電子信息工程專業的光纖通信課程教學方法探析

孟曉兵

摘 要： 光纖通信課程是電子信息工程專業的一門必修課，涉及到的知識點較多，學生理解起來比較困難，需要教師采用科學合理的教學方法，幫助學生更加深入的理解知識內涵，確保學生能夠掌握光纖通信技術要點，以便于后續教學工作的順利開展。本文將對光纖通信課程的發展歷程加以探析，并著重論述電子信息工程專業中光纖通信課程的有效教學方法，以期大幅度提高教學質量，從而促進學生理論知識和實踐能力的協調全面發展。

關鍵詞： 電子信息工程專業；光纖通信課程；教學方法

引言：光纖通信課程是計算機技術、微電子學、通信工程等多門學科融合而成的綜合性課程，對學生的專業知識水平和實踐能力水平都提出了較高的要求，如果學生對光纖通信課程的重視度不足，沒有學好相關知識內容，那么他們的基礎就會不牢靠，在學習其他課程時也會遇到各種各樣的阻礙，之于學生綜合素質能力的發展是極為不利的。為了保證學生能夠獲得良好的就業前景，必須大力實施光纖通信課程的改革，教師應運用多樣化的教學方法來降低教學難度，以獲得更加理想的教學效果。

一、光纖通信技術簡介

光通信技術誕生于19世紀80年代，在誕生初期沒有得到人們的關注，這種情況直到第一臺紅寶石激光器研發出來以后才得到轉變，人們認識到了光通信具有的重大優勢，真正將對光通信的研究提上了日程，隨后在原有技術的基礎上進行了改良，進而發明了其他類型的激光器，為通信事業的發展拉開了全新的篇章。與激光相比，以光纖為傳輸介質產生的損耗較低，使用壽命得到了極大的延長，更為符合通信工程的實際需求，光纖通信在市場中占有的比重也越來越大，其給運營商帶來的利益十分的可觀。經過了數十年的發展，光纖通信技術已經在通信工程中占據了主導地位，越來越多的專家和學者投身于光纖通信技術的研究之中，高校也專門開設了光纖通信課程，無不說明光纖通信技術具有著廣闊的發展前景，學好該門技術對學生的就業必然大有助益。

二、光纖通信課程的教學策略

光纖通信課程可以分為理論和實驗兩個部分，每個部分包含的教學內容有所不同，采用的教學方法也要具有差異性，下面將對光纖通信課程理論教學和實驗教學要點加以闡述。

1、光纖通信課程的理論教學

一般來說，理論課程在整個光纖通信課程的教學中大致要占32課時，具體要講述四個方面的內容，按照由淺入深、層層遞進的方式進行教學內容的設計，以提高教學效率，達到溫故而知新的效果。

（1）光纖通信技術的基礎

光纖通信技術的基礎知識需要講解6個課時，主要是介紹光纖通信技術的發展史、應用現狀和未來發展趨勢，教師要將這部分內容講的妙趣橫生，以激發學生的學習興趣，這樣學生才能以飽滿的熱情投入到接下來的課程學習中。可以借助多媒體設備來播放各個時期的光纖通信技術產品，將各種傳輸介質的優缺點進行比較，最終得出光纖通信技術得以廣為應用的原因所在。其中，麥克斯韋方程應作為此階段教學的重點，要從電磁場和電磁波的理論延伸到對麥克斯韋方程的介紹上，力爭將光纖通信技術的基礎知識講的淺顯易懂，增加學生對技術的了解程度，為下一階段的教學打好基礎。

（2）光纖通信器件技術基礎

光纖通信器件有基本光纖器件、光學濾波器、光纖放大器和半導體光電子器件，在每個類別下還包含著多種器件，學生要掌握的知識有每種光纖器件的名稱、結構、原理、參數，還要對光纖器件的應用范圍予以明確。鑒于這部分知識比較龐雜，學生需要記憶的內容較多，教師可以將教學內容制作成動畫和視頻，在課堂上進行演示，不僅能夠活躍課堂氛圍，還能夠牢牢吸引學生的課堂注意力，給予學生感官上的刺激，大大加深了學生對光纖器件的印象。光纖通信器件的講解通常需要8課時左右。

