光纖通信實驗教學(xué)改革探析

王文珍 侯金

【摘要】 針對光纖通信技術(shù)高速發(fā)展給人才培養(yǎng)及其課程教學(xué)提出的適應(yīng)性要求，結(jié)合中南民族大學(xué)通信與電子信息類專業(yè)光通信方向的教改實踐，對課程的實踐教學(xué)方法進行了探索。在現(xiàn)有光纖通信實驗基礎(chǔ)上，作好基礎(chǔ)實驗，加深學(xué)生對基本概念的理解，增設(shè)仿真實驗和創(chuàng)新性實驗，開拓學(xué)生視野和知識面。實踐證明，這種改進型的實驗教學(xué)方式可以使學(xué)生能夠更好地掌握光纖通信的基本概念，提高學(xué)生的實際動手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生之后從事相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的工作與學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信 實踐教學(xué) 軟件仿真

《光纖通信》是通信與電子信息類專業(yè)最重要的專業(yè)主干課程之一[1]，主要講述了光纖通信的基本概念、傳輸理論、系統(tǒng)組成、新技術(shù)等內(nèi)容[2]。該門課程具有理論性強、知識面廣、抽象概念多的特點[3]。為了提高教學(xué)質(zhì)量，很多高校開設(shè)出相應(yīng)的實驗課程，使得學(xué)生能夠進一步消化課堂上所學(xué)的理論知識。

經(jīng)過多年對光纖通信課程的講授，我們對實踐教學(xué)進行了一定的探索與研究，通過設(shè)計不同層次的實踐教學(xué)內(nèi)容，加深學(xué)生對光纖通信相關(guān)知識的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力和創(chuàng)新能力，并取得了滿意的教學(xué)效果。

一、以驗證性實驗為基礎(chǔ)，加深學(xué)生對基本概念的理解

光纖通信實驗箱是學(xué)生從理論走向?qū)嵺`的重要實驗平臺，為學(xué)生了解光纖通信系統(tǒng)提供了保障。在教學(xué)中，以光纖通信的基礎(chǔ)理論為重心，按照由淺入深、由簡單到綜合的原則精心設(shè)計與優(yōu)化實驗教學(xué)。驗證性實驗主要是以模塊化的實驗箱為平臺，學(xué)生利用相關(guān)測試點完成數(shù)據(jù)記錄與波形觀測并結(jié)合原理進行分析驗證相關(guān)內(nèi)容。我們學(xué)校的實驗箱平臺主要由光無源器件實驗平臺、模擬圖像傳輸系統(tǒng)、計算機數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、光終端機、OTDR功能等幾大部分組成。在實驗系統(tǒng)中，系統(tǒng)的組成、功能電路、信息流程與實際光纖通信系統(tǒng)在技術(shù)上保持一致，并在此基礎(chǔ)上增設(shè)特殊的測試環(huán)境。

學(xué)生通過實驗?zāi)軌蜉^全面地掌握光纖通信的系統(tǒng)組成、基本原理、關(guān)鍵技術(shù)以及主要技術(shù)指標(biāo)的測量方法。這對學(xué)生理解與掌握光纖通信理論和技術(shù)，提高實驗教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

二、引入仿真性實驗，開闊學(xué)生的視野和知識面

經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，由于實驗箱封裝性強、集成化程度高，在方便操作的同時，卻無法讓學(xué)生深入了解光纖通信系統(tǒng)全貌。實驗盡管可以獲得正確的實驗結(jié)果，學(xué)生并沒有真正理解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。且對學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果有限。

隨著科技的進步，新的理論和技術(shù)迅速產(chǎn)生與發(fā)展，需要不斷更新實驗設(shè)備。考慮到實驗建設(shè)資金限制和光通信器件成本較高等因素，對現(xiàn)有實驗設(shè)備無法滿足的實驗，我們可以利用軟件仿真的方式，比較直觀形象地掌握各個參數(shù)對光纖線路或通信系統(tǒng)的性能影響，彌補試驗設(shè)備的局限性，開闊學(xué)生的視野和知識面。

因此，實踐教學(xué)部分我們還可利用仿真軟件構(gòu)建光纖通信系統(tǒng)模型，以提高學(xué)生的實驗效率，有效地節(jié)省實驗教學(xué)成本。

實驗中我們引入了加拿大OptiWave生產(chǎn)的OptiSystem軟件。利用OptiSystem軟件，在硬件資源不足的情況下，使學(xué)生對傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)和現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)的理論、傳輸體制、系統(tǒng)組成，系統(tǒng)設(shè)計等知識有一個全面的了解。包括光網(wǎng)絡(luò)的組成，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌饨尤刖W(wǎng)技術(shù)，光傳送網(wǎng)技術(shù)，光交換網(wǎng)技術(shù)，全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。同時學(xué)生也可系統(tǒng)學(xué)習(xí)光交換，全光網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)光通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)及發(fā)展趨勢等。利用仿真軟件進行系統(tǒng)性能分析，有利于引導(dǎo)學(xué)生對復(fù)雜系統(tǒng)進行探索，提高學(xué)生對系統(tǒng)性能的全面認(rèn)識。

三、總結(jié)

通過不斷的探索與研究，我們逐步建立了一套完整的包含驗證、仿真以及設(shè)計等多種不同層次實驗內(nèi)容的光纖通信課程實踐教學(xué)體系。在實踐教學(xué)中，我們針對學(xué)生接受知識的能力因材施教；堅持理論與實踐相結(jié)合、仿真平臺與硬件平臺相結(jié)合、驗證性實驗與開放性設(shè)計相結(jié)合；培養(yǎng)學(xué)生整體思考問題、分析問題、解決問題的能力。實踐證明，通過這些教學(xué)活動的開展，學(xué)生能夠更好地掌握光纖通信的基本概念，對光纖通信系統(tǒng)的認(rèn)識進一步加深，學(xué)生的視野和知識面得到了拓展；同時學(xué)生的主觀能動性得到了很好的發(fā)揮，動手能力得到了鍛煉，綜合運用知識的能力以及創(chuàng)新意識得到了有效提高，為學(xué)生之后從事相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的工作與學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

參 考 文 獻

[1] 鄧大鵬.光纖通信原理 [M].北京 ： 人民郵電出版社 ，2006：5-6.

[2] 李萍，鄒念育，楊軼.光纖通信實驗教學(xué)改革與實踐 [J].實驗室科學(xué)，2010，（6）：35-36.

[3] 李書旗 ，朱昌平 ，陳小剛.光纖通信實驗教學(xué)的改革與探索 [J].中國電力教育 ，2010，（36）：132-133.