許海峰，劉 鵬

（宿州學(xué)院 機(jī)械與電子工程學(xué)院，安徽 宿州 234000）

光纖通信技術(shù)課程教學(xué)研究

許海峰，劉 鵬

（宿州學(xué)院 機(jī)械與電子工程學(xué)院，安徽 宿州 234000）

《光纖通信技術(shù)》是一門系統(tǒng)介紹光纖通信理論及技術(shù)的課程，在電子信息工程、通信工程專業(yè)的學(xué)習(xí)中占有重要地位.文章結(jié)合理論教學(xué)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，針對教學(xué)中出現(xiàn)的問題，分析問題詳細(xì)的原因并提出解決措施，經(jīng)過近幾年的教學(xué)實(shí)踐，取得了一定的效果.

光纖通信；教學(xué)；實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)

《光纖通信技術(shù)》是電子信息工程特色專業(yè)的專業(yè)必修課程，它涉及多學(xué)科內(nèi)容，電子、通信、材料、物理等學(xué)科，具有基礎(chǔ)理論深廣、涉及內(nèi)容繁多等特點(diǎn)，學(xué)生普遍反映較難，一些概念較抽象，目前光纖通信技術(shù)不但已經(jīng)取代電通信成為有線信道最主要的通信方式，而且發(fā)展迅速，勢必將成為未來通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向[1].

1 光纖通信課程的內(nèi)容

本課程內(nèi)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(shù)特征等三大部分.主要內(nèi)容為：緒論、光纖發(fā)展、光波導(dǎo)理論與光纖特性、光纜及工程應(yīng)用、光發(fā)送與接收、光無源器件、光放大器、光纖通信系統(tǒng)與設(shè)計(jì)等.采用的教學(xué)方法以課堂教學(xué)為主，輔以實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等[2-3].授課對象為我校本科專業(yè)自動(dòng)化、通信工程、電子信息工程等專業(yè)，授課理論學(xué)時(shí)54，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)18，各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配如表1所示.

從近4年的教學(xué)看，大家普遍認(rèn)為該課程理論較難、實(shí)訓(xùn)操作難、而且理論與實(shí)訓(xùn)結(jié)合較少.導(dǎo)致大學(xué)生們對該課程缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，不利于專業(yè)技能人才的培養(yǎng).作者根據(jù)近4年的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生獲取該課程的知識、技能的效果，從課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、手段及見習(xí)實(shí)訓(xùn)等幾個(gè)方面提出教研教改的意見.

表1 《光纖通信技術(shù)》各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配表

2 光纖通信課程理論教學(xué)

針對同學(xué)們反映本課程中難懂的理論知識、課前我補(bǔ)充了一些基礎(chǔ)知識.比如光波導(dǎo)理論、高等數(shù)學(xué)、光電子技術(shù)、電磁學(xué)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(xué)有余力的同學(xué)選讀，比如楊祥林編著的《光纖通信系統(tǒng)》，北京郵電大學(xué)出版社出版的顧畹儀編著《光纖通信系統(tǒng)》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?shù)牟▌?dòng)理論是光纖通信理論中的一個(gè)重要內(nèi)容，通常采用的方法就是波動(dòng)方程和電磁場表達(dá)式求解，其過程繁雜，同學(xué)們很難將推導(dǎo)出的理論結(jié)果和實(shí)際上的物理意義對應(yīng).因此在該部分的教學(xué)中采用先引入并重點(diǎn)講解波導(dǎo)、導(dǎo)波等概念的方法，然后解釋傳輸模式，不同的模式對應(yīng)不同的傳播角，產(chǎn)生不同的離散模式是由于光波在芯區(qū)和包層分界面上發(fā)生反射時(shí)產(chǎn)生相位移動(dòng)引起的，在理解概念的基礎(chǔ)上，再運(yùn)用特征方程理論推導(dǎo)出結(jié)論[4].

充分利用多媒體的優(yōu)勢，多媒體PPT教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合，以便提高教學(xué)質(zhì)量.結(jié)合該學(xué)科的實(shí)際，作者制作了適合實(shí)際情況的PPT課件，課件的教學(xué)效果良好，比如在講解數(shù)字光纖通信系統(tǒng)（圖1）組成的時(shí)候，結(jié)合PPT課件圖，直觀、形象生動(dòng)的看出了系統(tǒng)由光發(fā)射機(jī)、光纖光纜、中繼器與光接收機(jī)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(diào)制器、濾波器、光開關(guān)及路由器、分插復(fù)用器ADM等.

圖1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)組成圖

3 光纖通信實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)

本課程的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)除了安排常規(guī)的8個(gè)實(shí)驗(yàn)，模擬信號電—光、光—電轉(zhuǎn)換傳輸實(shí)驗(yàn)、數(shù)字信號電—光、光—電轉(zhuǎn)換傳輸實(shí)驗(yàn)、光發(fā)送、接收模塊實(shí)驗(yàn)、光纖無源器件特性測試實(shí)驗(yàn)、數(shù)字光發(fā)送接口指標(biāo)測試實(shí)驗(yàn)、光纖傳輸特性測量實(shí)驗(yàn)波分復(fù)用（WDM）光纖通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)等.

另外，筆者引入了OpticSimu仿真實(shí)訓(xùn)軟件，該軟件恰好可以克服以上硬件實(shí)驗(yàn)平臺的不足，可以方便地配置各種光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，形象地得到仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，配置各種光纖通信系統(tǒng)和光網(wǎng)絡(luò)，仿真其傳輸性能，方便、形象地獲得系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)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(fù)用器（OADM）和光交叉連接（OXC）結(jié)構(gòu).運(yùn)用OADM和OXC，構(gòu)建WDM光網(wǎng)絡(luò)，并對其進(jìn)行傳輸性能仿真，為光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃提供參考.

圖2 OpticSimu仿真軟件界面圖

圖3 運(yùn)用該軟件構(gòu)建的WDM光網(wǎng)絡(luò)圖

4 結(jié)束語

作者對現(xiàn)代光纖通信技術(shù)課程教學(xué)改革提出了幾點(diǎn)建議，從課程內(nèi)容、理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)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(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，最終達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)的光纖通信技術(shù)人才的目的.今后也可在通信工程、電信工程專業(yè)中適度增加一些光電子技術(shù)、通信原理等相關(guān)課程，以便適合21世紀(jì)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(tǒng)[M].南京:東南大學(xué)出版社,1996.20-55.

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

〔3〕王愛麗.光纖通信[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)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(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2010,32 (6):12-13.

TP273

A

1673-260X（2014）12-0041-02

安徽省2013年省級教學(xué)研究項(xiàng)目（NO.2013jyxm241）；宿州學(xué)院校級教學(xué)研究項(xiàng)目（NO.szxyjyxm201309）