光通信研究論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展趨勢光纖鏈路現(xiàn)場測試

1光纖通信技術(shù)

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健？梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成，內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還細(xì)；外面層稱為包層，包層的作用就是保護(hù)光纖。實際上光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象；光纖很細(xì)，占用的體積小，這就解決了實施的空間問題。

2光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

2.1頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢。因此需要技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘浚�密集波分�?fù)用技術(shù)就能解決這個問題。

2.2損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質(zhì)，理論上傳輸?shù)膿p耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本，帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3抗電磁干擾能力強(qiáng)。石英有很強(qiáng)的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強(qiáng)，它不受外部環(huán)境的影響，也不受人為架設(shè)的電纜等干擾。這一點(diǎn)對于在強(qiáng)電領(lǐng)域的通訊應(yīng)用特別有用，而且在軍事上也大有用處。

2.4無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象，保密性強(qiáng)。除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優(yōu)點(diǎn)，光纖的應(yīng)用范圍越來越廣。

3不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)

3.1SDH系統(tǒng)光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號一般是TDM的連續(xù)碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進(jìn)步，特別是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳輸數(shù)據(jù)也越來越大。分組信號與連續(xù)碼流的特點(diǎn)完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號，是光通信技術(shù)需要解決的難題。而且兩種傳送設(shè)備也是有很大區(qū)別的。

3.2不斷增加的信道容量光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH，從155Mb/s發(fā)展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實現(xiàn)商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統(tǒng)已經(jīng)試驗成功，目前還在為其制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，科學(xué)家還在研究系統(tǒng)容量更大的通訊技術(shù)。

3.3光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠(yuǎn)越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，為增大無再生中繼距離創(chuàng)造了條件。

3.4向城域網(wǎng)發(fā)展光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展，光傳輸逐漸靠近業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。而人們通常認(rèn)為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應(yīng)城域網(wǎng)。作為業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務(wù)。

3.5互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢近年來，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速，IP業(yè)務(wù)也隨之火爆。研究表明，隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展，通信業(yè)將面臨“洗牌”，并孕育著新技術(shù)的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進(jìn)一步開發(fā)和發(fā)展，現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)展，它能靈活的讓營運(yùn)者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關(guān)應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生，為人們的使用帶來更多的方便。綜上所述，以高速光傳輸技術(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節(jié)點(diǎn)光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的光波技術(shù)是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c(diǎn)，而在以后，科學(xué)家還會繼續(xù)對這一領(lǐng)域的研究和開發(fā)。從未來的應(yīng)用來看，光網(wǎng)絡(luò)將向著服務(wù)多元化和資源配置的方向發(fā)展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進(jìn)。

4光纖鏈路的現(xiàn)場測試

4.1現(xiàn)場測試的目的對光纖安裝現(xiàn)場測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，并且減少故障因素。

4.2現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)目前光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。①光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)。對于不同的光纖系統(tǒng)，它的標(biāo)準(zhǔn)也不同。目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場檢測應(yīng)用的就是這個標(biāo)準(zhǔn)。②光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)。這種測試的標(biāo)準(zhǔn)是固定的，不會因為光纖系統(tǒng)的不同而改變。

4.3光纖鏈路現(xiàn)場測試光纖通信應(yīng)用的是光傳輸，它不會受到磁場等外界因素的干擾，所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測試參數(shù)都是基本一致的。在光纖鏈路現(xiàn)場測試中，主要是對光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測試。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對光纖通信系統(tǒng)對光纖的傳輸質(zhì)量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時不需測試，而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時進(jìn)行測試。

4.4現(xiàn)場測試工具①光源：目前的光源主要有LED（發(fā)光二極管）光源和激光光源兩種。②光功率計：光功率計是測量光纖上傳送的信號強(qiáng)度的設(shè)備，用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統(tǒng)中，測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學(xué)中的萬用表，只不過萬用表測量的是電子，而光功率計測量的是光。通過測量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對功率，一臺光功率計就能夠評價光端設(shè)備的性能。用光功率計與穩(wěn)定光源組合使用，組成光損失測試器，則能夠測量連接損耗、檢驗連續(xù)性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。③光時域反射計：OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計（TDR），只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射，而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現(xiàn)象，是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的。

雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大，但仍有大量應(yīng)用能力閑置，伴隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對信息的需求也會隨之增加，并會超過現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)承載能力，因此我們必須進(jìn)一步努力研究更加先進(jìn)的光傳輸手段。因此，在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的推動下，光通信一定會有更加長久的發(fā)展。

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光通信研究論文范文第2篇

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光通信研究論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：光電子學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)改革；實踐環(huán)節(jié)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2023）11-0138-02

