《光纤通信技术》课程教学大纲

《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”的骨干，电信网的光纤化已是大势所趋，光纤通信在当今世界上得到了广泛的应用，光纤通信作为一种新技术、新发展，它将推动人类社会的文明进步和发展。作为电子信息专业和相关专业的学生，《光纤通信》课程的学习将有重要作用。

本课程的任务是使学生在光纤通信方面具有一定的基础知识，掌握光纤通信系统的组成、特性、应用及发展方向，使该专业毕业生在工作中具有利用光纤通信技术开发产品和解决实际问题的基本能力。

通过《光纤通信技术》课程的学习，对学生提出如下要求：了解光纤通信系统的发展，掌握光纤通信系统的基本组成；理解光纤的传输原理和特性，光纤特性的测量方法；掌握光源、光检测器和光无源器件的类型、原理和性质，并能根据实际工程需要选择合适的器件。了解光端机（光发射机和光接收机）的组成和特性；了解数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统；掌握SDH技术；理解光纤通信的若干新技术，光纤通信网络等知识，为进一步学习与使用光纤通信技术和设备打下基础。

本课程的基础课程是《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《信号与系统》、《通信原理》、《通信电路》。

二、教学内容与要求

（一）概论

教学内容要点：（1）光纤通信发展的历史和现状（2）光纤通信的优点和应用（3）光纤通信系统的基本组成

（二）光纤和光缆

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、光检测器

教学内容要点：（1）光电二极管工作原理（2）PIN光电二极管（3）雪崩光电二极管（4）光电二极管性能和应用

3、光无源器件

教学内容要点：（1）连接器和接头（2）光耦合器（3）光隔离器与光环行器（4）光调制器、光开关

（四）光端机

1、光发射机

教学内容要点：（1）基本组成（2）调制特性（3）调制电路和控制电路

2、光接收机

教学内容要点：（1）基本组成（2）噪声特性（3）误码率（4）灵敏度

3、线路编码

教学内容要点：（1）扰码（2）mBnB码（3）插入码

（五）光纤通信系统

1、模拟光纤通信系统

①调制方式

教学内容要点：（1）模拟基带直接光强调制（2）模拟间接光强调制（3）频分复用光

强调制

②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、SDH开销和指针

教学内容要点：（1）段开销（2）通道开销（3）指针

4、SDH设备

5、SDH网络结构和SDH自愈保护

教学内容要点：（1）SDH网络拓扑结构（2）SDH自愈保护

6、光接口类型和参数

教学内容要点：（1）光接口类型（2）光接口参数

7、SDH网同步

教学内容要点：（1）网同步的工作方式（2）我国数字同步网的网络结构（3）SDH网同步结构

8、SDH管理网

教学内容要点：（1）SDH网管的基本概念（2）SDH网管接口（3）SDH网管功能

9、SDH网络传输性能

教学内容要点：（1）误码性能（2）可用性参数（3）抖动和漂移性能

（七）光纤通信新技术

1、EDFA

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

教学内容要点：（1）功能结构（2）SDH网的物理拓扑（3）自愈网

2、DM光网络

教学内容要点：（1）分层结构（2）光分插复用器（3）光交叉连接器

3、光接入网

教学内容要点：（1）光接入网概述（2）无源光网络（3）有源光网络

三、实验内容

本课程实验对学生实际操作能力和独立解决问题的能力的要求较高，建议对实验课采用单独操作考试的考核方式。可在课程教学全部结束后组织进行。各实验名称如下：