《光纖通信技術(shù)》課程教學(xué)大綱

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1、光纖通信技術(shù)》課程教學(xué)大綱 適用專業(yè)：通信工程編寫日期：2015.10 適用對象：本科執(zhí)筆：劉世安 學(xué)時數(shù)：48審核： 一、本課程的性質(zhì)、任務(wù)和基本要求 《光纖通信技術(shù)》課程是通信工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課。光纖通信已成為現(xiàn)代通信的 支柱，“信息高速公路”的骨干，電信網(wǎng)的光纖化已是大勢所趨，光纖通信在當(dāng)今世界上得到 了廣泛的應(yīng)用，光纖通信作為一種新技術(shù)、新發(fā)展，它將推動人類社會的文明進(jìn)步和發(fā)展。 作為電子信息專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，《光纖通信》課程的學(xué)習(xí)將有重要作用。 本課程的任務(wù)是使學(xué)生在光纖通信方面具有一定的基礎(chǔ)知識，掌握光纖通信系統(tǒng)的組 成、特性、應(yīng)用及發(fā)展方向，使該專業(yè)

2、畢業(yè)生在工作中具有利用光纖通信技術(shù)開發(fā)產(chǎn)品和解 決實際問題的基本能力。 通過《光纖通信技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)，對學(xué)生提出如下要求：了解光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展， 掌握光纖通信系統(tǒng)的基本組成；理解光纖的傳輸原理和特性，光纖特性的測量方法；掌握光 源、光檢測器和光無源器件的類型、原理和性質(zhì)，并能根據(jù)實際工程需要選擇合適的器件。 了解光端機(jī)（光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)）的組成和特性；了解數(shù)字光纖通信系統(tǒng)和模擬光纖通信 系統(tǒng)；掌握SDH技術(shù)；理解光纖通信的若干新技術(shù)，光纖通信網(wǎng)絡(luò)等知識，為進(jìn)一步學(xué)習(xí) 與使用光纖通信技術(shù)和設(shè)備打下基礎(chǔ)。 本課程的基礎(chǔ)課程是《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《信號與系統(tǒng)》、

3、《通信原理》、 《通信電路》。 二、教學(xué)內(nèi)容與要求 （一）概論 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）光纖通信發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀（2）光纖通信的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用（3）光纖 通信系統(tǒng)的基本組成 （二）光纖和光纜 1、光纖結(jié)構(gòu)和類型 2、光纖傳輸原理 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）幾何光學(xué)方法（2）光纖傳輸?shù)牟▌永碚? 3、光纖傳輸特性 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）光纖色散（2）光纖損耗（3）光纖標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用 4、光纜 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）光纜基本要求（2）光纜結(jié)構(gòu)和類型（3）光纜特性 5、光纖特性測量方法 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）損耗測量（2）帶寬測量（3）色散測量（4）截止波長測量 （三）通信用光器件 1、光源

4、 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）半導(dǎo)體激光器工作原理和基本結(jié)構(gòu)（2）半導(dǎo)體激光器的主要特性 （3）發(fā)光二極管（4）半導(dǎo)體光源性能和應(yīng)用 2、光檢測器 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）光電二極管工作原理（2）PIN光電二極管（3）雪崩光電二極管（4） 光電二極管性能和應(yīng)用 3、光無源器件 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）連接器和接頭（2）光耦合器（3）光隔離器與光環(huán)行器（4）光調(diào) 制器、光開關(guān) （四）光端機(jī) 1、光發(fā)射機(jī) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）基本組成（2）調(diào)制特性（3）調(diào)制電路和控制電路 2、光接收機(jī) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）基本組成（2）噪聲特性（3）誤碼率（4）靈敏度 3、線路編碼 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（

5、1）擾碼（2）mBnB碼（3）插入碼 （五）光纖通信系統(tǒng) 1、模擬光纖通信系統(tǒng) ①調(diào)制方式 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)： （ 1）模擬基帶直接光強(qiáng)調(diào)制 （ 2）模擬間接光強(qiáng)調(diào)制（ 3 ）頻分復(fù)用光 強(qiáng)調(diào)制 ② 模擬基帶直接光強(qiáng)調(diào)制光纖傳輸系統(tǒng) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)： （ 1 ）特性參數(shù) ③ 副載波復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)： （ 1 ）參數(shù)特性 2、數(shù)字光纖通信系統(tǒng) ① 系統(tǒng)的性能指標(biāo) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)： （ 1 ）參考模型 2 ）光端機(jī) （ 3 ）系統(tǒng)性能 2 ）光端機(jī) （ 3 ）光鏈路性能 2 ）主要性能指標(biāo) （ 3）可靠性 離和傳輸速率 ② 系統(tǒng)的設(shè)計 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：

6、（ 1 ）中繼距離受損耗的限制 2）中繼距離受色散的限制 （ 3）中繼距 （六）SDH技術(shù) 1、 SDH概述 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）PDH存在的問題（2）SDH的概念和特點(diǎn) 2、 SDH的幀結(jié)構(gòu)和復(fù)用步驟 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）SDH的幀結(jié)構(gòu)（2）SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)（3）映射、定位和復(fù)用的概 念（4）SDH的復(fù)用步驟 3、 SDH開銷和指針 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）段開銷（2）通道開銷（3）指針 4、 SDH設(shè)備 5、 SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和SDH自愈保護(hù) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（2）SDH自愈保護(hù) 6、光接口類型和參數(shù) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）光接口類型（2）光接

