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關鍵詞：光纖，光交換，FTTH，多模光纖，單模光纖

 

0.引言

光纖技術發展到現在，已經十分的成熟，應用也先當廣泛，但是還是有很大的發展空間的。本文從它比較有前景的光交換技術以及FTTH兩個大的方面來分別論述一下他們的現狀已經優缺點，最后再介紹一下光纖的種類和選擇光纖的方法。

1.光交換是未來發展的趨勢

光交換是指不經過任何光/電轉換，將輸入端光信號直接交換到任意的光輸出端。光交換是全光網絡的關鍵技術之一。在現代通信網中，全光網是未來寬帶通信網的發展方向。全光網可以克服電子交換在容量上的瓶頸限制；可以大量節省建網成本；可以大大提高網絡的靈活性和可靠性。光交換技術也可以分為光路交換和分組交換。由于技術上的原因，目前還主要是開發光路交換，但今后發展方向將是分組光交換。

光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網都是由金屬線纜構成的,傳輸的是電子信號,交換是采用電子交換機。現在,通信網除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸的是光信號。合理的方法應該采用光交換。但目前,由于目前光開關器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經濟的。正在開發大容量的光開關,以實現光交換網絡,特別是所謂ASON-自動交換光網絡。

目前市場上看到的光交換，多數是基于光電和光機械的。而基于熱學、液晶、聲學、微光機電技術等光交換機將逐步被研發出來。其中微光機電技術（MEMS）是目前最有前途的一項技術。光交換為IP骨干網的光子化提供了一個非常有競爭力的方案。一方面，通過光交換可以使現有的IP骨干網的協議層次扁平化，更加充分的利用DWDM技術的帶寬潛力；另外一方面，由于光交換網對突發包的數據是完全透明的，不經過任何的光電轉化，從而使光突發交換機能夠真正的實現所謂的T比特級光路由器，徹底消除由于現在的電子瓶頸而導致的帶寬擴展困難。此外，光交換的QoS支持特征也符合下一代 Internet的要求。因此，光交換網絡很有希望取代當前基于ATM/SDH架構和電子路由器的IP骨干網，成為下一代光子化的Internet骨干網。

2.光纖到家庭(FTTH)的發展

FTTH(Fiber To The Home )，顧名思義就是一根光纖直接到家庭。具體說，FTTH是指將光網絡單元(ONU)安裝在住家用戶或企業用戶處，是光接入系列中除FTTD(光纖到桌面)外最靠近用戶的光接入網應用類型。FTTH的顯著技術特點是不但提供更大的帶寬，而且增強了網絡對數據格式、速率、波長和協議的透明性，放寬了對環境條件和供電等要求，簡化了維護和安裝。

FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認為是理想的接入方式,對于實現信息社會有重要作用,還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖是現有已敷光纖的2～3倍。論文參考網。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業務和寬帶內容等原因,使FTTH還未能大力發展,只有少量的試驗。近年來,由于光電子元器件的進步,光收發模塊和光纖的價格大大降低;另外寬帶內容日趨豐富,都加速了FTTH的實用化進程。

FTTH的優勢主要是有5點：第一，它是無源網絡，從局端到用戶，中間基本上可以做到無源；第二，它的帶寬是比較寬的，長距離正好符合運營商的大規模運用方式；第三，因為它是在光纖上承載的業務，所以并沒有什么問題；第四，由于它的帶寬比較寬，支持的協議比較靈活；第五，隨著技術的發展，包括點對點、1.25G和FTTH的方式都制定了比較完善的功能。

發達國家對FTTH的看法不完全相同:美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內采用FTTH改造網絡。日本NTT發展FTTH最早, 早在1997 年日本NTT 公司就開始發展FTTH，2000年后由于成本降低而使用戶數量大增；美國在2002 年前后的12 月中FTTH的安裝數量增加了200%以上。

FTTH[遇到的挑戰:現在廣泛采用的ADSL技術尚有一定優勢。與FTTH相比:①價格低廉②利用原有銅線網使工程建設簡單③對于目前影視節目及文件的傳輸ADSL既可滿足需求。這些原因使得FTTH目前大量推廣受制約。

設備成本過高造成投資效益低是阻礙FTTH發展關鍵因素。目前FTTH的設備價格還非常高昂，往往一線售價近1000美元，但在日本和美國等發達國家仍然得到了較好的發展，其原因之一就是其電信運營商可以向用戶收取較高的服務費。據了解，在日本電信運營商向FTTH用戶每月收取5000—6000日元服務費，折合人民幣約400—500元，在美國FTTH用戶每戶每月服務費也約為80—100美元，電信運營商的FTTH網絡一般2—3年可以收回投資，這種投資效益顯然是不錯的。但在中國情況則完全不同。在國內不少城市，由于激烈的市場競爭，ADSL和基于5類線的LAN寬帶接入月使用費已降到50元人民幣以下，個別使用費較高的地區，如深圳，月使用費也只有100元人民幣。基于這種寬帶接入服務的資費水平根本無法支撐FTTH網絡建設和運營，投資回收周期長達10年，這樣的投資效益顯然不可能喚起電信運營商的投資興趣。可見，寬帶接入市場需要的是低成本的FTTH，惟有低成本的FTTH才會有應用和發展的機會，而且也一定會有發展的機會。

