2013光纤通信第1章-光纤的基本理论(东北电力大学)

光纤通信信息工程学院 郑学梅2013-8-19

教材： 光纤通信，顾畹仪，黄永清，等编著，

人民邮电出版社，2007年。

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参考书籍：1.

光纤通信(第二版),张宝富等编著，西安电子科技大学 出版社，2009年。 光纤通信，刘增基等编著，西安电子科技大学出版社 ， 2003年。

2.

3.

光纤通信系统学习指导与习题解析，刘振霞，等编著，西 安电子科技大学出版社，2006年。

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《光纤通信原理》课程教学基本信息

总 学 时： 讲课学时： 实验学时： 学 分：

48 40 8 2.5

先修课程：大学物理(1),大学物理(2), 电磁场与微波技术，通信电子电路， 通信系统原理。

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一、课程性质、目的和任务《光纤通信原理》是通信工程专业的一门主要专 业必修课。目的是使学生了解光纤通信系统的基本 组成，掌握光纤的传光原理和特性；掌握光源、光 检测器、光放大器和光无源器件的工作原理和特性； 掌握光发射机、光接收机的各部分组成、结构及原 理；掌握光纤通信系统的基本设计方法；了解光纤 通信新技术。掌握光纤通信基本实验技能，培养学 生分析和解决问题的能力，培养学生的动手能力， 为毕业后从事光纤通信专业技术工作打下坚实的理 论基础。2013-8-19

“电子信息类专业人才”市场需 求加工制造人员：这主要是给各个通信电子产品制造企业培养一线懂技术，懂原理的高素质技术型工人。目前，我国精加工制造 业质量在世界水平中并不高，主要是因为我国一线工人的文化素 质偏低，只懂操作，不懂技术。所以，就此考虑这方面的就业前 景最为看好。 一般管理人员：这个层次的人员是企事业或部门中的一般管理人 员，维护和管理单位的通信和网络设备。这部分工作要求学生对 通信基础知识有较为深刻的理解，能独立维修和管理设备。能给 单位提供良好的通信技术支持。 通信工程师：这个层次要求学生完全掌握通信基础知识，对通信 设备能安装、调试、维护升级和改进。能参与设计和开发新型通 信设备。了解本专业的发展前沿，具有一定的科学研究和实际工 作能力。

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能力结构(1)了解通信工程学科理论前沿发展趋势，具备对通信系 统和通信网络设计、开发、调试、工程应用和维护的基本能 力； (2) 具有工程计算、电子线路的设计及制作能力； (3) 能阅读和绘制电子产品线路图并分析工作原理； (4)具备听、说、读、写的能力和翻译外文资料的基本能 力； (5)具备计算机的基本操作和编程的能力，熟悉并掌握常 用办公软件和专业软件； (6) 获得较好的工程实践训

练，具有一定的科研和实际工 作能力； (7)具有一定组织管理和对外联系业务的能力； (8)掌握文件检索、资料查询的基本方法。

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二、教学内容及学时分配第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 概述 光纤和光缆 光源和光检测器 光发射机和光接收机 光纤通信系统 无源光器件和WDM技术

第七章第八章

自动交换光网络光纤通信测量

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三、教学基本要求

掌握光纤传光原理的射线光学和波动理论分析方 法，光纤的传输特性；掌握光源、光检测器的基本结构、原理和特性； 掌握光发射机、光接收机的组成、结构及原理， 光接收机灵敏度的基本计算方法； 了解数字光纤通信系统的组成、原理和性能指标， 掌握系统基本设计方法，掌握掺铒光纤放大器的 组成、结构和原理；

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掌握波分复用器件等无源器件的类型、结构、原 理和特性，光波分复用的原理、系统构成和管理 技术； 掌握自动交换光网络的概念和控制平面、光传送 平面、管理平面的功能和结构； 掌握光纤和主要光器件基本特性测量系统的组成、 原理和测量方法，光纤通信系统基本参数的测量 原理、方法和系统组成。

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实践环节 (8学时) 交作业时间： 周五下午上课前

答疑时间： 答疑地点：

周三下午3点 信息工程学院四楼通信教研室

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四、考核方式

期末闭卷笔试

占70%

小测验、平时作业、课堂提问和出勤情况实验

占20%占10%

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概述1.光纤通信发展的历史和现状1.1 1.2 1.3 探索时期的光通信 现代光纤通信 国内外光纤通信发展的现状

2.光纤通信的优点和应用2.1 光通信与电通信 2.2 光纤通信的优点 2.3 光纤通信的应用

3.光纤通信系统的基本组成3.1 3.2 3.3 发射和接收 基本光纤传输系统 数字通信系统和模拟通信系统 2013-8-19

自由空间频率(Hz)101 102

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频段 划分传 输 介 质

电力、电话

无线电、电视

微波

红外

可见光

AM无线电 同轴电缆 双铰线

FM无线电

卫星/微波

光纤

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自由空间波长(m)

通信波段及传输介质 2013-8-19

光纤通信的概念： 光纤通信是利用近红外线区波长l微 米左右的光波作为信息的载波信号，把电 话、电视、数据等电信号调制到光载波上， 再通过光导纤维(简称光纤)传输信息的一 种通信方式。

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1 光纤通信发展的历史和现状1.1 探索时期的光通信 原始形式的光通信:中国古代用“烽火台”报警，欧洲人用旗语传送信息。

1880年，

美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音的“光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。

1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光 器， 给光通信带来了新的希望。激光器的发明和应用， 使 沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。

在这个时期，美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和CO2 激光器进行了大气激光通信试验。 由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质，对光通信的研 究曾一度走入了低潮。 2013-8-19