光纤通信课程论文十篇

光纤通信课程论文篇1

本课程内容分为：光通信基本理论、光纤通信基本原理、光纤通信新技术特征等三大部分.主要内容为：绪论、光纤发展、光波导理论与光纤特性、光缆及工程应用、光发送与接收、光无源器件、光放大器、光纤通信系统与设计等.采用的教学方法以课堂教学为主，辅以实习实训等.授课对象为我校本科专业自动化、通信工程、电子信息工程等专业，授课理论学时54，实习实训18，各教学环节学时分配从近4年的教学看，大家普遍认为该课程理论较难、实训操作难、而且理论与实训结合较少.导致大学生们对该课程缺乏学习的主动性、积极性，不利于专业技能人才的培养.作者根据近4年的经验和学生获取该课程的知识、技能的效果，从课程的教学内容、教学方法、手段及见习实训等几个方面提出教研教改的意见.

2光纤通信课程理论教学

针对同学们反映本课程中难懂的理论知识、课前我补充了一些基础知识.比如光波导理论、高等数学、光电子技术、电磁学等知识在该课程中要用到的重要理论.列出一些参考书目供学有余力的同学选读，比如杨祥林编著的《光纤通信系统》，北京邮电大学出版社出版的顾畹仪编著《光纤通信系统》教材.我们采用多种方法分析一些抽象概念，逐步阐述.例如，光纤传输的波动理论是光纤通信理论中的一个重要内容，通常采用的方法就是波动方程和电磁场表达式求解，其过程繁杂，同学们很难将推导出的理论结果和实际上的物理意义对应.因此在该部分的教学中采用先引入并重点讲解波导、导波等概念的方法，然后解释传输模式，不同的模式对应不同的传播角，产生不同的离散模式是由于光波在芯区和包层分界面上发生反射时产生相位移动引起的，在理解概念的基础上，再运用特征方程理论推导出结论.充分利用多媒体的优势，多媒体PPT教学与传统教学模式相结合，以便提高教学质量.结合该学科的实际，作者制作了适合实际情况的PPT课件，课件的教学效果良好，比如在讲解数字光纤通信系统组成的时候，结合PPT课件图，直观、形象生动的看出了系统由光发射机、光纤光缆、中继器与光接收机等基本单元组成.此外还包括一些互连与光信号处理器件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器、分插复用器ADM等.

3光纤通信实训教学环节

本课程的实训环节除了安排常规的8个实验，模拟信号电—光、光—电转换传输实验、数字信号电—光、光—电转换传输实验、光发送、接收模块实验、光纤无源器件特性测试实验、数字光发送接口指标测试实验、光纤传输特性测量实验波分复用（WDM）光纤通信系统实验等.另外，笔者引入了OpticSimu仿真实训软件，该软件恰好可以克服以上硬件实验平台的不足，可以方便地配置各种光纤通信系统和网络，形象地得到仿真实验结果，配置各种光纤通信系统和光网络，仿真其传输性能，方便、形象地获得系统和网络中各点的光谱、波形、眼图、光信噪比和接收灵敏度.软件界面如图2所示.图3是利用原子功能器件搭建的光分插复用器（OADM）和光交叉连接（OXC）结构.运用OADM和OXC，构建WDM光网络，并对其进行传输性能仿真，为光网络的设计和规划提供参考.

4结束语

光纤通信课程论文篇2

自1970年美国康宁公司研制成功第一根低损耗光纤以来，光纤通信得到了飞速发展，光纤通信新技术不断涌现。我国已经建成了“八纵八横”国家一级光缆通信网，现正在大力发展FTTH。在我国，以光纤光缆生产为上游，以通信用光器件制造为中游，以光交换和光网络设备制造为下游的光纤通信行业已经形成，国内涉及光纤通信的企业已达千家。随着光纤通信在我国的快速发展，光纤通信行业对既懂得光纤通信基本理论，又掌握相关实用技术的人才的需求日益增长。因此，各大学的光信息科学与技术、通信工程、网络工程、光电子技术、电子信息科学与技术等专业都开设了光纤通信方面的专业课程。2007年，教育部的1、2号文件提出了实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”，要求进一步改革教学内容和教学方法，培养学生的实践能力和创新精神。2010年的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》中指出“改革教学内容、方法、手段，建设现代学校制度”和“支持学生参与科学研究，强化实践教学环节”。根据文件精神结合我校电子信息科学与技术专业的光纤通信课程的教学实践，我校的光纤通信实验教学在实验仪器和实验内容、教学方法方面作了以下改革。

1实验仪器的选择和实验内容的设计

光纤通信课程内容主要包括：光纤和光缆的结构和类型；光纤的传输原理和特性，光纤特性的测量；光源、光检测器和光无源器件的类型、原理和性质；光端机的组成和特性；数字光纤通信系统；模拟光纤通信系统；光纤通信的若干新技术；光纤通信网络等［1］。从课程的内容可以看出，光纤通信是一门实验性很强的课程，除了理论教学之外，还需要实验教学与之配合。很多大学都较早地开设了光纤通信课程，但当时光纤通信的实验器材都很贵，教学主要是课堂理论教学。近几年国内的光纤通信产品的制作技术逐步成熟，价格逐渐降低，光纤通信实验教学才逐步开始。由于受学时和实验条件限制，光纤通信课程中实验教学的学时大多数集中在8～12学时。实验教学内容的选取既要与理论教学内容相互协调，又要便于学生操作实验或者进行演示实验；既要兼顾基础性，又要具有系统性和先进性，使学生在实验中通过验证、观察、分析、操作、运用及科研等实践，掌握光纤通信课程的基本概念、基本理论和基本技术，为进一步学习相关专业课程及从事通信技术类工作奠定一定的基础［2］。我们把光纤通信综合实验箱、工程用光纤通信仪器、工程用光纤通信产品、OptiSystem软件等作为实验教学工具，根据各自特点来设计实验教学内容。

1．1光纤通信综合实验箱随着光纤通信课程的开展，国内教学仪器生产企业开发、升级各自设计的光纤通信实验箱产品，实验箱的功能不断完善，性能不断提高。光纤通信实验箱配合光功率计、示波器、2M误码仪等可以完成光发送机实验、光接收机实验、光纤线路实验、光纤通信系统实验等光纤通信实验内容［3］。由于实验箱封装性强、集成化程度高，在实验教学方面存在不足［4－6］。

1．2工程用光纤通信仪器随着国内光纤通信技术的发展，一些工程用仪器仪表实现了国产化，产品性能完全满足施工的要求，产品价格也逐渐降低。我校光电子实验室就购买了中国电子科技集团公司第四十一研究所生产的光纤熔接机、光时域反射计、光纤多用表等产品，再配置横向开缆刀、纵向开缆刀等施工工具，可以完成光纤熔接实验、光时域反射计（OTDR）测光纤链路特性和插入法测光纤的衰减系数实验等。光纤熔接机、光时域反射计比较贵重（每台套的价格在4．5万元左右），我们在学生实验前集中进行使用方法的讲解，近几年的实验教学中没有出现仪器损坏的现象。通过实验可以使学生掌握这些光纤通信行业常用仪表的使用方法和光纤的特性参数，还可以鼓励学生应用这些产品进行光纤弯曲损耗的研究［7］。