光纖本身也有缺點，如質地較脆，機械強度低就是它的致命弱點。稍不注意，就會折斷于光纜外皮當中。而且光纖的接續比較困難，施工人員要有比較好的切斷、連接、分路和耦合技術。

FTTH的解決方案: 目前，FTTH接入技術主要有兩大類：基于無源光網絡（Passive Optical Network—PON）接入技術的EPON和GPON，基于小區有源交換接入（Active Optical Network——AON）的Fiber P2P技術。

P2P方案一一優點:各用戶獨立傳輸互不影響,體制變動靈活;可以采用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點:需要在用戶區安置1個匯總用戶的有源節點，用以減少用戶直接到局的光纖和管道數量。

PON方案——優點:無源網絡維護簡單，原則上可以節省光電子器件和光纖。缺點:需要采用價格昂貴的高速光電子模塊;需要采用區分用戶距離不同的電子模塊,避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不僅要網絡擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。

PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網絡。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網技術的PON,0EPON是千兆畢以太網的PON。(5)WDM-PON:采用波分復用來區分用戶的PON,由于用戶與波長有關,使維護不便,在FTTH中很少采用。

近來,由于無線接入技術的迅速發展，可用作WLAN的IEEE802.11g協議,傳輸帶寬可達54Mbps,覆蓋范圍達100米以上,目前已可商用。論文參考網。如果采用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸,對于一般用戶其上行數據量不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而FTTH主要解決HDTV寬帶視頻的大數據下行傳輸,在需要時也可包含一些下行數據。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網絡。這種家庭網絡,如果采用PON方式就特別簡單,因為此PON無上行數據,不需要測距的電子模塊,使得成本大大降低,維護也十分簡單。如果所屬PON的用戶群體被無線城域網WiMAX(1EEE802.16)覆蓋,那么就不需要再建設專用的WLAN。接入網采用無線是趨勢,但無線接入網仍需要密布于用戶附近的光纖網來支撐,與FTTH基本相當。FTTH+無線接入是未來網絡的發展趨勢。

3.光纖的正確選擇和使用

下面談談光纖的正確選擇和使用方法。光纖大類上可分為多模光纖和單模光纖。

多模光纖是指可以傳輸多個光傳導模的光纖。在光纖通信初期，就是使用的就是多模光纖(G.651光纖)，其工作波長在850nm或1300nm，衰減常數分別為<4dB/km和<3dB/km，色散系數分別為<120ps/(nm.km)和<6ps/(nm.km)。由于它的衰耗和色散大，故只能用于短距離通信。但它芯徑大，對于接頭和連接器的要求都不高，使用起來比單模光纖要方便，目前多用于局域網。

單模光纖是指只傳輸一個光傳導模（基模）的光纖。其主要優點是衰減較小，傳輸距離長，傳輸容量大，在長途骨干網、城域網、接入網等場合均有廣泛應用。單模光纖由于只能傳輸基模，它不存在模間時延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，單模光纖的帶寬可達幾十GHz以上。論文參考網。所以單模光纖特別適合用于長距離、大容量的通信系統。隨著光纖制造技術和通信技術的不斷發展，單模光纖的種類也在發展。常用的單模光纖有以下幾種: G.652光纖，G.653光纖，G.655光纖。

選擇光纖時應該注意以下三個參數:①最大無中繼傳輸距離 ②波長的最大比特率 ③光纖的波長數。以上參數都必須考慮到光纖布設終期的要求。如果最大無中繼傳輸距離在50～100km，建議選擇G.652常規光纖，它價格低廉，適合短距離傳輸。如果距離更長，但只需要單波長在10Gbit/s 以上，則可選用G.653色散位移光纖。如果不但距離長，而且需要多波長承載10 Gbit/s 或更高速率，那么最佳選擇則是G.655光纖。

由此可以總結出以下光纖選擇原則:1.距離短應選擇G.652常規光纖,采用較多纖芯所增加的投資不大。2.長距離光纜因為傳輸距離長，必須采用高速率和多波長的波分復用技術，G.655色散位移光纖是最為理想的選擇。

4.結束語

光纖通信技術現已作為一種重要的現代信息傳輸技術之一，在現在的信息社會背景下得到了普遍意義上的應用，在全球通信領域及相關行業在全球處于非常低迷的狀態時，光纖通信技術仍得到了一些發展。依照我國現行的通信技術領域的發展模式，光纖通信技術的應用必會代替一切其他的信息傳送方式，而成為未來通信領域發展的主流技術，帶領人類進入全光時代!

