光纤通信技术教学大纲解析

光纤通信技术教学大纲第一部分：使用说明一、课程编号：10322012二、课程性质与特点：21世纪是通信信息时代，人们正在构建信息高速公路，而信息高速公路的核心就是光纤通信技术。

光纤通信在现代信息科学技术中占有举足轻重的地位，它的出现与迅速发展大大改变了信息技术的面貌，它是国民经济各个领域的主要通信手段，是现代通信的支柱、世界通信网的骨干，其发展势头仍方兴未艾，各种新技术、新产品、新构思、新应用如雨后春笋般地涌现，推动着光通信技术的进一步发展。

三、在专业教学计划中的地位和作用：光纤通信是电子科学与技术和电子信息工程专业的一门专业选修课，通过本课程的学习，能使学生对光纤通信系统的基本概念、基本理论、基本器件和通信技术有较全面的认识，了解光纤通信领域的新成果和新进展，为今后从事光纤通信研究和开发奠定一定的基础。

三、教学目的：1、使学生知道什么是光纤通信，光纤通信的优点、用途。

2、使学生了解光纤通信系统中的各个组成部分、传输机制、关键器件和关键技术。

3、使学生了解光纤通信领域中的高新技术及光纤通信的发展趋势，提高学生在光纤通信技术领域及应用中的知识面和专业面。

四、学时与学分：本课程总学时为68学时，其中理论课48学时，实验课20学时，4学分，每周4学时。

五、教学方法:1、以课堂讲授为主，实验为辅。

侧重光纤通信系统的基本概念、基本组成，光纤和光缆的结构和类型，光纤的传输原理和特性，光纤通信中的高新技术，如光纤放大器、光波分复用技术、光交换技术、光孤子通信、相干光通信技术等。

2、由于光纤通信领域新技术、新器件、新成果多，现代内容丰富，应用性强，所以在教学过程中可选择适当安排一些专题讲座讨论、文献综述等活动。

六、考核方式:考查课程。

平时考核、实验与期末考试相结合。

平时考核：出勤占10%，课堂表现占10%。

实验课：实验报告占10%，课堂表现占10%。

期末考试：开卷考试，成绩占60%。

七、教材:(一)教材孙强，周虚，《光纤通信系统及其应用》（第二版），北方交通大学出版社，2005年3月。

(二)参考书目[1] 刘增基，周洋溢等，《光纤通信》，西安电子科技大学出版社，2004年8月。

[2] 顾畹仪，《光纤通信》，人民邮电出版社，2006年5月。

[3] 黄章勇，新型光无源器件，北京邮电大学出版社，2003年2月。

第二部分：课程内容第一章概述教学目的与要求：熟练掌握光纤通信的概念、使用的频段，了解光纤通信的发展概况；掌握光纤通信的优点，了解光纤通信的应用领域；掌握光纤通信的基本结构。

教学方法：结合科技文献介绍光纤通信系统，光纤通信的优点和应用领域。

教学重点：光纤通信的概念、优点、基本结构、应用领域。

教学时数：2学时主要教学内容：第一节光纤通信简介一、光纤通信的概念二、光纤通信的发展概况。

第二节光纤通信使用的频段第三节光纤通信的优点一、经济优势二、技术优势第四节光纤通信系统的基本结构一、数字光纤通信系统二、模拟光纤通信系统三、数字通信系统和模拟光纤通信系统比较第五节光纤通信系统的应用第二章光纤和光缆教学目的与要求：了解光纤的结构和类型；掌握光纤的传输理论，特别是射线理论；熟练掌握光纤的基本特性，清楚各种损耗和色散的产生原因以及它们对光纤中所传输信号的影响；了解光纤的制造工艺，每步工艺所采用的方法、特点、和应注意的问题；了解光纤的各种新型材料和新型结构；了解光纤特性的测量方法。

