《光纖通信技術(shù)》 課程大綱

《光纖通信技術(shù)》課程大綱課程名稱：光纖通信技術(shù)課程類別：核心課學(xué)

分：4學(xué)分適用專業(yè)：通信工程專業(yè)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)先修課程：數(shù)字通信原理、數(shù)據(jù)通信原理一、課程的教學(xué)目的《光纖通信技術(shù)》是信息與通信工程學(xué)科一門重要的專業(yè)課程。課程定位為需要學(xué)習(xí)通信工程、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)等專業(yè)，從事信息通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)行業(yè)的學(xué)員。光纖通信系統(tǒng)具有低的傳輸損耗和寬的傳輸頻帶的特點(diǎn)，成為高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的理想傳輸通道。課程以光纖的導(dǎo)光原理和激光器的發(fā)光原理為基礎(chǔ)內(nèi)容，同時(shí)涵蓋了各種實(shí)用光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。課程以提高學(xué)生基本技能素質(zhì)與新技術(shù)、新手段的應(yīng)用能力為目標(biāo)，培養(yǎng)能滿足光纖網(wǎng)絡(luò)工程的規(guī)劃建設(shè)、系統(tǒng)調(diào)測、電信核心網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)的工程等需要的應(yīng)用型人才。為了更好地掌握本課程的知識(shí)，每章后面均附有大量的習(xí)題，并對(duì)主要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。鑒于本課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，其教學(xué)內(nèi)容既包括理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，又涵蓋與之相關(guān)的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)活動(dòng)內(nèi)容，為以后學(xué)習(xí)光纖通信工程新技術(shù)打下基礎(chǔ)。二、相關(guān)課程的銜接學(xué)習(xí)本課程需要先修《數(shù)字通信原理》、《數(shù)據(jù)通信原理》等專業(yè)基礎(chǔ)課程以及《現(xiàn)代交換技術(shù)》、《寬帶接入技術(shù)》等相關(guān)課程；后續(xù)課程包括《光網(wǎng)絡(luò)》、《多媒體通信》等。三、教學(xué)的基本要求要求掌握《光纖通信技術(shù)》的基本概念、工作原理，了解相關(guān)擴(kuò)展知識(shí)。熟練進(jìn)行光纖通信技術(shù)的工程分析及工程計(jì)算。熟悉實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容，能夠利用所學(xué)基本知識(shí)完成簡單電路的分析和設(shè)計(jì)。四、課程教學(xué)方法下載教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)學(xué)、詳解、實(shí)時(shí)輔導(dǎo)、教案、綜合練習(xí)題等資料。為了更好地掌握本課程的知識(shí)，每章后面均附有大量的習(xí)題，并對(duì)主要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。本課程含有實(shí)驗(yàn)，使本課程更多地與實(shí)踐接軌，為以后學(xué)習(xí)光纖通信工程新技術(shù)打下基礎(chǔ)。五、課程考核方式本學(xué)期將安排4次階段作業(yè)。每次作業(yè)計(jì)10分，共計(jì)40分。作業(yè)類型為客觀題，可重復(fù)提交，直至分?jǐn)?shù)滿意為止?？荚嚕罕菊n程的考試采用開卷的形式，由于本課程的計(jì)算量較大，建議學(xué)生熟練使用計(jì)算器。由于考試中有畫圖題，請(qǐng)帶鉛筆、直尺、橡皮。階段作業(yè)占總評(píng)成績的40%，期末考試成績占總評(píng)成績的60%。