一、介紹

光電子技術(shù)是由光信息技術(shù)和電子技術(shù)的相互結(jié)合而形成的新的光電子技術(shù)，涉及光信息處理、光纖通信、激光技術(shù)等領(lǐng)域，是未來社會發(fā)展和進(jìn)步的核心技術(shù)。光電子技術(shù)不僅研究內(nèi)容非常廣泛，而且也是未來信息技術(shù)中的重要推動力量，它包含光信號的產(chǎn)生、光信息的傳遞、光電信號的轉(zhuǎn)換和處理和光電功能材料相關(guān)的內(nèi)容，如：光電功能材料的發(fā)光機(jī)理、制備方法和工藝應(yīng)用范圍、光電器件的加工與制作和光電系統(tǒng)的集成等一系列從基礎(chǔ)理論到實際工程應(yīng)用等各個領(lǐng)域的研究。涉及光子學(xué)、光信息科學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等前沿學(xué)科理論，它是由多個學(xué)科之間的交叉而形成的一門高新技術(shù)學(xué)科。

光電子技術(shù)在經(jīng)歷上述學(xué)科之間的交叉滲透后，其技術(shù)水平和工程應(yīng)用技術(shù)取得了很多突破，在社會發(fā)展中以及社會信息化中起著越來越重要的作用，光電子技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品也越來越多地影響我們的生活。目前，國內(nèi)外正掀起一股光電子技術(shù)和光電子產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展的熱潮。一些國家把大量資金投入光電子學(xué)和光電子技術(shù)的研究和開發(fā)中，許多以光電子技術(shù)為研究方向的研究中心、實驗室和公司越來越多的建立起來。光電子技術(shù)的發(fā)展決定了未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，將給工業(yè)和社會帶來比電子技術(shù)更大的技術(shù)沖擊。光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)持續(xù)發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。

因此，光電子學(xué)基礎(chǔ)是光電子專業(yè)學(xué)生必備的基礎(chǔ)知識，也是未來光電子產(chǎn)業(yè)需求的人才中需要掌握的重要基礎(chǔ)知識。

二、課程特點(diǎn)及專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

光電子學(xué)基礎(chǔ)是整個專業(yè)中的基礎(chǔ)專業(yè)課程，在學(xué)生專業(yè)思想和未來培養(yǎng)目標(biāo)及要求的實現(xiàn)上發(fā)揮重要的作用，也是未來該專業(yè)研究生必需的基礎(chǔ)課程儲備。該課程注重理論聯(lián)系實際，注重對學(xué)習(xí)者能力的培養(yǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、解決問題能力，為將來從事光電技術(shù)領(lǐng)域的科研、開發(fā)和應(yīng)用工作奠定基礎(chǔ)。

我們的培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)在光電子技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域具有深厚的理論基礎(chǔ)、扎實的專業(yè)知識和熟練的實驗技能，德、智、體全面發(fā)展的高級光電子技術(shù)科學(xué)人才，使學(xué)生具有在光學(xué)、光電子學(xué)、光通信技術(shù)、激光科學(xué)、光波導(dǎo)與光電集成技術(shù)、光信息處理技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域開展創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論研究以及從事設(shè)計、開發(fā)應(yīng)用和管理等工作應(yīng)具備的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。因此，基于我們的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和光電子學(xué)基礎(chǔ)課程的自身特點(diǎn)，我們在教學(xué)過程中進(jìn)行了改革探索。