1．3工程用光纤通信产品光纤通信实验箱的实验方法与实际工程的测试方法有一些区别，通过已开设的实验，学生难以真正掌握实际工程的测试方法［8］。随着光纤通信产品制作技术的成熟，一些产品实现了国产化，价格也比较低。我们的实验室陆续购买了杭州亿邦的数字视频光端机、光纤收发器、北京的室内4芯光缆、富通集团的G．652B光纤、光纤跳线、4芯／6芯中心束管式光缆、光缆终端盒、光缆接续盒等。工程用产品和仪表结合可以开展简单的工程实践活动，让学生体会光纤通信的优点和施工，更深刻地理解一些器件的参数，如光源波长、插入损耗、回波损耗、光纤损耗系数、接收灵敏度等。在实验教学中可以让学生对比实验箱和数字视频光端机的图像传输的异同、对比实验箱与光纤收发器的数据传输的异同。配置光隔离器、光环行器等光无源器件，可以丰富实验测试内容。

1．4OptiSystem软件OptiSystem软件是一款光纤通信仿真软件，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通信系统到LAN和MAN都能使用。软件具有强大的模拟环境和真实的器件、系统的分级定义，它有15个器件库、200多种元件模型。由于受实验教学经费的限制，高校不可能购买光示波器、光谱分析仪、光波分复用分析仪等昂贵的工程用仪器来进行实验教学，但在学生具备了一定的实验经验的基础上，可以应用OptiSystem软件来进行仿真实验。燕山大学、长春理工大学等高校已经把这个软件用于科研和教学工作中［9］。充分利用OptiSys－tem软件的功能，可以开展仿真实验、课程设计、科研实践等教学活动，例如可以进行光波分复用系统设计、EDFA的增益优化、对基于SOA全光波长变换进行模拟等研究［10］。

2教学方法的研究与改革光纤通信课程起源于工程实践的需要，我们在教学中把实验教学与理论教学、工程实践、科研实践三者有机地结合起来，可以达到很好的教学效果。

2．1实验教学和理论教学相结合可以利用上面提到的实验仪器设计出很多的实验题目，但是不可把实验教学和理论教学完全分开［11］，要根据教学内容的特点来合理安排理论教学和实验教学，例如：对光源、光检测器、光发射机、光接收机等内容在理论教学时进行了详细的讨论，在实验教学时通过光发送机实验、光接收机实验来进行验证，从而加深对这部分内容的理解和掌握；光缆的结构和类型、光无源器件的参数和测量方法等内容更适合实验教学，在理论教学时作简单介绍，实验教学的效果会更好；对EDFA、WDM、全光波长变换、光孤子通信等光纤通信新技术内容的教学，可以理论教学和OptiSystem软件仿真实验相结合，这将提高学生的学习兴趣，能达到很好的教学效果。对实验中出现的现象和问题要鼓励学生用理论来分析和解释。

2．2实验教学和工程实践相结合把通信工程用产品和仪表引入光纤通信实验教学中，使实验教学和工程实践结合起来，学生可以体会实验教学和工程实践的异同，极大地提高了学生学习光纤通信课程的积极性。例如我们可以用光缆、尾纤、摄像头、监视器、光端机来进行楼宇安全监控的工程实践。在光纤熔接实验中，先让学生熟练掌握涂敷光纤的熔接，再完成6芯中心束管式光缆在光缆终端盒（或光缆接续盒）中的连接。当地光缆接续的施工价格30元／芯。把1km长的4芯中心束管式光缆两端的光纤进行熔接或活动连接，学生使用光时域反射计（OT－DR）完成相关测试。学生在用4路视频光端机传输信号时，用可变光衰减器改变光纤链路的损耗，观察到了视频信号通路的切换现象，继而分析了4路电视信号的复用方式。在实验教学中要让学生学会阅读光纤通信产品的使用说明书，如数字视频光端机、光纤收发器、AgilentHFBR系列光收发模块的使用说明书等，提高学生自学能力，培养参与工程实践的能力。在使用光纤通信产品时，我们不仅讲解产品的性能和使用方法，还要介绍该产品生产企业的基本情况，以及产品的研发、生产、销售等各个环节，让学生了解生产企业和各种职业岗位，更好地帮助学生确定职业理想，做好职业生涯规划，使学生适应用人单位的要求，提高学生的就业能力和创业能力。招聘企业对我校应届毕业生会使用光纤熔接机、光时域反射计表示惊讶和认可。通过全新设计和工程实践紧密结合的实验内容的教学改革实践，使学生对光纤通信课程的学习兴趣明显增强［12］。

2．3实验教学和科研实践相结合在教育部2007年的文件中指出：“创造条件，组织学生积极开展社会调查、社会实践活动，参与科学研究，进行创新性实验和实践，提升学生创新精神和创新能力”。培养本科学生的创新精神和创新能力，在专业课程的教学中就可以逐步开展，并不一定需要高水平和高难度的课题。例如：在进行光纤损耗特性测量时，鼓励学生用电磁场理论分析方法讨论精确条件下模式的特征方程和截止条件，用数值模拟各种模式下光纤中的光场分布，从而理解实验中为何需要扰模器、滤模器和包层模剥除器等；在光纤弯曲损耗的测量实验中，要求学生分别测量单模、多模光纤在不同传输波长、不同弯曲半径时的损耗，并进行对比和讨论，在此基础上鼓励学生建立光纤弯曲损耗的理论模型并进行数值模拟，不断优化理论模型的参数，与“传感器原理与应用”课程内容结合可以进行光纤传感器的实验研究。对光纤通信新技术中的EDFA、SOA等内容，可以让学生使用OptiSystem软件来验证和讨论已有的研究结果，逐步培养学生的科研素质和创新能力；光子晶体光纤是近年来的研究热点，国内仅烽火通信科技股份有限公司有相关产品，学生使用OptiFDTD软件来分析和设计光子晶体光纤，并与用OptiFiber软件设计的G．65＊光纤进行对比研究。

光纤通信课程论文篇3

【关键词】理论与实践结合；实践内容实现多样化中图分类号：G642.0

Innovation and practice of teaching mode of optical fiber

communication system and network

【Abstract】optical fiber communication system and network is a practical subject，the subject of how to link theory with practice，students can really learn in order to practise，the author of the Chongqing University of Posts and Telecommunications College of mobile level 2009，level 2010 600 communication engineering students with new teaching mode in the course of learning process，the model includes the teaching content design，practice content presentation forms，teaching evaluation system，and finally through the student questionnaire data statistics concluded.