六、課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)分層體系各章知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容課程簡介第一章課程介紹課程導(dǎo)學(xué)課程內(nèi)容簡介基礎(chǔ)知識(shí)第二章概述光纖通信的基本概念光纖的結(jié)構(gòu)與分類光纖通信系統(tǒng)的基本組成光纖通信的優(yōu)越性小結(jié)第三章光導(dǎo)纖維用射線理論分析光纖的導(dǎo)光原理用波動(dòng)理論分析階躍型光纖的導(dǎo)光原理單模光纖光纖的傳輸特性小結(jié)光纖系統(tǒng)第四章光纖通信器件半導(dǎo)體光源半導(dǎo)體光電檢測器光放大器小結(jié)第五章光纖通信系統(tǒng)光纖通信中的線路碼型光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)光中繼器衰減、色散受限最大中繼距離計(jì)算小結(jié)光網(wǎng)絡(luò)第六章SDH&WDM網(wǎng)絡(luò)SDH網(wǎng)絡(luò)WDM網(wǎng)絡(luò)光傳送網(wǎng)OTN小結(jié)第七章城域光網(wǎng)絡(luò)城域光網(wǎng)絡(luò)的基本概念光互聯(lián)網(wǎng)MSTP技術(shù)小結(jié)課程介紹1、教學(xué)內(nèi)容課程導(dǎo)學(xué)課程學(xué)習(xí)介紹2、教學(xué)基本要求了解本課程適用專業(yè)；本課程教材；課程的目標(biāo)；課程基本內(nèi)容；課程內(nèi)容基本要求；課程考核方法；課程資料。3、重點(diǎn)課程簡介、課程導(dǎo)學(xué)4、難點(diǎn)課程的整體架構(gòu)概述1、教學(xué)內(nèi)容光纖通信的基本概念光纖的結(jié)構(gòu)與分類光纖通信系統(tǒng)的基本組成光纖通信的優(yōu)越性2、教學(xué)基本要求掌握光纖通信的基本概念；光纖的結(jié)構(gòu)和分類；光纖的優(yōu)點(diǎn)；目前實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)。了解模式的含義；光纖通信系統(tǒng)組成的整體框架。3、重點(diǎn)光纖通信的基本概念、光纖的結(jié)構(gòu)和分類、光纖通信的優(yōu)點(diǎn)、光纖通信系統(tǒng)的組成4、難點(diǎn)模式的概念、強(qiáng)度調(diào)制、直接檢波的概念光導(dǎo)纖維1、教學(xué)內(nèi)容用射線理論分析階躍型光纖的導(dǎo)光原理用射線理論分析漸變型光纖的導(dǎo)光原理用波動(dòng)理論分析階躍型光纖的導(dǎo)光原理單模光纖光纖的傳輸特性2、教學(xué)基本要求掌握與光纖導(dǎo)光原理相關(guān)的理論知識(shí)：幾何光學(xué)原理、電磁場理論；射線理論中的階躍型光纖的相關(guān)知識(shí)：相對(duì)折射指數(shù)差、弱導(dǎo)波光纖的概念、光射線的種類、階躍型光纖的導(dǎo)光原理、數(shù)值孔徑；波動(dòng)理論中的階躍型光纖的相關(guān)知識(shí)：標(biāo)量模的概念、標(biāo)量模截止的概念、單模傳輸條件、模數(shù)量的估算；射線理論中的漸變型光纖的相關(guān)知識(shí)：漸變型光纖的導(dǎo)光原理、子午線的軌跡方程、自聚焦現(xiàn)象、本地?cái)?shù)值孔徑的概念；單模光纖：單模光纖的概念、衰減系數(shù)的概念及公式、單模光纖的單模傳輸條件、單模光纖的截止波長；光纖的傳輸特性：光纖的傳輸特性、產(chǎn)生損耗的主要原因、色散的定義及表示方法、光纖中的色散。了解波動(dòng)的概念；斜射線的概念；標(biāo)量近似解法的推導(dǎo)思路及過程；漸變型光纖的標(biāo)量近似解法；單模光纖的雙折射；造成光纖吸收損耗和散射損耗的原因；了解單模光纖時(shí)延差的公式；多模漸變型光纖的模式色散。3、重點(diǎn)光纖通信的基本概念、光纖的結(jié)構(gòu)和分類、光纖通信的優(yōu)點(diǎn)、光纖通信系統(tǒng)的組成4、難點(diǎn)模式的概念、強(qiáng)度調(diào)制、直接檢波的概念光纖通信器件1、教學(xué)內(nèi)容半導(dǎo)體光源半導(dǎo)體光電檢測器光放大器2、教學(xué)基本要求掌握激光器的物理基礎(chǔ)；激光器的組成及其參量；半導(dǎo)體激光器的工作原理及工作特性；半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)；光纖通信中常用的半導(dǎo)體光電檢測器；光電檢測器的工作特性；EDFA的優(yōu)點(diǎn)；EDFA的結(jié)構(gòu)及工作原理；EDFA的工作特性。了解半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)；半導(dǎo)體光電檢測器的結(jié)構(gòu)；非線性光纖放大器的概念。3、重點(diǎn)激光器的物理基礎(chǔ)、激光器的組成及其參量、半導(dǎo)體激光器的工作原理及工作特性、半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)、光纖通信中常用的半導(dǎo)體光電檢測器、光電檢測器的工作特性、EDFA的優(yōu)點(diǎn)、EDFA的結(jié)構(gòu)及工作原理、EDFA的工作特性4、難點(diǎn)激光器的諧振頻率、半導(dǎo)體激光器的工作原理、半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)、EDFA的工作原理光纖通信系統(tǒng)1、教學(xué)內(nèi)容光纖通信中的線路碼型光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)光中繼器衰減、色散受限最大中繼距離計(jì)算2、教學(xué)基本要求掌握光纖通信的線路碼型；光發(fā)射端機(jī)的要求及其組成；光接收端機(jī)的組成及其性能指標(biāo)；光中繼器組成；衰減對(duì)中繼距離的影響；光纖色散特性和光源對(duì)信號(hào)的影響；衰減受限中繼距離計(jì)算；色散受限中繼距離計(jì)算。