《光通信技術》課程教學大綱課程編號：04510643課程性質：專業方向課適合專業：電子科學與技術先修課程：模擬電子技術、數字電子技術、信號與系統、通信原理開設學期：第六學期考核方式：閉卷考試總學時數：54學分：3（一）課程教學目標本課程的教學目標在于進一步提高學生對光纖通信技術相關知識的掌握程度，培養學生應用光學知識的能力。通過學習,學生應在分析問題與解決問題的能力及實踐技能方面有所提高，能夠綜合應用所學知識分析解決一些通信光學問題，為適應信息科學與技術的飛速發展及在相關專業領域的深入學習打下堅實的基礎。（二）課程的目的與任務本課程是電子科學與技術專業的一門限制性選修課，本課程的任務是使學生在光通信方面具有一定的基礎知識，掌握光纖通信系統的組成、特性、應用及發展方向，使該專業畢業生在工作中具有利用光纖通信技術開發產品和解決實際問題的基本能力。。（三）理論教學的基本要求通過《光通信技術》課程的學習，對學生提出如下要求：了解光通信系統的發展，掌握光纖通信系統的基本組成；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，并能根據實際工程需要選擇合適的器件。了解光端機（光發射機和光接收機）的組成和特性；了解數字光纖通信系統和模擬光纖通信系統；理解光纖通信的若干新技術，光纖通信網絡等知識，為進一步學習與使用光纖通信技術和設備打下基礎。實踐教學要求（包括但不限于以下內容）無（五）教學學時分配數章次各章名稱總學時學時分配講課實驗上機課外小計第一章概論666第二章通信用光源888第三章光通信信道888第四章光檢測器與光放大器101010第五章光學網絡器件666第六章光纖通信系統666第七章光通信新技術444第十章空間光通信的光學系統666總計545454（六）大綱內容第一章概論教學目的：要求學生了解光通信的發展歷史，以及光纖通信系統和空間光通信系統，掌握空間光通信關鍵技術。教學要求：1.了解光通信的發展歷史及發展現狀。2.了解光纖通信系統的組成及優點3.了解空間光通信的組成及應用領域。4.掌握空間光通信關鍵技術教學內容：1.1光通信的發展1.2光纖通信系統1.3空間光通信系統1.4空間光通信關鍵技術1.5通信鏈路分析教學提示：為加深對概念的理解可多結合實例說明。教學重點和難點：重點：掌握光纖通信系統和空間光通信系統的概念和組成。難點：空間光通信關鍵技術。學法指導：結合實例說明。作業：針對各相關知識點可布置6～10題。小結：本章引入了光通信技術的相關概念，是全書的基礎內容。授課方式：講授第二章通信用光源教學目的：要求學生掌握通信用光源的概念，種類及其物理機制。教學要求：1.掌握光源性能的基本要求與類型。2.掌握半導體激光器的工作原理和工作特性。3.了解發光二極管的發光原理和應用領域。教學內容：2.1光源性能的基本要求與類型2.2半導體光源2.3半導體激光器的工作原理2.4半導體激光器工作特性2.5其他激光器2.6發光二極管2.7光源與光纖的耦合2.8半導體光源在系統中的應用教學提示：本章介紹了多種通信用光源，根據使用環境以及用途不同選擇合適的信號光源。教學重點和難點：重點：光源性能的基本要求與類型，半導體激光器的工作原理和工作特性。難點：半導體激光器的工作原理和工作特性。學法指導：從pn結的性質出發解釋半導體激光器的工作原理。作業：針對各相關知識點可布置5～8題。小結：本章講解通信用光源的基本要求與類型，并著重講解了半導體激光器的工作原理和工作特性以及發光二極管的發光性質。