1、高綱1362江蘇省高等教育自學考試大綱02338光纖通信原理南京郵電大學編江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室I課程性質與課程目標一、課程性質和特點光纖通信技術是高等教育自學考試通信工程專業的一門重要的專業課。光纖通信作為現代通信的主要支柱之一，在現代電信網中起著非常重要的作 用。本課程的主要任務是，使學生較為全面地掌握光纖通信系統中各部分的基本 概念和基本工作原理，了解現代光纖通信新技術的發展情況，使通信領域中的工 程技術人員，能夠迅速掌握這門新興的通信技術。二、課程目標掌握光導纖維的導光原理及傳輸特性。掌握半導體光源及半導體光電檢測器的基本結構及工作原理。掌握光端機的基本組成及各部件功能。掌

2、握光纖通信系統的組成及指標計算。了解現代光纖通信新技術。自學過程中應按大綱要求仔細閱讀教材，切實掌握有關內容的基本概念、 基本原理和基本方法。三、與相關課程的聯系與區別本課程是自學考試計劃中的關于計算機通信工程專業（獨立本科段）的一門 重要專業課。要學好本課程，需具“數字通信原理” “電磁場理論”課程的基本 知識。其后續課程為計算機通信專業的有關專業課。四、課程的重點和難點本課程的重點內容是：光纖通信系統的組成，如光導纖維、光纖通信器件；光纖通信系統；現代光纖通信新技術。本課程的難點是：光導纖維；光纖通信器件；光纖通信設備；光纖通信系統。光通信技術與應用II考核目標本大綱在考核目標中，按照識記

3、、領會、簡單應用和綜合應用四個層次規定 其應達到的能力層次要求。四個能力層次是遞升的關系，后者必須建立在前者的 基礎上。各能力層次的含義是：識記（I）:要求考生能夠識別和記憶本課程中有關物理概念及規律的主要 內容（如定義、定理、定律、表達式、公式、原理、重要結論、方法及特征、特 點等），并能夠根據考核的不同要求，做正確的表述、選擇和判斷。領會（II）:要求考生能夠領悟和理解本課程中有關物理概念及規律的內涵 及外延，理解物理概念、物理規律的確切含義，物理規律的適用條件，能夠鑒別 關于概念和規律的似是而非的說法；理解相關知識的區別和聯系，并能根據考核 的不同要求對物理問題進行邏輯推理和論證，做出正

4、確的判斷、解釋和說明。簡單應用（III）:要求考生能夠根據已知的知識和物理事實、條件，對物理 問題進行邏輯推理和論證，得出正確的結論或做出正確的判斷，并能把推理過程 正確地表達出來。還可運用本課程中的少量知識點，利用簡單的數學方法分析和 解決一般應用問題，如簡單的計算、繪圖和分析等。綜合應用（W）：要求考生能夠面對具體、實際的物理情境發現問題，并能 探究解決問題的方法，建立合理的物理模型，根據具體問題列出物理量之間的關 系式，進行推導和求解，必要時會用簡單的微積分和矢量方法解決問題，并根據 結果得出物理結論，如分析、計算、繪圖和論證等。III課程內容與考核要求第1章概述一、學習目的與要求本章要

5、求學員深刻理解光波、光通信、光纖通信的基本概念；目前光纖通信 實用工作波長；光纖通信的優越性；強度調制-直接檢波的基本概念；光纖數字 通信系統的組成方框圖以及各部分的主要作用；了解光纖通信的發展動向。二、考核知識點與考核要求考核知識點:光纖通信的基本概念。光纖通信的優越性。光纖通信系統的基本組成。考核要求:光波、光通信、光纖通信的概念，要求達到“領會”層次。傳播方向上有無電場分量或磁場分量，光的傳播形態的分類等概念，要 求達到“識記”層次。光纖通信與電通信方式的主要差異，要求達到“領會”層次。光纖通信的主要優越性，要求達到“領會”層次。強度調制-直接檢波的基本概念，要求達到“領會”層次。光纖數

