光纤通信原理与技术课程教学大纲说课材料

《光纤通信原理与技术》课程教学大纲

英文名称：Fiber Communication Principle and its Application

学时：51 学分：3

开课学期：第7学期

一、课程性质与任务

通过讲授光纤通信技术的基础知识，使学生了解掌握光纤通信的基本特点，学习光纤通信系统的三个重要组成部分：光源（光发射机）、光纤（光缆）和光检测器（光接收机）。通过本课程的学习，学生将掌握光纤通信的基本原理、光纤通信系统的组成和系统设计的基本方法，了解光纤通信的未来与发展，为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下基础。

二、课程教学的基本要求

要求通过课堂认真听讲和实验课，以及课下自学，基本掌握光纤通信的基础理论知识和应用概况，熟悉光纤通信在电信、通信中的应用，为今后的工作打下坚实的理论基础。

三、课程内容

第一章光通信发展史及其优点（1学时）

第二章光纤的传输特性（2学时）

第三章影响光纤传输特性的一些物理因素（5学时）

第四章光纤通信系统和网络中的光无源器件（9学时）

第五章光纤通信技术中的光有源器件（3学时）

第六章光纤通信技术中使用的光放大器（4学时）

第七章光纤传输系统（4学时）

第八章光纤网络介绍（6学时）

第九章光纤通信原理与技术实验（17课时）

四、教学重点、难点

本课程的教学重点是光电信息技术物理基础、电光信息转换、光电信息转换，光电信息技术应用，光电新产品开发举例。本课程的教学难点是光电信息技术物理基础。

五、教学时数分配

教学时数51学时，其中理论讲授34学时，实践教学17学时。（教学时数具体见附表1和实践教学具体安排见附表2）

六、教学方式

理论授课以多媒体和模型教学为主，必要时开展演示性实验。

七、本课程与其它课程的关系

1.本课程必要的先修课程

《光学》、《电动力学》、《量子力学》等课程

2.本课程的后续课程

《激光技术》和《光纤通信原理实验》以及就业实习。

八、考核方式

考核方式：考查

具体有三种。根据大多数学生学习情况和学生兴趣而定其中一种。第一种是采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定。对于理论和常识部分采用闭卷考试，期末考试成绩占总成绩的55％，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15％；第二种是采用课程设计（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程设计占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。第三种是采用课程论文（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程论文占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。

九、教材及教学参考书

1.主教材

《光纤通信原理与技术》，吴德明编著，科学出版社，第二版，2010年9月

2.参考书

（1）《光纤通信原理与仿真》，郭建强、高晓蓉、王泽勇编著，西南交通大学出版社，第一版，2013年5月

（2）《光通信原理与技术》，朱勇、王江平、卢麟，科学出版社，第二版，2011年8月

十、教学内容

第一章光通信发展史及其优点（1学时）

一、教学要求

知道光通信发展史及其优点。

二、教学要点

1. 光通信发展史

1－1现代通信的发展

1－2光通信的发展

1－3光纤通信的优点

2. 国内外光纤通信技术发展概况

3. 光纤通信系统的基本构成

三、重点和难点

重点：光纤通信的优点

难点：光纤通信系统的基本构成

第二章光纤的传输特性（2学时）

一、教学要求

掌握介质平板波导的结构和射线理论，知道阶跃折射率光纤的基本概念，尤其是标量模和矢量模。

二、教学要点

1. 介质平板波导中的波

1－1折射定律

1－2介质平板波导的结构

1－3介质平板波导的射线理论

2. 阶跃折射率光纤

2－1阶跃折射率光纤中射线的概念

2－2阶跃折射率光纤的标量解法

2－3标量模与矢量模之间的关系

2－4 β—V曲线

三、重点和难点

重点：介质平板波导中的波，阶跃折射率光纤的标量解法。

难点：阶跃折射率光纤的标量解法，标量模与矢量模之间的关系。

第三章影响光纤传输特性的一些物理因素（5学时）

一、教学要求

知道光纤损耗的来源和降低损耗的措施，了解光纤的非线性理论。

二、教学要点

1. 光纤的损耗

1-1光纤损耗的定量描述

1-2损耗的来源

1-3光纤的瑞利反向散射研究

2．光纤的色散及降低色散的措施

2-1光纤的色散

2-2色散位移光纤(DSF)和非零色散位移光纤(NZ-DSF)

3. 单模光纤中的偏振(极化)及保偏光纤和单偏振光纤

3-1单模光纤中的偏振

3-2 PMD

3-3偏振稳定性及其对系统性能的影响

3-4保偏光纤和单偏振光纤

4. 光纤的非线性

4-1非线性极化理论

4-2光纤中的参量非线性：SPM、XPM.和FWM

4-3光纤中的非参量非线性：SRS与SBS

4-4保偏光纤和单偏振光纤

5. 降低色散的措施和色散补偿

5-1降低色散影响的措施

5-2色散补偿和色散管理

三、重点和难点：

重点：降低色散的措施和色散补偿

难点：光纤的非线性

第四章光纤通信系统和网络中的光无源器件（9学时）