參考文獻

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關鍵詞：光纖，語音，傳輸，光電檢測

 

1、光纖通信系統的基本組成

最基本的光纖通信系統由數據源、光發送端、光學信道和光接收機組成。其中數據源包括所有的信號源，它們是話音、圖象、數據等業務經過信源編碼所得到的信號；光發送機和調制器則負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸的光信號，先后用過的光波有0.85、1.31和1.55三個低損耗窗口。光學信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等；而光學接收機則接收光信號，并從中提取信息，然后轉變成電信號，最后得到對應的話音、圖象、數據等信息。論文格式。在光纖通信系統中，光纖中傳輸的是二進制光脈沖'0'碼和'1'碼，它由二進制數字信號對光源進行通斷調制而產生。而數字信號是對連續變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產生的，稱為PCM（pulse code modulation），即脈沖編碼調制。這種電的數字信號稱為數字基帶信號，由PCM電端機產生。光纖通信系統的基本組成原理圖如下圖1-1所示：

圖1-1光纖通信系統

1.1光發射端機

光發射機是實現電/光轉換的光端機。它由光源、驅動器和調制器組成。其功能是將來自于電端機的電信號對光源發出的光波進行調制，成為已調光波，然后再將已調的光信號耦合到光纖或光纜中傳輸。電端機就是常規的電子通信設備。光發射機的原理圖如下圖1-2所示：

圖1-2光發射機原理框圖

光源是光發射機的核心，其性能好壞將對光纖通信系統產生很大的影響。目前光纖通信系統使用的光源都是由半導體材料制成的，而半導體光源分兩種：發光管LED和激光管LD。由于半導體激光器發出的是激光，發光功率大、譜線寬度窄，但電路結構復雜，溫度特性差。而半導體發光二極管發出的是熒光，發光功率不大，譜線寬度寬，但電路結構簡單、壽命長、價格便宜。在實驗室中經常用到。

1.2光纖或光纜

光纖作為傳輸媒介，作用是將發射端機光源發出的光信號，經遠距離傳輸后耦合到接收端機的檢測器，完成信息傳輸任務。在通信中使用的光纖通常是由石英玻璃制成的，由纖芯和包層組成。目前，塑料光纖應用于低速、短距離的傳輸中。其構成光纖的纖芯與包層都是塑料材料。與大芯徑50/125μm和62.5/125μm的石英玻璃多模光纖相比，塑料光纖的芯徑高達200～1000μm，其接續時可使用不帶光纖定位套筒的便直注塑塑料連接器，即便是光纖接續中芯對準產生 ±30μm偏差都不會影響耦合損耗。正是塑料光纖結構賦予了其施工快捷，接續成本低等優點。另外，芯徑100μm或更大則能夠消除在石英玻璃多模光纖中存在的模間噪音。論文格式。

1.3中繼器

含有光中繼器的光纖傳輸系統成為光纖中繼通信。光信號在光纖中傳輸一定的距離后，由于受到光纖衰減和色散的影響會產生能量衰減和波形失真，為保證通信質量，必須對衰減和失真達到一定程度的光信號及時進行放大和恢復。中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖進行整形。

1.4光纖連接器、耦合器等無源器件

由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的（如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。

1.5光接收端機

光收信機是實現光/電轉換的光端機。 它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經光檢測器轉變為電信號，然后，再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。光接收機原理圖如下圖1-3所示：

圖1-3光接收機電路原理方框圖

2、光纖語音電路設計

光纖語音電路由三部分組成：光發射電路、光纖和光接收電路。論文格式。其工作原理是：音頻信號最初是聲波，由發送器的電子麥克風轉換為電信號。此信號由LM358組成的音頻放大器放大，并且借助于一個單獨的晶體管控制LED的端電壓，將電信號轉換為光信號。光信號送入光纖或光纜。在光纖或光纜的另一端，光信號照射到接收器的光電檢測器上。光電檢測器再將其轉換為電信號。此信號被放大并送入揚聲器轉換為聲波恢復為原始信號。

2.1、發射器電路板

此電路主要是把音頻信號經麥克風轉換為電信號，電信號經濾波器、多級放大器把微弱的電流信號轉換為適合半導體二極管發光的電壓信號，在晶體管的調制下把電信號轉換為光信號送入光纖中進行傳輸。在發射器電路上有一個話筒和調制LED發光的線路。LED裝在塑料殼中以便于連接光纖或光纜進行發送信號。在實驗室里設計操作可以使用200m長的塑料光纖傳送語音信號，也可以使用玻璃光纖在更遠的距離內通信。光纖語音發射器電路如下圖1-4所示：

圖1-4光纖語音發射電路

2.2、光電接收器電路板:

在接收器電路板上通過光電檢測器把光纖傳輸的微弱的光信號轉換為電信號，經電容濾波、運算放大器放大，把電流信號轉換為電壓信號，放大到適合揚聲器輸出的電壓，恢復原始的語音信號。光纖語音接收電路如下圖1-5所示：

圖1-5光纖語音接收電路

3、結 語

本文詳細的介紹了光纖通信系統的組成，為設計光纖語音傳輸電路提供理論基礎。在該電路系統中語音信號以光波形式在光纜內傳輸、不受任何電場和磁場的影響。傳輸距離遠，抗干擾能力強。每個電路板需要一個9V電池，元件簡單，易于實現，在實驗室就能操作完成。

參考文獻

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[6] ic37.com/

篇(3)

論文摘要:從4G主要技術指標分析了其優越于3G之處,探討了4G系統網絡結構和必須突破的關鍵技術,初步展望我國在4G方面發展｡?

