《光纤通信技术教学资料》第2章第5节
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第1章 光纤通信概述1.1光纤通信的基本概念 1.光纤通信光纤通信是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
2.光波特性 (1)光速:① 在真空中:v f =λ,o c f =λ (8c 310m/s =⨯) ② 在介质中:v c/n = (n 是折射率) (2)光是电磁波:TM 、TE 、TEM (3)光具有二重性① 波动性(宏观):光具有反射、折射、衍射和干涉等。
② 粒子性(微观):光具有能量、 动量和质量等。
3.电磁波谱1.1光纤通信的特点 1.优点(1)传输频带宽,通信容量大 (2)传输损耗小 (3)抗电磁干扰 (4)光纤线径细、重量轻 (5)制作光纤的资源丰富 2.缺点(1)光纤弯曲半径不宜过小(2)光纤的切断和连接操作技术要求高 (3)分路、耦合操作繁琐1.3 光纤通信系统的基本组成目前光纤通信系统多采用强度调制/直接检波(IM/DD)。
1.光发射机光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤。
光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源,目前主要采用半导体激光器(LD)或半导体发光二极管(LED)。
2.光接收机光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器,目前主要采用光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)。
3.光中继器光纤通信中光中继器的形式主要有两种,一种是光-电-光转换形式的中继器,另一种是在光信号上直接放大的光放大器。
1.4 光纤通信的发展趋势1.向超高速光纤系统发展2.向超大容量WDM系统发展3.向光传送网方向发展4.向G.655光纤发展5.向宽带光纤接入网方向发展(FTTH)第2章光导纤维2.1 光纤的结构和分类2.1.1 光纤的结构1.纤芯层(1)位置:光纤的中心部位,折射率为n1。
(2)尺寸:单模光纤的直径d1=2a=4μm~10μm,多模光纤的直径d1=50μm。
(3)材料:高纯度SiO2,掺有极少量的掺杂剂。
2.包层(1)位置:位于纤芯的周围,折射率为n2。
《光纤通信原理与技术》课程教学大纲英文名称:Fiber Communication Principle and its Application学时:51 学分:3开课学期:第7学期一、课程性质与任务通过讲授光纤通信技术的基础知识,使学生了解掌握光纤通信的基本特点,学习光纤通信系统的三个重要组成部分:光源(光发射机)、光纤(光缆)和光检测器(光接收机)。
通过本课程的学习,学生将掌握光纤通信的基本原理、光纤通信系统的组成和系统设计的基本方法,了解光纤通信的未来与发展,为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下基础。
二、课程教学的基本要求要求通过课堂认真听讲和实验课,以及课下自学,基本掌握光纤通信的基础理论知识和应用概况,熟悉光纤通信在电信、通信中的应用,为今后的工作打下坚实的理论基础。
三、课程内容第一章光通信发展史及其优点(1学时)第二章光纤的传输特性(2学时)第三章影响光纤传输特性的一些物理因素(5学时)第四章光纤通信系统和网络中的光无源器件(9学时)第五章光纤通信技术中的光有源器件(3学时)第六章光纤通信技术中使用的光放大器(4学时)第七章光纤传输系统(4学时)第八章光纤网络介绍(6学时)第九章光纤通信原理与技术实验(17课时)四、教学重点、难点本课程的教学重点是光电信息技术物理基础、电光信息转换、光电信息转换,光电信息技术应用,光电新产品开发举例。
本课程的教学难点是光电信息技术物理基础。
五、教学时数分配教学时数51学时,其中理论讲授34学时,实践教学17学时。
(教学时数具体见附表1和实践教学具体安排见附表2)六、教学方式理论授课以多媒体和模型教学为主,必要时开展演示性实验。
七、本课程与其它课程的关系1。
