纤只能传输一种模式，多模光纤能同时传输多种模式。

单模光纤的折射率沿截面径向分布一般为阶跃型，多模光纤可呈多种形状。

纤芯尺寸及纤芯和包层的折射率差：单模纤芯直径在10um 左右，多模一般在50um 以上；单模光纤的相对折射率差在0.01以下，多模一般在0.01—0.02之间。

2．解释数值孔径的物理意义，并给出推导过程。

A:：NA 的大小表征了光纤接收光功率能力的大小，即只有落入以m 为半锥角的锥形区域之内的光线，才能够为光纤所接收。

3．比较阶跃型光纤和渐变型光纤数值孔径的定义，可以得出什么结论？A ：阶跃型光纤的NA 与光纤的几何尺寸无关，渐变型光纤的NA 是入射点径向坐标r 的函数，在纤壁处为0，在光纤轴上为最大。

4．相对折射率差的定义和物理意义。

A ：2221212112n n n n n n --D =?D 的大小决定了光纤对光场的约束能力和光纤端面的受光能力。

5．光纤的损耗有哪几种？哪些是其固有的不能避免，那些可以通过工艺和材料的改进得以降低？A ：固有损耗：光纤材料的本征吸收和本征散射。

非固有损耗：杂质吸收，波导散射，光纤弯曲等。

6．分析多模光纤中材料色散，模式色散，波导色散各自的产生机理。

A ：材料色散是由于不同的光源频率所对应的群速度不同所引起的脉冲展宽。

波导色散是由于不同的光源频率所对应的同一导模的群速度不同所引起的脉冲展宽。

多模色散是由于不同的导模在某一相同光源频率下具有不同的群速度所引起的脉冲展宽。

7．单模光纤中是否存在模式色散，为什么？A ：单模光纤中只传输基模，不存在多模色散，但基模的两个偏振态存在色散，称为偏振模色散。

8．从射线光学的观点计算多模阶跃光纤中子午光线的最大群时延差。

A ：设光纤的长度为L ，光纤中平行轴线的入射光线的传输路径最短，为L ；以临界角入射到纤芯和包层界面上的光线传输路径最长，为sin c L f 。