三、教學(xué)改革探索

1.教學(xué)內(nèi)容改革。①授課體系和講授重點(diǎn)。該課程根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)需要，從光電子器件和光電子技術(shù)在未來工程應(yīng)用的需要的角度出發(fā)，研究原理及系統(tǒng)構(gòu)成在光電檢測技術(shù)、光纖通訊領(lǐng)域中的常用光電器件的技術(shù)。重點(diǎn)講述光學(xué)基礎(chǔ)、光纖通訊的構(gòu)成、半導(dǎo)體物理、光纖器件、光電子現(xiàn)象和光電轉(zhuǎn)換器件，重點(diǎn)講解光電子器件的結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理、工作特性和在工程技術(shù)上的具體應(yīng)用。為了更好地將所學(xué)應(yīng)用到未來的技術(shù)發(fā)展上，對各類光電器件的系統(tǒng)集成、信號的調(diào)制、解調(diào)技術(shù)也作了詳細(xì)的講解，同時給出在工程中的實際例子。②課堂教學(xué)內(nèi)容緊跟科學(xué)發(fā)展的步伐。光電子課程的教材對于快速發(fā)展的光電子技術(shù)來說，既是基本的原理內(nèi)容，但又是滯后的技術(shù)，若授課時只是按照教材內(nèi)容講解，往往會帶來知識不新、內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展脫節(jié)的后果，易使學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)積極性和興趣下降。因此，在教學(xué)過程中補(bǔ)充和及時更新教學(xué)內(nèi)容，增加一部分現(xiàn)代光電子技術(shù)的發(fā)展前沿、新出現(xiàn)的技術(shù)及需求，從而能給學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)探索和求真的空間。③加強(qiáng)該課程與應(yīng)用技術(shù)之間的聯(lián)系。專業(yè)基礎(chǔ)課程的基本功能是讓學(xué)生了解和掌握所學(xué)專業(yè)的發(fā)展方向，培養(yǎng)的學(xué)生能在以后的學(xué)習(xí)中、工作中涉及光電子技術(shù)方面上進(jìn)行繼續(xù)學(xué)習(xí)和鉆研。因此在給同學(xué)們講解課程中的內(nèi)容時，要與現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合。針對在光電檢測技術(shù)、激光應(yīng)用技術(shù)、光纖通訊技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解，結(jié)合當(dāng)前社會已有的需求的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行講解，使該專業(yè)的學(xué)生明確所學(xué)課程內(nèi)容在技術(shù)應(yīng)用、研究發(fā)展及市場前景，對未來的從事的專業(yè)充滿信心。④為了更加與國際接軌，嘗試了雙語教學(xué)。在平時提供給學(xué)生光電子相關(guān)的外文讀物和論文，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)詞匯，在課堂中進(jìn)行講解，開闊同學(xué)們的視野，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初步科研潛力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)生的積極性，引導(dǎo)他們進(jìn)行文獻(xiàn)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步了解國外光電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)興趣。⑤教學(xué)內(nèi)容與市場技術(shù)應(yīng)用及需求的結(jié)合。結(jié)合本校本地區(qū)特點(diǎn)，系統(tǒng)規(guī)劃、組織，實施產(chǎn)、學(xué)、研一體化模式。針對光電子技術(shù)和光電子產(chǎn)業(yè)市場密切聯(lián)系的特點(diǎn)，在課程內(nèi)容上跟上市場技術(shù)需求，結(jié)合本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實際情況，培養(yǎng)既有專業(yè)知識和跨學(xué)科知識，又有極強(qiáng)的實際操作能力、適應(yīng)性強(qiáng)的學(xué)生，全面提升學(xué)生的理論素養(yǎng)和實踐能力，增強(qiáng)學(xué)生在未來光電子產(chǎn)業(yè)上的競爭力。

2.教學(xué)方法探索。①充分利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，利用多媒體課件在表達(dá)上形象直觀、方便，在效率上和容量上很大的特點(diǎn)和優(yōu)勢。既能使課程中的各種圖片資料得到清晰展示，還能節(jié)約課程上的時間，從而能在課堂教學(xué)中講解更多的課程內(nèi)容，較大地提升了授課中課堂的信息量。因此我們認(rèn)真積極地制作教學(xué)課件，充分利用網(wǎng)絡(luò)上豐富的信息資源，并與兄弟院校的老師展開課程教學(xué)交流，共享多媒體課件。極大地激發(fā)學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)興趣。②采用課堂教學(xué)和專題講座結(jié)合的教學(xué)方法。在進(jìn)行課堂理論教學(xué)的同時，利用其他時間安排、組織團(tuán)隊教師舉辦《光電子技術(shù)專題講座》，開展光電子技術(shù)專題研究，如液晶顯示、光電轉(zhuǎn)換及系統(tǒng)集成、光纖傳感及應(yīng)用和近場光學(xué)中的探測技術(shù)等，既能強(qiáng)化學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)理論，又能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識。吸引學(xué)生參與到大學(xué)生訓(xùn)練計劃和參與到老師研究的課題中，提前打下科學(xué)研究基礎(chǔ)。③在方法改革中，在富有開放性的問題情境中進(jìn)行實驗探究。對參與到老師研究的課題或參加大學(xué)生訓(xùn)練計劃的老師，幫助學(xué)生制定合理的研究計劃，選擇合適的研究方案和方法，積極發(fā)動研究光電子技術(shù)的老師，為這些同學(xué)們提供必要的實驗條件，由學(xué)生自己動手去實驗，考證研究方法和方案，來尋求實驗結(jié)果中的答案。這時，教師起到的是一個組織者的角色，指導(dǎo)、規(guī)范學(xué)生的探索過程。這樣的過程，不僅僅是要讓學(xué)生學(xué)量的知識，更重要的是要學(xué)習(xí)科學(xué)研究的過程或方法。