本课程必要的先修课程《光学》、《电动力学》、《量子力学》等课程2。
本课程的后续课程《激光技术》和《光纤通信原理实验》以及就业实习。
八、考核方式考核方式:考查具体有三种。
根据大多数学生学习情况和学生兴趣而定其中一种.第一种是采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定.对于理论和常识部分采用闭卷考试,期末考试成绩占总成绩的55%,实验成绩占总成绩的30%,作业成绩及平时考勤占总成绩的15%;第二种是采用课程设计(含市场调查报告)和平时成绩相结合的方式,课程设计占总成绩的55%,实验成绩占总成绩的30%,作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。
《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 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优势与局限性1.3 光纤通信的基本原理1.4 光纤通信的应用领域第二章:光纤与光纤器件2.1 光纤的制备与分类2.2 光纤的传输特性2.3 光纤的连接与耦合技术2.4 光纤通信系统中的关键器件第三章:光发送与接收技术3.1 光发送器的工作原理与分类3.2 光发射机的性能指标3.3 光接收器的工作原理与分类3.4 光接收机的性能指标第四章:光纤传输系统设计4.1 光纤传输系统的基本组成4.2 光纤传输损耗与色散4.3 光纤传输系统的性能评估4.4 光纤传输系统的设计步骤与方法第五章:光纤通信网络与技术5.2 光纤传输网(OTN)5.3 光纤接入网(FTTx)5.4 光纤交换技术与光互联网第六章:光纤通信系统的测试与维护6.1 光纤通信系统性能测试指标6.2 光纤通信系统测试设备与方法6.3 光纤通信系统维护与管理6.4 故障诊断与处理方法第七章:光纤通信技术在特定领域的应用7.1 光纤通信在数据通信中的应用7.2 光纤通信在电信网络中的应用7.3 光纤通信在有线电视网络中的应用7.4 光纤通信在其他领域的应用案例第八章:光纤通信技术的未来发展8.1 新型光纤材料与技术8.2 光子集成电路与光电子技术8.3 光纤通信网络的智能化与自动化8.4 量子光纤通信技术的发展第九章:光纤通信技术的工程实践9.1 光纤通信系统的设计与实施9.2 光纤通信设备的安装与调试9.4 工程案例分析与实践第十章:课程总结与复习10.1 光纤通信技术的关键概念与技术10.2 光纤通信系统的性能评估与优化10.3 光纤通信技术在现代通信网络中的应用10.4 课程复习与考试要点重点和难点解析一、光纤通信的定义与发展历程重点:光纤通信的基本原理、优势与局限性难点:光纤通信技术的发展历程及其对现代通信的影响二、光纤与光纤器件重点:光纤的制备与分类、光纤的传输特性难点:光纤的连接与耦合技术、光纤通信系统中的关键器件的工作原理与性能三、光发送与接收技术重点:光发送器的工作原理与分类、光接收器的工作原理与分类难点:光发射机的性能指标、光接收机的性能指标四、光纤传输系统设计重点:光纤传输系统的基本组成、光纤传输损耗与色散难点:光纤传输系统的性能评估方法、光纤传输系统的设计步骤与方法五、光纤通信网络与技术重点:光纤通信网络的分类与结构、光纤传输网(OTN)、光纤接入网(FTTx)、光纤交换技术与光互联网难点:光纤通信网络的设计与实施、光纤通信设备的安装与调试、光纤通信网络的运营与管理六、光纤通信系统的测试与维护重点:光纤通信系统性能测试指标、光纤通信系统测试设备与方法难点:光纤通信系统维护与管理、故障诊断与处理方法七、光纤通信技术在特定领域的应用重点:光纤通信在数据通信、电信网络、有线电视网络等领域的应用难点:光纤通信在其他领域的应用案例分析八、光纤通信技术的未来发展重点:新型光纤材料与技术、光子集成电路与光电子技术难点:光纤通信网络的智能化与自动化、量子光纤通信技术的发展九、光纤通信技术的工程实践重点:光纤通信系统的设计与实施、光纤通信设备的安装与调试难点:光纤通信网络的运营与管理、工程案例分析与实践十、课程总结与复习重点:光纤通信技术的关键概念与技术、光纤通信系统的性能评估与优化难点:光纤通信技术在现代通信网络中的应用、课程复习与考试要点全文总结和概括:本课程《光纤通信技术》涵盖了光纤通信的基本概念、技术原理、系统设计、网络应用以及未来发展等多个方面。