了解光纖通信系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)、備用系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。3、重點(diǎn)光纖通信的線路碼型、光發(fā)射端機(jī)的要求及其組成、光接收端機(jī)的組成及其性能指標(biāo)、光中繼器組成、衰減對(duì)中繼距離的影響、光纖色散特性和光源對(duì)信號(hào)的影響、最大中繼距離的計(jì)算4、難點(diǎn)時(shí)鐘恢復(fù)電路的工作原理、高碼速激光器的譜線特性、模分配噪聲、啁啾聲、光纖的色散與帶寬的關(guān)系SDH&WDM網(wǎng)絡(luò)1、教學(xué)內(nèi)容SDH網(wǎng)絡(luò)WDM網(wǎng)絡(luò)光傳送網(wǎng)OTN2、教學(xué)基本要求掌握SDH的基本概念及特點(diǎn)；SDH的同步傳輸模塊及其幀結(jié)構(gòu)；SDH的復(fù)用過程；SDH的映射過程；SDH網(wǎng)元；波分復(fù)用的基本概念及特點(diǎn)；WDM系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)；WDM網(wǎng)絡(luò)的基本網(wǎng)元的組成及功能；光傳送網(wǎng)的基本概念及特點(diǎn)；光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)生存性；誤碼性能分析。了解SDH的網(wǎng)同步；WDM光纖通信系統(tǒng)；抖動(dòng)性能分析。3、重點(diǎn)SDH的基本概念、同步傳輸模塊、SDH的幀結(jié)構(gòu)、SDH的復(fù)用與映射、SDH設(shè)備、波分復(fù)用的基本概念、WDM系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、WDM網(wǎng)絡(luò)的基本網(wǎng)元的組成及功能、光傳送網(wǎng)的基本概念及特點(diǎn)、光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)、光傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備種類及功能、基于SDH的傳送網(wǎng)、基于WDM的光傳送網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)生存性的基本概念、網(wǎng)絡(luò)生存性的衡量技術(shù)指標(biāo)、SDH網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)、WDM網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)、光網(wǎng)絡(luò)中的光接口、電接口的界定、誤碼性能、抖動(dòng)性能4、難點(diǎn)SDH的幀結(jié)構(gòu)、SDH的復(fù)用與映射、SDH設(shè)備、WDM系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、WDM網(wǎng)絡(luò)的基本網(wǎng)元的組成及功能、光傳送網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)、基于SDH的傳送網(wǎng)、基于WDM的光傳送網(wǎng)、SDH網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)、WDM網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)、誤碼性能、抖動(dòng)性能城域光網(wǎng)絡(luò)1、教學(xué)內(nèi)容城域光網(wǎng)絡(luò)的基本概念光互聯(lián)網(wǎng)MSTP技術(shù)2、教學(xué)基本要求掌握城域光網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)及各層在城域網(wǎng)中的作用；骨干層主要傳輸技術(shù)；IPoverSDH技術(shù)；MSTP的基本概念及特點(diǎn)；以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入過程；ATM業(yè)務(wù)的接入過程；掌握PDH和SDH業(yè)務(wù)的接入過程；MSTP中的級(jí)聯(lián)與虛級(jí)聯(lián)技術(shù)、鏈路容量調(diào)整方案、通用成幀規(guī)程概念及作用。了解接入層主要接入技術(shù)；IPoverWDM技術(shù)；MSTP中的鏈路容量調(diào)整過程、通用成幀規(guī)程的幀結(jié)構(gòu)；MSTP在城域網(wǎng)