1 4G的定義與主要技術指標?

第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網絡,具有非對稱的超過2Mb/s的數據傳輸能力｡它包括寬帶無線固定接入､寬帶無線局域網､移動寬帶系統和交互式廣播網絡｡ ?

第四代移動通信技術的主要指標:1.數據速率從2Mb/s提高到100Mb/s,移動速率從步行到車速以上｡2.支持高速數據和高分辨率多媒體服務的需要｡寬帶局域網應能與B-ISDN和ATM兼容,實現寬帶多媒體通信,形成綜合寬帶通信網｡3､對全速移動用戶能夠提供150Mb/s的高質量影像等多媒體業務｡

2 4G相對于3G的超越之處?

與今年年內即將推出的3G移動通信服務相比,4G技術更為復雜,4G技術在通信特點方面較3G移動通信技術相比,有許多超越之處: ?

(1)4G移動通信技術的信息傳輸級數要比3G移動通信技術的信息傳輸級數要高一個等級,其最大的傳輸速度將是目前“i-mode”服務的10000倍｡ ?

(2)主要發展數字廣帶(Broad band)為基礎的概念｡在“毫米”過程中,傳播條件相對困難,蜂窩小區也會相應小很多,這會引起一系列技術上的難題｡ ?

(3)靈活性要比3G強得多｡它能自適應的資源分配,能夠處理變化的業務流､信道條件不同的環境,有很強的自組織性和靈活性｡ ?

(4)4G移動通信技術將可讓所有移動通信運營商的用戶,享受共同的4G服務｡ ?

(5)該技術應該能根據網絡的動態和自行變化的信道條件,使低碼與高碼的用戶能夠共存｡這些方面都要比2G､3G先進｡ ?

(6)它能綜合固定移動廣播網絡或其他的一些規則,實現對這些功能體積分布的控制｡ ?

(7)該技術將以幾項突破性技術為基礎,例如一些光纖產品公司用來提高Internet主干帶寬的技術,它將對無線頻率的使用效率比第二代和第三代系統都高得多｡ ?

我們相信,在不久的將來4G在業務上､功能上､頻寬上均有別于3G,應該將會是將所有無線服務聯合在一起,能在任何地方接入互聯網,包括衛星通訊､定位定時､數據收集､遠程控制等綜合功能｡移動無線互聯網會是無邊無際,而預計兩年后3G的傳輸速度上限2Mbps很可能會到達飽和｡所以4G將會是多功能集成的寬帶流動通訊系統,是寬帶接入IP的系統｡

3 4G系統網絡結構及其關鍵技術?

4G移動系統網絡結構可分為3層:物理網絡層､中間環境層､應用網絡層｡物理網絡層提供接入和路由選擇功能,它們由無線和核心網的結合格式完成｡中間環境層的功能有QoS映射､地址變換和完全性管理等｡物理網絡層與中間環境層及其應用環境之間的接口是開放的,它使發展和提供新的應用及服務變得更為容易,提供無縫高數據率的無線服務,并運行于多個頻帶｡第四代移動通信系統的關鍵技術包括信道傳輸;抗干擾性強的高速接入技術､調制和信息傳輸技術;高性能､小型化和低成本的自適應陣列智能天線;大容量､低成本的無線接口和光接口;系統管理資源;軟件無線電､網絡結構協議等｡第四代移動通信系統主要是以正交頻分復用(OFDM)為技術核心｡OFDM技術的特點是網絡結構高度可擴展,具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力,可以提供比目前無線數據技術質量更高(速率高､時延小)的服務和更好的性能價格比,能為4G無線網提供更好的方案｡例如無線區域環路(WLL)､數字音訊廣播(DAB)等,都將采用OFDM技術｡

4 發展我國的第四代移動通信?