6、字通信系統方框圖及各部分的主要作用，要求達到“領會”層次。光纖通信的發展動向，要求達到“識記”層次。第2章光纖一、學習目的與要求本章總的要求是：深刻理解光纖的結構和分類；光纖的導光原理；單模光纖 以及光纖的傳輸特性。對于光纖的導光原理，要求深刻理解光射線的理論分析，理解標量近似解法。 對于單模光纖要求掌握單模光纖的主模及單模傳輸條件。要求深刻理解光纖損耗 特性及色散特性的基本概念；了解光纜的結構和種類。二、考核知識點與考核要求考核知識點：光纖的結構和分類階躍型光纖。漸變型光纖。單模光纖。光纖的傳輸特性。光纜的結構和種類。考核要求：光纖的結構和分類。階躍型光纖、漸變型光纖、單模光纖、多模光纖的概

7、 念，要求達到“領會”層次。階躍型光纖。相對折射指數差、子午射線、光纖數值孔徑的基本概念及有關表達式， 要求達到“領會”層次。光纖中的斜射線概念，要求達到“簡單應用”層次。標量近似解法的基本概念，要求達到“領會”層次。標量解場方程的推到思路，要求達到“識記”層次。場方程中參量符號的含義，包括導波的徑向歸一化相位常數U，導波 的徑向歸一化衰減常數W及光纖的歸一化頻率V，要求達到“領會”層次。標量解特征方程的推到思路，要求達到“識記”層次，特征方程表達 式，要求達到“領會”層次。標量模的定義，要求達到“領會”層次。截止時標量模的特性，要求達到“領會”層次，遠離截止時標量模的 特性，要求達到“識記”

8、層次。階躍光纖中的功率分布，要求達到“簡單應用”層次。階躍光纖中導模數量的估算，要求達到“簡單應用”層次。漸變型光纖。漸變型光纖中的子午線，要求達到“領會”層次。子午線軌躋方程的推導，要求達到“識記”層次，軌躋方程式要求達 到“領會”層次。漸變型光纖的自聚焦、最佳折射指數分布的概念以及漸變型光纖本地 數值孔徑的概念，要求達到“領會”層次。漸變型光纖的標量近似解法，要求達到“簡單應用”層次。漸變型光纖中，導波相位常數。解析表達式的推到思路，要求達到“簡 單應用”層次。單模光纖單模光纖的折射率分布，要求達到“簡單應用”層次。單模光纖的定義、單模光纖的主模及單模傳輸條件，要求達到“領會” 層次。單模

9、光纖的場方程和特征方程，要求達到“識記”層次。單模光纖的特性參數，包括：衰減系數、截止波長L。模場d，要 求達到“領會”層次。單模光纖的雙折射，要求達到“識記”層次。光纖的傳輸特性。光纖的損耗特性，包括吸收損耗和散射損耗的基本概念，要求達到“領 會”層次。光纖色散的概念，以及時延和時延差的概念，要求達到“領會”層次。模式色散、材料色散、波導色散的物理概念，要求達到“領會”層次。無界材料中時延差表示，要求達到“簡單應用”層次。單模光纖色散特性的分析思路，要求達到“綜合應用”層次。多模階躍型光纖和多模漸變型光纖中色散特性的分析，要求達到“綜 合應用”層次。光纜的基本結構和通信網中常用光纜的種類，要

10、求達到“識記”層次。第3章光纖通信器件一、學習目的與要求（1）深刻理解半導體光源在光纖通信系統中的作用、常用種類、工作原理 及工作特性，半導體激光器和半導體發光二極管完成電/光轉換的機理基本相同， 重點放在半導體激光器的分析上。（2）深刻理解半導體光電效應的基本原理，深刻理解PIN光電二極管和APD 雪崩光電二極管的結構、原理及主要特性。（3）深刻理解光放大器的分類，深刻理解摻鉺光纖放大器的結構、工作原理 以及特性指標。了解光纖放大器在光纖通信系統中的應用。二、考核知識點與考核要求考核知識點：光波的波粒兩重性、原子能級的概念、光和物質相互作用時產生的三種基 本過程。與激光器有關的概念。激光器的