3.教學(xué)實踐環(huán)節(jié)探索。在光電子學(xué)基礎(chǔ)課程中，本來并沒有設(shè)置時間環(huán)節(jié)，而且多數(shù)放置在大三或大四學(xué)習(xí)，實驗環(huán)節(jié)很少開始。我們?yōu)榱四軌蚋�好地提升學(xué)生實踐技能和掌握技術(shù)設(shè)備的結(jié)合，先在原有課程體系中安排三分之一的時間來安排實踐環(huán)節(jié)，開設(shè)具體的、有針對性的實驗內(nèi)容，讓同學(xué)們能更有效地了解、認(rèn)識和掌握知識和技能。在普通物理實驗、電子實驗和光學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，開設(shè)如固體光電子耦合器件、熱電耦器件、發(fā)光器件及光子器件。對光通訊系統(tǒng)的傳輸和光電子器件的作用有了直觀的認(rèn)識和理解。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合地方實際，聯(lián)系相關(guān)光電子產(chǎn)業(yè)中的企業(yè)，組織學(xué)生進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，從而讓學(xué)生自己體會從書本上理論到實驗實際，再從實驗實際再到光電子技術(shù)，從光電子技術(shù)再到光電子商品的過程，能一下子把整個知識到技術(shù)到效益的過程展現(xiàn)在同學(xué)們的內(nèi)心中，從而更能培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生興趣，也能將培養(yǎng)目標(biāo)中的產(chǎn)業(yè)式人才完成，彌補(bǔ)普通高等教育中最缺失的人才與市場的不對接的不足。

4.教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)探索。在光電子學(xué)基礎(chǔ)課程改革中，把教學(xué)目標(biāo)從以知識教育為主轉(zhuǎn)變?yōu)閷崿F(xiàn)人才培養(yǎng)和科學(xué)人才需求的融合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新、探索精神的新時代新型人才。長時間以來，我們在教學(xué)過程和專業(yè)培養(yǎng)中，存在著理論與實際技術(shù)需求的相脫離的現(xiàn)象，造成理工科學(xué)生對于市場技術(shù)需求常識缺乏。我們把教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)實踐環(huán)節(jié)都做了有意義的初步探索。進(jìn)一步增強(qiáng)了理論學(xué)習(xí)到實踐環(huán)節(jié)、實踐環(huán)節(jié)到市場技術(shù)發(fā)展的學(xué)習(xí)過程，極大地激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為將來從事該專業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)和牢固的信心。在近三年中，我們培養(yǎng)的本科畢業(yè)生就業(yè)率95%以上，該專業(yè)畢業(yè)生考研成功率30%以上，使光信息科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍，形成了爭趕超的局面。同時，針對光信息科學(xué)和工程專業(yè)的學(xué)生，我們注意在進(jìn)行科學(xué)知識教育的同時注重培養(yǎng)市場技術(shù)需求方面的培養(yǎng)，增加了企業(yè)參觀及動手實踐等環(huán)節(jié)，同時講授在科學(xué)研究中人文素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性，從而使之潛移默化地對學(xué)生進(jìn)行自然的而不是勉強(qiáng)的人文教育。

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光通信研究論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：光纖通信；課程教學(xué)；教學(xué)改革

作者簡介：翟鳳瀟（1979-），男，河南永城人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院物理電子工程學(xué)院，講師；郝蘊(yùn)琦（1985-），女，河南扶溝人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院物理與電子工程學(xué)院，講師。（河南 鄭州 450002）

基金項目：本文系鄭州輕工業(yè)學(xué)院第十批教改項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2023）05-0144-02

自從英（美）籍華人科學(xué)家高錕提出光纖用于通信領(lǐng)域之后，光纖通信技術(shù)以其獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢得到了前所未有的快速發(fā)展。[1]我國光通信設(shè)備產(chǎn)業(yè)近年來—直保持較高增長速度，成為中國發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一�，F(xiàn)在部級的電信網(wǎng)骨干主要采用光纖通信系統(tǒng)，而光纖通信技術(shù)已深入到社會生活的各個層面，成為現(xiàn)代社會重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。特別是2023年8月17日，國務(wù)院印發(fā)了“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案的通知，必將對我國光纖通信技術(shù)發(fā)展起到了巨大的推動作用，也會對光纖通信人才培養(yǎng)產(chǎn)生影響。由于光纖通信技術(shù)在社會生活中占據(jù)的重要地位，因此“光纖通信”課程近年來一直作為國內(nèi)外高校通信、電子學(xué)科的重點(diǎn)專業(yè)課程及相關(guān)專業(yè)的選修課程。這門課程系統(tǒng)主要介紹了光纖通信理論和技術(shù)。課程要求是通過這門課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生掌握光纖通信技術(shù)的基本原理、光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成以及系統(tǒng)設(shè)計方法，了解光纖通信技術(shù)的實際應(yīng)用和最新發(fā)展方向，為學(xué)生畢業(yè)后能夠從事光纖數(shù)字通信設(shè)備的操作、維護(hù)、設(shè)計、施工或繼續(xù)深造打下良好的基礎(chǔ)�！肮饫w通信”作為一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，在實際課程教學(xué)中存在諸多問題。關(guān)于“光纖通信”課程理論與實踐教學(xué)改革成為各高校研究的問題。[2-5]本文將從教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題出發(fā)，對該課程的教學(xué)改革進(jìn)行探討。

