教师备课基本要求1、备课是教学的基本环节，任课教师在备课过程中应根据教学大纲，结合教材特点，针对授课对象的具体情况，认真组织教学容。

2、认真钻研教材，广泛参阅文献资料，抓住基本概念、基本理论、基本技能和每个章节的基本要求，确定教学重点和难点，科学、合理地安排教学容。

3、不断更新和充实教学容，注意结合社会实际，反映本学科发展的科学技术新成就，并能体现自己的相关研究成果和学术观点。

4、注重从学生实际出发，科学、合理设计各种教学方法、手段和板书，充分体现以学生为中心，启发学生思考，引导学生掌握学习方法。

5、教学安排及学时分配应与教学日历同步，合理、得当。

6、每次教案应包括教学目的、教学重点、教学难点、教学过程、教学方法和适量的作业布置等项目，并向学生推介的必要参考书目。

7、无论是手写教案还是电子教案均按规定格式编写。

8、教学文件齐全，整体教案应包括“备课基本要求、教学大纲、教学日历、授课表、学生平时考核表、教案”，且按此顺序进行装订。

课程名称光纤通信使用教材光纤通信技术主编学康人民邮电出版时间2008年5月专业班级0712401~02授课时数总64 课时;理论: 48课时;实践: 16课时;其他: 课时; 授课教师授课时间2009年至2010年学年度第二学期主要参考文献1.宝富等编《光纤通信》电子科技大学2007年2.[美]Djafar K.Mynbaev编《光纤通信技术》机械工业2002年3.吴彦文等编《光网络的生存性技术》邮电大学2002年4.增基等编《光纤通信》电子科技大学2005年教师备课纸第1次课题1、光纤通信概述目的要求 1.了解光纤通信发展的历史2.了解光纤通信的优点及应用3.掌握光纤通信系统的基本组成4.了解光纤通信的发展现状及展望教学重点 1.光纤通信系统的一般组成2.光端机、光纤链路的基本功能教学难点光纤通信系统的组成与功能教学课时2教学方法讲授法、演示法、讨论法教学容和步骤《光纤通信》课程容介绍、专业学习方法、参考资料介绍第1章概论第2章光纤和光缆第3章通信用光器件第4章光端机第5章数字光纤通信系统第6章模拟光纤通信系统第7章光纤通信新技术第8章光纤通信网络1.1 光纤通信的发展历史和现状教师备课纸1.1.1 探索时期的光通信中国古代用“烽火台”报警欧洲旗语望远镜，目视光通信1880年，美国人贝尔发明了用“光”1960年，美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器1.1.2 现代光纤通信1966年，英籍华裔学者高锟和霍克哈姆的论文指出利用光纤进行信息传输，奠定了现代光通信基础。

1970 年，美国康宁公司研制成功损耗20 dB/km的石英光纤。

1976 年，世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验成功。

光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：第一阶段(1966~1976年)，是基础研究到商业应用的开发时期。

第二阶段(1976~1986年)，提高传输速率和增加传输距离的发展时期。

第三阶段(1986~1996年)，全面深入、开展新技术研究的时期1.1.3 国外光纤通信发展的现状1.2 光纤通信的优点和应用1.2.1 光纤通信的优点1.容许频带很宽，传输容量很大；2.损耗很小，中继距离很长且误码率很小；3.重量轻、体积小；教师备课纸4.抗电磁干扰性能好；5.泄漏小，性能好；6.节约金属材料，有利于资源合理使用。

1.2.2 光纤通信的应用光纤通信的各种应用可概括如下：①通信网②构成因特网的计算机局域网和广域网③有线电视网；工业电视系统；自动控制系统④综合业务光纤接入网1.3 光纤通信系统的基本组成1.光发射机：把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路 (常简称为电/光或E/O 转换)。

2.光纤线路：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变(失真)和信息源电发射机光发射机光接收机电接收机信息宿基本光纤传输系统光纤线路接 收发 射电信号输入光信号输出光信号输入电信号输出衰减传输到光接收机。

教师备课纸3.光接收机：把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号(常简称为光/电或O/E转换)。

1.4 数字通信系统和模拟通信系统1.4.1 数字通信系统优点：1.抗干扰能力强，传输质量好。

2.可再生中继，传输距离长。

3.适用各种业务的传输，灵活性大。

4.数字通信系统易集成，易实现小型化、微型化。

缺点：占用频带较宽，系统的频带利用率不高。

例如，一路模拟只占用4KHz的带宽，而一路数字要占用20~64KHz的带宽1.4.2 模拟通信系统占用带宽较窄，电路简单、价格便宜。

作业光纤通信系统由哪几部分组成？各自有什么主要功能？教学总结光纤通信的入门课，采用多媒体辅助教学，多次举例引发学生思考，对比分析光通信的优势，授课浅显易懂，思路清晰，富有激情，旨在激发学生的学习兴趣，引导学生深入学习本课程。

教师备课纸第2次课题 2.1~2.3、光纤结构和类型、几何光学及波动光学分析目的要求 1.理解并掌握光纤的基本结构及相对折射率概念2.掌握光纤的折射率分布特点及分类3.光纤的几何光学分析方法及数值孔径的概念4.突变型折射率光纤的波动光学分析方法教学重点 1.光纤折射率分布特点及分类方法2.光学分析的手段与相对折射率、数值孔径的概念及含义教学难点 1.突变型折射率光纤的波动光学分析方法2.麦克斯韦波动方程教学课时2教学方法演示法、练习法、讲授法、探究法教学容和步骤2.1 光纤（Optical Fiber）的结构和类型2.1.1 光纤结构包层n2纤芯n1相对折射率差Δ=（n1-n2）/n1 Δ越大，光束缚在纤芯的能力越强，但信息传输容量（速率）却越小。