光纤通信技术电子教案第一章:光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优势与局限1.3 光纤通信在我国的应用与发展前景第二章:光纤与光波导2.1 光纤的制备与种类2.2 光波导的原理与结构2.3 光纤的传输特性与损耗第三章:光纤通信器件3.1 光源与光发射器3.2 光接收器与光检测器3.3 光开关、光调制器与光放大器第四章:光纤通信系统4.1 光纤通信系统的组成与工作原理4.2 光纤通信的传输技术4.3 光纤通信的复用技术第五章:光纤通信网络5.1 光纤通信网络的类型与结构5.2 光纤传输网络的技术与发展5.3 光纤通信网络的应用领域第六章:光纤通信系统的性能评估6.1 系统性能指标6.2 信道容量与误码率6.3 系统性能优化第七章:光纤通信技术的应用7.1 电信领域7.2 数据通信与互联网7.3 光纤在有线电视中的应用第八章:光纤通信技术的挑战与发展8.1 光纤的非线性效应8.2 信号衰减与色散问题8.3 未来光纤通信技术的发展趋势第九章:光纤通信技术的标准化与协议9.1 光纤通信标准概述9.2 主要的通信协议9.3 我国在光纤通信标准制定中的贡献第十章:实验与实践10.1 光纤通信实验设备与实验方法10.2 光纤通信系统性能测试实验10.3 光纤通信技术应用案例分析重点和难点解析一、光纤通信的定义与发展历程重点:光纤通信的基本概念、光纤通信的发展历程及其重要里程碑。
难点:理解光纤通信与传统通信方式的差异以及光纤通信技术的发展趋势。
二、光纤与光波导重点:光纤的制备、种类及其传输特性。
难点:光波导的工作原理以及光纤的传输损耗。
三、光纤通信器件重点:光纤通信系统中使用的关键器件及其功能。
难点:理解不同类型的光源、光接收器、光开关、光调制器以及光放大器的工作原理。
四、光纤通信系统重点:光纤通信系统的组成、工作原理以及传输与复用技术。
难点:掌握光纤通信系统的传输特性、信道容量以及误码率等性能评估指标。
《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。
光纤通信技术第一章:光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优势与局限性1.3 光纤通信的应用领域第二章:光纤与光波导2.1 光纤的制备与分类2.2 光纤的传输原理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 光源与光发送器3.2 光纤与光缆3.3 光接收器与光检测器3.4 光放大器与光调制器第四章:光纤通信的信号处理与传输技术4.1 信号处理技术:滤波、编码、调制与解调4.2 光波分复用技术4.3 光波编码与光波调制技术4.4 光纤通信系统的性能评估第五章:光纤通信系统的应用与发展趋势5.1 光纤通信在电信领域的应用5.2 光纤通信在数据通信与网络中的应用5.3 光纤通信在有线电视与宽带接入网中的应用5.4 光纤通信技术的发展趋势第六章:光纤通信系统的网络拓扑与传输技术6.1 光纤通信系统的网络拓扑结构6.2 传输技术:单模光纤与多模光纤的传输6.3 光纤通信系统的网络规划与设计第七章:光纤放大器与光电子器件7.1 光放大器的工作原理与类型7.2 光电子器件的分类与功能7.3 光纤通信中的信号放大与处理技术第八章:光纤通信系统的性能评估与优化8.1 系统性能评估指标:损耗、色散、非线性效应8.2 光纤通信系统的性能优化技术8.3 网络性能的监测与管理第九章:光纤通信技术的标准化与协议9.1 光纤通信技术的国际标准与国内标准9.2 光纤传输协议:SDH、DWDM与OTN9.3 光网络协议:MPLS、PON与5G承载网第十章:光纤通信技术的实验与实践10.1 光纤通信实验设备与实验方法10.2 光纤通信系统的调试与维护10.3 光纤通信技术在实际工程中的应用案例分析重点和难点解析重点环节1:光纤通信的定义与发展历程解析:理解光纤通信的基本概念和发展历程对于掌握整个课程至关重要。
学生需要了解光纤通信与传统通信方式的差异,以及光纤通信技术是如何逐步取代传统通信技术的。