11、一般工作原理。半導體激光器（LD）。半導體發光二極管（LED）半導體的光電效應PIN光電二極管和APD雪崩光電二極管。光電檢測器的特性。光放大器的分類摻鉺光纖放大器的結構。摻鉺光纖放大器的工作原理。摻鉺光纖放大器的特性指標。摻鉺光纖放大器在光纖通信系統中的應用。考核要求：與激光器有關的概念。（1）光波具有波、粒兩重性的基本概念，要求達到“領會”層次。（2）了解原子能級的概念，要求達到“識記”層次。（3）費米分布函數表示式及費米分布函數變化曲線的物理含義，要求達到 “領會”層次。（4）光與物質相互作用時存在的三種基本過程，能夠達到“領會”層次。激光器的一般工作原理。（1）粒子數反轉分布及光放大的

12、概念，要求達到“領會”層次。（2）構成激光器必須具備的條件，要求達到“領會”層次。（3）光學諧振腔的基本結構、產生激光振蕩的基本原理，要求達到“領會” 層次。（4）激光器的參量，包括：平均衰減系數。.，增益系數G以及閾值條件， 要求達到“領會”層次。（5）諧振頻率的概念，以及光學諧振腔的諧振條件，要求達到“領會”層 次。半導體激光器（LD）。（1）理解光纖通信對半導體發光器件的基本要求，要求達到“識記”層次。（2）同質結半導體激光器及異質結半導體激光器的結構，要求達到“簡單 應用”層次。（3）了解半導體的能帶分布，要求達到“簡單應用”層次。（4）產生激光的基本原理，要求達到“領會”層次。（5）

13、半導體激光器的工作特征，包括：閾值特性、光譜特性、溫度特性、 轉換效率，要求達到“綜合應用”層次。半導體發光二極管（LED）（1）LED與LD相同點及主要區別，要求達到“領會”層次。（2）半導體發光二極管的工作特性，要求達到“簡單應用”層次。半導體光電效應的基本原理，要求達到“領會”層次。光纖通信中常用的半導體光電檢測器。（1）PIN光電二極管的結構，要求達到“領會”層次。（2）雪崩光電二極管的雪崩倍增效應，要求達到“領會”層次。（3）APD雪崩光電二極管的結構，要求達到“領會”層次。光電檢測器的特性。（1）響應度R0和量子效應n的定義，要求達到“領會”層次。（2）響應時間、暗電流、雪崩倍增因

14、子、倍增噪聲和過剩噪聲系數的基本 概念，要求達到“領會”層次。（3）以上各參量的表達式，要求達到“綜合應用”層次。光放大器的分類。（1）光放大器的分類，要求達到“領會”層次。（2）摻鉺光纖放大器的優點，要求達到“識記”層次。摻鉺光纖放大器的結構。（1）掌握摻鉺光纖放大器的組成，要求達到“領會”層次。（2）掌握同向泵浦、反向泵浦及雙向泵浦的概念，要求達到“識記”層次。摻鉺光纖放大器的工作原理。摻鉺光纖放大器的簡單工作原理，要求達到“領會”層次。摻鉺光纖放大器的特性指標。功率增益、輸出飽和功率、噪聲系數的基本概念，要求達到“識記”層次。摻鉺光纖放大器在光纖通信系統中的應用，要求達到“簡單應用”層次

15、。第4章光纖通信系統一、學習目的與要求本章總的要求是：深刻理解光纖通信系統的基本組成及各組成部分的工作原 理；深刻理解選擇碼型應滿足的主要要求及光纖通信中常用的碼型；深刻理解影 響中繼距離的因素；深刻理解光纖通信系統的噪聲及靈敏度分析。二、考核知識點與考核要求考核知識點：光纖通信中的線路碼型2.IM-DD光纖通信系統結構衰減對中繼距離的影響.色散對中繼距離的影響最大中繼距離的計算使用光放大器的SDH高速線路通信7.IM-DD系統噪聲及靈敏度分析考核要求：選擇碼型應滿足的主要要求及光纖通信中常用的碼型，要求達到“簡單應 用”層次。2.IM-DD光纖通信系統結構（1）光源的調制特性，半導體光源LD

