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光纤通信技术 教学大纲

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  • 2025/7/11 5:16:43

《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

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《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

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