光纖通信技術課程教學研究

許海峰，劉 鵬

（宿州學院 機械與電子工程學院，安徽 宿州 234000）

光纖通信技術課程教學研究

許海峰，劉 鵬

（宿州學院 機械與電子工程學院，安徽 宿州 234000）

《光纖通信技術》是一門系統介紹光纖通信理論及技術的課程，在電子信息工程、通信工程專業的學習中占有重要地位.文章結合理論教學、實習實訓，針對教學中出現的問題，分析問題詳細的原因并提出解決措施，經過近幾年的教學實踐，取得了一定的效果.

光纖通信；教學；實習實訓

《光纖通信技術》是電子信息工程特色專業的專業必修課程，它涉及多學科內容，電子、通信、材料、物理等學科，具有基礎理論深廣、涉及內容繁多等特點，學生普遍反映較難，一些概念較抽象，目前光纖通信技術不但已經取代電通信成為有線信道最主要的通信方式，而且發展迅速，勢必將成為未來通信技術發展的一個重要方向[1].

1 光纖通信課程的內容

本課程內容分為：光通信基本理論、光纖通信基本原理、光纖通信新技術特征等三大部分.主要內容為：緒論、光纖發展、光波導理論與光纖特性、光纜及工程應用、光發送與接收、光無源器件、光放大器、光纖通信系統與設計等.采用的教學方法以課堂教學為主，輔以實習實訓等[2-3].授課對象為我校本科專業自動化、通信工程、電子信息工程等專業，授課理論學時54，實習實訓18，各教學環節學時分配如表1所示.

從近4年的教學看，大家普遍認為該課程理論較難、實訓操作難、而且理論與實訓結合較少.導致大學生們對該課程缺乏學習的主動性、積極性，不利于專業技能人才的培養.作者根據近4年的經驗和學生獲取該課程的知識、技能的效果，從課程的教學內容、教學方法、手段及見習實訓等幾個方面提出教研教改的意見.

表1 《光纖通信技術》各教學環節學時分配表

2 光纖通信課程理論教學

針對同學們反映本課程中難懂的理論知識、課前我補充了一些基礎知識.比如光波導理論、高等數學、光電子技術、電磁學等知識在該課程中要用到的重要理論.列出一些參考書目供學有余力的同學選讀，比如楊祥林編著的《光纖通信系統》，北京郵電大學出版社出版的顧畹儀編著《光纖通信系統》教材.

我們采用多種方法分析一些抽象概念，逐步闡述.例如，光纖傳輸的波動理論是光纖通信理論中的一個重要內容，通常采用的方法就是波動方程和電磁場表達式求解，其過程繁雜，同學們很難將推導出的理論結果和實際上的物理意義對應.因此在該部分的教學中采用先引入并重點講解波導、導波等概念的方法，然后解釋傳輸模式，不同的模式對應不同的傳播角，產生不同的離散模式是由于光波在芯區和包層分界面上發生反射時產生相位移動引起的，在理解概念的基礎上，再運用特征方程理論推導出結論[4].

充分利用多媒體的優勢，多媒體PPT教學與傳統教學模式相結合，以便提高教學質量.結合該學科的實際，作者制作了適合實際情況的PPT課件，課件的教學效果良好，比如在講解數字光纖通信系統（圖1）組成的時候，結合PPT課件圖，直觀、形象生動的看出了系統由光發射機、光纖光纜、中繼器與光接收機等基本單元組成.此外還包括一些互連與光信號處理器件，如光纖連接器、隔離器、調制器、濾波器、光開關及路由器、分插復用器ADM等.

圖1 數字光纖通信系統組成圖

3 光纖通信實訓教學環節

本課程的實訓環節除了安排常規的8個實驗，模擬信號電—光、光—電轉換傳輸實驗、數字信號電—光、光—電轉換傳輸實驗、光發送、接收模塊實驗、光纖無源器件特性測試實驗、數字光發送接口指標測試實驗、光纖傳輸特性測量實驗波分復用（WDM）光纖通信系統實驗等.

另外，筆者引入了OpticSimu仿真實訓軟件，該軟件恰好可以克服以上硬件實驗平臺的不足，可以方便地配置各種光纖通信系統和網絡，形象地得到仿真實驗結果，配置各種光纖通信系統和光網絡，仿真其傳輸性能，方便、形象地獲得系統和網絡中各點的光譜、波形、眼圖、光信噪比和接收靈敏度.軟件界面如圖2所示.

圖3是利用原子功能器件搭建的光分插復用器（OADM）和光交叉連接（OXC）結構.運用OADM和OXC，構建WDM光網絡，并對其進行傳輸性能仿真，為光網絡的設計和規劃提供參考.

圖2 OpticSimu仿真軟件界面圖

圖3 運用該軟件構建的WDM光網絡圖

4 結束語

作者對現代光纖通信技術課程教學改革提出了幾點建議，從課程內容、理論教學、實訓教學環節等方面提出了教改方法，希望通過教改能將該課程抽象的問題、概念形象化、枯燥的理論趣味化，提高學生們的學習興趣，調動學生學習的積極性，最終達到培養高素質的光纖通信技術人才的目的.今后也可在通信工程、電信工程專業中適度增加一些光電子技術、通信原理等相關課程，以便適合21世紀對于通信技能人才的需求.

〔1〕張明德,孫少菡.光纖通信原理與系統[M].南京:東南大學出版社,1996.20-55.

〔2〕陳才和.光纖通信[M].北京:電子工業出版社, 2004.249-289.

〔3〕王愛麗.光纖通信[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社,2011.32-45.

〔4〕黃永清,陳雪,李蔚,夏京星,顧畹儀.“光纖通信”課程的教學改革[J].電氣電子教學學報,2010,32 (6):12-13.

TP273

A

1673-260X（2014）12-0041-02

安徽省2013年省級教學研究項目（NO.2013jyxm241）；宿州學院校級教學研究項目（NO.szxyjyxm201309）