【Key words】The combination of theory and practice；practice content to achieve diversification

0.引言

光纤通信系统与网络是一门实践性较强的学科，很多院校在在教学设计中只考虑理论知识点的规划，而如何与实践环节结合，与实践相关的学习资源如何设计，实践活动的教学次序，如何考虑实践教学的评价体系等，一直是教学实施的薄弱环节。为了使实践性较强通信专业系列课程取得更好的教学效果，有必要建立与理论课程并重的实践性教学体系，突出实践教学在整个教学活动中的地位。作者通过对两届通信专业学生实施新的教学模式，认为，只有针对课程教学的特点及学生的应用需求，深入研究具有实践性特点的通信类课程的教学设计，利用所学分析实际中出现的问题，才能达到学以致用的目的。本文通过问卷调查，对学生期望的实践教学内容及形式、课程中理论部分与实践部分的结合情况以及相关的课程评价体系等进行统计分析并得出结论。

1.教学模式设计原则

教学设计的方法主要从“为什么学” 入手，首先确定学生的学习需要和教学目的；根据教学目的来进一步确定“学什么”，即通过哪些具体的教学内容和教学目标才能达到教学目的，从而满足学生的学习需要；接下来就是“怎么学”，即采取什么策略，使学生掌握需要的教学内容，从而达到教学目标；最后还要对教学的效果进行全面的评价，以确保促进学生的学习，获得较好的教学效果。本文以上述教学设计方法为基础，在对光纤通信系统与网络课程教学设计中遵循以下三个原则。

1）以学生的需求为中心原则

强调以学生的需求为目标，对学生进行实际的调研，有别于过去依据教师的经验进行主观设计的方法，要充分考虑理论与实践的结合。理论教学和实践教学要恰当安排教学学时和教学次序，充分体现实践性特点。对于没有工作经验的学生来说，加强实践教学环节可以使他们毕业后尽快地融入到工作中去。

2）操作可行性原则

要实施教学设计各环节，必须具备两个可行性条件。一是符合主客观条件。主观条件应考虑学生的已有知识基础和师资水平；客观条件应考虑教学环境等因素。二是具有技术上的可实现性。对于实践性的课程教学，可以通过多种形式，如邀请厂家对目前的主流设备的安装、操作、系统维护等内容简单培训；邀请行业技术骨干做相关技术讲座；充分利用学校的现有实验平台讲解；利用假期组织学校学生去相关单位观摩等。

3）执行过程控制的引导与控制原则

在教学设计时，应适时提供多次研讨活动，让学生参与到实践教学活动中去，充分调动学生参与实践教学的积极性；并且依据实践性原则，在平时作业及期末考核中补充对实践性学习内容的评估。

2.理论与实践结合教学实例

“光纤通信系统与网络”是通信工程专业一门重要的专业课程，起到衔接各门专业课的枢纽作用。课程内容涉及光纤通信工程中的设计、施工、测量、维护等，具有很强的实践性。

1）课程内容的设计

“光纤通信系统与网络”课程的理论学时共48学时，学习内容共包括三部分，第一部分为基础部分，涉及光纤通信系统的发送（器件）、传输（光纤线路）、接收（器件）；第二部分为系统部分，由发送、传输、接收构成的光纤通信系统总体架构，涉及中继距离计算及光发射端机和接收端机的构成；第三部分为网络部分，涉及SDH光同步网与WDM网络等光传送网络及城域光网络。

“光纤通信系统与网络”课程的实践学习学时为8学时，内容包含两部分，第一部分为光纤几何参数的测量；第二部分为系统性能仿真，主要涉及数据的SDH传输等内容。

2）教学实例

根据理论教学和实践教学学时安排，作者根据学生问卷调查可知，绝大部分学生都希望每学习一个知识点的理论后，就进行相应知识点的实践学习，因此对于“光纤通信系统与网络”课程，在教学设计时，采用先介绍对应的理论知识点，紧接着介绍相关实践部分的教学方式。表1所示为部分理论与实践结合教学模式知识点关联表。

3）实践内容实现方式

针对“光纤通信系统与网络”课程中实践性内容的不同实现特点，采用适用的呈现方式。

对于参数实验部分，主要采用文字、图片说明、视频演示实验等。在视频演示实验中，配合教师讲解了解实验的过程。

对于系统实验部分，主要通过仿真平台进行数据传输试验，使学生能够熟悉设备配置过程、数据传输过程、测试过程，进而利用测试结果进行系统性能分析。图1所示即为在SHD1的SP1D 支路板的1～2端口和SHD2的SP1D支路板的1～2端口之间之间完成2M业务连通”。

3.实施效果与学生评价

在新模式教学设计时，实践性教学的成效评估和反馈也是不容忽视的。根据“光纤通信系统与网络”课程评价问卷调查，选择平时作业成绩占总评成绩为40% 的学生百分率最高，且大多数学生认为实践部分的成绩占总评成绩的百分率最好不高于30%。据此“光纤通信系统与网络”课程将总评成绩分为两部分，分别为平时作业及期末考试，其中平时作业成绩占总评成绩的40%、期末考试成绩占总评成绩的60%。平时作业共分四次，其中三次为理论部分、一次为实践部分，实践内容为SDH光网络点对点数据传输的仿真实验。对学生的要求是除了完成实验报告之外，还需提交一份论文，论文内容为针对实验环节的所有过程（包括设备配置、数据传输、测试环节）的认识和总结。这种考核过程深受学生欢迎，并且使得实践部分内容不会超过总评成绩的30%，满足在校学生在校学习应以理论学习为主、以实践学习为辅的原则。

4.结束语

本文针对“光纤通信系统与网络”课程理论与实践的相关性，并据此对“光纤通信系统与网络”课程的实践性教学进行了具体设计，包括教学内容细分、实践部分的呈现形式、教学评价体系等，为通信类课程的教学采用理论与实践相结合的方法提供了可借鉴的参考案例。此外，本文选择 “光纤通信系统与网络”课程为例进行的教学设计研究，目的是为了找出通信类课程的实践性特点的共性，可以通过教学设计，改善学生满堂灌的学习状态，通过多种方式完成教学内容，让学生真正学以致用。

参考文献：

[1] 焦学辉，陈丽茹.“光纤通信"课程教学模式改革的探索.中国电力教育.[D].2011.

光纤通信课程论文篇4

光通信技术的诞生和发展是电信史上的一次重要革命，与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的新技术。它是以光波作为信息载体，采用光导纤维作为传输介质，具有巨大的可用带宽和极低的损耗。近年来，光纤通信技术得到了飞速发展和广泛应用，目前光纤不但已经取代电缆成为有线信道最主要的传输方式而且仍在以惊人的速度向更高阶段发展，高水平的光纤通信技术不断涌现，如波分复用技术（WDM）、相干光通信（COFC）技术、光纤放大器和光孤子通信、光电集成和光集成等，随着这些技术的发展，光通信技术将会得到更快的发展。我们期待光通信技术有更长足的发展，给人类带来又一次质的飞跃。

1.光通信技术及器件课程的教学改革背景

光通信技术课程是一门系统介绍光纤通信理论和技术的基础课程，是电子信息工程专业、通信工程专业及电子科学与技术专业课程教学中的一门必修的专业基础课。由于其理论性、综合性、实践性都很强，因此也是学生一直反应难度很大的一门专业基础课程。

光通信技术是以光纤通信技术为主导的一门课程，开设该课程旨在使得学生通过学习本门课程能够灵活应用所学知识分析和解决具体的光纤技术问题，从而为将来深入进行光纤领域的有关理论和实验研究以及从事光纤通信等方面的工程或研究开发工作打下扎实的基础。从该课程的特点出发，结合实际教学经验，针对学生学习过程中存在的一些问题进行了分析，提出了坚持理论教学与实验教学相结合，将实验作为培养学生动手能力重要环节的改进办法，以期能取得一定的效果。