篇(4)

論文摘要：針對目前通信技術的發展狀況及就業形勢，并結合我院實驗室現狀，提出了建設綜合通信網絡實驗平臺的必要性；給出了綜合通信網絡實驗平臺的拓撲結構；論述了sdh傳輸系統、程控交換系統及epon光接入等系統的詳細配置情況。  

 

隨著通信技術的發展及信息業務量的劇增,社會對通信專業人才的需求不斷加大,從近幾年的就業情況來看,企業需要的是既有較好的理論基礎,又有較強的實踐能力,并且了解通信行業技術的綜合應用型人才。因此,高校必須不斷完善通信實驗室建設,改進實驗模式,才能適應市場對人才的需求。我院于2009年提出了建設綜合通信網絡實驗平臺的計劃,并獲得了中央地方共建專業特色實驗室項目的資助。 

 

1實驗室現狀及建設綜合實驗平臺的必要性 

 

2000年以來我院先后建設了計算機技術、電子技術、通信原理、高頻電子、eda等基礎實驗室及檢測與控制專業實驗室。2004年通信專業開始招生,為滿足教學要求,籌建了通信專業實驗室。由于當時學校經費緊張,制定了通信專業實驗室的建設在現有基礎上分兩步走的計劃：第一步,建設以滿足教學需求的基本型專業實驗室,主要完成光纖、程控、通信網、移動通信等專業課程實驗。該實驗室建設方案以各種實驗箱及相關的儀器設備組成,基本1人1箱,其特點是：技術成熟,投資少,維護方便。第二步,建設綜合通信網絡實驗室。第一步建設方案已于2006年完成。 

2006年以來，通信專業實驗室在實驗教學工作中發揮了其應有的作用。但這些設備各自獨立,沒有形成網絡,系統性不強,實驗內容多以演示、驗證為主。隨著通信技術的迅猛發展,這類實驗室條件局限性較大,沒有通信全程全網的系統性,學生對所學的專業課程缺乏系統整體概念,無法滿足對通信技術的深入研究及市場對人才的需求。因此建設綜合通信網絡實驗平臺是非常必要的。 

 

2綜合通信網絡實驗平臺的建設思路與目標 

 

隨著通信行業的不斷發展,電信領域正在向著移動化、寬帶化的方向不斷融合。因此,綜合通信網絡實驗平臺建設的基本思路是建設一個集傳輸、交換、寬帶接入及有線、無線通信為一體的綜合現代通信網絡,是一個類似于電信系統的全真式網絡。該系統能夠實現模擬網絡運行,各個網絡對接,并能夠完成每種設備平臺的實訓與研究。通過該實驗系統,讓學生從軟件到硬件全方位感受現代通信的真實環境,對所學專業有直觀的認識及深入的了解,提高專業素質,鍛煉動手能力,把學生培養成符合社會需求的綜合型、應用型通信技術人才。 

3綜合通信網絡實驗平臺的建設方案與內容 

 

建設方案既要技術先進,又要經濟合理,通過反復多次的論證,提出了適應現有資金條件,適合當代通信技術發展的綜合通信實驗平臺。整個平臺由sdh傳輸網、程控交換網、移動無線接入網、epon光接入網、網規、網優等系統構成。 

3.1 網絡拓撲結構網絡拓撲結構如圖1所示。 

 

圖1 綜合通信網絡實驗平臺拓撲圖 

3.2 光傳輸系統 

光傳輸系統是整個實驗網絡的核心,溝通了各模塊之間的通信聯絡。系統采用sdh技術,由3臺stm-1設備構成環形網絡。sdh技術是目前通信網絡的主流技術,它以其突出的技術優勢為網絡提供優質、高效、可靠的通信業務,能夠滿足寬帶數據及視頻圖像等多業務的傳輸需求,自愈功能強。掌握傳輸技術對通信工程專業的學生來說,是非常重要的。 

傳輸系統選用華為公司的optix155/622hmetro1000型設備,主要功能及配置如下： 

(1)系統高階交叉能力為136×136vc4,低階交叉能力1638×1638vc12。 

(2)單臺傳輸系統配置stm-1光接口2個,e1接口21個,fe接口數量為4個,支持155m至2.5g光速率的在線升級能力。 

(3)具備多業務處理能力,提供多路e1，t1，e3和t3業務及各種音頻接口,數據接口功能。 

(4)系統采用mstp第三代技術,支持以太網信號的匯聚、二層交換和vlan。 

(5)傳輸系統配備了設備級管理軟件,在提供完備的網元級管理功能的同時,提供了網絡層管理功能,支持傳統業務的端到端管理。 

(6)整個傳輸網絡保護機制健全,交叉、時鐘、電源均采用1+1保護措施,具備強大的告警分析和故障自動診斷功能,提高了網絡系統的安全性和可靠性。 

3.3 程控交換系統 

程控交換系統采用華為公司c&c08程控交換設備,通過傳輸網絡及其他配合設備構建一個完全模擬實際應用的,具有局間交換、遠端接入功能的完整交換網絡。主要配置為： 

(1)系統交換能力為16k×16k,配置模擬電話用戶96路,數字中繼120dt(最大可擴充至50000線模擬用戶及10000線數字中繼)。 

(2)提供中國1號信令、7號信令,滿足局間通信的要求；提供語音業務及其他綜合接入業務,配置各種接口。 

(3)提供設備級網管軟件,可對硬件設備進行設置、配置, 進行信令的觀測、跟蹤等。 

3.4 td-scdma移動通信無線網絡系統 

td-scdma技術是目前廣為使用的新技術,大幅提升了數據傳輸速率,實現了移動寬帶,能夠處理圖像、音樂、視頻等多種媒體形式,提供網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。 

