光纤通信

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…

国家精品电子
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南京邮电大学
中国大学MOOC
  • 完成时间大约为 18
  • 初级
  • 中文
注:因开课平台的各种因素变化,以上开课日期仅供参考

课程概况

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。

课程大纲

第一周 学习内容
1 导论
2 光纤与光缆的结构和类型
3 射线光学分析方法
4 波动光学分析方法
单元测验

第二周 学习内容
1 光纤传输特性
2 常用光纤类型
3 激光产生的物理基础
4 半导体激光器工作原理

第三周 学习内容
1 发光二极管工作原理及光源器件性能参数
2 光源调制及输入电路
3 光发送电路
4 光电检测原理
光源与光发送机 单元测验

第四周 学习内容
1 PIN光电二极管和雪崩光电二极管
2 光接收机结构
3 光接收机性能分析
4 光中继器
光检测与光接收机 单元测试题

第五周 学习内容
1 光纤连接器和耦合器
2 常用无源器件
3 光放大器原理和类型
4 掺铒光纤放大器

第六周 学习内容
1 光纤拉曼放大器
2 新型光放大器及应用
3 数字传输技术概述
4 准同步数字体系

第七周 学习内容
1 同步数字体系帧结构
2 同步数字体系复用映射过程
3 同步数字体系复用映射过程(续)
数字传输体制 单元测试

第八周 学习内容
1 同步数字体系网元设备及网同步
2 同步数字体系网同步(续)
3 SDH传送网
4 SDH传送网(续)

第九周 学习内容
1波分复用原理
2 WDM系统结构及分类
3 WDM系统中的光器件
4 WDM光纤传输及信道监控技术
波分复用系统 单元测试

第十周 学习内容
1 数字传输模型
2 光纤通信系统传输性能指标(1)
3 光纤通信系统传输性能指标(2)
光纤通信系统设计与性能分析 单元测试

第十一周 学习内容
1 光纤通信系统传输性能指标(3)
2 光纤通信系统的可用性
3 系统设计基本方法

第十二周 学习内容
1 相干光通信
2 光孤子通信
3 空间光通信
4 量子光通信

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。

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