传输线路与光纤EEEN30212

课程内容：

本课程旨在介绍基于电路分析的基本原理，建立波在传输线路中传播的定量模型。同时，介绍光纤在宽带数字通信中的应用。

课程大纲：

1、传输线路

- 什么是传输线路？简单传输线路结构。理想传输线路上信号的时间和空间依赖性。单位长度上的 L、R、C 和 G——基本常数。一维波方程。相速度。

- 特征阻抗的推导。传输线路终端、反射系数与传输系数。传输线路上的阶跃信号与脉冲，格点图。传输线路上的正弦波。一维波方程的解。传播常数、衰减常数与相位常数。反射与色散。

- 驻波比、VSWR及其与反射系数的关系。Imax、Imin、Vmax、Vmin、Zmax和Zmin的示意图及推导。任意负载下无损传输线路的输入阻抗推导。

2、光纤

- 光纤：光纤模式与数值孔径。损耗（衰减）机制。带宽限制：模间和模内色散。脉冲展宽、均方根光谱宽度与脉冲宽度概念，互相关干扰（ISI）与眼图，最大比特率与光纤带宽。

- 光接收器与光源：PIN二极管，量子效率，响应度，噪声与带宽。发光二极管（LED）与激光二极管，调制特性与带宽限制。外部调制器。

- 光放大器、工作原理及系统应用。波长分复用。

学习成果：

完成本课程后，学生将能够：

1、计算衰减、放大及噪声对光纤通信中数字传输速率的影响。

2、总结光纤通信中光源、光纤、放大器和检测器的基本工作原理。

3、根据其组成部分的性能预测长距离或短距离光纤系统的性能。

4、计算任意终端的非色散传输线的输入阻抗。

5、从成本和性能的角度比较不同光纤系统在不同应用中的优缺点。

6、使用反弹图分析传输线上的脉冲传播特性。

7、分析传输线在正弦稳态下的性能，包括传播常数、反射系数和驻波比，并探讨其对支持传播电磁波的重要性。

8、基于电路分析和电磁场的基本原理，建立传输线上波传播的定量模型。