光通信技术

李雪源

目录

  • 1 第一章 概述
    • 1.1 光通信的基本概念
    • 1.2 光纤通信的优点
    • 1.3 光纤通信的系统组成
    • 1.4 光纤通信的回顾与展望
    • 1.5 光波技术基础
    • 1.6 课程思政融入说明
  • 2 第二章 光纤
    • 2.1 光纤与光缆
    • 2.2 光纤端面的折射率分布
    • 2.3 光在光纤中的几何传输
    • 2.4 光纤的数值孔径NA
    • 2.5 光的波动性
    • 2.6 光纤介质的特性
    • 2.7 光纤模式
    • 2.8 光纤的模式色散
    • 2.9 单模光纤的波长色散或色度色散
    • 2.10 光纤损耗谱的波段划分
    • 2.11 单模光纤
    • 2.12 光纤的非线性效应
    • 2.13 光弧子的定性描述
    • 2.14 课程思政融入说明
  • 3 第三章 光源与光检测器
    • 3.1 半导体LD的工作原理
    • 3.2 输出光功率及光源与光纤的耦合
    • 3.3 LD的输出光谱
    • 3.4 LD的调制响应
    • 3.5 LD的温度特性与自动温度控制(ATC)
    • 3.6 LD的输出光功率稳定性与自动功率控制(APC)
    • 3.7 DFB和DBR激光器
    • 3.8 调谐激光器
    • 3.9 其他类型的激光器
    • 3.10 激光器组件
    • 3.11 半导体LED
    • 3.12 光源与光纤耦合
    • 3.13 光检测器
    • 3.14 PIN
    • 3.15 APD
  • 4 第四章 无源光器件
    • 4.1 光纤连接器
    • 4.2 光纤耦合器
    • 4.3 光开关
    • 4.4 光纤光栅
    • 4.5 光滤波器
    • 4.6 波分复用器
    • 4.7 光隔离器与光环形器
    • 4.8 光锁相环与非线性光环镜NLOM
    • 4.9 光衰减器
  • 5 第五章 光放大器
    • 5.1 光放大器概述
    • 5.2 掺杂型光纤放大器
    • 5.3 受激拉曼光纤放大器SRA
    • 5.4 受激布里渊光纤放大器SBA
    • 5.5 半导体光放大器SOA
    • 5.6 光纤激光器
    • 5.7 光波长变换器
  • 6 第六章 光发送机与光接收机
    • 6.1 调制信号的格式
    • 6.2 直接调制IM光发送机
    • 6.3 外调制
    • 6.4 光接收机
    • 6.5 相干接收
  • 7 第七章 光纤通信系统及设计
    • 7.1 模拟光纤传输系统概述
      • 7.1.1 系统组成
      • 7.1.2 模拟调制技术
      • 7.1.3 主要噪声和信噪比
    • 7.2 典型的模拟光纤通信系统
      • 7.2.1 基带直接强度调制
      • 7.2.2 多信道传输
      • 7.2.3 多信道传输的实现技术
      • 7.2.4 微波SCM多路传输
    • 7.3 数字光纤通信系统
    • 7.4 IM-DD数字光纤通信系统设计
    • 7.5 WDM+EDFA数字光纤链路设计
    • 7.6 课程思政融入说明
  • 8 第八章 光纤网络
    • 8.1 光纤网络概述
    • 8.2 基于光纤系统的三大网络
    • 8.3 光纤网络传输体制
    • 8.4 光交换网络
    • 8.5 光传送网
    • 8.6 光纤接入网
  • 9 第九章 光纤通信常用仪表及测试
    • 9.1 引言
    • 9.2 光纤特性参数及测量
    • 9.3 光端机性能指标的测试
    • 9.4 光纤通信系统性能测试
    • 9.5 误码测试仪与SDH传输分析仪
    • 9.6 波长计、光谱分析仪OSA及应用
      • 9.6.1 光衰减器及应用
    • 9.7 网络分析仪及应用
  • 10 实验
    • 10.1 实验一 光器件认知及测试实验
    • 10.2 实验二 光发射机和接收机性能测试
    • 10.3 实验三 光纤传输系统实验
    • 10.4 实验四 光纤综合传输实验
课程思政融入说明
1、光的全反射教学与“光纤之父”高琨

光的全反射是“几何光学的基本原理”部分的重要知识点之一,也是光纤通信的基本理论依据。而被誉为“光纤之父”的高琨先生是获得诺贝尔自然科学奖的第八位华裔科学家。在全反射的教学过程中,引入光纤通信的基本原理和科学家高馄对开创信息时代的贡献及其意义。分析高馄的科学思想和方法:基于问题的思考,超越逻辑的灵感,独树一帜的思维,追求溪径的探索,既脚踏实地又高瞻远瞩。在讲解全反射的基本内容,引入现代高科技技术的同时,用华人诺贝尔奖获得者对科学的贡献和其思想方法深化课堂教学内容。集光学基础、高科技应用、名人科学家于一体的课堂,对激发学生学习热情和学习兴趣有很好的帮助,也能教育学生既放眼未来,又脚踏实地。
2、
光纤光缆制造领域

 我国亨通光电集团积极创新,自主研发的“高可靠海洋光纤光缆关键技术与成套装备”项目打破国外技术垄断,解决了我国海洋信息高速公路的自主可控安全性。增强大学生对祖国的认同感,激发他们的爱国情怀。
3、
虽然我国在一些自然科学领域取得了不少成绩,但相对于世界高科技的发展,在部分领域仍存在差距与不足,比如,在制造领域中130多种关键基础材料32%在中国是空白,52%靠进口,如光纤预制棒制造用主要材料目前仍需进口。课程教学中引入这些思政元素能够增强大学生的忧患意识,激发他们的学习热情,提高责任意识。