16、和LED的P-I曲線，要求達到“領會” 層次。（2）對光發射機的要求，要求達到“簡單應用”層次。（3）光發射機的組成方框圖和各部分功能，要求達到“綜合應用”層次。（4）光接收機的組成方框圖和各部分功能，要求達到“綜合應用”層次。（5）光纖通信系統組成，要求達到“綜合應用”層次。（6）光中繼器的組成，要求達到“領會”層次。衰減對中繼距離的影響和計算，要求達到“綜合應用”層次。色散對中繼距離的影響和計算，要求達到“綜合應用”層次。EDFA在光纖通信系統中的應用，要求達到“領會”層次。6.IM-DD系統噪聲及靈敏度分析.要求達到“識記”層次。第5章SDH光同步網一、學習目的與要求本章總的要求是：深刻

17、理解SDH網的基本特點；深刻理解同步數字體系的速 率、幀結構；對SDH的復用結構和映射方法有所了解；了解SDH的開銷功能、了 解SDH的指針作用、了解SDH中的復用設備和交叉連接設備、了解SDH的自愈網 概念。二、考核知識點與考核要求考核知識點：同步數字體系的產生。2.SDH的速率與幀結構。考核要求：同步數字體系的產生。（1）準同步數字體系的復接情況，要求達到“識記”層次。（2）SDH網的基本特點，要求達到“領會”層次。2.SDH的速率與幀結構。（1）同步數字體系的速率，要求達到“領會”層次（2）同步數字體系的幀結構。包括：幀結構的形式。幀長、一幀比特數的 計算，一幀傳輸時間以及碼速率的計算，

18、要求達到“領會”層次。第6章基于WDM的光傳送網一、學習目的與要求本章總的要求是：深刻理解光傳送網的基本概念及特點；深刻理解波分復用 系統；了解光傳送網；了解OTN網絡的保護方式。二、考核知識點與考核要求考核知識點：光傳送網的基本概念及特點光波分復用的基本概念光波分復用系統WDM網絡的關鍵設備5.OTN網絡的保護方式考核要求：光傳送網的基本概念及特點，要求達到“綜合應用”層次。WDM的特點；WDM對光纖、光器件的要求；WDM系統總體結構；WDM系統的 基本應用形式;WDM系統設計有關的幾個問題;WDM系統中OADM和OXC設備功能， 要求達到“簡單應用”層次。3.OTN幀結構和開銷；客戶信號的

19、映射和復用；光通道網絡；OTN關鍵設備， 要求達到“識記”層次。4.OTN網絡的線性保護方式、子網連接保護方式、共享保護方式，要求達到 “領會”層次。第7章城域光網絡一、學習目的與要求本章總的要求是：深刻理解局域網、城域網和廣域網的概念；深刻理解光城 域網的結構，對城域網骨干網絡傳輸技術有所了解；深刻理解光接入網的概念， 對光接入網的應用類型有所了解；深刻理解PON傳輸原理，對各種XPON技術有 所了解；對各種IP OVER X技術有所了解。二、考核知識點與考核要求考核知識點：局域網、城域網和廣域網的概念光城域網的結構城域網骨干網絡傳輸技術光接入網的概念光網絡的分類光接入網的應用類型PON傳輸

20、原理APON； EPON等的傳輸原理與幀結構9.IP over SDH 技術；IP over WDM考核要求：局域網、城域網和廣域網的概念，要求達到“識記”層次。寬帶城域網的分層結構，核心層、匯聚層和接入層的概念，要求達到“識 記”層次。城域網骨干網絡傳輸技術，如：IP over ATM、IP over WDM、GE和MSTP 技術；FTTx+xDSL、FTTx+HFC、FTTx+LAN和無線接入等方式。要求達到“領會” 層次。光接入網OAN的應用類型根據ONU在接入網中所處的位置不同，可分為三 種：光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）和光纖到戶（FTTH）。要求達到“領 會”層次。

