《光纤通信》 课程教学大纲 一、课程基本信息 总学时为学时数 课程类型 ☑理论课（含上机、实验学时） 总学时为周数 口实习 口课程设计口毕业设计 课程编码 7038001 总学时 48学分 3 课程名称光纤通信 课程英文名称Optical Fiber Communications 适用专业 通信工程 先修课程 (7020201)电磁场与电磁波、(7091301)通信原理 开课部门 信息学院电子工程系（通信） 二、课程简介 光纤通信课程的授课对象为通信工程专业本科生，课程属性为专业选修课。 该课程是现代通信技术类课程的一个部分，主要讲述光纤通信原理及其在通信网 中的应用，具有很强的实践性。 三、课程目标及其支撑的毕业要求 (一)本课程支撑的毕业要求指标点 指标点1-4：能够将专业知识用于信息与通信工程领域复杂工程问题解决方 案的比较与综合。 指标点2-1：针对信息与通信工程领域的工程问题进行问题识别，确定任务 需求，获取关键参数和核心环节。 指标点3-3：能够针对特定需求，完成复杂工程中信息网络与交换单元、系 统的设计与开发。 指标点5-1：掌握信息与通信领域常用的电子测量仪器、信息技术工具、工 程设计工具和模拟仿真软件原理与使用方法。 (二)本课程的具体目标及达成途径 1.通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理，包括光纤通信系统组成、 光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送器与光接收器的基本原理 SDH原理、PTN网络、WDM原理及光网络的相关知识，并能应用在复杂光纤通信 系统解决方案的比较和选择中。（支撑毕业要求1-4）（达成途径：课堂讲授
《光纤通信》 课程教学大纲 一、课程基本信息 课程类型 总学时为学时数 理论课（含上机、实验学时） 总学时为周数 □实习 □课程设计 □毕业设计 课程编码 7038001 总学时 48 学分 3 课程名称 光纤通信 课程英文名称 Optical Fiber Communications 适用专业 通信工程 先修课程 （7020201）电磁场与电磁波、（7091301）通信原理 开课部门 信息学院电子工程系（通信） 二、课程简介 光纤通信课程的授课对象为通信工程专业本科生，课程属性为专业选修课。 该课程是现代通信技术类课程的一个部分，主要讲述光纤通信原理及其在通信网 中的应用，具有很强的实践性。 三、课程目标及其支撑的毕业要求 （一）本课程支撑的毕业要求指标点 指标点 1-4：能够将专业知识用于信息与通信工程领域复杂工程问题解决方 案的比较与综合。 指标点 2-1：针对信息与通信工程领域的工程问题进行问题识别，确定任务 需求，获取关键参数和核心环节。 指标点 3-3：能够针对特定需求，完成复杂工程中信息网络与交换单元、系 统的设计与开发。 指标点 5-1：掌握信息与通信领域常用的电子测量仪器、信息技术工具、工 程设计工具和模拟仿真软件原理与使用方法。 （二）本课程的具体目标及达成途径 1.通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理，包括光纤通信系统组成、 光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送器与光接收器的基本原理、 SDH 原理、PTN 网络、WDM 原理及光网络的相关知识，并能应用在复杂光纤通信 系统解决方案的比较和选择中。（支撑毕业要求 1-4）（达成途径：课堂讲授
课堂测试、专题研讨、每周答疑) 2.通过课程学习和课内实验，使学生能够运用所掌握的光纤通信基础知识和 SD及PTN网络对通信网络进行组网及业务分析，获取关键系统配置参数和核心 功能环节。（支撑毕业要求2-1）（达成途径：课堂讲授、课堂测试、每周答疑、 专题研讨、实验) 3.通过课程学习和课内实验，使学生掌握一定的光纤通信系统中基于D训 语音传输系统的设计与开发方法。（支撑毕业要求3-3）（达成途径：课堂讲授、 课堂测试、每周答疑、专题研讨、实验) 4.通过课程学习与实验，使学生掌握光纤测量调试工具的使用方法，掌握光 传输业务配置及保护业务配置软件系统的使用方法。（支撑毕业要求5-1）（达 成途径：课堂讲授、每周答疑、专题研讨、实验) 课程目标与毕业要求的关系矩阵 毕业要求指标点 课程目标 1-4 2-1 3-3 5-1 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 达成途径详细说明： 课堂讲授：重点突出，思路清晰，注重师生互动交流，及时掌握学生学习情 况，关注每一个学生的学习。 专题研讨：利用文献资料开展专题研究性教学，采用学生分组完成，提交书 面研究报告并进行口头宜讲或讨论，培养学生团队精神和和科学研究的能力。 答疑：每周有固定时间答疑。 实验：课前预习，实验完成后撰写实验报告。 (三)本课程对解决复杂工程问题能力的培养 本课程通过较系统地介绍光纤通信相关的知识，使本专业的学生了解和掌握 有关光纤通信的基本概念及其相关技术，扩大学生的知识结构。通过实验使学生 对光纤通信系统的组成有所了解和熟悉：使学生掌握光纤通信无源光器件的连接 方法，进一步了解光连接器、光纤跳线器、D叫器件的各种特性：使学生能够初 步掌握通过仿真软件创建PTN光网络的基本步骤和方法，并可完成普通业务的基 本配置以及保护业务的配置。本课程的实验是学生巩固课堂理论、提高实践技能 不可缺少的实践教学环节，可以培养学生的工程素养，可以提高学生的独立分析
