光纤通信技术课程教学研究

许海峰，刘 鹏

（宿州学院 机械与电子工程学院，安徽 宿州 234000）

光纤通信技术课程教学研究

许海峰，刘 鹏

（宿州学院 机械与电子工程学院，安徽 宿州 234000）

《光纤通信技术》是一门系统介绍光纤通信理论及技术的课程，在电子信息工程、通信工程专业的学习中占有重要地位.文章结合理论教学、实习实训，针对教学中出现的问题，分析问题详细的原因并提出解决措施，经过近几年的教学实践，取得了一定的效果.

光纤通信；教学；实习实训

《光纤通信技术》是电子信息工程特色专业的专业必修课程，它涉及多学科内容，电子、通信、材料、物理等学科，具有基础理论深广、涉及内容繁多等特点，学生普遍反映较难，一些概念较抽象，目前光纤通信技术不但已经取代电通信成为有线信道最主要的通信方式，而且发展迅速，势必将成为未来通信技术发展的一个重要方向[1].

1 光纤通信课程的内容

本课程内容分为：光通信基本理论、光纤通信基本原理、光纤通信新技术特征等三大部分.主要内容为：绪论、光纤发展、光波导理论与光纤特性、光缆及工程应用、光发送与接收、光无源器件、光放大器、光纤通信系统与设计等.采用的教学方法以课堂教学为主，辅以实习实训等[2-3].授课对象为我校本科专业自动化、通信工程、电子信息工程等专业，授课理论学时54，实习实训18，各教学环节学时分配如表1所示.

从近4年的教学看，大家普遍认为该课程理论较难、实训操作难、而且理论与实训结合较少.导致大学生们对该课程缺乏学习的主动性、积极性，不利于专业技能人才的培养.作者根据近4年的经验和学生获取该课程的知识、技能的效果，从课程的教学内容、教学方法、手段及见习实训等几个方面提出教研教改的意见.

表1 《光纤通信技术》各教学环节学时分配表

2 光纤通信课程理论教学

针对同学们反映本课程中难懂的理论知识、课前我补充了一些基础知识.比如光波导理论、高等数学、光电子技术、电磁学等知识在该课程中要用到的重要理论.列出一些参考书目供学有余力的同学选读，比如杨祥林编著的《光纤通信系统》，北京邮电大学出版社出版的顾畹仪编著《光纤通信系统》教材.

我们采用多种方法分析一些抽象概念，逐步阐述.例如，光纤传输的波动理论是光纤通信理论中的一个重要内容，通常采用的方法就是波动方程和电磁场表达式求解，其过程繁杂，同学们很难将推导出的理论结果和实际上的物理意义对应.因此在该部分的教学中采用先引入并重点讲解波导、导波等概念的方法，然后解释传输模式，不同的模式对应不同的传播角，产生不同的离散模式是由于光波在芯区和包层分界面上发生反射时产生相位移动引起的，在理解概念的基础上，再运用特征方程理论推导出结论[4].

充分利用多媒体的优势，多媒体PPT教学与传统教学模式相结合，以便提高教学质量.结合该学科的实际，作者制作了适合实际情况的PPT课件，课件的教学效果良好，比如在讲解数字光纤通信系统（图1）组成的时候，结合PPT课件图，直观、形象生动的看出了系统由光发射机、光纤光缆、中继器与光接收机等基本单元组成.此外还包括一些互连与光信号处理器件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器、分插复用器ADM等.

图1 数字光纤通信系统组成图

3 光纤通信实训教学环节

本课程的实训环节除了安排常规的8个实验，模拟信号电—光、光—电转换传输实验、数字信号电—光、光—电转换传输实验、光发送、接收模块实验、光纤无源器件特性测试实验、数字光发送接口指标测试实验、光纤传输特性测量实验波分复用（WDM）光纤通信系统实验等.

另外，笔者引入了OpticSimu仿真实训软件，该软件恰好可以克服以上硬件实验平台的不足，可以方便地配置各种光纤通信系统和网络，形象地得到仿真实验结果，配置各种光纤通信系统和光网络，仿真其传输性能，方便、形象地获得系统和网络中各点的光谱、波形、眼图、光信噪比和接收灵敏度.软件界面如图2所示.

图3是利用原子功能器件搭建的光分插复用器（OADM）和光交叉连接（OXC）结构.运用OADM和OXC，构建WDM光网络，并对其进行传输性能仿真，为光网络的设计和规划提供参考.

图2 OpticSimu仿真软件界面图

图3 运用该软件构建的WDM光网络图

4 结束语

作者对现代光纤通信技术课程教学改革提出了几点建议，从课程内容、理论教学、实训教学环节等方面提出了教改方法，希望通过教改能将该课程抽象的问题、概念形象化、枯燥的理论趣味化，提高学生们的学习兴趣，调动学生学习的积极性，最终达到培养高素质的光纤通信技术人才的目的.今后也可在通信工程、电信工程专业中适度增加一些光电子技术、通信原理等相关课程，以便适合21世纪对于通信技能人才的需求.

〔1〕张明德,孙少菡.光纤通信原理与系统[M].南京:东南大学出版社,1996.20-55.

〔2〕陈才和.光纤通信[M].北京:电子工业出版社, 2004.249-289.

〔3〕王爱丽.光纤通信[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2011.32-45.

〔4〕黄永清,陈雪,李蔚,夏京星,顾畹仪.“光纤通信”课程的教学改革[J].电气电子教学学报,2010,32 (6):12-13.

TP273

A

1673-260X（2014）12-0041-02

安徽省2013年省级教学研究项目（NO.2013jyxm241）；宿州学院校级教学研究项目（NO.szxyjyxm201309）