（3）光纖通信系統和網絡

光纖通信系統和網絡是光纖通信課程的核心，需要學生明確三個重要內容，即光纖傳輸系統、光纖通信網和全光網技術，同樣的，每項技術中都包含有若干個知識點。首先，在光纖傳輸系統的講解中，需要掌握光纖傳輸系統的組成結構，了解各個器件的工作原理，學會設計系統并能夠對系統性能進行準確的評估。其次，光纖通信網的教學中，對于通信網的結構、傳輸模式以及網絡的管理、保護、恢復都應加以細致的解讀。最后，全光網技術的教學中需要涵蓋各種光網絡的管理和安全問題，采用PPT進行輔助教學，用圖形圖像來替代文字，教學效果將會得到進一步的加強，這一環節總共占14課時。

（4）光纖與光纖通信系統測量

這是理論教學的最后一個部分，剩余的4個課時全部用來講述光纖通信工程實施過程中常用的儀器和設施，這些設備中的大多數都會在接下來的實驗教學中有著重要的應用，會讓學生對實驗教學有個大致的認識，學會各種檢測儀器的使用方法，為實驗做好充分的準備，這樣在進行實驗時就不會感到手足無措了。

2、光纖通信課程的實驗教學

光纖通信課程中共設置7個實驗，占16學時，目的在于增加學生對光纖通信系統器件和系統運行原理的認識，為學生自主設計光纖通信系統創造有利的條件，實驗課程的具體安排如下所示：

（1）插入法測光纖的平均損耗系數（2課時）。采用插入法測量待測光纖在1310nm和1550nm處的平均損耗系數，掌握插入法測量光纖損耗系數的原理，熟悉光纖多用表的使用方法。

（2）光時域反射計（OTDR）測光纖鏈路特性（2課時）。光時域反射計是比較常用的實驗器件，需要對其工作原理和使用要點加以熟悉，能夠準確操作儀器進行光纖鏈路的測量，確定光纖的平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。

（3）光波分復用（WDM）系統實驗及其誤碼率測量（2課時）。構建1310nm/1550nm光纖波分復用系統并測試其誤碼率，了解光波分復用傳輸系統的工作原理和系統組成熟悉誤碼、誤碼率的概念及其測量方法。

（4）數字光纖通信系統信號眼圖測試（3課時）。本實驗需要使用數字示波器和誤碼儀，應明確數字光纖通信系統信號眼圖的產生原理，能夠通過眼圖來得出系統性能，其中眼圖是借助數字示波器來觀察的，需要對該器件進行不斷的調試，以得到最佳的眼圖質量。

（5）光纖切割與焊接技術演示實驗（2課時）。全自動熔接機使用之前，教師要先講解光纖的結構和光纖電弧放電焊接原理，并給學生進行演示，再讓學生自己操作，直到學生能夠用該設備進行光纖熔接為止。

（6）光纖光柵光譜特性測試系統的設計實驗（3課時）。實驗所用設備為PC光譜儀和光環行器，學生應能夠明確設備和器件的功能，對其進行正確的使用，藉此來構建測試系統，對光纖光柵的光譜特性進行測試，最終得到光環行器的各項損耗數據。

（7）光帶通濾波器的設計（2課時）。測量光耦合器的插入損耗、分光比和附加損耗等參數；利用光耦合器或者光環行器和光纖光柵設計光帶通濾波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各項參數的測試方法。

總而言之，光纖通信技術在各個領域中起到了至關重要的作用，其發展前景不可限量，國家急需大批的相關專業人才，作為電子信息工程專業的學生，不僅要了解光纖通信技術的發展歷程和發展趨勢，更要具備較高的知識水平和技術水平，這樣才能在步入工作崗位以后出色的完成工作任務，為我國通信事業的持續健康發展貢獻出最大的智慧和力量。■

參考文獻

[1]耿敏明，張振榮.光纖通信課程教學改革探索[J].大眾科技.2014（07）.

[2]張涵.光纖通信技術與光纖傳輸系統的分析與探討[J].科技創新導報.2011（01）.

[3]樊耀軍.分析通信系統光纖技術應用及其發展[J].通訊世界.2013（15）.