光波导与光纤通信课程教学大纲

《光纤通信原理与技术》教学大纲课程名称光纤通信原理与技术/Fiber Communication Theory and Technology 课程编号4050087110 学分 3.5总学时56（含16 学时实践）适用专业光电信息科学与工程先修课程物理光学、光纤光学执笔：胡昌奎日期：2016.1审阅：吴薇日期：2016.1审定：何朗日期：2016.1一、课程简介与特色课程简介：本课程是以光纤通信原理及应用技术为核心内容，主要讲授光纤通信技术的发展、光纤通信系统有源及无源器件、光发射机和光接收机、光放大器、光纤传输系统、光纤通信系统设计和光纤通信网络等内容。

本课程是光电信息科学与工程专业开设的一门专业必修课程，是帮助学生深入认识和掌握光纤通信技术所必需的教学环节。

通过本课程的学习，学生需熟悉光纤通信系统的基本构成，掌握光通信系统中常用器件的结构、原理、特性及应用以及光纤通信的基本原理和技术，具备一定的光纤通信系统分析能力，了解光纤通信系统中的一些前沿应用技术及其光纤通信技术的发展趋势，拓展专业视野，为面对未来工作中的挑战提供更多的技能。

Course introduction: Optical fiber communication principle and application technology are the core content of the course. The main teaching content include the development of optical fiber communication technology, optical fiber communicationsystem, active and passive device, optical transmitter and optical receiver, optical amplifier, optical transmission system, optical fiber communication system design and optical fiber communication network.This course is a required course for Specialty in Photoelectric Information Science and Engineering. It is a necessary part of teaching to help students to understand and master the technology of optical fiber communication. Through the learning for the course, it will enable students to master the basic structure of the optical fiber communication system, be familiar with the structure, principle, characteristics and application of common devices in optical communication system, grasp the basic principle and technology of optical fiber communication, have certain analytical skills for optical fiber communication system, know the development trend and cutting-edge technology in optical fiber communication. These can expand professional perspective and provide more basic skills in the challenge of the future work for students.课程特色：课程使用了多媒体教学，理论与实践相结合，引入现场教学、前沿讲座、案例教学及计算机仿真等多种教学方式。

《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。

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。

《光纤通信原理与技术》教学大纲课程名称光纤通信原理与技术/Fiber Communication Theory and Technology 课程编号4050087110 学分 3.5总学时56（含16 学时实践）适用专业光电信息科学与工程先修课程物理光学、光纤光学执笔：胡昌奎日期：2016.1审阅：吴薇日期：2016.1审定：何朗日期：2016.1一、课程简介与特色课程简介：本课程是以光纤通信原理及应用技术为核心内容，主要讲授光纤通信技术的发展、光纤通信系统有源及无源器件、光发射机和光接收机、光放大器、光纤传输系统、光纤通信系统设计和光纤通信网络等内容。

本课程是光电信息科学与工程专业开设的一门专业必修课程，是帮助学生深入认识和掌握光纤通信技术所必需的教学环节。

通过本课程的学习，学生需熟悉光纤通信系统的基本构成，掌握光通信系统中常用器件的结构、原理、特性及应用以及光纤通信的基本原理和技术，具备一定的光纤通信系统分析能力，了解光纤通信系统中的一些前沿应用技术及其光纤通信技术的发展趋势，拓展专业视野，为面对未来工作中的挑战提供更多的技能。

Course introduction: Optical fiber communication principle and application technology are the core content of the course. The main teaching content include the development of optical fiber communication technology, optical fiber communicationsystem, active and passive device, optical transmitter and optical receiver, optical amplifier, optical transmission system, optical fiber communication system design and optical fiber communication network.This course is a required course for Specialty in Photoelectric Information Science and Engineering. It is a necessary part of teaching to help students to understand and master the technology of optical fiber communication. Through the learning for the course, it will enable students to master the basic structure of the optical fiber communication system, be familiar with the structure, principle, characteristics and application of common devices in optical communication system, grasp the basic principle and technology of optical fiber communication, have certain analytical skills for optical fiber communication system, know the development trend and cutting-edge technology in optical fiber communication. These can expand professional perspective and provide more basic skills in the challenge of the future work for students.课程特色：课程使用了多媒体教学，理论与实践相结合，引入现场教学、前沿讲座、案例教学及计算机仿真等多种教学方式。

