“光纤通信”课程实验的探索与实践.docx

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1、“光纤通信”课程实验的探索与实践 摘要：为了培育通信工程专业学生的实践实力，光纤通信试验课经过八年的实践，探究了结合课堂理论学问的教学方法和课程试验的设置基本思路。从光纤通信试验课题目的选择、调动学生主动参加试验的详细做法、保证明验效果的详细措施等方面对试验教学进行了探讨。并对今后光纤通信试验更新的趋势加以概括，总结了教学过程中提高学生实践实力的一些阅历和体会。 关键词：光纤通信；课程试验；实践实力 作者简介：董光辉，男，黑龙江哈尔滨人，东北林业高校机电工程学院，讲师；乔世坤，女，黑龙江哈尔滨人，东北林业高校机电工程学院，工程师。 基金项目：本文系东北林业高校教化教学探讨项目的探讨成果。 中图

2、分类号：G642.423     文献标识码：A     文章编号：1017-007908-0103-02 中国光通信设备产业近年来始终保持30%40%的较高增长速度，成为中国发展最快的产业之一。预料国家“十二五”期间整体投资总额会达到2000亿元。由此可见，社会对光通信专业技术人才必定有更大的需求。1光纤通信是通信工程专业的一门专业选修课，课程总学时是48学时，包括4个试验。从2003年至今已经为八届学生500余人开设光纤通信相关试验。光纤通信的试验课程始终很受同学们的宠爱

3、。在试验的设置中，能够依据课程重点和难点内容选择合适的试验题目，在试验进行的过程中注意调动学生主动参加试验的热忱，对试验的效果仔细帮助学生总结，并采纳合理方法对试验过程严格规范，保证学生在试验中都能有所收获，加强了试验在加深学生理解理论学问方面发挥的作用。在试验中，学生可以见到真实的光纤，可以在模拟的环境下进行通话，可以用到光功率计，还可以用到波分复用器。下面结合多年来的授课阅历，谈谈课程试验开设的一点体会。 一、试验要与课程内容紧密结合 课程试验开设的目的是要加深学生对理论学问的理解和相识。试验题目的选择肯定要与课程所讲授的内容相配套。光纤通信的课程教材选用的是西安电子科技高校出版社的21世

4、纪高等学校通信类教材。2该教材的特点是，系统介绍光纤通信的发展历程，从光纤通信的传输介质到光通信的基本器件，再到光纤通信系统、光网络，教材由点到面，全面阐述了光纤通信的必备学问。因此课程试验也要本着从点到面的思想，按部就班地从基本仪器的运用起先，过渡到光纤通信系统、光纤通信新技术的应用。在课程的开设过程中也参考了其他编者的著作。3-6 “工欲善其事，必先利其器。”试验仪器性能的优劣是试验胜利与否的关键，更是试验教学效果好坏的根本缘由。7在对比多家试验装置之后，我们选择了湖北众友科技实业股份有限公司生产的光纤通信原理试验。该试验箱不仅能够实现简洁的光纤通信基本参数测量，而且能够通过配套的光纤传输

5、介质实现传输系统的搭建，还能通过相应的CPLD下载模块实际验证编写程序是否正确。 高质量地完成试验教学除了要求有先进合理的试验硬件平台外，还要求系统性地进行试验教学内容的优化以及试验教学管理的改革，这都是试验教学软件建设中亟待解决的问题。8下面结合课程内容将试验开设的一些思想进行总结。 1.试验一：单模光纤弯曲损耗测试试验 本次试验主要是利用光功率计，测量被测光纤的弯曲损耗特性。在理论课程中，光纤传输介质的两个基本特性是损耗和色散。这样的两个参数都会影响到系统构建过程中无中继传输距离。对于损耗，会受到多方面因素的影响，如光纤制成过程中引入的杂质、光纤中可能有结构缺陷、瑞丽散射等等。损耗对于远距

6、离传输而言是要着重考虑的一个参数。 因此，对于这样一个重要的参数，如何在实践中加深学生对它的相识呢？为此我们设计了单模光纤弯曲损耗测试试验。由于试验室条件下不行能存有随意长度的光纤，而实际施工过程中的光缆在铺设过程中可能由于地下掩埋的实际状况，光缆存在肯定的弯曲。在试验室对定长光纤在肯定弯曲状况下的损耗进行测试较有意义。而损耗和弯曲损耗的计算公式是不同的，通过比较讲解的方式，便于学生区分记忆，使实践和理论学问既有联系又有区分。公式如、所示。 其中：为损耗系数，为弯曲损耗系数，pi为输入光功率，po为输入出光功率，L为光纤的长度。 在试验讲授的过程中，首先带领学生回顾理论课中讲解的公式，然后介绍