21、PON傳輸原理，各種PON技術比較，要求達到“簡單應用”層次。6.IP over SDH技術和IP over WDM技術的原理，要求達到“簡單應用”層 次。第8章分組傳送網本章全部屬于了解內容，不做考核。第9章智能光網絡 本章全部屬于了解內容，不做考核。IV關于大綱的說明與考核實施要求一、自學考試大綱的目的和作用（共性部分）課程自學考試大綱是根據專業自學考試計劃的要求，結合自學考試的特點而 確定。其目的是對個人自學、社會助學和課程考試命題進行指導和規定。課程自學考試大綱明確了課程學習的內容以及深廣度，規定了課程自學考試 的范圍和標準。因此，它是編寫自學考試教材和輔導書的依據，是社會助學組織 進

22、行自學輔導的依據，是自學者學習教材、掌握課程內容知識范圍和程度的依據， 也是進行自學考試命題的依據。二、課程自學考試大綱與教材的關系（共性部分）課程自學考試大綱是進行學習和考核的依據，教材是學習掌握課程知識的基 本內容與范圍，教材的內容是大綱所規定的課程知識和內容的擴展與發揮。課程 內容在教材中可以體現一定的深度或難度，但在大綱中對考核的要求一定要適 當。大綱與教材所體現的課程內容應基本一致；大綱里面的課程內容和考核知識 點，教材里一般也要有。反過來教材里有的內容，大綱里就不一定體現。（注： 如果教材是推薦選用的，其中有的內容與大綱要求不一致的地方，應以大綱規定 為準。）三、關于自學教材光纖通

23、信技術，普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，孫學康張金 菊編著，人民郵電出版社，2012年版四、關于自學要求和自學方法的指導本大綱的課程基本要求是依據專業考試計劃和專業培養目標而確定的。課程 基本要求還明確了課程的基本內容，以及對基本內容掌握的程度。基本要求中的 知識點構成了課程內容的主體部分。因此，課程基本內容掌握程度、課程考核知 識點是高等教育自學考試考核的主要內容。為有效地指導個人自學和社會助學，本大綱已指明了課程的重點和難點，在 章節的基本要求中一般也指明了章節內容的重點和難點。五、應考指導如何學習很好的計劃和組織是你學習成功的法寶。如果你正在接受培訓學習，一定 要跟緊課程并完成作業

24、。為了在考試中作出滿意的回答，你必須對所學課程內 容有很好的理解。使用“行動計劃表”來監控你的學習進展。你閱讀課本時 可以做讀書筆記。如有需要重點注意的內容，可以用彩筆來標注。如：紅色代表 重點；綠色代表需要深入研究的領域；黃色代表可以運用在工作之中。可以在空 白處記錄相關網站，文章。如何考試卷面整潔非常重要。書寫工整，段落與間距合理，卷面賞心悅目有助于教師 評分，教師只能為他能看懂的內容打分。回答所提出的問題。要回答所問的問題， 而不是回答你自己樂意回答的問題！避免超過問題的范圍如何處理緊張情緒正確處理對失敗的懼怕，要正面思考。如果可能，請教已經通過該科目考試 的人，問他們一些問題。做深呼吸

25、放松，這有助于使頭腦清醒，緩解緊張情緒。 考試前合理膳食，保持旺盛精力，保持冷靜。如何克服心理障礙這是一個普遍問題！如果你在考試中出現這種情況，試試下列方法：使用“線 索”紙條。進入考場之前，將記憶“線索”記在紙條上，但你不能將紙條帶進考 場，因此當你閱讀考卷時，一旦有了思路就快速記下。按自己的步調進行答卷。 為每個考題或部分分配合理時間，并按此時間安排進行。六、關于考試命題的若干規定1.指出考試的方法，考試時間的長度。對本課程考試要攜帶必要的工具等， 應做出明確具體的規定。本大綱各章所規定的基本要求、知識點及知識點下的知識細目，都屬于 考核的內容。考試命題既要覆蓋到章，又要避免面面俱到。要注意突出課程的重 點、章節重點，加大重點內容的覆蓋度。命題不應有超出大綱中考核知識點范圍的題目，考核目標不得高于大綱 中所規定的相應的最高能力層次要求。命題應著重考核自學者對基本概念、基本 知識和基本理論是否了解或掌握，對基本方法是否會用或熟練。不應出與基本要 求不符的偏題或怪題。本課程在試卷中對不同能力層次要求的分數比例大致為：識記占20%， 領會占30%，簡單應用占30%，