系統由td-scdma無線側基站控制器單元(rnc)、無線側基帶處理及射頻單元(node b)及無線網絡操作維護中心(omc-r)等主要設備及相關系統軟件組成。 

td-scdma無線側基站控制器單元(rnc)采用華為公司新一代基站控制器drnc820型設備,該設備集成度高、容量大、可靠性好,可以滿足未來高速分組業務發展,大大提升td-scdma全系統的帶寬和容量。系統采用maio(multiple access to i n one)技術,統一atm，tdm和ip交換體系,既支持對2g傳輸資源的前向兼容,也支持向全網ip的演進。設備采用模塊化設計,支持單框解決方案與平滑升級；采用雙平面ge star交換網,可提供最大120gbps的交換容量；接口豐富,可提供多種組網方式。

td-scdma無線側基帶處理及射頻單元采用業界技術領先的多形態統一模塊設計,具有體積小、容量大、功耗低、安裝靈活的特點,最大可支持36載扇的td-scdma基帶處理能力。 

操作維護系統主要完成軟件管理、故障管理、性能管理、測試管理、傳輸管理等功能。 

3.5 epon光接入系統 

epon光接入系統采用華為公司ma5680t型設備,具備多種豐富的功能特性,可提供大容量、高速率、高帶寬的語音、數據和視頻業務接入。設備為gpon/epon一體化設備,滿足用戶擴容升級需要；系統能力滿足背板交換容量為275gbps,業務交換容量雙向為68g；單框可支持onu/ont數為7168；支持3層特性,支持ripv1/v2和ospf路由協議；滿足多種fttx組網應用,滿足基站傳輸、ip專線互聯、批發等業務組網需求。 

3.6 網規網優系統 

無線網絡測試系統選用鼎利公司的測試軟件,具備完善的gsm/gprs/td-scdma/hsdpa網絡測試功能。能夠提供多種測試方法。 

3.7 專用e-bridge實驗軟件 

由于本次實驗平臺選用的硬件設備均為商用設備,所以要考慮整個網絡系統如何適合于學生進行實驗,一般來說,實際商用設備的管理終端數只有一個,這樣對于有40名學生的班級來說,需要分40組,顯然不現實。訊方公司研發的專用e-bridge實驗軟件,解決了多人操作的問題,滿足每個系統平臺可以40名學生進行實驗操作,把商用設備轉化為適合高校教學的實驗設備。 

專用e-bridge實驗軟件具備實驗過程控制功能,實驗教師可靈活分配實驗項目和實驗時間,可以調整每組學生的實驗時間,軟件能同時滿足多人多次上機實驗的要求。 

綜合實驗平臺系統組成除配置以上設備、軟件外,還考慮設置了通信電源設備、光纖配線架、數字配線架、音頻配線架等其他配合設備。 

 

4實驗項目內容 

 

整個實驗系統通過通信網管軟件,可滿足40個學生終端進行實驗操作,可開展的主要實驗項目內容如下： 

(1)sdh光傳輸系統：①傳輸設備配置實驗：通過傳輸網管軟件對設備進行操作加載及維護；硬件數據配置、分配功能模塊資源等；②組網實驗：可進行sdh鏈型網、環型網組網配置；③通道保護實驗：通過對傳輸光口、邏輯系統、保護制式的設定,實現通道保護和復用段保護機制的實驗；④網管操作實驗；⑤開銷分析實驗：⑥傳輸復用解復用字節分析實驗等。 

(2)程控交換系統：①交換機硬件配置實驗：通過交換機網管軟件對設備進行操作加載及維護；分配各個功能模塊資源；②用戶實驗：配置、分析用戶及號碼；本局用戶新業務設定及注冊等；③電話呼叫處理實驗：觀察呼叫處理過程、信號流程；④局間中繼信令系統實驗：包括no1和no7中繼調試,局向設置、路由選擇,觀察計發器信令流程及出局呼叫過程；⑤計費系統實驗；⑥全局綜合業務實驗等。 

(3)rnc系統實驗：①數據配置實驗：對rnc設備狀態、網絡結構、后臺數據庫進行配置；②鏈路、通道信息配置；③小區參數配置、優化、參數測試實驗；④rna網絡結構實驗；⑤手機注冊、呼叫、切換流程分析等實驗。 

(4)網優、路測實驗內容：①手機終端的測試：包括呼叫、數據業務、手機強制測試等；②室內、樓宇、樓層測試、數據分析；小區覆蓋測試分析；③鄰區優化測試,2g/3g系統間鄰區優化分析；④網優綜合測試實驗等。 

(5)其他操作實驗：線纜布放、光纖接續、光纜終端盒接續等實驗。 

 

5綜合通信網絡實驗平臺的特色 

 

