光纤通信
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spContent=光纤通信是人类20世纪最伟大的技术发明之一,也是今天互联网、无线通信、物联网、大数据、云计算、机器学习、虚拟现实等几乎所有网络业务和应用的根基。没有光纤通信作为基础和支撑,人类可能还处于网络的“石器时代”。作为未来的IT精英和网络高手,加入我们的课程吧,我们的征途是星辰大海!
—— 课程团队
课程概述

本课程是通信工程、电子信息工程、光电信息科学与工程、信息工程等电子信息类专业重要的专业(核心)课程之一。内容涵盖以下基本理论与方法:光纤结构及传输机理、光源和光发送机、光检测器和光接收机、无源光器件、光放大器、波分复用系统、光纤通信系统性能分析和基本设计方法等。通过本课程学习,学生应能理解和掌握光纤通信系统中的基本概念、原理和方法,熟悉分析影响系统性能的主要因素,初步掌握系统设计方法和性能评估手段等,为后续继续学习或开展相关领域的工程技术工作提供基础。

 


授课目标

本课程适用于电子信息类专业本科高年级学生的学习,既对本科毕业后从事相关工作有一定的专业指导作用,也对研究生阶段的专业课学习起到铺垫的作用。本课程的开设旨在使学生了解光纤通信的基础知识,训练对于相关工程问题的分析和解决问题的能力。

课程大纲

第一章 导论

1 导论

单元测验


第二章 光纤与光缆

2.1光纤与光缆

2.2射线光学分析方法

2.3波动光学分析方法

2.4光纤传输特性

2.5通信光纤型号


第三章 光源和光发送机

3.1 光源

 3.1.1激光产生的物理基础

 3.1.2半导体激光器工作原理

 3.1.3发光二极管工作原理及光源器件性能参数

3.2光源调制

3.3光发送机结构

第三章光源与光发送机单元测验


第四章 光检测与光接收机

4.1光电检测原理

4.2PIN光电二极管和雪崩光电二极管

4.3光接收机结构

4.4 光接收机性能分析

4.5光中继器

第四章 光检测与光接收机单元测试题


第五章 无源光器件

5.1 光纤连接器和耦合器

5.2 常用无源器件


第六章 光放大器

6.1 光放大器原理和类型

6.2 掺铒光纤放大器

6.3 光纤拉曼放大器

6.4新型光放大器及应用


第七章 数字传输体制

7.1.数字传输技术概述

7.2 准同步数字体系

7.3 同步数字体系

第七章 数字传输体制 单元测试


第八章 光波分复用系统

8.1波分复用原理

8.2 WDM系统结构及分类

8.3 WDM系统中的光器件

8.4 WDM光纤传输及信道监控技术

第八章 单元测试


第九章 光纤通信系统设计与性能分析

9.1 数字传输模型

9.2 光纤通信系统传输性能指标

9.3光纤通信系统的可用性

9.4系统设计基本方法

第九章 单元测试


第十一章 光纤通信新技术

11.4量子光通信

11.2光孤子通信

11.1相干光通信

11.3空间光通信


预备知识

(1)电磁场与传输理论基础知识;

电磁学基本概念,特别是了解麦克斯韦方程、介质波导、模式及传播条件等基本概念,主要在第二章光纤传输理论和传输特性中涉及;

(2)通信系统原理基础知识;

基本的通信系统原理知识,包括通信系统的基本构成、信号的接收、噪声分析、系统设计等,主要在第三、四、九章中涉及;

(3)计算机网络与应用技术基础知识;

基本的网络原理与基本知识,包括网络协议分层概念及其应用,主要在第七、八、十、十一章中涉及;

(4)数学类基础知识

基本的数学分析和计算知识,包括射线光学分析方法、光纤传输特性分析、光放大器原理、系统性能分析等,主要在第二、五、六、九章中涉及。

证书要求

课程成绩主要由以下部分组成:

单元测试:占30%;

讨论区参与讨论的数量和质量:占20%;

线上考试:占50%。

60~80分获得合格证书,80~100分获得优秀证书。