光纤通信技术 教学大纲

《光纤通信技术》课程教学大纲

制定人：孔勇 教学团队审核人：袁天夫 开课院系审核人：邓琛

课程名称：光纤通信技术 课程代码：021509 适用层次（本/专科）：本科

学时：32 讲课课时:32 实验课时:0 上机课时:0 考核方式：考查 适用专业：电子技术、广播电视工程、通信工程等 教材：王辉，光纤通信（第3版），电子工业出版社, 2014 主要参考书：

1、刘世安，光纤通信，电子工业出版社，2010 2、董天临，光纤通信，清华大学出版社, 2012

3、孙学康、张金菊，光纤通信技术，人民邮电出版社，2004

一、本课程在课程体系中的定位

该课程在广播电视专业课程体系中为专业基础课程，波分复用、时分复用、智能光交换等关键技术是后续接入网技术、核心网等课程的基础。要求学生掌握有关广播电视工程专业相关的光纤通信系统设计、设备使用、工程测试等环节的知识。

二、教学目标

1. 掌握光纤通信相关技术的工作原理、结构、发展和应用。 2. 培养学生理论分析、数值仿真能力。

3. 培养能从事光纤网络工程的规划建设、SDH系统的调测维护、电信核心网络和接入网络的工程维护等工作的应用型人才。

4. 培养学生具有较强的电缆、光缆设计与施工、线路规划概预算的能力以及在光纤通信设备安装、调试与维护及其相关领域从业的综合职业能力。 5. 培养学生利用光纤技术对相应的广播电视、电信通信等工程设计能力。

三、教学效果

通过本课程的学习，学生可具备：

1. 1. 了解器件及系统的工作原理、结构、发展及应用。

2. 2. 熟练运用C语言、Matlab等软件，求解相应的理论和数学模型。 3. 3. 掌握光纤通信系统中相关的通信距离、通信容量等工程设计。 4. 4. 掌握光纤通信设备在实际工程中的使用原理和应用情况。 5. 5. 掌握相关设备的维护、安装、调试、预算等技术。

四、教学内容与教学效果对照表 教学效果 教学内容 绪论 效果1 √ 效果2 效果3 效果4 效果5 教学效果 教学内容 光纤 光源和光发射机 光检测器和光接收机 光网络器件 光纤通信系统的设计 光缆线路的施工和测试 波分复用技术 光纤网络 光通信新技术 效果1 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 效果2 √ √ √ √ √ 效果3 √ √ √ √ √ 效果4 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 效果5 √ √ √ √ √ √ √ √

五、教学内容和基本要求

第一章绪论 教学内容：

光纤通信的概念；光纤通信系统的基本单元；光纤通信的基本问题；光纤通信系统的主要性能指标；光纤通信技术的回顾和展望。

教学要求：

了解光纤通信的发展和应用； 了解光纤通信的性质和特点； 了解基本内容和章节间的关系。 重点难点：

【本章重点】光纤通信的学科特点，学习方法及应用与发展。

第二章光纤 教学内容：

光纤结构；光纤传输原理；单模光纤；多模光纤；光纤使用特性和产品介绍。 教学要求：

掌握光纤传输激光的原理；

学会利用数值求解的方法模拟光纤中传输激光的场分布情况； 理解光纤的分类；

熟练影响光纤传输性能的因素； 了解光纤使用特性和产品规格。 重点难点：

【本章重点】掌握光纤中场的求解方法和光纤的基本性能。

【本章难点】利用麦克斯韦方程组求解光纤中传输激光的场分布情况。

第三章光源和光发射机 教学内容

激光二极管；发光二极管；光发射机；外调制器。 教学要求：

掌握激光二极管和发光二极管的工作原理、结构、性能和分类；

掌握光发射机的工作原理、性能和结构；

掌握外调制器的工作原理、结构、性能和分类； 重点难点：

【本章重点】激光二极管、发光二极管及外调制器的工作原理。

【本章难点】利用光子和电子的速率方程求解半导体激光输出激光的性能。

第四章光检测器和光接收机 教学内容：

光检测器的工作原理；光检测器的特性参数；光接收机；光收发合一模块。 教学要求：

掌握光电检测器的结构、分类、性能及工作原理； 了解光接收机的分类和基本原理； 了解光收发模块的基本结构。 重点难点：

【本章重点】光电检测器的工作原理和性能。 【本章难点】光电检测器的工作原理。

第五章 光网络器件 教学内容：

光放大器；无源器件。 教学要求：

掌握光放大器的分类、结构、工作原理和性能； 掌握光无源器件的分类、结构、工作原理和性能； 重点难点：

【本章重点】掺饵光纤放大器的结构、工作原理、分类和性能。光无源器件的分类和性能。

【本章难点】利用掺饵光纤放大器的速率方程的求解输出性能。

第六章光纤通信系统的设计 教学内容：

设计原则；数字传输系统的设计；模拟传输系统的设计；光纤系统实例。 教学要求：

掌握光纤通信系统设计的基本原则； 掌握数字和模拟系统传输的参数设计；

能够根据实际通信的工程要求进行光纤通信系统器件参数的设计。 重点难点：

【本章重点】数字传输光纤通信系统的设计。

【本章难点】根据具体工程性能要求针对光纤通信系统进行整体参数设计。

第七章光缆线路的施工和测试 教学内容：

光缆；光缆施工；常用仪器；测试和故障检修。 教学要求：

掌握光缆的结构和用途；

了解光缆施工的基本步骤；

掌握光纤通信常用仪器的工作原理。 重点难点：

【本章重点】常用仪器的正确使用。

【本章难点】光纤通信常用仪器的工作原理。 第八章波分复用技术 教学内容：

WDM工作原理；WDM系统的基本组成；WDM系统中的关键器件；波分复用系统规范；设备实例。

教学要求：

掌握WDM的组成、关键器件和工作原理； 了解波分复用系统规范。 重点难点：

【本章重点】 WDM工作原理和关键器件。

【本章难点】不同WDM器件的工作原理及区别。 第九章光纤网络 教学内容：

网络历史回顾；光纤网络基本知识；基于光纤系统的三大网络；光纤接入网；光纤网络传输体制；多波长光纤网络。

教学要求：

掌握纤通信系统三大网络的基本工作原理； 了解光纤网络的历史发展；

掌握多波长光纤网络的工作原理。 重点难点：

【本章重点】基于光纤系统的三大网络和多波长光纤网络的工作原理。 【本章难点】多波长光纤网络的工作原理和系统器件性能。 第十章光通信技术 教学内容：

相干光通信；光孤子通信；光时分复用；光码分多址；自动交换光网络；自由空间光通信。

教学要求：

掌握各类光纤通信新兴技术的工作原理、组成结构和关键技术； 了解光纤通信的发展趋势。 重点难点：

【本章重点】各类光纤通信新兴技术的工作原理和关键技术。

【本章难点】光孤子通信和自动交换光网络的工作原理和关键技术。

六、课内实验、上机等内容和基本要求

无。

七、课时分配 教学内容 绪论 光纤 讲课 习题课 翻转课堂 2 2 实用案例训练 上机 小计 2 2