光纖通信實驗教學改革探析

王文珍 侯金

【摘要】 針對光纖通信技術高速發展給人才培養及其課程教學提出的適應性要求，結合中南民族大學通信與電子信息類專業光通信方向的教改實踐，對課程的實踐教學方法進行了探索。在現有光纖通信實驗基礎上，作好基礎實驗，加深學生對基本概念的理解，增設仿真實驗和創新性實驗，開拓學生視野和知識面。實踐證明，這種改進型的實驗教學方式可以使學生能夠更好地掌握光纖通信的基本概念，提高學生的實際動手能力，激發學生的創新能力，為學生之后從事相關專業領域的工作與學習打下了良好的基礎。

【關鍵詞】 光纖通信 實踐教學 軟件仿真

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

經過多年對光纖通信課程的講授，我們對實踐教學進行了一定的探索與研究，通過設計不同層次的實踐教學內容，加深學生對光纖通信相關知識的理解，提高學生的學習積極性，培養學生的實際動手能力和創新能力，并取得了滿意的教學效果。

一、以驗證性實驗為基礎，加深學生對基本概念的理解

光纖通信實驗箱是學生從理論走向實踐的重要實驗平臺，為學生了解光纖通信系統提供了保障。在教學中，以光纖通信的基礎理論為重心，按照由淺入深、由簡單到綜合的原則精心設計與優化實驗教學。驗證性實驗主要是以模塊化的實驗箱為平臺，學生利用相關測試點完成數據記錄與波形觀測并結合原理進行分析驗證相關內容。我們學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、計算機數據傳輸系統、光終端機、OTDR功能等幾大部分組成。在實驗系統中，系統的組成、功能電路、信息流程與實際光纖通信系統在技術上保持一致，并在此基礎上增設特殊的測試環境。

學生通過實驗能夠較全面地掌握光纖通信的系統組成、基本原理、關鍵技術以及主要技術指標的測量方法。這對學生理解與掌握光纖通信理論和技術，提高實驗教學質量具有重要意義。

二、引入仿真性實驗，開闊學生的視野和知識面

經過幾年的教學實踐發現，由于實驗箱封裝性強、集成化程度高，在方便操作的同時，卻無法讓學生深入了解光纖通信系統全貌。實驗盡管可以獲得正確的實驗結果，學生并沒有真正理解系統的結構和工作原理。且對學生的實踐與創新能力培養效果有限。

隨著科技的進步，新的理論和技術迅速產生與發展，需要不斷更新實驗設備。考慮到實驗建設資金限制和光通信器件成本較高等因素，對現有實驗設備無法滿足的實驗，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對光纖線路或通信系統的性能影響，彌補試驗設備的局限性，開闊學生的視野和知識面。

因此，實踐教學部分我們還可利用仿真軟件構建光纖通信系統模型，以提高學生的實驗效率，有效地節省實驗教學成本。

實驗中我們引入了加拿大OptiWave生產的OptiSystem軟件。利用OptiSystem軟件，在硬件資源不足的情況下，使學生對傳統光纖通信系統和現代光纖通信系統的理論、傳輸體制、系統組成，系統設計等知識有一個全面的了解。包括光網絡的組成，網絡拓撲，光接入網技術，光傳送網技術，光交換網技術，全光網絡技術等。同時學生也可系統學習光交換，全光網絡，相關光通信技術及網絡的新技術及發展趨勢等。利用仿真軟件進行系統性能分析，有利于引導學生對復雜系統進行探索，提高學生對系統性能的全面認識。

三、總結

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、仿真以及設計等多種不同層次實驗內容的光纖通信課程實踐教學體系。在實踐教學中，我們針對學生接受知識的能力因材施教；堅持理論與實踐相結合、仿真平臺與硬件平臺相結合、驗證性實驗與開放性設計相結合；培養學生整體思考問題、分析問題、解決問題的能力。實踐證明，通過這些教學活動的開展，學生能夠更好地掌握光纖通信的基本概念，對光纖通信系統的認識進一步加深，學生的視野和知識面得到了拓展；同時學生的主觀能動性得到了很好的發揮，動手能力得到了鍛煉，綜合運用知識的能力以及創新意識得到了有效提高，為學生之后從事相關專業領域的工作與學習打下了良好的基礎。

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.光纖通信實驗教學改革與實踐 [J].實驗室科學，2010，（6）：35-36.

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