教学方法：理论讲授光纤的传输理论和光纤的基本特性，结合科技文献介绍光纤的最新发展和新型光缆结构。

教学重点：光纤的传输理论，光纤的基本特性。

教学时数：8学时主要教学内容：第一节光纤的结构和类型一、光纤的结构二、光纤的分类第二节光纤的基本传输理论一、射线法分析光在光纤中的传输二、波动理论法分析光在阶跃型光纤中的传输第三节光纤的基本特性一、光纤的损耗特性二、光纤的色散特性三、光纤的偏振特性第四节光纤的制造一、光纤材料的提纯工艺二、熔炼工艺三、拉丝工艺四、套塑工艺第五节光纤的最新发展一、光纤新材料二、新型结构的光纤第六节光缆一、光缆的结构和类型二、光缆的特性第七节光纤特性测量方法一、光纤损耗测量二、光纤带宽测量三、光纤色散测量第三章有源光器件和无源光器件教学要求：熟练掌握激光原理的基础知识；掌握自发辐射、受激辐射、受激吸收、光的吸收和放大过程，清楚半导体和PN结的能带和载流子的统计分布；掌握半导体激光器和半导体发光二极管的工作原理、结构、优缺点、和它们的区别；掌握光电检测器的物理原理，了解PIN光电二极管和雪崩光电二极管的工作原理、基本特性和它们的区别，了解长波长光电检测器；了解各种无源光器件的原理、特性、功能、发展方向。

教学方法：理论讲授有源光器件，结合科技文献介绍各种无源光器件。

教学重点：激光原理的基础知识，半导体光源的工作原理，光电探测器的物理机制，各种无源光器件。

教学时数：10学时主要教学内容：第一节激光原理的基础知识一、原子能级的跃迁二、半导体中载流子的统计分布三、PN节的能带第二节半导体光源一、半导体激光器二、分布反馈激光器三、半导体发光二极管光源四、LD与LED比较第三节光电探测器一、概述二、光电检测器的物理原理三、PIN光电二极管四、雪崩光电二极管五、长波长光电检测器第四节无源光器件一、光纤连接与光纤连接器二、光纤分路器及耦合器三、光波分复用器四、光隔离器五、光衰减器六、光开关第四章数字光纤通信系统教学目的与要求：掌握数字光发射机和光接收机的功能、组成和性能指标；掌握各种线路编码的编码原理和各种信号的传输码型，了解线路码的主要性能参数；了解两种传输体制PDH和SDH，知道它们的优缺点；了解数字光纤通信系统的三个性能指标；在光纤通信系统设计中，掌握系统部件的选择、对有关指标的计算和核算。

教学方法：理论讲授数字光发射机和数字光接收机，分析讨论光纤通信系统的设计。

教学重点：数字光发射机和数字光接收机的组成，线路码型，光纤通信系统设计。

教学时数：6学时主要教学内容：第一节数字光发射机一、数字光发射机的基本组成二、调制特性三、温度特性第二节数字光接收机一、数字光接收机的基本组成二、前置放大器三、光接收机的主要性能指标第三节线路编码一、mBnB码二、插入码三、扰码四、线路码的主要性能参数第四节两种传输体制一、时分复用二、准同步数字系列PDH三、同步数字系列SDH第五节备用系统和辅助系统第六节系统的性能指标一、误码率二、抖动三、可靠性第七节光纤通信系统设计概述一、系统部件的选择二、设计光纤通信系统时有关指标的计算和核算第五章模拟光纤通信系统教学要求：掌握模拟信号的各种强度调制方法；掌握模拟基带直接光强调制光纤传输系统的特性参数；信噪比和信号失真，了解整个系统的性能教学方法：与数字光纤通信系统相对比，分析模拟基带直接光强调制光纤传输系统。

教学重点：模拟基带直接光强调制光纤传输系统。

教学时数：4学时主要教学内容：第一节调制方式一、模拟基带直接光强调制二、模拟间接光强调制三、频分复用光强调制。

第二节模拟基带直接光强调制光纤传输系统一、特性参数二、光端机三、系统性能第六章光放大器教学目的与要求：掌握光纤放大器的原理、组成和特点，了解光纤放大器的应用；掌握半导体激光放大器的原理、结构和特性，了解半导体激光放大器的应用。