2.合理利用教材，把握难点与重点

光通信技术及器件课程主要讲授了光纤通信系统和空间光通信系统的基本概念；通信用光源的发光机理、工作原理及主要特性；光通信信道；光探测器与光放大器的工作机理和类型；光学网络器件的类型、原理和主要特性；光纤通信系统组成、性能参数和设计；光时分复用、 光波分复用、光交换技术、光孤子通信、光接入网等光通信现代技术；光纤通信系统的仿真；空间光通信的捕获、瞄准、跟踪技术；空间光通信的光学系统。所以在选择课程内容时需要抓住光通信的核心， 把握难点及重点。光通信的核心是各种新技术的工作原理及工作过程，以及各种光通信过程中使用的各类器件的原理及应用，这也是此门课程的重点内容。至于难点在课程的核心也有体现，即是各种工作原理的理解。针对此门课程的特点，为了便于学生的学习及工作需要，期待进行的教学改革措施能有效促进学生对此类课程知识点的掌握及灵活运用。

3. 传统授课方式与多媒体教学相结合

在教学方式上采用传统黑板板书方式和多媒体相结合，多媒体授课能提高每堂课的知识量，能动态地显示繁杂的数学运算过程，也能形象地表达复杂的变化过程。特别是在多媒体教学中加入视频与Flash 动画能形象化的表达抽象的知识和理论， 能加强学生的理解能力和接收能力。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//总第522期2013年第39期-----转载须注名来源另外，本门课程的理论性、综合性、实践性都很强，由于教学条件的限制性，有些实验在本校的实验室不能实际动手操作，这就使得多媒体的使用成了不可或缺的条件，利用多媒体就可以演示一些比较重要的实验过程，可以使得学生在学习理论知识的同时加强对其的理解和应用，使其能够达到不仅知其然，更要知其所以然。

4. 注重实验，强化理论与实验的联系

实验能使学生更加了解光通信系统的构成，加强对理论知识的理解和应用。在实验中加入一些小制作，如利用闲置的会发光发声的生日贺卡和医用橡胶管等器件制成光纤通信演示器。由于经费不足，学校有些器件没有购置，有效利用多媒体，使学生观看实验过程。从工程的角度来考虑问题，使学生在工作后能快速学以致用。在教学过程引导学生思考工程性问题：光纤坏了，可能是哪些原因造成的，可以采用什么方法确定坏的具置；假如在屏风校区和雁山校区建立光纤通信系统，应该采用哪种光纤，系统怎么设计。实践证明对这些问题深入地讨论能使学生举一反三、加深了学生的理解和实际应用能力。

5.综合以上内容，关于光通信技术及器件课程的教学改革内容

光纤通信课程论文篇5

关键词：光纤通信；实验教学；仿真技术

作者简介：陈琳（1978-），女，江苏常州人，上海电力学院电子与信息工程学院，副教授；朱武（1969-），男，湖北随州人，上海电力学院电子与信息工程学院，教授。（上海 200090）

基金项目：本文系上海市教委重点课程资助项目（项目编号：沪教委高（2011）48号）的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0147-02

光纤通信是以光波为载波，以光导纤维作为传输媒质的一种信息传输方式。该技术因具有传输容量大、中继距离长等优良传输特性，被广泛应用于电力传输网、通信网和接入网等领域。

“光纤通信”作为通信工程、光电信息工程、电子信息工程专业的核心课程，主要讲述了光纤通信的基本概念、传输理论、系统组成、新技术等内容。[1]该课程具有涉及内容广、基础理论深、知识更新快等特点。为了进一步提高“光纤通信”课程的教学质量，开设了光纤通信实验课和光纤通信系统课程设计，加强了学生对理论知识的理解，培养了实际动手能力和创新能力。

传统的实验教学一般都是安排学生在硬件实验箱上实现。此类实验基本为验证性实验，只需根据实验指导书进行简单操作，无法调动学生的实验兴趣，也限制了对学生创新能力的培养。此外，光通信器件成本较高，需要及时维护，且随着科技的进步，新的理论和技术迅速产生与发展，需要投入充足的设备经费，不断更新实验设备。[2]因此，实践教学部分除了利用光纤通信实验箱开设固定的验证性实验外，还可利用仿真软件MATLAB和OPTISYSTEM构建光纤通信系统模型，以提高学生的实验效率，有效地节省实验教学成本。[3-6]

一、MATLAB仿真软件的应用

由于“光纤通信”课程概念繁多，物理规律较为抽象，特别是其中的一些光学现象和规律缺乏细致的数学推导，为学生学习该课程带来了诸多困难。因此，在“光纤通信”课程教学中可以适当地使用MATLAB仿真软件所提供的可视化界面，使学生获得对光学物理现象的感性认识，缩小理论与实际的差距，提高学习效率和效果。

MATLAB是Mathworks公司推出的一套高效数值计算和可视化软件。它集数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示于一体，具有编程方式自由、简单易学等特点，已广泛应用于工程计算和系统仿真等开发环境。利用MATLAB软件不但可以摆脱繁杂的大规模计算，而且还可以使学生自己动手进行编程，加深对光纤通信基本理论的理解。在编程过程中，可以通过改变仿真参数来直观地对实验结果进行计算和分析，大大节省了时间，提高了实验效率。

在光纤传输原理章节中，对于波动理论，一般是通过求解麦克斯韦方程组来导出波动方程，分析电磁场的分布性质，最后获得光纤的传输特性。公式推导过程繁杂，涉及的电磁场与数学知识较多，学生理解困难。因此，在课堂教学中除了引入多媒体的辅助教学手段外，还可以借助MATLAB仿真软件，帮助学生理解多模和单模光纤的模场分布。

多模光纤中，存在更多的高阶模式。根据LP模的特征方程，得到阶跃型折射率光纤的模场分布。如第一个高次模LP11模的二维、三维模场分布如图1（c）、（f）所示。从图1可以看出，当归一化频率V=5时，LP11模有两个对称的主瓣，不存在旁瓣现象。

在“光纤通信”课程教学中，引入MATLAB仿真，能够进一步加深对抽象概念的理解。通过仿真，学生弄清了数学公式和物理概念之间的内在联系，使理论教学中枯燥的概念可视化，极大地调动了学习主动性和趣味性，有效地提高了教学质量。同时，在编程过程中，学生通过查询文献资料和相互讨论，较好地培养了团队合作精神，提高了创新能力。

二、OPTISYSTEM仿真软件的应用

系统实验有助于培养学生对理论知识的综合运用。针对实验箱可供开设的综合性、系统性实验项目较少的情况，可以利用OPTISYSTEM仿真软件对光学器件和通信系统进行建模。通过仿真软件对实际操作过程进行模拟，以获得数据加以分析。

OPTISYSTEM是OPTIWAVE公司开发的一套光通信系统模拟软件。它可以帮助用户规划、测试和模拟传输层的各种类型的光通信网络，包括局域网、城域网和广域网；同时提供了从组件、器件到系统各个层面的光通信系统设计和规划，如TDM/WDM、SDH、光孤子通信等，并利用优化功能仿真计算系统的各项性能参数，通过数据分析和图形显示来获得最佳系统性能。