课堂测试、专题研讨、每周答疑） 2.通过课程学习和课内实验，使学生能够运用所掌握的光纤通信基础知识和 SDH 及 PTN 网络对通信网络进行组网及业务分析，获取关键系统配置参数和核心 功能环节。（支撑毕业要求 2-1）（达成途径：课堂讲授、课堂测试、每周答疑、 专题研讨、实验） 3.通过课程学习和课内实验，使学生掌握一定的光纤通信系统中基于 WDM 语音传输系统的设计与开发方法。（支撑毕业要求 3-3）（达成途径：课堂讲授、 课堂测试、每周答疑、专题研讨、实验） 4.通过课程学习与实验，使学生掌握光纤测量调试工具的使用方法，掌握光 传输业务配置及保护业务配置软件系统的使用方法。（支撑毕业要求 5-1）（达 成途径：课堂讲授、每周答疑、专题研讨、实验） 课程目标与毕业要求的关系矩阵 课程目标 毕业要求指标点 1-4 2-1 3-3 5-1 课程目标 1 √ 课程目标 2 √ 课程目标 3 √ 课程目标 4 √ 达成途径详细说明： 课堂讲授：重点突出，思路清晰，注重师生互动交流，及时掌握学生学习情 况，关注每一个学生的学习。 专题研讨：利用文献资料开展专题研究性教学,采用学生分组完成，提交书 面研究报告并进行口头宣讲或讨论，培养学生团队精神和和科学研究的能力。 答疑：每周有固定时间答疑。 实验：课前预习，实验完成后撰写实验报告。 （三）本课程对解决复杂工程问题能力的培养 本课程通过较系统地介绍光纤通信相关的知识，使本专业的学生了解和掌握 有关光纤通信的基本概念及其相关技术，扩大学生的知识结构。通过实验使学生 对光纤通信系统的组成有所了解和熟悉；使学生掌握光纤通信无源光器件的连接 方法，进一步了解光连接器、光纤跳线器、WDM 器件的各种特性；使学生能够初 步掌握通过仿真软件创建 PTN 光网络的基本步骤和方法，并可完成普通业务的基 本配置以及保护业务的配置。本课程的实验是学生巩固课堂理论、提高实践技能 不可缺少的实践教学环节，可以培养学生的工程素养，可以提高学生的独立分析
问题和解决问题的能力，为培养多技能的复合型人才打下基础。 通过知识讲授、课内实验、课程报告等环节贯彻培养学生解决复杂工程问题 能力的理念和要求，实现本课程的课程目标。 四、教学内容及基本要求 第一单元概述 1.教学内容 (1)光纤通信的基本概念 (2)电信的基本理论 (3)光纤通信系统的基本组成 (4)光纤通信的优越性 (⑤)光纤工业的现状与未来趋势 2.基本要求 (1)了解光纤通信与电信的关系，光纤工业的现状与未来趋势 (2)理解光纤通信的特点， (3)掌握光纤通信的基本概念，光纤通信系统的组成。 3.支撑的课程目标 本单元支撑课程目标1(“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH原理、PTN网络WDM原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”)。 第二单元光物理学概述 1.教学内容 (1)电磁波 (2)光束（光线】 (3)光子流 2.基本要求 (1)了解光理论相关概念。 (②)理解辐射、吸收和能级等概念。 (3)掌握波、反射、周期等基本概念。 3.支撑的课程目标 本单元支撑课程目标1(“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH原理、PTN网络DM原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光红桶信系统解决方案的比较和选择中。”)
问题和解决问题的能力，为培养多技能的复合型人才打下基础。 通过知识讲授、课内实验、课程报告等环节贯彻培养学生解决复杂工程问题 能力的理念和要求，实现本课程的课程目标。 四、教学内容及基本要求 第一单元 概述 1.教学内容 (1) 光纤通信的基本概念 (2) 电信的基本理论 (3) 光纤通信系统的基本组成 (4) 光纤通信的优越性 (5) 光纤工业的现状与未来趋势 2. 基本要求 (1) 了解光纤通信与电信的关系，光纤工业的现状与未来趋势。 (2) 理解光纤通信的特点。 (3) 掌握光纤通信的基本概念，光纤通信系统的组成。 3. 支撑的课程目标 本单元支撑课程目标 1（“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH 原理、PTN 网络 WDM 原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”）。 第二单元 光物理学概述 1.教学内容 (1) 电磁波 (2) 光束(光线) (3) 光子流 2. 基本要求 (1) 了解光理论相关概念。 (2) 理解辐射、吸收和能级等概念。 (3) 掌握波、反射、周期等基本概念。 3. 支撑的课程目标 本单元支撑课程目标 1（“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH 原理、PTN 网络 WDM 原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”）