一、“光纖通信”課程存在的問題

作為電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)一門主要專業(yè)課，其特點(diǎn)是光纖通信科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，新理論和新技術(shù)不斷產(chǎn)生和發(fā)展。這需要及時更新教學(xué)實驗內(nèi)容、改革教學(xué)方法。由于種種原因，“光纖通信”這門課程在實際教學(xué)過程中存在諸多問題，主要表現(xiàn)在以下方面：

第一，從授課方面來看在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，一般都是按照教材的自然順序按部就班地進(jìn)行講解，由于本課程公式多、表格多、圖形多，并且在課堂授課中，教師需在黑板上做大量的數(shù)學(xué)分析推導(dǎo)，課堂教學(xué)中過多的公式推導(dǎo)、證明導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，教學(xué)效果不佳。另外，課程成績考核方式比較單一。目前“光纖通信”原理課程的考核多采取傳統(tǒng)閉卷考試方式，考試內(nèi)容以理論知識為主，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)方法呆板，習(xí)慣死記硬背，表現(xiàn)出綜合應(yīng)用知識能力比較欠缺，不能充分反映出學(xué)生對課程知識進(jìn)行融會貫通、創(chuàng)新思維解決實際問題的能力。以上原因都極大打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

第二，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)欠缺。在工科院校“光纖通信”教學(xué)實踐的過程中，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)向來是一個短板。隨著光纖通信的新理論和新技術(shù)不斷產(chǎn)生和發(fā)展，實驗硬件更新升級落后、實驗設(shè)備陳舊、實驗項目單一、實驗內(nèi)容老化等原因，教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)落后于光纖通信技術(shù)的發(fā)展。另外，采用封裝性強(qiáng)、集成化程度實驗箱型的實驗方式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。實踐教學(xué)很難達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生動手能力的目的，導(dǎo)致學(xué)生普遍對實驗教學(xué)認(rèn)識不足，嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)質(zhì)量和效果。

第三，由于光纖通信技術(shù)涉及的物理基礎(chǔ)知識較多如場論、光學(xué)原理、通信技術(shù)、激光技術(shù)等。故在學(xué)習(xí)本課程之前，學(xué)生應(yīng)先修這些課程。但是由于這些課程本身都有比較深的難度，所以不少學(xué)生很難全面掌握。例如研究光纖中的模式分布通常是在圓柱坐標(biāo)系下用分離變量法解給定邊界條件下的亥姆霍茲方程來完成，要求學(xué)生有較好的數(shù)學(xué)功底和電磁波方面的知識，如果基礎(chǔ)知識不夠扎實這部分的學(xué)習(xí)就會出現(xiàn)困難。學(xué)生對知識的掌握僅僅限于簡單地背結(jié)論、公式，做計算題。學(xué)生不了解理論的工程應(yīng)用意義，不具體分析問題，導(dǎo)致學(xué)生對課程認(rèn)識不足，出現(xiàn)不知道學(xué)了有什么用的現(xiàn)象，這些問題會使得學(xué)生逐步失去對這門課程的興趣。

二、“光纖通信”課程的教學(xué)改革思路

鑒于教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，對“光纖通信”課程的教學(xué)內(nèi)容和體系改革非常重要。下面將從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實驗領(lǐng)域進(jìn)行改革探索，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為學(xué)生圓滿完成學(xué)業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。