在OPTISYSTEM系统仿真实验中，学生可以通过调整参数，对一个光学元器件甚至整个通信系统进行优化设计，直观地模拟整个光纤通信系统的传输过程。利用仿真软件进行系统性能分析，有利于引导学生对复杂系统进行探索，提高学生对系统性能的全面认识。

例如，波分复用（WDM）系统是现行光纤通信系统的主要架构形式，利用波分复用技术可以实现大容量、长距离的网络传输。但是由于传统实验箱的限制，WDM系统难以通过硬件平台来构建。因此，可以通过OPTISYSTEM软件来搭建WDM系统，并进行系统性能分析。

WDM系统实验在OPTISYSTEM仿真平台上完成。要求学生使用光传输系统仿真软件，搭建8信道的WDM系统，如图2（a）所示。该系统由波分复用器（WDM）、掺铒光纤放大器（EDFA）、光纤链路、解复用器（WDM Demux）和光接收机等光学器件组成。学生自行设计和搭建系统，配置波分复用、解复用、调制器等参数，并利用虚拟光谱分析仪来观察8通道波分复用系统的频谱、误码率等特性，如图2（b）、（c）所示。学生通过调整各模块的参数、搭建系统模型和分析仿真结果，巩固了EDFA、波分复用/解复用等方面的理论知识，也为今后对实际WDM系统规划打下了坚实的基础。

又如，用OPTISYSTEM软件设计搭建单模光纤通信系统，如图3（a）所示。传输速率是40Gbit/s，传输距离是60km。信源使用的是伪随机码发生器，它将数据流发送到非归零（NRZ）码电脉冲发生器。经NRZ调制的电信号具有紧凑的频谱特性，经过马赫曾德尔调制器（MZM）后转换成光信号送往光纤信道。为了减小光纤传输损耗和色散的影响，在光纤链路上添加了掺铒光纤放大器。接收端经过光纤信道传输过来的光信号接入PIN光电检测器，转化为电信号后送入低通贝塞尔滤波器。

为了观测光信号的波形，在光纤通信系统中设置了观察仪器：光谱仪、光时域信号观察仪及误码率分析仪。对系统中的器件参数设置后进行系统仿真，得到调制后的光信号时域波形和频谱，如图3（b）、（c）所示。

这些光器件都可以在OPTISYSTEM软件的器件库中选取，并根据需要对每个器件设定参数来获得较好的系统性能。因此，通过用OPTISYSTEM软件设计分析，可以了解光通信系统各个器件节点处的波形和频谱特点，简单直观、形象生动。教师可以根据教学大纲设置相应的实验项目，让学生课后学习OPTISYSTEM软件，并引导学生根据实验内容建立相应的系统模型进行仿真实验分析。

三、结束语

运用MATLAB/OPTISYSTEM仿真软件进行实验教学，很好地弥补了缺少硬件实验器件所带来的不足，丰富了实验教学内容；同时节省了实验课堂教学时间，加深了学生对系统理论知识的理解和应用。通过对“光纤通信”实验教学手段和内容的改革，学生对实验的积极性和创造性得到了普遍提高，实验教学效果和质量也得到了明显提升。

参考文献：

[1]刘增基.光纤通信[M].第2版.西安：西安电子科技大学出版社，2008.

[2]王文珍.光纤通信实践教学探索[J].中国电力教育，2013，（1）：134.

[3]周雪芳，王天枢.仿真软件在《光纤通信》实验教学中的应用研究[J].实验科学与技术，2011，9（5）：53-56.

[4]汪徐德，李素文，窦德召，等.软件仿真在《光纤通信》课程中的应用[J].淮北师范大学学报（自然科学版），2012，33（4）：91-94.

光纤通信课程论文篇6

关键词 课题讨论法 光纤通信原理与系统 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.01.022

The Practice and Innovation of Topic Discussion Method in Principle and System of Optical Fiber Communication Teaching Reform

WANG Jingli

（College of Optoelectronic Engineering， Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing， Jiangsu 210003）

Abstract As everyone knows， interest is the best teacher. A topic discussion method is proposed in the paper for stimulating students' interest in learning. According to the staged and progressive teaching reform ideas， a series of sub topics are designed and teaching and practice are changed. The practice of topic discussion method is helpful to train students' comprehensive quality， creative spirit and self-learning ability， which also improves teaching efficiency.

Key words topic discussion method; principle and system of optical fiber communication; teaching reform

1960年梅曼发明了世界上第一台激光器，随后科学家高锟提出光纤，伴随两者发展促进了光纤通信的不断进步。目前部级的电信网骨干大部分采用光纤通信系统，相关技术也已深入社会各层面，是现代社会基础设施中的关键。近年来，“光纤通信原理与系统”课程作为国内外高校电子信息、通信工程、光电子等专业的重要课程，具有较强的实用性、前沿性和探索性，在整个学科建设中占有重要地位。

“光纤通信原理与系统”课程的特点是理论部分难度较大、知识点更新快、具有一定的工程性，还涉及若干现代通信设备。现实状况是教材更新慢、实验设备落后行业发展，课时不断减少。因此，如何高效利用有限课时，将课程的理论知识、光纤通信系统的最新技术以及相关光器件介绍给学生，是教师面临的巨大挑战。基于此，我们提出将课题讨论法运用于课堂，改变过去单一的课堂讲授方法，激发学生的主体性，提高学生对课程的学习兴趣。

1 课题讨论法的定义

课题讨论法是指教师在课堂教学活动中，利用师生以及学生间平等、民主、和谐的时空环境，就与课堂教学内容有关的某一子课题，以小组或者班级为单位开展积极的讨论、争论甚至辩论，拓宽思路，各抒己见，交换看法，互相启发，取长补短，从而理解知识、掌握真理、受到教育、培养素质与能力的一种教学方法与教学模式。①②

2 课题讨论法的运用

课题讨论法的实施需要按照两步走：（1）基础层次：子课题相关的理论教学，以教师讲授为主，辅以相关的教学方法的创新和教学内容的优化;（2）提高层次：子课题相关的拓宽及应用，以学生为主，进行汇报和讨论。

2.1 基础层次

2.1.1 教学方法创新

摒弃传统教学方法的某些弊端，在课程教授过程中基于不同教学内容，采用不同的教学方法。例如：（1）可以充分发挥多媒体技术在现代教学中的作用，播放与知识点相关的图片、动画以及视频，增强学生的感官印象，使其更容易接受。（2）为了加深学生对光纤器件的理解，掌握器件的类型、特性、参数及用途，尽可能给学生展示器件实物。（3）在课堂中穿插一些合适的例题和随堂练习，提高学生参与学习的积极性，提高听课效率。

2.1.2 优化教学内容

本课程中，有些内容在先修课程中已经学过，例如第三章《光发送机》，其中关于光源的物理基础、半导体激光器和LED 的介绍，以及第四章《光接收机》中的检测器的介绍，均是对之前课程（“光电子学”和“激光原理”）中知识点的重复。进行教学内容的改革，可以削减已学知识点的学习课时，适当增加光纤通信领域最新的技术和器件的讲解。

教材的选用对提高教学质量和学生动手能力有着重要作用，故而应该尽量选择和教学大纲一致的教材。然而，现实情况是找到这样教材的机会不多，教学时总要增加或者删除部分内容，不能达到最佳的教学效果。一方面，在教学中尽量采用新教材，注重新技术和新理论的介绍。另一方面，补充和修订现有教材，希望能够通过团队的努力，编写出合适的教材。