授課方式：講授第三章光通信信道教學目的：要求學生掌握光纖的結構與類型，光在光纖中的傳輸性質以及光纖傳輸的基本特性，了解大氣吸收和散射、大氣湍流、云層和海水對空間光通信的影響。教學要求：1.掌握光纖的結構與類型。2.掌握光在光纖中的傳輸的基本原理及基本特性。3.了解大氣吸收和散射、大氣湍流、云層和海水對空間光通信的影響。教學內容：3.1光纖的結構與類型3.2光在光纖中的傳輸3.3光纖傳輸的基本特性3.4光纜3.5光纖特性的測量3.6大氣吸收和散射對空間光通信的影響3.7大氣湍流對光通信的影響3.8云層影響3.9氣動光學效應3.10海水光學信道教學提示：本章注重光纖通信的原理以及光纖傳輸的基本特性。教學重點和難點：重點：光纖的結構與類型，光纖的導波機制，光纖傳輸的基本特性。難點：光纖的導波機制學法指導：熟記折射率階躍光纖的導波機制和近場分布，并依此理解其他不同類型的光纖導波機制。作業：針對各相關知識點可布置5～8題。小結：本章講解光纖的結構與類型，光纖的導波機制，光纖傳輸的基本特性以及不同環境對空間光通信的影響。。授課方式：講授第四章光檢測器與光放大器教學目的：要求學生了解光檢測器的工作機理與類型，掌握摻鉺光纖放大器和摻鐠光纖放大器的物理機理和應用。教學要求：1.了解光檢測器的工作機理與類型。2.了解光放大器的分類與指標。3.掌握摻鉺和摻鐠光纖放大器的物理機制。4.了解半導體光放大器和拉曼光纖放大器。教學內容：4.1光檢測器的工作機理與類型4.2光放大器的分類與指標4.3摻鉺光纖放大器4.4寬帶摻鉺光纖放大器的最新進展4.5摻鐠光纖放大器4.6半導體光放大器4.7拉曼光纖放大器教學提示：本章主要是光放大器的基本類型，注重不同稀土元素對光纖放大器的不同影響。教學重點和難點：重點：光放大器的分類與指標，摻鉺、摻鐠光纖放大器的物理機制難點：摻鉺、摻鐠光纖放大器的物理機制。作業：多練習，可布置10～20題。小結：本章講述了光檢測器的工作機理與類型，光放大器的分類與指標尤其是摻鉺、摻鐠光纖放大器的物理機制及其應用。授課方式：講授第五章光學網絡器件教學目的：要求學生掌握光纖連接器和接頭的種類，以及光耦合器、光隔離器和光環行器、光調制器、光開關以及光濾波器等光學基本元器件的基本概念和基本原理。教學要求：1.掌握光纖連接器和接頭的種類。2.了解光耦合器的物理機理和應用領域。3.了解光隔離器和光環行器的物理機理和作用。4.了解光開關、光濾波器和波長變換器的作用。教學內容：5.1光纖連接器和接頭5.2光耦合器5.3光隔離器和光環行器5.4光調制器5.5光開關5.6光濾波器5.7波長變換器教學提示：不同元器件對于光場的強度、偏振、相位等自由度具有不同的影響。教學重點和難點：重點：光耦合器，光隔離器和光環行器，光調制器和光開關的機制和作用。難點：光耦合器、光調制器和光開關的物理機制。作業：多練習，可布置8～15題。小結：本章介紹了光耦合器、光隔離器和光環行器、光調制器、光開關以及光濾波器等各種光學元器件的物理機制和性能。授課方式：講授第六章光纖通信系統教學目的：要求學生了解光纖通信常用線路編碼，掌握模擬光纖通信系統和數字光纖通信系統。教學要求：1.了解光纖通信常用線路編碼。2.掌握模擬光纖通信系統的調制方式以及載波復用光纖傳輸系統。3.掌握數字光纖通信系統中的準同步數字分級結構和同步數字分級結構。教學內容：6.1光纖通信常用線路編碼6.2模擬光纖通信系統6.3數字光纖通信系統教學提示：根據數字電路和模擬電路的基礎類比學習模擬光纖通信系統和數字光纖通信系統。