教学方法：结合科技文献介绍掺铒光纤放大器和半导体激光放大器。

教学重点：光纤放大器原理，半导体激光放大器原理教学时数：4学时主要教学内容：第一节光纤放大器一、EDFA的原理二、EDFA的基本组成三、EDFA的特性四、EDFA的基本种类五、EDFA的应用六、自动增益控制技术七、增益平坦技术第二节半导体激光放大器一、基本结构及工作原理二、SLA的主要参量及应用特性第七章光纤通信中的复用技术教学要求：掌握光波分复用技术的原理和主要特点，光波分复用系统的基本结构和基本形式；了解光频分、时分、码分复用系统的工作原理。

教学方法：结合科技文献介绍各种复用技术，特别是光波分复用技术。

教学重点：波分复用技术。

教学时数：6学时主要教学内容：第一节波分复用系统一、WDM技术原理二、WDM系统的基本形式三、WDM系统的基本结构四、WDM技术的特性五、光交叉波分复用器第二节光频分复用系统第三节光时分复用系统第四节光码分复用系统第八章光纤通信中的高新技术教学目的与要求：了解光交换技术的原理，了解光交换系统的分类和组成；掌握光交叉连接技术的特点和结构，了解光交叉连接技术的应用和发展现状；掌握波长转换技术的定义和特点，了解波长转换技术的类型和几种典型的全光波长转换技术的转换原理；掌握光孤子的定义、产生的机理，掌握光孤子通信的特点，了解光孤子通信的主要技术和应用前景；掌握相干光通信的工作原理和优点，了解相干光通信系统的组成、关键技术和在超长波长光纤通信系统中的应用。

教学方法：结合科技文献介绍光纤通信中的各种高新技术的发展情况，特别是光交叉连接技术、光波长转换技术、光孤子通信和相干通信。

教学重点：光交叉连接技术，波长转换技术，光孤子通信，相干通信。

教学时数：8学时主要教学内容：第一节光交换技术一、空分光交换二、时分光交换三、波分光交换第二节光交叉连接技术一、OXC结构和分类二、OXC在网络中的应用第三节光分叉复用技术第四节波长转换技术一、波长转换技术的定义二、波长转换技术的特点三、波长转换技术的类型四、全光波长转换技术第五节光孤子通信技术一、光孤子二、光孤子产生机理三、光孤子通信第六节相干光通信技术一、相干光通信的基本工作原理二、相关光通信系统的组成三、误码率和接收机灵敏度四、相干光通信的优点五、相干光通信的关键技术光纤通讯实验教学大纲一、实验的目的、任务光纤通讯实验课是一门非独立开设的实验课，是光纤通讯这门专业选修课的辅助课程，它的主要教学目的和任务是：使学生加深对光纤通信系统基本知识及工作原理的理解，掌握光纤传输基本原理和方法，为毕业以后从事相关领域的工作或进一步深造奠定基础。

二、实验的教学要求学生应完成6个实验，包括4个验证性实验和2个综合性实验。

通过验证性实验使学生熟悉数字信号和模拟信号的各种编码规则，光发送系统的电光变换原理，光接收系统的光电变换原理。

通过综合性实验使学生掌握光纤通信系统的组成，数字信号和模拟信号的传输机理。

学生要养成实事求是的科学态度和良好的实验习惯，并在分析问题和解决问题、实验技能等方面有所提高。

三、主要采取的教学方法与教学形式讲授式与实际操作实验相结合，增强学生的理论与实践相结合的能力，提高学生实验操作技能。

五、实验部分教学大纲说明1、实验部分与理论部分的关系本实验部分是专业理论课—光纤通讯的辅助课程，实验内容与理论课内容相对应。

通过实验操作，可以使学生更好的理解和消化理论知识，更好的掌握光纤通信系统的组成、各组成部分的作用、数字信号和模拟信号的传输机制等，是理论部分的有益补充。