2.2 提高层次

通过基础层次的训练，学生已经掌握了与子课题相关的知识点的理论基础。提高层次中，要求学生带着教师设计的子课题任务，进行文献的查阅、资料的概括、方案制定、可行性分析、设计、仿真以及某些元器件的采购等工作。这个阶段应该充分发挥学生的积极性和主动性，分析解决实际问题，培养创新意识和能力。具体实施如下：

2.2.1 学生分组

分组之前，需要教师做好功课。各组学生由学习好、一般和基础较差的同学搭配组合。课程内容，除绪论部分，其余章节都会安排子课题任务，任务会提前下达到各组。每组需要自己选举组长，在组长的组织安排下进行资料的搜集和概括、任务的分解和执行等工作。课堂会安排时间，让各组汇报、讨论各个子课题，老师和各组选派的代表进行打分，分数最终记入期末成绩中。在这个过程中，也有一些需要注意的地方：（1）各组的汇报，教师可以要求每次选举不同的代表上台进行陈述，这样就可以使得每个同学都参与其中，每个个体都能得到锻炼。（2）各组汇报完毕，安排自由讨论。在讨论过程中，教师要注意把握现场，适当引导，切忌部分讨论慢慢偏离主题，或者个别讨论太过激烈。有时如果问题较少，需要教师适当提示，将讨论进一步深化、细化。（3）各组汇报和讨论结束后，教师进行总结。教师应该提前对子课题进行最新前沿的资料调研总结，如果学生在课堂涉及、讨论过的部分可以简略，部分学生未能查阅的内容，可以进行详细的补充。这样，经过师生合力，可以将每个子课题讨论充分、将其发展了解清楚。（4）各组汇报时，教师和各组代表进行打分，教师可以提前制定打分标准，其中包括：汇报内容的准备情况、PPT的制作精美程度、代表上台发言的表现（声音是否洪亮、表达是否清晰、思路是否敏捷等）、各组参与讨论的积极程度等，尽量划分全面细致，有所偏重，体现公平公正。

其次，各个分组也是相应的学习小组，大家除去共同准备完成子课题任务，还增加了相互接触的机会。利用这样的机会，小组中基础差的同学可在学习能力较强的学生帮助下，克服学习中遇到的困难。大家一起学习，一起进步。

此外，多人共同完成一个任务有助于发挥团队协作精神。这个过程可以培养学生与人相处的能力、遇到问题如何有效沟通、接到任务如何利用团队的力量完成、学会进行任务的分解和落实到个人以及体验到集体的荣誉感等。这些能力和品质的培养，比在这过程中学会的一些书本知识更为重要。

2.2.2 设计子课题

课程内容涉及到光纤光缆、光源与光发送机、光检测器与光接收机、光放大器、光无源器件和光波通信系统的设计。教师需要在子课题任务的设计方面花费心思，下达既有新意又有实际意义的任务。

由于整个课程的授课顺序是先介绍构成光纤通信系统的各个部分，后讲解系统设计。可以在各构成部件的讲解章节中，下达查阅最新光器件发展的任务，例如：新型光纤光缆结构、光源（LD和LED）的发展情况、检测器件的性能、最新光器件的种类。原本这些知识点，如果采用教师查阅课堂讲授的方式，一是无法查阅全面，其次讲解只能蜻蜓点水，学生听得稀里糊涂。现在通过子课题任务的方式，学生在上课之前，已经利用课余时间学习了最新的技术和器件，对其已经有所了解，课堂的汇报讨论又将这一子课题的内容扩充完善，印象加深。另外，进行这类光器件的介绍与讨论时，可从实验室借来一些真实的器件，并在子课题中设置一些器件使用方面的任务;也可以采购若干常用的光器件分发到各组，布置与其相关的小任务。这能够在一定程度上解决理论和实践脱节的问题，加强学生实际动手能力，帮助其学以致用。最后一章光波系统设计的讲解时，受到实际条件的限制，也许无法搭建一个真实的系统，但是此处可以巧用仿真软件来实现系统的设计。此时子课题就可以布置用软件仿真进行系统设计的模拟，该任务需要占用较长的课后时间，在具体考核时可以适当增加这部分内容的分数。

2.3 建立全面的评价体系

借助提高层次中课题分组讨论环节，打破以往单一的期末闭卷考试方式。建立起既重理论，又重实践;既重结果，也重过程的考核方式。此外，为了提高学生积极性，减轻学生的负担，适当提高分组讨论环节得分在期末总成绩中占的比例。通过这样的方式，可以增加学生课后学习的积极性，接触到更多该领域的前沿知识。

3 总结

“光纤通信原理与系统”是一门非常重要的专业课，通过本课程的学习，学生能够了解光纤通信发展的历史;知道光纤通信技术及光器件的最新发展动态;掌握光纤、光源、光发送机、光接收机、光放大器等的工作原理和特性;理解光纤通信系统设计的思路、方法及检验标准。为学生进行毕业前的职业准备，使学生在毕业后能够顺利地、独立地从事光纤通信方面的工作。

通过本项目的开展，一方面有利于提高教学水平、促进课程建设;另一方面可以有效提高学生的学习兴趣，更好地掌握光纤通信方面的专业知识，为人才培养提供有力的支持。同时可供我校其他院系及国内普通工科高校开设和建设“光纤通信原理与系统”课程的同行们作一个参考。

注释

光纤通信课程论文篇7

关键词：多媒体技术 课程整合 考试改9769

0 引言

通信技术专业学生将来主要从事通信领域的工作，而光纤通信技术已深入到社会生活的各个层面，成为现代社会重要的关键基础设施，通信产业也成长为国家的支柱产业。与此相适应，各高校均将光纤通信技术课程列为相关通信与信息类专业的专业必修课。该课程对于学生理解各种通信技术是至关重要的，其基本目标是掌握光纤通信技术的基本知识、基本原理、基本应用技能等。学生毕业后能够从事光纤数字通信设备的操作、维护、故障排查，以及简单的工程设计、施工等工作。以往该课程教学内容主要以课本为主，教学手段也主要采用老式的黑板加粉笔的传统方式，这些都不能满足现代大学教育的特点，特别是对于高速发展的通信技术，尤其不适合。基于以上原因，我们对光纤通信技术课程进行了改革，确立教学目标，优化课程内容，实施新的教学手段，以增强教学效果，以适应现代通信技术的发展。增加了同步数字光传输内容，尤其是结合已经组建的通信综合实验平台的ZH5002型光传输设备原理进行教学，增加了光纤通信这门课程的实用性，技术性，实践性。更加理论结合实践，这样可以加深对光纤通信真正意义上的理解。具体的改革思路如下：