1.創(chuàng)新教學(xué)方法

在授課的過程中應(yīng)摒棄傳統(tǒng)教學(xué)方法缺點(diǎn)，充分利用計算機(jī)多媒體技術(shù)在現(xiàn)代教育中的優(yōu)勢。從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)選擇教學(xué)內(nèi)容，把握理論上的度，對課程進(jìn)行準(zhǔn)確定位，突出技術(shù)實質(zhì)。根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容精心制作教學(xué)課件，在講課程前言和緒論部分宜采用聲情并茂的圖文、視頻展示，突出基本理論基本分析方法和知識的應(yīng)用，讓學(xué)生在首次接觸該課程時，接觸到一個開闊的視野，有生動的發(fā)展歷史和鮮活的應(yīng)用基礎(chǔ)，而不是讓其產(chǎn)生理論堆積的錯覺。在講授光源時，采用flas來演示受激輻射機(jī)理。在講授光纖無源（有源）器件時，可以現(xiàn)場演示一些器件。根據(jù)課程內(nèi)容，把課程涉及的知識分成若干主題，如“低損耗光纖研究現(xiàn)狀及進(jìn)展”、“摻Er光纖放大器”、“光無源器件及市場調(diào)查”、“基于光纖傳感器的研究進(jìn)展”、“光纖通信的發(fā)展趨勢”等。把班級學(xué)生分成若干小組，每組負(fù)責(zé)一個主題，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料。當(dāng)講授先關(guān)內(nèi)容時，小組負(fù)責(zé)人把寫出的調(diào)查研究報告，以ppt的形式進(jìn)行報告。這不僅可以拓寬學(xué)生的視野，提高學(xué)生獲取資料的能力，也極大的調(diào)動了學(xué)習(xí)的積極性。讓學(xué)生參與到教學(xué)中來，充分發(fā)揮以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的作用。這些教學(xué)方法學(xué)生參與度高，為學(xué)生以后的畢業(yè)設(shè)計以及研究生學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。這些教學(xué)手段改變了以往課堂教學(xué)氣氛沉悶的現(xiàn)象，刺激了學(xué)生求知、探索的興趣和激情。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容上既要重視課程的理論性，也要強(qiáng)調(diào)課程的工程實用性。光纖課程的理論較多，在理論課講授時，面面俱到，都講深入也是不切實際的。這就要求對課程教學(xué)過程中抓住重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，做到詳略得當(dāng)、主次分明。對于學(xué)生反映掌握比較困難的理論，可以適當(dāng)?shù)卦谡n前進(jìn)行一些知識的補(bǔ)充。比如在理論推導(dǎo)中用到的一些高等數(shù)學(xué)知識、電磁場理論中的麥克斯韋方程、導(dǎo)波光學(xué)等。這些可以讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)，在課堂上教師進(jìn)行回顧復(fù)習(xí)來達(dá)到鞏固知識的目的，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)新的課程內(nèi)容就顯得容易接受了。在教學(xué)中，既注重理論分析的嚴(yán)謹(jǐn)性，又在一些理論分析難度較大的內(nèi)容上，結(jié)合物理意義以簡化分析，以突出“光纖通信”課程理論性和系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。適當(dāng)增加新技術(shù)、新理論的課時，使學(xué)生更多了解最新技術(shù)發(fā)展動態(tài)。比如在分析光纖中傳輸模式時候，可以不必要去細(xì)致分析每一步的公式推導(dǎo)，只需把結(jié)論及其物理含義進(jìn)行解釋。由于公式中用到了貝塞爾函數(shù)，函數(shù)的解比較復(fù)雜，對于方程的解可以利用計算機(jī)完成，尤其是相關(guān)計算機(jī)軟件比如matlab具有可視化功能，[6]由學(xué)生自己動手編程解方程和繪圖，既可以降低教師在教學(xué)中的勞動量還可以加深學(xué)生對知識的掌握和理解。

3.加強(qiáng)實驗教學(xué)項目及硬件建設(shè)

“光纖通信”原理課程是一門理論性及實踐性很強(qiáng)的課程，因此必須加強(qiáng)和改進(jìn)“光纖通信”課程的實踐環(huán)境教學(xué)內(nèi)容，突出本課程重實踐、強(qiáng)能力的培養(yǎng)特色。實驗建設(shè)和實驗教學(xué)的重視和完善，有利于培養(yǎng)和提高通信工程類大學(xué)本科生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和科研能力。

光纖通信技術(shù)發(fā)展十分迅速，這使得教學(xué)內(nèi)容更新周期越來越短，結(jié)合工程實際越來越密切。光纖通信的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)隨著學(xué)科的發(fā)展顯得越來越重要。由于實驗硬件建設(shè)需要投入的資金較多，許多院校在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)嚴(yán)重落后于光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展。因此在實驗硬件建設(shè)方面，亟待改善實驗教學(xué)條件，加大經(jīng)費(fèi)投入。逐步開設(shè)多層次實驗教學(xué)項目如基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗等�；�礎(chǔ)性實驗以驗證內(nèi)容為主，例如采用大恒光電GCS-FIB光纖技術(shù)基礎(chǔ)綜合實驗平臺進(jìn)行“數(shù)值孔徑測量”、“光纖準(zhǔn)直”等實驗。綜合性實驗對學(xué)生綜合知識提出更高要求，例如“自組光纖馬赫-曾德干涉儀”要求學(xué)生對馬赫-曾德干涉儀有深入的理解，同時要有較強(qiáng)的動手能力。創(chuàng)新性實驗主要結(jié)合教師的科研項目以及大學(xué)生創(chuàng)新項目，有興趣的學(xué)生可以進(jìn)行此類研究性實驗�？紤]到實驗建設(shè)資金限制，對于一些實驗可以用軟件模擬的方式進(jìn)行驗證，例如“光纖中模式的傳輸”、“光的偏振狀態(tài)”可以采用matlab可視化模擬的方法驗證，這些實驗可以由學(xué)生參與程序的編寫，提高學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解。學(xué)生參加實驗建設(shè)活動，可以在其課程成績中給予體現(xiàn)，以提高學(xué)生參加的熱情和積極性。