第三单元光纤 1.教学内容 (1)光纤的结构和分类 (2)光纤如何对光进行传导 (3)衰减 (④)模间色散和色度色散 (⑤)比特率和带宽 (6)光纤放大器 (7)查阅数据表单 2.基本要求 (1)了解光纤的结构和分类方法。 (②)理解光纤的特性，EDFA的工作原理， (3)掌握光纤如何对光进行传导的原理：光衰减的有关概念、模式、数值孔 径和色散的概念以及与光纤的关系。 3.支撑的课程目标 本单元支撑课程目标1(“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH原理、PTN网络WDM原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”)。 第四单元光源和发送器 1.教学内容 (1)发光二极管 (2)激光二极管 (3)查阅激光二极管特性数据表单 2.基本要求 (1)了解激光二极管特性数据表单。 (2)理解自发辐射与受激辐射原理 (3)掌握LED和LD的工作原理。 3.支撑的课程目标 本单元支撑课程目标1(“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH原理、PTN网络WDM原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”) 第五单元光源和发送器
第三单元 光纤 1.教学内容 (1) 光纤的结构和分类 (2) 光纤如何对光进行传导 (3) 衰减 (4) 模间色散和色度色散 (5) 比特率和带宽 (6) 光纤放大器 (7) 查阅数据表单 2. 基本要求 (1) 了解光纤的结构和分类方法。 (2) 理解光纤的特性，EDFA 的工作原理。 (3) 掌握光纤如何对光进行传导的原理；光衰减的有关概念、模式、数值孔 径和色散的概念以及与光纤的关系。 3. 支撑的课程目标 本单元支撑课程目标 1（“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH 原理、PTN 网络 WDM 原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”）。 第四单元 光源和发送器 1.教学内容 (1) 发光二极管 (2) 激光二极管 (3) 查阅激光二极管特性数据表单 2. 基本要求 (1) 了解激光二极管特性数据表单。 (2) 理解自发辐射与受激辐射原理。 (3) 掌握 LED 和 LD 的工作原理。 3. 支撑的课程目标 本单元支撑课程目标 1（“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH 原理、PTN 网络 WDM 原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”）。 第五单元 光源和发送器
1.教学内容 (1)光电二极管 (2)查阅光电二极管的数据表单 (3)进一步讨论光电探测器 (4)接收部件 2.基本要求 (①)了解光电二极管的数据表单 (②)理解雪崩光电二极的工作原理 (3)学握p-n和p-i-n光电二极的工作原理。 3.支撑的课程目标 本单元支撑课程目标1(“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH原理、PTN网络WDM原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”)。 第六单元SDH原理 1.教学内容 (1)概述 (2)SDH帧结构与复用 2.基本要求 (I)了解PDH的基本概念，SDH相对于PDH的优缺点。 (②)理解SDH的帧结构， (3)掌握SDH的概念、工作原理、特点和应用：PDH复用进SDH的过程 3.支撑的课程目标 本单元支撑课程目标1(“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SD班原理、PTN网络DM原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”)和课程目标2(“通 过课程学习和课内实验，使学生能够运用所掌握的光纤通信基础知识和SDH及 PTN网络对通信网络进行组网及业务分析，获取关键系统配置参数和核心功能环 节。”)。 第七单元PTN网络 1.教学内容 (1)PTN的基本概念 (2)PTN网络结构
1.教学内容 (1) 光电二极管 (2) 查阅光电二极管的数据表单 (3) 进一步讨论光电探测器 (4) 接收部件 2. 基本要求 (1) 了解光电二极管的数据表单。 (2) 理解雪崩光电二极的工作原理 (3) 掌握 p-n 和 p-i-n 光电二极的工作原理。 3. 支撑的课程目标 本单元支撑课程目标 1（“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH 原理、PTN 网络 WDM 原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”）。 第六单元 SDH 原理 1.教学内容 (1) 概述 (2) SDH 帧结构与复用 2. 基本要求 (1) 了解 PDH 的基本概念，SDH 相对于 PDH 的优缺点。 (2) 理解 SDH 的帧结构。 (3) 掌握 SDH 的概念、工作原理、特点和应用；PDH 复用进 SDH 的过程。 3. 支撑的课程目标 本单元支撑课程目标 1（“通过课程学习，使学生掌握光纤通信的基本原理， 包括光纤通信系统组成、光物理学的知识、光纤的基础知识、光纤放大器、发送 器与光接收器的基本原理、SDH 原理、PTN 网络 WDM 原理及光网络的相关知识， 并能应用在复杂光纤通信系统解决方案的比较和选择中。”）和课程目标 2（“通 过课程学习和课内实验，使学生能够运用所掌握的光纤通信基础知识和 SDH 及 PTN 网络对通信网络进行组网及业务分析，获取关键系统配置参数和核心功能环 节。”）。 第七单元 PTN 网络 1.教学内容 (1) PTN 的基本概念 (2) PTN 网络结构