1 加强学习、转变观念

观念是行动的灵魂，是实践的先导，教育观念的转变是课程的前提和基础，没有正确、先进的教育观念，就不会有自觉而有效的实践，一切先进的教育改革都是从先进的教育观念中生发出来的，而先进的教育观念来自不断的学习，因此，我把加强学习，转变教育观念作为我自己进行新课程改革的第一步，把新课程理念作为一切工作的指导。我对照新课程的要求，对自己的教学行为进行讨论反思。通过学习、讨论和反思，提高了认识，深刻地感到：课程改革是基础教育改革的核心内容，是推进素质教育的关键环节，是与21世纪人才培养目标相适应的必由之路。华南师范大学的黄甫全教授认为，信息技术与课程整合是指通过基于信息技术的课程研制，创立信息化课程文化。将信息技术融入到课程的整体中去，改变课程内容和结构，变革整个课程体系。将信息技术与课程整合等同于信息技术与学科教学整合，信息技术主要作为一种工具、媒介和方法融入到教学的各个层面中，包括教学准备、课堂教学过程和教学评价等。这种观点是目前信息技术与课程整合实践中的主流观点。也是我们这个课程改革的主线。

2 开发多媒体课件，改革教学手段

多媒体是一种把文本、图形、形象、视频图像、动画和声言等运载信息的媒体集成在一起，并通过计算机综合处理和控制的一种信息技术。多媒体技术是信息领域的又一次革命，不是多种媒体的简单组合，而是以计算机为中心来处理多种媒体信息的技术(计算机技术和视听技术)综合在一起组成多媒体系统，在教学上，它既能向学生快速提供丰富多彩的集图、文、声于一体的教学信息，又能为学生提供生动、友好、多样化的交互方式。

2.1 开发电子教案

以教学组为单位，在集体备课、充分讨论的基础上进行电子教案的设计，有着传统备课方式所无法比拟的优点。第一，便于教学内容的统一。以大纲为依据，采用统一的电子教案，可以进行教学内容、教学进度、考核内容、考核方式的统一。第二，可以避免不同任课教师对某些内容理解上的分歧。通信技术的发展异常迅速，对一些前沿的技术，不同教师对同一内容也许有不同的理解，在集体备课时，这些问题将得到深入地讨论，从而使得教师对这些问题有更深人的理解，业务素质得到更快的提高。第三，电子教案便于修改。光纤通信技术的发展日新月异，新技术层出不穷，在教学中需要不断的修改、添加新内容，在这一点上，电子文档有着普通文档无法比拟的优势。第四，便于资源共享，进行交流。电子教案可以在Internet上，方便进行资源的共享，也方便兄弟院校相关专业之间的交流。

2.2 信息技术与课程整合

教育教学过程是传播教育信息的过程，是传者（教师）借助一定的渠道（媒体）向受者（学生）传送一定的教育信息，从而引起学生思想、行为的变化的过程。[1]多媒体的出现，彻底改变了依靠“一本教材、一块黑板、一枝粉笔、一张嘴巴”的传统教学模式。现代教学正正运用多种教学媒体如书本、模型、挂图、幻灯、投影、录音、电视、录像、微机等及其与其配套的软件资料、在教师精心设计指导下，进行多媒体优化组合，使教学发挥多种媒体的优势，让学生接受形象、直观、生动、活泼的文字、图形、视频和音频等媒体信息，调动学生视觉和听觉功能同时发挥作用。现代多媒体教学容易激发学生的学习热情，引起学生学习兴趣，这对提高教学质量和教学效果将是一个很大的推动。

把课程中的一些难理解的工作原理应用多媒体技术使学生从直观性、趣味性、形象性、深刻性和艺术性几个优势中取得突出的结果。

2.3 课程考试改革

《光纤通信》课是为通信类专业学生开设的专业基础课程，是为学生进一步学习后续专业课程打好基础的课程。以往本课程考试主要以理论考试为主（占60%），平时成绩为辅（占40%）的形式进行。但是我们发现除必要的光纤通信理论知识学习之外，实践性环节的教学是非常重要的，是培养学生良好的操作习惯和操作技能的必要环节。所以对《光纤通信》课程的考试方式进行改革，期末考试必须要有实践性环节考核内容，具体可采用平时实验成绩+操作技能考试成绩（占50%）的办法评定学生的实验成绩。平时成绩包括（考勤、作业、读书心得（备注：推荐学生阅读的四本书籍的读书心得））占10%，期末理论考试成绩占40%。

总之不同的课程有着不同的教学方法，而不同的时期的相同课程仍然有着不同的要求，对于走在时代前沿的光纤通信技术类的课程要求更加紧迫。这条课程改革的路程才刚刚起步。我们需要始终努力！

参考文献：

光纤通信课程论文篇8

一（略）

二、光纤通信课程设计的内容改革

借助“十二五”战略新型产业投资计划，光纤通信课程设计内容主要在两个方面入手：其一抓理论基础；了解光信号在光纤中的传输特性，光器件的特性参数及特性分析，熟悉通信系统不同单元的类型及用途。学生只有掌握了理论，才能更好的指导实践。在以往几届的课程设中已经取得一定的成绩。但单纯的要求学生掌握理论，学生的积极性并不高，只有在实践中遇到问题才能激发学生学习的主动性和积极性，这也是课程设计内容改革的主要方向，那就是和实践结合，和企业结合。其二抓实践环节；课程设计放在第七学期，学生的专业基础已有一定积累，课程设计的重点应放在实践教学。实践有两方面，一是学生动手能力的实践，如发送机的驱动电路和控制电路的设计，接收机的放大电路的设计和调试，这方面的实践还可以鼓励学生参加大学生电子设计大赛。这个实践环节在搬到新校区之后，随着实验室环境的极大改善，同时借助十二五投资，实验条件和实验设备的更新，学生的实验环节很容易实现。另一个方面，也是最重要的，就是和企业的结合，只有和企业结合，学生才能真正知道专业的去向，企业的需求，这也是十二五期间，课程建设努力的方向；进一步搭建平台，让学生走进企业，了解企业需求，把专业理论和工程技术联系起来，以社会需求激发学生的学习动力，培养学生的思维能力，这也是教学改革的必然方向。具体的操作办法是，每个班级一般25人至30人，每三人一组，分为八到十组。设计内容按系统设计模块分组，在光纤通信系统中，主要有两大模块即发送模块和接收模块，三到四组负责一个模块，其余的学生负责光纤传输链路的分析，按设计指标给出设计方案。以学生设计的光纤语音传输系统为例，系统总体设计框图如下：光发射部分，由于对传输速率和通信距离均要求不高，因此选用了LED作为发送光源。采用的是HFBR-1414T光源组件，它是安捷伦公司生产的高性能半导体通信光源，接口电平为TTL，工作波长为850nm；光接收部分，使用的是与安捷伦公司生产的与HFBR-1414T光源组件属于同一系列的HFBR-2416T高性能光检测组件。它可以将检测到的光信号转换为微弱的电信号，经内部低噪声放大后缓冲输出。学生分两组，分别负责发射和接收系统设计，对应的两组负责视频的发射和接收设计。其他的链接部分由理论分析的同学给出设计方案。

光纤通信课程论文篇9

关键词：传统教学；直观性；MATLAB仿真；教学效果

光纤通信是高校工科电子信息专业必修的一门专业课程。该课程知识面广，理论性和系统性很强。传统的教学模式往往只在理论上进行论述、推导和证明，很难给学生较直观的印象，教学效果不理想。因此，在教学过程中应借助现代教育技术提高教学效率。