4.建立全面的評價體系

重理論，輕實踐，重結(jié)果，輕過程是傳統(tǒng)評價方式的特點(diǎn)。因此建立能夠反映學(xué)習(xí)本課程情況的全面評價體系十分必要。建議提高學(xué)生學(xué)習(xí)過程的成績比重，提高學(xué)生實驗部分的成績比重。在理論課成績部分可以采用期末考試、主題報告、課堂討論幾項成績的綜合方法，這充分體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果。實驗成績采用包括基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗以及模擬實驗建設(shè)部分組成。對于設(shè)計性實驗要有更高的要求，實驗結(jié)果按照科技論文的形式撰寫，為學(xué)生后期的畢業(yè)論文和研究生學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)�？偠�言之，建立全面的考核評價體系有助于全面考查學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)情況，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

三、結(jié)束語

“光纖通信”是一門多學(xué)科交叉的理論性和實踐性都很強(qiáng)的課程，在教學(xué)過程中，做到理論教學(xué)和實踐教學(xué)并重。通過這門課的學(xué)習(xí)使學(xué)生成為知識面寬，實踐能力強(qiáng)和具有創(chuàng)新能力的技術(shù)人才，這需要在“光纖通信”課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行改革和探索。

參考文獻(xiàn)：

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光通信研究論文范文第5篇

雖然“光纖通信”課程是一門理論與實踐相結(jié)合的課程［4］，但是基礎(chǔ)理論的掌握對以后實踐起著極其重要的作用�？梢哉f基礎(chǔ)理論的廣度和深度直接影響以后從事實用型工作還是創(chuàng)造型研究�！肮饫w通信”總學(xué)時為92學(xué)時，其中基礎(chǔ)理論占56學(xué)時，實驗教學(xué)為36學(xué)時，最后設(shè)置了兩周課程設(shè)計內(nèi)容。理論教學(xué)內(nèi)容主要包括光纖傳輸理論、通信用光器件、光端機(jī)、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)、模擬光纖通信系統(tǒng)、光纖通信新技術(shù)和光纖通信網(wǎng)絡(luò)等。實驗教學(xué)主要包括以光纖端面處理與熔接實驗、單模光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計光纖光纜的識別與使用、光纖損耗系數(shù)和事件點(diǎn)參數(shù)測量、光發(fā)送機(jī)的參數(shù)測試、光纖電話傳輸實驗、光纖視頻傳輸實驗、波分復(fù)用光纖傳輸實驗和摻鉺光纖放大器實驗為代表的十二個題目。本課程最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)為課程設(shè)計，主要是針對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選擇性深入學(xué)習(xí)和研究，并獨(dú)立設(shè)計完成指定題目。

二、“光纖通信”課程理論教學(xué)方法與實踐

1.理論教學(xué)過程中的理論分析應(yīng)從簡單遞進(jìn)難度。例如，我們在教學(xué)實踐過程中學(xué)習(xí)光纖中的光傳輸理論時，先討論學(xué)生較熟悉的幾何光學(xué)法的全反射傳輸理論，再分析光在光纖中遵循的電磁理論，提出麥克斯韋方程組，并進(jìn)行嚴(yán)格推導(dǎo)和詳細(xì)討論。

2.教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)展開課堂討論。對于一些較簡單并有一定重復(fù)性的內(nèi)容，可以采取課堂討論的教學(xué)模式。由于，光纖制造和光纜制作工藝相對簡單易懂，制造過程和方法有很多種。因此，對以上內(nèi)容進(jìn)行課堂討論形式教學(xué)。預(yù)先把學(xué)生分成幾組，每組選擇2~3個題目，之后收集資料、制作PPT、充分備課。課堂上每組選出1~2個學(xué)生，上講臺利用15~25分鐘的時間對特定題目進(jìn)行講解，講完后其他成員可以提問，相互討論。通過以上教學(xué)環(huán)節(jié)，本是一些繁雜的內(nèi)容從不同講解者的不同風(fēng)格再現(xiàn)出來，課堂氣氛積極活躍，講授內(nèi)容豐富多彩。同時講解者完成了選題目、制作PPT及備課講課等全過程，這對即將畢業(yè)的學(xué)生是一個展現(xiàn)自己、鍛煉自己的好機(jī)會。