(1)技術新,功能強,適用面寬。該實驗平臺模擬現代通信網絡系統,集傳輸、交換、移動通信于一體,可進行通信工程課程實驗、畢業設計、專業實習等綜合實訓內容。 

(2)內容廣泛、系統性強。以往的實驗內容基本以驗證為主,綜合通信網絡實驗平臺的建成,提供了豐富、寬泛的實驗內容,可開展大量的綜合型、設計型、研究型實驗,為師生提供了全程全網的實驗環境。 

(3)系統配置高、操作性好。整個平臺硬件設備技術先進,軟件管理功能全面,可為學生提供良好的實驗操作條件。 

綜合通信網絡實驗平臺的建設,從方案確定到設備選型、系統配置,思路明確、定位準確,建立了完善的實驗系統,提升了實驗內容的綜合程度,促進了理論與實踐的結合,必將為提高學生的創新思維、綜合能力,提高實踐教學質量起到重要的作用。 

 

參考文獻 

 

[1] 黃熙岱.高校通信工程專業實踐教學體系構建的研究[j].中國現代教育裝備,2010,17：140～141 

[2] 丁永紅,尤文斌.高校專業實驗室建設與實驗教學改革探討[j].中國教育技術裝備,2010,30：93～94 

[3] 張立民,隋燕,李維祥.電子信息類綜合性系統實驗的教學改革與探索[j].實驗技術與管理,2007,24(10)：118～120 

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關鍵詞：光纖通信；理論教學；實驗教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）08-0167-03

當代信息高速公路的骨干網絡是由光纖通信網絡構成的，若沒有光纖的發明及相關有源和無源光纖器件的發明和發展，當今的高速信息網絡是無法想象的。但是當今信息產業的高速發展得益于微電子學、光電子學、計算機技術及通信工程等多門學科的快速發展及它們之間的交叉融合。因此，要想成為一名信息技術領域的電子信息工程師、計算機工程師或通信工程師，除了需要掌握本專業的課程知識以外，也應該熟悉現代信息技g的其他相關主要知識，比如光纖通信網絡及其相關器件等。本文從光纖通信技術的研究內容、應用及發展等方面說明其在電子信息工程專業教育中的重要性，并研討電子信息工程專業中的光纖通信課程的理論和實驗教學方法。

一、光纖通信技術簡介

1960年，美國人梅曼（Maiman）發明了第一臺紅寶石激光器[1]，給光通信帶來了新的希望。和普通光相比，激光具有波譜寬度窄，方向性極好，亮度極高，以及頻率和相位較一致的良好特性。激光是一種高度相干光，它的特性和無線電波相似，是一種理想的光載波。繼紅寶石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出現，并投入實際應用。激光器的發明和應用，使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。

1966年，英籍華裔學者高錕（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）發表了關于傳輸介質新概念的論文，指出了利用光纖（Optical Fiber）進行信息傳輸的可能性和技術途徑，奠定了現代光通信――光纖通信的基礎[2]。在以后的10年中，波長為1.55μm的光纖損耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纖最低損耗的理論極限。1970年，作為光纖通信用的光源也取得了實質性的進展。1977年，貝爾實驗室研制的半導體激光器壽命達到10萬小時（約11.4年），外推壽命達到100萬小時，完全滿足實用化的要求。由于光纖和半導體激光器的技術進步，使1970年成為光纖通信發展的一個重要里程碑之年。在今后的幾十年中，光纖通信網絡的逐步商用化帶動了相關信息產業鏈的蓬勃發展[3]。

由于在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或波導管的損耗低得多[4]，因此相對于電纜通信或微波通信，光纖通信具有許多獨特的優點。綜上所述，可見光纖通信技術在現代信息產業技術中的重要地位，因此，光纖通信技術這門課程不僅是光學工程專業的基礎必修課程[5]，也應該作為電子信息工程專業的專業選修課程來開設。

二、光纖通信課程教學研究

（一）光纖通信課程的理論教學

電子信息工程專業的光纖通信課程的理論知識可以分為四個相互關聯的層次和內容，它們分別是：第一部分，光纖技術的基礎；第二部分，光纖通信器件技術基礎；第三部分，光纖通信系統和網絡；第四部分，光纖與光纖通信系統測量。這四個部分的關系層層遞進，逐漸深入。理論學時總共32學時。

第一部分，光纖技術的基礎。可以先講解光纖通信技術的一些概念性和歷史性的知識，比如：電信技術的發展，光通信的必要性及技術基礎，光纖通信技術的歷史、現狀與未來。此處，可詳細介紹人類對光通信探索的歷史及現代光纖通信技術從學術研究到商業應用的發展里程，并附帶介紹微波通信的發展里程，然后通過比較使用光波進行通信和使用微波進行通信的優缺點及使用光纖材料和使用同軸電纜進行通信的優缺點，讓學生了解光纖通信的巨大優勢。然后可以簡單介紹光纖傳輸的基礎理論――電磁場與電磁波理論中的一些基本概念和現象，重點介紹麥克斯韋方程。最后介紹光纖的模式理論、光纖的結構和類型、光纖的傳輸特性、光纖制造技術與光纜等知識。其中，光纖傳輸特性包括光纖的損耗特性和色散特性，這是該部分的重點知識。總之，筆者認為，第一部分內容的講解方法和手段是非常重要的，不宜講得深奧，而應該結合動畫或者視頻講解光纖的傳光原理，使學生易于接受，才能提高學生對這門課程的興趣，從而繼續學習往后部分的相對枯燥的知識。該部分學時安排為6H。