7、试验测试的参量弯曲损耗系数的影响因素，并指导学生完成相应的测试工作。这样讲解之后，学生既巩固了理论学问又明确了试验内容，通过对比加深了对理论学问的驾驭。 2.试验二：半导体激光器P-I特性曲线测试 光纤是系统构成的传输媒介，而激光器作为光源是系统构成中放射机的关键组成部分，此试验在加深学生对光放射机原理的理解上很有帮助。 在理论课程的学习中，重点介绍了两种类型的光源，即半导体激光器和发光二极管。二者在发光原理上有很大的区分，反映到P-I特性曲线上差别就更明显，如图1所示。 从图中可以很直观地看出在驱动电流I改变时相应输出光功率P的改变状况。LED的线性更好，而在较大驱动电流的作用下，LD输出的

8、光功率越大，即LD的电光转换效率较高。 在理论课已经驾驭两种光源的特性之后，通过测试LD的P-I特性，体会阈值电流Ith的意义。 3.试验三：电话光纤传输系统试验 试验三是在学生了解并驾驭了基本的光纤传输学问之后，再上一个层次到系统级的试验。试验以数字光纤传输和模拟光纤传输为平台，搭建语音信号的传输通道。 本次试验是综合性试验，要求对通信原理的学问、程控交换的学问有足够的驾驭，因此，学生不仅要有光纤通信的学问储备，还要预习相关的课程学问。在试验的过程中，具体体会PCM编码原理和时隙互换原理。 4.试验四：光波分复用技术试验 光纤通信的广泛应用源于现代通信大容量高速数据传输的客观要求，而作为光纤

9、通信新技术之一的波分复用技术是有别于其他复用技术的光复用技术。对于波分复用，在理论课程中是一个特别重要的内容，在实现复用的过程中要利用光波分复用器。而波分复用器在运用的过程中可以模拟实现单纤双向和双纤单向的不同工作方式。如图2、3所示。 通过试验四，学生不仅可以深化理解波分复用器的互易性，还可以了解光纤通信的工作方式。 从课程试验的设置来看，以课程的进度为主线，涉及课程的重点内容，但又不局限于单独的学问点，在讲授试验的过程中注意相关学问的融合，在比较教学的方法上提高学生对课程学问的相识。 二、试验要充分调动学生的参加热忱 试验对于学生提高理论学问的学习爱好尤为重要，因此，在试验课中要充分调动学

10、生的主动性。 在试验中，首先介绍学生相识光纤作为传输媒介，光纤特别的细小，试验室中的光纤纤芯必需细致视察才能看到。试验用的光功率计更是同学们之前没有用过的测试仪器。利用学生对于新事物的新奇心，调动他们主动性，具体介绍仪器的运用方法和留意事项。 试验课中学生通过实际动手，虽然很仔细，但也难免由于试验仪器的差异在测试数据以及结论上有所偏差。建议学生本着科学的看法，仔细分析总牢固验存在误差的缘由，在试验课结束后的下一次理论课中利用课前时间总结不同班级、不同组在试验中出现的问题，帮助学生分析试验误差出现的一些缘由。这样做不仅解决了学生对试验的困惑，对于组织课堂教学也很有帮助。 三、试验中注意学生实践实

11、力的培育 试验过程要注意学生独立思索、解决问题实力的培育。试验和理论课程有所不同，从之前的阐述中可以看出，试验的设置留意同课程紧密结合，但又不同于课堂学问。因此，当学生遇到困难时，不要立刻就告知他们答案，而是实行主动引导启发的方式，让学生通过思索找到问题的解决方法。 留意培育学生试验的目的性。比如在试验四中，在波分复用器不同的工作方式下，如何便利快捷地测试出两种状况下的试验数据，有的学生比较盲目。在做完图2的试验后把全部的线都拆掉了，然后再一步一步连接图3的试验方式。而事实上，只需把连接波分复用器的一对输入和输出调换一下位置就可以进行试验数据的测试。鉴于此状况，笔者先在讲授试验的过程中启发学生