教师备课纸2.1.2 光纤类型1.实用光纤的折射率分布及分类:(a)突变型（阶跃型）折射率多模光纤（Step-Index Fiber ,SIF ） (b)渐变型折射率多模光纤（Graded-Index Fiber ,GIF ） (c)单模光纤（Single-Mode Fiber ,SMF ）2.典型特种单模光纤的折射率分布及分类：2a 2an 1n 2n 3′横截面2a 2b r n 折射率分布纤芯包层A i t A o t(a)输入脉冲光线传播路径输出脉冲50 μm 125μm r n A i t A o t(b)～10 μm 125μm r n A i t A o t(c)教师备课纸(a)双包层光纤，折射率分布像W 形，又称为W 型光纤 (b)三角芯光纤，折射率分布呈三角形 (c)椭圆芯光纤，折射率分布呈椭圆形2.2 光纤传输原理2.2.1 几何光学分析方法1.数值孔径(Numerical Aperture,NA)：光线进入光纤进行全反射的临界角θc 的正弦值定义为数值孔径。

2.数值孔径NA 的物理含义：NA(或θc)越大，光纤接收光的能力越强，耦合效率越高；NA 越大，纤芯对光的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好；NA 越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量。

3.时间延迟差(脉冲展宽)：321y θ1l L x o θθc 23纤芯n 12z ψc ψ1∆≈-=212212n n n NA ∆≈==∆c L n NA c n L c n L c 12121)(22θτ2.2.2 麦克斯韦方程与波动光学分析思路 麦克斯韦方程组： 教师备课纸电场分量的波动方程：作 业 1.实用光纤分为哪几类？单模光纤分为哪些类型？2.相对折射率及数值孔径的概念及含义？两者有何联系？ 教学总结 本次授课初涉专业基础知识，用多媒体图片来演示光纤结构，分类法讲述光纤类型，推演法进行光学分析，授课层次清晰，重0)(22=+∇E c nw E 0)(22=+∇H c nw H 0)(1122222222=+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂Z Z Z Z Z E c nw ZE E r r E r r E φ点突出、充分理论联系实际，积极设疑互动，强化学生学习效果。

教师备课纸第3次课题 2.4~2.5、光纤的模式、光纤的色散及损耗目的要求 1.了解光纤模式的概念及单模多模光纤的区别2.理解并掌握光纤色散的定义、分类、描述方法及影响3.光纤损耗的产生机理及分类4.光纤的单模传输条件教学重点 1.光纤色散的产生机理及分类2.光纤损耗的产生机理及分类教学难点 1.光纤模式数目2.色散的描述方法教学课时2教学方法讲授法、发现法、讨论法、演示法教学容和步骤2.4 光纤的模式2.4.1 光纤模式的基本概念在波动光学分析法中，对得到的两个贝塞尔函数的微分方程进行求解，并应用纤芯—包层边界条件，可求得特征方程满足边界条件的解βm。

此时可得到一个重要结论即电磁场不是以连续而是以离散的模式在光纤中传播的，而βm所对应的这种空间分布，在传播过程中只有相位变化，没有形状的变化，且始终满足边界条件，这种空间分布称为模式。

2.4.2 归一化频率V 与单模传输条件教师备课纸归一化频率V ：单模传输条件： 传输模式数目随V 值增加而增多。

当V 值减小时，不断发生模式截止，模式数目逐渐减少。

特别值得注意的是当V<2.405时，只有HE11(LP01)模式存在，其余模式全部截止。

HE11称为基模，由两个偏振态简并而成。

由此得到单模传输条件为： 上式必定存在一个临界波长λc ，当λ<λc 时，是多模传输，当λ>λc 时，是单模传输，这个临界波长λc 称为截止波长。

2.5 光纤传输特性损耗和色散是光纤最重要的传输特性。

损耗限制系统的传输距离，色散则限制系统的传输容量。

2.5.1 光纤色散1.色散定义405.222221≤-=n n a V λπ1.1色散平坦色散移位常规1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7－20－1001020波长 / μm 色散 / (p s ·(n m ·k m )－1)22212n n a v -=λπ色散(Dispersion)是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。

教师备课纸2.色散类型色散包括模式色散、材料色散和波导色散三种类型。

模式色散是由于不同模式的时间延迟不同而产生的。

材料色散是由于光纤材料折射率随波长改变而产生的。

波导色散是由于波导结构参数与波长有关而产生的。

3.色散的描述方法色散对光纤传输系统的影响，在时域和频域的表示方法不同。

色散通常用3dB 光带宽f3dB 或脉冲展宽Δτ表示。

4.单模光纤的色散理想单模光纤没有模式色散，只有材料色散和波导色散。

材料色散和波导色散总称为色度色散，常简称为色散。

5.偏振模色散1/21/e 输入脉冲光 纤1t P i (t )≈δ (t )H 1(f )＝1f f 3dB －310l g H ( f )/d B P o (t )＝h (t )H 2( f )＝H ( f )t 2σ∆τ输出脉冲在理想完善的单模光纤中，HE11模由两个具有相同传输常数相互垂直的偏振模简并组成。