MATLAB是一种以矩阵为基本编程单元的程序设计语言，不但拥有强大的数值计算功能、图形表达功能，还具有可视化的仿真环境。在光纤通信中引入MATLAB，可以提高教学质量，使一些不易理解的抽象知识比较直观地显示出来，便于学生理解和接受，进一步掌握课堂内容。

一、光纤通信线路编码原理

把输入的二进制原始码流进行分组，每组有m个二进制码，记为mB，称为一个码字，然后把一个码字变换为n个二进制码，记为nB，并在同一个时隙内输出。这种码型是把mB变换为nB，所以称为mBnB码，其中m和n都是正整数，n>m，一般选取n=m+1。mBnB码有1B2B、3B4B、5B6B、8B9B、17B18B等。

二、3B4B仿真教学

以3B4B码为例，输入的原始码流3B码，共有（23）8个码字，变换为4B码时，共有（24）16个码字。为保证信息的完整传输，必须从4B码的16个码字中挑选8个码字来代替3B码，输出应根据最佳线路码特性的原则来选择码表。例如：在3B码中有2个“0”，变为4B码时补1个“1”；在3B码中有2个“1”，变为4B码时补1个“0”。而000用0001和1110交替使用；111用0111和1000交替使用。同时，规定一些禁止使用的码字，称为禁字。码表存储编码器的工作原理示于图1。首先把设计好的码表存入PROM内，待变换的信号码流通过串-并变换电路变为3比特一组的码b1、b2、b3，并行输出作为PROM的地址码，在地址码作用下，PROM根据存储的码表，输出与地址对应的并行4B码，再经过并-串变换电路，读出已变换的4B码流。

■

图1 码表存储编码器

■

图2 3B码4B码波形图

如上面两个图所示，水平坐标是时间，垂直坐标是电平幅值，观察图2中3B码与4B码的对应关系，我们发现仿真的结果与理论值是一致的，说明这个仿真是有效而且正确的。我们知道，mBnB码是在同一个时隙内输出的，也就是说输入一个3B码和相对应的输出一个4B码所用的时间是一样的。如图所示，输入的第一组3B码元是101，对应输出的4B码元是1010。我们发现，这两个码元组所用的时间是一样的，这再次说明了仿真结果的正确性。

三、结束语

光纤通信仿真教学方法吸收和运用了先进的教学思想，利用现代化的教学手段，将理论性强的原理和公式直观化。教师演示和学生观察思考有效地提高了光纤通信课程的教学效率。

参考文献：

[1]程铃，徐冬冬.Matlab仿真在通信原理教学的应用[J].实验室研究与探索，2010，29（02）.

光纤通信课程论文篇10

关键词：高职教育；虚拟实验；光纤熔接

1前言

高职教育就是要培养过硬的实践技能，培养一技之长，实现就业零过渡。通信事业日新月异，《光纤通信》作为通信专业主干课程，近年来也得到了长足发展，培养学生操作能力，掌握光纤技能对于培养高级应用型通信人才有十分重要的意义。光纤通信实践教学中使用的光纤熔接机和OTDR（光是域反射计）等仪器设备都比较昂贵，技术又更新很快。一般院校不会配置很多，这些设备相对学生数量而言是远远不够的，那么人均学生实践时间就更少了。使用虚拟实验辅助实践教学可以提高设备使用效率，实现更好的教学效果。

2虚拟实验

虚拟实验是通过利用计算机输入操作，在计算机上用各种设备模拟虚拟的仪器代替实际操作中的实验仪器设备，再按照实验目的，原理和所需实验仪器组装成一套虚拟的完整的实验系统，并在此系统上进行实验操作和完成实验[1]。我们选用了Flash制作矢量图和动画、用Javascript脚本实现交互，dw编辑网页。制作好的课件安装在服务器，学生在机房里可以通过网页进入虚拟实验操作虚拟仪器，完成实验[2][3]。建立基于网络的虚拟实验室，用虚拟实验配合实验教学不仅可以降低实验成本，还可以提高学生的动手能力和教学效果。以下以光纤的熔接课程为例，具体过程如下：所需设备，工具，材料：光缆熔接机，光纤切割刀，光纤剥线钳，酒精泵，脱脂棉（或无尘纸）第一步：去涂覆层——光纤开剥去掉涂覆层包括去掉二次涂覆层(尼龙)和一次涂覆层(硅树脂)。去掉二次涂覆层可使用光纤剥线钳等工具。一次涂覆层和光纤结合得较牢固，采用机械方法剥离很困难，也容易损坏光纤，所以采用浸透无水酒精或丙酮的纱布（棉球）多次擦拭的方法，如果涂覆层去除不干净会影响光纤切割时端面效果。剥除光纤涂敷层长度大约35mm—50mm。图1光纤熔接课程主界面图2光纤熔接过程第二步：光纤切割光纤的接续，其关键在于光纤端面的制备。光纤端面平滑，没有毛刺或缺陷，熔接机很容易接受确认，并能做出合格的接头，若光纤端面不合格，熔接机会拒绝工作，或者接头损耗很大。切割光纤时，使用端面切割刀要做到切割长度准、动作快、用力巧，确保光纤是被拉断的；取出光纤时，确保端面不碰伤，要避免光纤碰到任何物体。使用切割刀切割光纤时，约保留16mm左右。切割机价格昂贵，要严格按照规程来操作。第三步：光纤接续熔接前光纤的处理对熔接损失值有直接影响，因此熔接前必须留意光纤端面是否切割良好、V型槽是否干净。纤熔接机能自动推定光纤端面位置，自动对芯熔接，通过垂直和水平摄像机画面，可以从两个方向观察光纤的对芯和熔接情况。熔接完成后，熔接机通过图像根据芯轴偏差和倾斜角度估算出熔接损耗，然后在屏幕上显示出来。光纤接续虚拟实验的三种模式：1.演示模式：按操作步骤演示，并配有语音和文字讲解和操作注意事项；2.手把手教学：学生按步骤操作，点击提示时可以单步演示；3.操作模式：学生按步骤操作，没有讲解提示，如果操作错误或操作位置不正确则会提示错误信息。比如光纤切割时长度不规范时会提示：“切割长度不规范应该是16mm左右，请注意V型槽上的刻度！”直到光纤放置到正确位置。

3结论

学生在虚拟平台上练习，掌握后再使用设备操作，虚拟实验与真实实验相结合，可以提高实验教学的效果，提高效率。光纤虚拟实验不仅每年辅助完成学院通信及相关专业的实验、实训和光纤技能鉴定，同时也是我院省级精品课《光纤通信精品课程》中的一部分。经过多年的使用感受如下：1．变相增加设备数量，节省资金2．有助于培养学生的实验技能，提高学生兴趣3．有利于学生快速熟悉操作步骤和注意事项，规范动作。4．可以减少学生分组实验等待的时间，更有效地利用设备5．减少设备使用损耗，节省维护费用6．光缆现场的施工教学场景如果用Vr（虚拟现实）实现，效果更佳。

参考文献

[1]陈传波，张立峰，陈平南一个远程虚拟实验教学平台的研究[J].华中科技大学学报，2002,12(30):12-14

[2]李凌云.基于三层体系结构的网络虚拟实验系统的设计与开发[D].浙江师范大学,2006

[3]刘艳玲.基于Flex的中学化学虚拟实验系统的设计与实现[D].东北师范大学,2010