7、口參數(shù) 7、 SDH網(wǎng)同步 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）網(wǎng)同步的工作方式（2）我國數(shù)字同步網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（3）SDH網(wǎng) 同步結(jié)構(gòu) 8、 SDH管理網(wǎng) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）SDH網(wǎng)管的基本概念（2）SDH網(wǎng)管接口（3）SDH網(wǎng)管功能 9、 SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸性能 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）誤碼性能（2）可用性參數(shù)（3）抖動和漂移性能 （七）光纖通信新技術(shù) 1、 EDFA 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）摻鉺光纖放大器工作原理（2）構(gòu)成和特性 2、光波分復(fù)用原理 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）光波分復(fù)用原理（2）WDM系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)（3）光濾波器與光波 分復(fù)用器 3、光交換技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）空分光交換

8、（2）時分光交換（3）波分光交換 4、光孤子通信 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）光孤子的形成（2）光孤子通信系統(tǒng)的構(gòu)成和性能 5、光通信技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）相干檢測原理（2）調(diào)制和解調(diào)（3）誤碼率和接收靈敏度 6、光時分復(fù)用技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）光時分復(fù)用 7、波長變換技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）波長變換 （八）光纖通信網(wǎng)絡(luò) 1、 SDH傳送網(wǎng) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）功能結(jié)構(gòu)（2）SDH網(wǎng)的物理拓?fù)洌?）自愈網(wǎng) 2、 DM光網(wǎng)絡(luò) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）分層結(jié)構(gòu)（2）光分插復(fù)用器（3）光交叉連接器 3、 光接入網(wǎng) 教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)：（1）光接入網(wǎng)概述（2）無源光網(wǎng)絡(luò)（3）有源

9、光網(wǎng)絡(luò) 三、實驗內(nèi)容 本課程實驗對學(xué)生實際操作能力和獨(dú)立解決問題的能力的要求較高，建議對實驗課采用單獨(dú)操作考試的考核方式?？稍谡n程教學(xué)全部結(jié)束后組織進(jìn)行。各實驗名稱如下： (1)光纖通信原理實驗、系統(tǒng)信號發(fā)生器實驗 (2)光發(fā)送系統(tǒng)實驗 (3)光接收系統(tǒng)實驗 (4)電話光纖傳輸系統(tǒng)實驗 四、教學(xué)時數(shù)分配表 本課程共有48個學(xué)時，其中理論40學(xué)時，實驗8學(xué)時。 序號 課程內(nèi)容 總學(xué)時數(shù)(48) 講課 實驗 習(xí)題課 課程設(shè)計 機(jī)動 一 概述 2 一 光纖與光纜 5 二 通信光器件 4 四 光端機(jī)

10、 5 五 光纖通信系統(tǒng) 4 2 六 SDH 12 4 七 光纖通信新技術(shù) 5 八 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 3 2 合計 40 8 五、實驗課學(xué)時分配表 序號 內(nèi)容 學(xué)時數(shù) 11 光纖通信原理實驗、系統(tǒng)信號發(fā)生器實驗 2 2 光發(fā)送系統(tǒng)實驗 2 3 光接收系統(tǒng)實驗 2 4 電話光纖傳輸系統(tǒng)實驗 2 合計 8 六、教學(xué)方法建議 1、教學(xué)大綱的基本內(nèi)容要認(rèn)真執(zhí)行。根據(jù)教學(xué)計劃、學(xué)生情況和所選教材在深廣度上可作恰當(dāng)處理。 2、在理論教學(xué)時，盡量

11、避免繁雜抽象的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，重點(diǎn)放在基本概念、基礎(chǔ)知識的講解。 3、注重聯(lián)系實際，介紹現(xiàn)代光纖通信的典型應(yīng)用實例，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生掌握基本分析方法。 4、建議采用多媒體和課堂相結(jié)合教學(xué)，加強(qiáng)演示實驗，加深學(xué)生對物理現(xiàn)象的認(rèn)識和 理解。 5、在講授模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)時，建議采用橫向比較教學(xué)。 七、本課程的考核方式 本課程為考試科目，平時作業(yè)、考勤占10％，實驗環(huán)節(jié)占20％，期考成績占70％。教 學(xué)上可布置適當(dāng)作業(yè)，特別是一些難點(diǎn)方面內(nèi)容。 八、推薦教材和教學(xué)參考書 （1）光纖通信（第三版）．張寶富．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2015.1 （2）光纖通信（第二版）．劉增基，周洋溢，胡遼林，任光亮，周綺麗．西安：西安電 子科技大學(xué)出版社，2008.12 （3） ，．光纖通信簡明教程．北京：清華大學(xué)出版社，2006.12 （4）孫學(xué)康，張金菊．光纖通信技術(shù)（第3版）．北京：人民郵電出版社2012.9 （5）顧畹儀．光纖通信技術(shù)（第2版）．北京：人民郵電出版社2011.9 （6）孫學(xué)康，毛京麗．SDH技術(shù)．北京：人民郵電出版社2009.7 （7），．SDH原理與應(yīng)用．北京：人民郵電出版社2008.10