12、，让他们不要盲目，要先思索试验的目的，然后再动手。 在试验数据的处理上培育学生仔细严谨的看法。在做试验的过程中，对试验数据的处理是一种很常见的事情，不过往往在小的事情上，学生们总会犯错误。在试验一和试验二中都要对测试的数据进行处理，尤其是在试验二中，在绘制P-I特性曲线的时候，好多同学将每一个坐标点简洁地连接起来，构成P-I特性曲线。而从科学处理数据角度，应当让坐标点匀称地分布在曲线两侧，然后计算出P-I特性曲线的斜率效率。在试验报告中，发觉此类问题时要要求同学仔细修改。 四、保证明验效果的详细举措 课程试验是实践实力培育的基础环节，也是最重要的一个环节，学生只有在小的课程试验中不断积累和提高

13、自己，才能在今后大的设计项目中发挥动手实力，顺当完成设计任务。 因此，我们制定了试验成果的评价标准，保证明验的良好效果。 验证性试验要求学生在试验室独立完成，多人一组的每个人都要参加试验过程。 试验完成后，指导老师立刻对结果进行检查，并提出问题，验证测试数据及结果的真实性。 在试验报告的评价上，注意学生对试验结论的分析和总结，对试验数据有偏差，但能很合理地分析出缘由的赐予确定。对试验数据与结论不符合的赐予指责，并要求其改正。 五、试验内容更新的趋势 通信技术日新月异，随着光纤通信的发展，光同步网网络在宽带网络的建设中发挥着重要的作用。而我们的试验基本上还是在试验箱上完成的，学生缺乏大型设备的相

14、识和实践机会。在参观实习中也无法亲自动手操作。 2022年，参与深圳讯方光网络技术培训之后，对于光纤通信的试验笔者又有了新的相识。确定在引进新的华为光纤传输平台之后，对试验内容进行更新，增加试验中的设计成分。让学生在了解现代通信设备及网络运行原理的同时，对真实的光通信设备进行实际的操作，达到“试验、实训、实际、实践”的4“S”的教学目标。9 SDH网络最大的一个特点是网络的自愈实力，可以依据设计的不同，实现通道层或者复用段层的自愈环。而要实现环型组网10，至少要三台SDH网络设备。在组网的过程中可以通过在计算机上进行模拟的配置，调试通过之后再将配置吩咐下载到详细的SDH设备中。这样的一个过程，

15、学生不仅要了解SDH网络设备配置的语言，还要了解SDH网络硬件的详细连接方法。通过这样的试验，学生可以将软硬件设计结合起来，为学生今后从事相关工作奠定好的基础。 因此，在试验条件允许的状况下，我们试验室会主动地对新的试验方案进行尝试，从而更好地培育学生的实践动手实力。 六、结束语 通过七年光纤通信课程试验的开设，能够严格根据课程教学大纲的要求，使试验真正促进理论学问的理解。在课堂中能主动引导学生参加试验，并通过肯定考核机制保证明验效果。在实践教学中不断总结阅历，提出今后课程试验的发展趋势。 在实践实力培育上，通过每一个小试验培育学生严谨的科学看法和良好的动手实力，为课程设计、高校生创新项目的顺

16、当实施奠定基础。 参考文献： 1钱胜,王天枢,周雪芳.“光纤通信”课程实践教学环节探究J.中国电力教化,2022,(14):118-119. 2刘增基.光纤通信(其次版)M.西安:西安电子科技高校出版社,2022. 3顾婉仪,李国瑞.光纤通信M.北京:人民邮电出版社,2022. 4方志豪,朱秋萍.光纤通信M.武汉:武汉高校出版社,2004. 5马军山.光纤通信原理与技术M.北京:人民邮电出版社,2004. 6延凤平,裴丽,宁提纲,等.光纤通信系统M.北京:科学出版社,2022. 7康小平,仲元昌.现代通信试验室建设与试验教学改革J.试验室探讨与探究,2004,23(12):75-76. 8李书

17、旗,朱昌平,陈小刚.光纤通信试验教学的改革与探究J.中国电力教化,2022,(36):132-133. 9孙捷,杨佳,任德昊.光纤通信试验教学的改革实践J.试验技术与管理,2022,26(7):122-124. 10张淑娥,李永倩,杨再旺.“光纤通信原理”精品课程试验建设探究J.试验技术与管理,2022,27(5):165-166,169. 第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页