教學重點和難點：重點：光纖通信常用線路編碼，模擬光纖通信系統調制方式，數字光纖通信系統的基本原理。難點：模擬光纖通信系統調制方式，數字光纖通信系統的基本原理學法指導：類比數字電路和模擬電路學習。作業：3～6題。小結：本章講述了光纖通信常用線路編碼以及模擬光纖通信系統和數字光纖通信系統。授課方式：講授第七章光通信新技術教學目的：要求學生了解掌握光時分復用技術、光波分復用技術，光交換技術，光孤子通信等幾種光通信的新技術。教學要求：1．掌握光時分復用技術和光波分復用技術的基本原理和應用領域。2．了解光交換技術、光孤子通信和光接入網的基本概念和基本物理原理。教學內容：7.1光時分復用技術7.2光波分復用技術7.3光交換技術7.4光孤子通信7.5光接入網教學提示：根據實際工程需要來講解應用。教學重點和難點：重點：光時分復用技術、光波分復用技術和光孤子通信的基本原理和應用領域。難點：光時分復用技術、光波分復用技術的物理原理。學法指導：根據需求導向，理論聯系實際。作業：針對各相關知識點可布置3～6題。小結：本章講述了光時分復用技術、光波分復用技術，光交換技術，光孤子通信等幾種光通信的新技術。授課方式：講授第十章空間光通信的光學系統教學目的：要求學生掌握空間光通信系統的基本組成部分及結構方式。教學要求：1．

了解激光器在空間光通信中的作用。2．

了解空間光通信中探測器的種類。3．

了解空間光通信過程中中激光通信的波長選擇條件。4.了解空間光通信中材料的選擇方法教學內容：10.1激光器10.2探測器10.3激光通信的波長選擇10.4回轉結構及方式10.5分光方式10.6望遠鏡結構形式10.7材料選擇教學提示：根據不同元器件的作用有機結合成統一的空間光通信系統。教學重點和難點：重點：激光器，探測器，激光通信的波長選擇，回轉結構及方式和材料選擇方式。難點：回轉結構的基本概念和方式。學法指導：根據工程研究目的來自主選擇元器件以及元器件的使用條件和參數。作業：5～10題。小結：本章講述了空間光通信系統的基本組成部分及結構方式重點簡述了回轉結構和激光器、探測器以及傳輸材料的選擇方法。授課方式：講授（七）課程有關說明制定“光通信技術”課程的教學大綱是為了使教師和學生在教與學的過程中共同建立明確的目標和要求，并為提高教學質量提供了依據。在學習本課程之前應已學過大學物理、模擬電子技術、數字電子技術、信號與系統、通信原理的相關知識，通過本課程的學習使學生掌握光纖通信系統和空間光通信系統的基本概念；通信用光源的發光機理、工作原理及主要特性；光通信信道；光探測器與光放大器的工作機理和類型；光學網絡器件的類型、原理和主要特性；光纖通信系統組成、性能參數和設計；光時分復用技術、光波分復用技術、光交換技術、光孤子通信、光接入網等光通信新技術以及空間光通信的光學系統，為后續課程學習打下基礎。在教學方法上，應將課堂教學、課堂討論、多媒體課件有機地結合起來，并充分利用多媒體教學手段提高教學效率。本課程成績根據平時上課情況以及作業、實驗和期末考試進行評定，課程成績以百分制計算，分配比例如下：期末考試成績占70%，平時成績占30%。期末考試采用閉卷考試方式。（八）主要教學方法與媒體要求本課程理論授課采用傳統教學與多媒體相結合的方式教學。（九）使用教材及主要參考書使用教材：韓太林：《光通信技術》，機械工業出版社，2011年。主要參考書：［1］張寶富著，光纖通信（第三版）［Ｍ］．西安：西安電子科技大學出版社，2015.1［2］劉增基，周洋溢，胡遼林，等著，光纖通信（第二版）［Ｍ］．西安：西安電子科技大學出版社，2008.12［3