信息科学与工程学院本科课程教学大纲光纤通信系统课程教学大纲课程名称：光纤通信系统课程代码：5068101英文名称：Optical Fiber Communicating System学时：32学时学分：2学分开课学期：第七学期适用专业：光信息科学与技术、电子科学与技术、通信工程课程类别：必修课课程性质：专业课先修课程：高等数学，复变函数，电磁场，光学原理，激光原理教材：《光纤通信原理与系统》（第2版）高等教育出版社。

一、课程的性质及任务本课程是电子科学与技术、光信息科学与技术和通信工程专业的专业课。

光纤通信是长距离大容量通信的主体，在现代有线通信领域具有举足轻重的地位。

全光通信也是有线通信发展的趋势。

掌握一定光纤通信系统基础知识、具备一定的实践动手能力，对学生就业发展和国家通信事业建设都具有重要的意义。

本课程目的在于让学生了解光纤通信系统的构成，掌握光信号发射、光信号接收、光信号在光纤中传输原理与设计；掌握时分复用、波分复用光纤传输系统的原理与设计；了解光纤局域网、相干光通信系统和全光光纤通信网的结构等理论知识。

此外，本课程还安排了10学时实验，增强学生对光纤通信系统的感性认识，巩固对基础理论知识的掌握，也增强了学生独立动手实践的能力。

二、课程内容及学习方法1、绪论光/光纤通信的概念，光纤通信系统的概念，光纤通信系统的类型和构成。

2、光纤光纤，光纤特性参数，光纤中光的传输，光纤损耗等特性。

3、光源与光发射机光源的种类与特性，半导体激光器的工作原理和特性，光发送机的设计，光源与光纤的耦合。

4、光检测器与光接收机光检测器和种类，光接收机的前置放大器，光接收机的噪声，数字接收机的误码率。

光纤通信系统课程教学大纲5、光纤通信系统光纤通信系统的设计考虑，功率预算和带宽预算，光纤通信系统（以数字通信系统为主），时分复用系统，波分复用系统，光纤局域网、相干光通信系统和全光光纤通信网。

三、课程的教学要求1、绪论掌握光纤通信和光纤通信系统的概念，光纤通信系统的类型和构成。

精心整理《光纤通信技术》课程教学大纲适用专业： 通信工程 编写日期： 2015.10 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”。

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和应用31231②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③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①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②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、4、5、67、8、9、1、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1、SDH传送网五、实验课学时分配表六、教学方法建议1、教学大纲的基本内容要认真执行。

《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、学时分配章节内容学时数理论实践、实验总学时第一章绪论606第二章光纤808第三章光源和光发射机639第四章光检测器和光接收机639章节内容学时数理论实践、实验总学时第五章光网络器件606第六章光纤通信系统的设计235第七章光缆线路的施工与测试206第八章波分复用技术639合计421254三、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。

《光纤通信原理》课程教学大纲课程编号：0533201课程名称：《光纤通信原理》参考学时：40实验学时：10先修课：物理光学、应用光学、通信原理、电磁场与电磁波一、说明部分1．课程性质本课程是一门通信工程专业的专业课，主要讲授内容是现代光技术与光纤通信的基础知识、基本原理与新技术的发展，包括光纤与光缆，常用器件和仪器，光发射机和光接收机，在此基础上介绍光纤通信系统的设计、性能、施工、维护等的有关知识，最后介绍光纤通信领域中的一些高新技术。

本课程的讲授重在系统、重在实用、重在新技术，并配有一定的实验以提高实践动手能力。

2．教学目标与意义通过本课程的学习，使学生系统地掌握光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；争取尽快成为光纤通信领域的专门人才，为毕业后从事本专业和相关专业的科学研究、教学和其它工作打下良好的基础。