3.教學(xué)過程中適當(dāng)展示實際器件或相關(guān)案例。光纖通信是一門要求理論與實踐相結(jié)合的課程。除了規(guī)定的實驗課外，在理論教學(xué)過程中應(yīng)該注意理論與實際相結(jié)合。在理論教學(xué)過程中，涉及一些實際光學(xué)元件和設(shè)備時，比如，連接器、耦合器、光纖光柵和激光器等，課堂上盡量展示實物及說明書，并說明其在通信網(wǎng)絡(luò)中的具置和作用。不僅可以活躍課堂氣氛，還可以鞏固教學(xué)內(nèi)容，留下深刻印象。比如，設(shè)計光纖分類和工藝等內(nèi)容時，我們盡量引入許多國內(nèi)外的著名企業(yè)并展示其相關(guān)光纖產(chǎn)品。我國已擁有長飛、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、匯源等光纜企業(yè)及特發(fā)、成康、北康、侯馬、富春江、天虹、宏安、華倫、華達(dá)、華新、港龍、通鼎、西古、法爾勝等一大批骨干企業(yè)。2006年，國內(nèi)市場光纜總量達(dá)2000萬芯公里，出口光纜470萬芯公里，總產(chǎn)銷2470萬芯公里以上。2000~2023年，我國光纖需求量增加了整整24倍，年增長率達(dá)30%。2006年中國光纖需求量僅占全球的25%左右，至2023年，這一市場份額已超過了50%。光纜總體技術(shù)水平已達(dá)國際先進(jìn)水平，主要企業(yè)的主要產(chǎn)品指標(biāo)領(lǐng)先國際先進(jìn)水平，產(chǎn)品種類規(guī)格基本齊全（海底越洋光纜尚差）［5］。

4.概念與其背景相聯(lián)系。每一學(xué)科與每一門課程都具有相應(yīng)的概念和理論。其中一些現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、一些概念的提出有其歷史背景和條件。在光通信，特別是光孤子通信屬于這一類，孤子這個名詞首先是在流體力學(xué)中提出的，其概念可以追溯到1844年英國工程師SocttRussel在《波動論》中記錄的一段于1834年8月在愛丁堡一戈拉斯高運(yùn)河上的一次經(jīng)歷。講授該內(nèi)容時，我們抓住其獨(dú)特的歷史，回顧一下當(dāng)年的發(fā)現(xiàn)，活躍課堂氣氛，形象準(zhǔn)確地理解概念。

5.理論分析與科研成果相聯(lián)系。在教學(xué)實踐中應(yīng)用科技論文，可以使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容掌握得更好，同時對科技論文的查閱、內(nèi)容格式和寫作等進(jìn)一步了解，對以后畢業(yè)論文，乃至科研工作有一定的引導(dǎo)作用。對科技論文的選取要注意以下幾點(diǎn)：文章的主題符合課程相關(guān)內(nèi)容；科技論文的難度要適當(dāng)；科技論文作者及其單位在行業(yè)有一定的影響力；最后，科技論文內(nèi)容為該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)［2］。比如，講授完光纖結(jié)構(gòu)、制造工藝和傳輸理論之后，組織學(xué)生學(xué)進(jìn)延（烽火通信科技有限公司）的《S-C-L三波段傳輸新型單模光纖的設(shè)計和研究》和專利《一種新型低色散光纖》［3］。通過分析科技論文鞏固所學(xué)知識，進(jìn)一步理解提出問題、解決問題，并把成果撰寫成科技論文或申請專利的整體過程，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

6.實驗、課程設(shè)計和仿真模擬。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，我們針對性地開設(shè)了12個典型實驗。除此之外，結(jié)合理論與實踐，設(shè)置了計算機(jī)仿真的課程設(shè)計內(nèi)容。仿真是利用模型復(fù)現(xiàn)實際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過程，并通過對系統(tǒng)模型的實驗研究存在的或設(shè)計中的系統(tǒng)［6］。很多情況下，因受到實驗條件限制，光纖通信中經(jīng)實際操作，用實驗結(jié)果證實和分析的內(nèi)容有限。此時，我們可以學(xué)習(xí)和利用仿真技術(shù)，主要是利用一些光纖通信領(lǐng)域功能較強(qiáng)的模擬軟件設(shè)計光纖通信器件和光纖通信系統(tǒng)。對光纖通信網(wǎng)絡(luò)的模擬，參數(shù)調(diào)整和結(jié)果分析加深對實際通信網(wǎng)絡(luò)的了解，分析其存在的問題，提出解決方案。

三、結(jié)語