个人介绍
光通信技术基础

主讲教师:文爱军

教师团队:共3

  • 文爱军
  • 林林
  • 门渊
学校: 西安电子科技大学
开课院系: 通信工程学院
课程编号: TE205002
学分: 3
课时: 48
课程介绍
光通信是实现大容量、高速率、长距离通信所必需的关键技术。光通信技术发展迅速:采用波分复用技术,一根光纤上可以提供T比特级的传输速率;采用网状拓扑结构可大大提升光网络的连通性和可靠性;采用智能控制面可自动提供光路连接;光通信技术正在从骨干网渗透到网络边缘,提高接 入网的性能;利用无线光通信可以快速部署宽带通信链路,安全性好,特别适合于应急通信和军事通信。从光通信技术的上述发展可以看到,光通信无论在传输技术上,还是在网络技术上都发展迅速,是新一代宽带通信网的关键技术,具有重要的应用前景。

光通信涉及通信和光学两方面的问题。本学科在信息与通信工程和光学工程两个一级学科都有悠久的发展历史和雄厚的实力。信息与通信工程学科是国家重点学科,设有综合业务网国家重点实验室;光学工程有博士学位授权。在上述两个一级学科的支撑下建立起来的光通信二级学科具有深厚的学科基础。

本学科的主要研究方向包括:光导及光子器件、光交换器件、系统和网络、光纤传输系统、光信号调制解调、自动交换光网络、光纤宽带综合业务接入、无线光通信、光微电子器件与集成等。

80 年代中期到现在,特别与光通信交叉学科的发展和广泛应用,如光纤(无线光)网络、片上/间光互连等系统,根据光通信内涵由简单到复杂的发展过程,我们将本课程的内容结合该专业相关课程内容进行了扩充,从2001 年开始开设了《光通信技术基础》课程,该课程是光通信专业的必修课程,是其他相关专业的选修课程。

本课程理论与实践相结合,出版了相关的理论教材和实验教程,自主开发了实验教学系统。2001年刘增基教授出版了《光纤通信》,并列入"十一五"国家级规划教材。2008年,根据光通信发展,又出版了《光纤通信》第二版。目前《光通信技术基础》课程已成为本专业最重要的专业基础课程之一。
教师团队

文爱军

职称:教授

单位:西安电子科技大学

部门:空天地一体化综合业务网全国重点实验室

林林

职称:副教授

单位:通信工程学院

部门:通信系

门渊

职称:教师

教学目标与要求

本课程是通信工程、信息工程、空间信息与数字技术等专业选修的一门专业课。

本课程的教学目标:设置本课程是为了让通信相关专业的学生在三年级的第二学期对所学习的光通信领域有概念性的理解,了解光通信的发展现状和相关领域新技术,初步掌握研究开发光通信技术的知识与技能,对未来的职业规划有一定认识。本课程对学生达到如下毕业要求有贡献:

1. 能够设计复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、部件或过程;

2. 能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响,理解用技术手段降低其负面影响的作用与其局限性;

3. 对光通信工程领域相关的国际状况有基本了解;

4. 能在团队中做好自己承担的角色;

5. 能够认识到在技术更迭日新月异的大背景下进行宽领域自主学习和终身学习的必要性,并具有相应的积累和能力。

本课程的教学要求:完成课程后,学生将具备以下能力:

1. 在光通信学科掌握基本的知识、技术和能力;

2. 具有运用工程基础知识和本专业基本理论知识解决实际问题的能力;

3. 了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的政策和法津、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响;

4. 在团队中有效工作的能力;

5. 具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力;

6. 对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力。

本课程的性质:本课程是工程性较强的一门课程,在实施过程中理论教学和实践教学并重,理论课48学时,有单独实验课(另见实验课大纲),是每位选课学生必须完成的。

先修课程:通信原理、信号与系统、电磁场、电子线路


教学计划

课次

 
 

内              容

 
 

1

 
 

 光纤通信发展历史与现状

 
 

2

 
光纤通信系统的优点、应用及基本组成  
 

3

 
 光纤的结构与类型;光纤传输理论的几何光学方法 
 

4

 
光纤传输理论的波动光学方法 
 

5

 
光纤的损耗;光纤的色散
 

6

 
 

 半导体激光器工作原理和基本结构;半导体激光器工作特性 

 
 

7

 
 

 DFB;发光二极管;光检测器

 
 

8

 
 

 光无源器件 

 
 

9

 
习题课
 

10

 
光发射机;光接收机
 

11

 
光接收机;线路编码
 

12

 
数字光纤通信系统的两种传输体制;STM-N帧结构;复用原理
 

13

 
SDH传送网;SDH系统性能指标;数字光纤通信系统设计
 

14

 
 

 光纤放大器

 
 

15

 
 

 光波分复用

 
 

16

 
 

 复习

教材与参考书

教材:

       或       

刘增基等主编《光纤通信》(第二版),西安:西安电子科技大学出版社,2008

参考书:


1Gerd Keiser著,蒲涛等译《光纤通信》(第五版),北京:电子工业出版社,2019


2Govind P.Agrawal著,《光纤通信系统》(第四版), 北京:电子工业出版社,2020


3. 顾畹仪著,《光纤通信系统》(第三版),北京:北京邮电大学出版社,2013。


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