3．教学内容与教学要求主要内容有：光通信系统的设计、性能、施工、维护等的有关知识；光技术和光纤通信系统中的常用器件、常用仪器和设备的原理，使用方法。

教学基本要求：1.了解光纤、光缆的的构造与分类，各种光无源器件的基本工作原理2.了解光端机的工作原理、基本性能3.了解各种光纤通信网4.掌握各种复用方式，特别是WDM的原理5.掌握发光二极管、激光器的工作原理与主要特性，光电检测器的工作原理与主要特性6.掌握光放大器的分类、功能与主要应用4．教学重点、难点本课程的重点：1．光纤通信的传光原理；2．光纤的传输特性；3．激光器、光电检测器、掺铒光纤放大器、无源器件4．光端机的工作原理；5．同步数字传输系列6．各种复用方式的原理，特别是WDM的原理；本课程的难点为：1．各种光器件的原理2．光纤系统的同步数字传输系列5．教学方法与教学手段以课堂讲授为主，充分利用教材、多媒体课件、参考书，尽可能多采取课堂讲授和学生自学相结合、课内与课外相结合、讲授与提问相结合的教学组织形式和方法。

《光纤通信》教学大纲一、课程的性质、地位与任务本课程是是通信专业的专业选修课程，通过本课程的学习，使学生掌握光纤通信的特点；光纤通信系统的组成和工作原理；了解光纤通信系统设计的方法。

为将来从事光纤通信工作打下础；掌握光纤通信系统的原理和特点；了解光纤（传输媒质）、光源（光发射机）和光检测器（光接收机）的组成及工作原理；了解典型光纤通信系统的设计方法和实际运用特性。

二、教学基本要求1.掌握光纤通信系统的原理和特点；2.了解光纤（传输媒质）、光源（光发射机）和光检测器（光接收机）的组成及工作原理；3.了解典型光纤通信系统的设计方法和实际运用特性。

第一章概述……6学时本章教学目的和要求：通过本章内容向学生介绍光纤通信技术的发展历史、现状和趋势，学习本课程的目的和意义。

重点和难点：光纤通信的特点与应用、光纤通信系统的分类与组成第一节光纤通信的发展历程一、早期的光通信二、光纤通信技术的发展三、我国光纤通信的发展第二节光纤通信的特点与应用一、光纤通信的优点二、光纤通信的应用第三节光纤通信系统的分类与组成一、光纤通信系统的分类二、基本组成三、支撑技术第二章光纤光缆……6学时本章教学目的和要求：通过本章的学习，要求学生了解光纤的结构和分类，光纤传输的原理和特性，光缆的结构和类型重点和难点：光纤结构与类型；光纤传输特性；光纤的射线传输理论；光纤的波动传输理论第一节光纤结构与类型一、光纤的机构二、光纤的分类第二节光纤的射线传输理论一、光的射线理论二、光纤的几何导光原理第三节光纤的波动传输理论一、光纤方程二、光纤中的传输模式第四节光纤传输特性一、损耗二、色散三、单模光纤性能指标第五节光缆一、光缆的结构二、光缆的分类第三章光无源器件……6学时本章教学目的和要求：通过本章内容向学生介绍光源（半导体发光二极管和半导体激光器的工作原理及特性）；光检测器（光电二极管，雪崩二极管的工作原理及特性）。

重点和难点：光纤连接器；光纤耦合器；光衰减器；光隔离器与光环形器第一节光纤连接器一、光纤连接器的性能指标二、光纤连接器的种类第二节光纤耦合器一、光纤耦合器类型二、光纤耦合器的主要性能指标第三节光隔离器与光环形器一、光隔离器的工作原理二、光隔离器的性能指标第四章光源与光发送机……4学时本章教学目的和要求：通过本章内容向学生介绍数字光发射机的组成:光源、调制电路、自动功率控制（APC）、自动温度控制（ATC）、码型转换及其它辅助电路。