第二部分，光纖通信器件技術基礎。這部分講述光纖通信系統中的有源和無源光通信器件，這些器件是構成一個完成的光纖通信系統必不可少的部件，學好這部分內容有利于理解后面學習的光纖通信網絡的內容。這部分內容包括：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。基本光纖器件包括分波/合波器、光纖活動連接器、光隔離器、環形器和衰減器等；光學濾波器的內容包括Fabry-Perot濾波器、介質膜濾波器、HiBi光纖Sagnac濾波器、Mach-Zender型濾波器、光纖光柵等；光纖放大器的內容包括：摻餌光纖放大器（EDFA）、光纖Raman放大器等。半導體光電子器件的內容包括：普通的半導體激光器（LD）和發光二極管（LED）、FP型雙異質結構激光器、動態單縱模激光器、半導體光放大器（OSA）、PN結光電二極管、PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管等。對于每一個光纖器件，講解內容包括這些光纖器件的結構、工作原理、具體參數、應用場合等，應結合動畫或者視頻講解，甚至如果有條件的話，可以在課題上帶上一些體積很小的光纖器件實物給學生講解，比如光纖活動連接器、LD、LED、光纖光柵、PIN光電二極管價格便宜、體積小的光纖器件。該部分學時安排為10H。

第三部分，光纖通信系統和網絡。這部分是本門課程的核心和精華部分，包括光纖傳輸系統、光纖通信網、全光網技術及其發展三大部分。其中，光纖傳輸系統的內容包含：光纖傳輸系統的基本組成、光發送機組件、光接收機組件、光放大噪聲及其級聯、色散調節技術、光纖傳輸系統設計、光纖傳輸系統性能評估。光通信網絡的內容包含：通信網的拓撲結構和分類、準同步數字系統（PDH）、同步數字系統（SDH）、異步傳輸模式（ATM）、互聯網協議、光纖通信網的管理/保護/恢復。全光網技術及其發展的內容包含：通信網絡的發展過程、全光網絡中的傳輸技術（WDM、OTDM、OCDMA和分組交換技術）、無源光網絡（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光傳送網（G.709OTN）、自動交換光網絡、全光網的網絡管理、全光網的安全問題。對于每一種光纖網絡技術，講解內容包括這些光纖網絡結構、功能、應用場合等，應盡量使用PPT的圖片、動畫進行講解，PPT上要盡量避免文字上描述。該部分學時安排為12H。

第四部分，光纖與光纖通信系統測量。該部分主要介紹光纖通信工程實施、檢測中一些常用的設備和儀器，在本門課程的實驗教學中都要使用到這些設備，是培養光纖通信工程師的基礎技能知識部分。該部分的內容包括：光功率計的使用、光纖幾何參數的測量、光纖衰減測量、光纖色散測量、光纖偏正特性測量、光纖的機械特性和強度測量、光時域反射計（OTDR）的使用；光接收機靈敏度和動態范圍的測量、光纖通信系統誤碼率和功率代價的測量、眼圖及其測量、光譜分析儀、光纖通信系統的在線監測技術。其中，重點講解光功率計、OTDR、眼圖示波器、光譜分析儀等儀器設備的功能和使用方法。該部分學時安排為4H。

（二）光纖通信課程的實驗教學

對于電子信息工程本科專業而言，畢竟培養的學生不屬于光學工程或光電子技術領域的人才，而且電子信息工程專業本身都有很多屬于自己專業的實驗課程及課程設計，因此，筆者認為光纖通信技術課程的實驗教學應根據該專業學生的理論基礎和將來他們最可能需要的工程能力而設置。因而，筆者建議光纖通信課程的總學時設置為48學時，理論教學學時為32學時，7個實驗的教學學時為16學r。

根據筆者10年來給電子信息工程專業本科學生講授這門課的經驗，認為具體的實驗課程設置如下。

1.插入法測光纖的平均損耗系數。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。學時設置為2個課時。

2.光時域反射計（OTDR）測光纖鏈路特性。用光時域反射計測量光纖鏈路的平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。了解光時域反射計工作原理及操作方法，學習用光時域反射計測量光纖平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。學時設置為2個課時。

3.光波分復用（WDM）系統實驗及其誤碼率測量構建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。學時設置為2個課時。

4.數字光纖通信系統信號眼圖測試。構建數字光纖通信系統并且用數字示波器觀測系統的信號眼圖，并從眼圖中確定數字光纖通信系統的性能。了解眼圖產生的基礎，根據眼圖測量數字通信系統性能的原理；學習通過數字示波器調試、觀測眼圖；掌握判別眼圖質量的指標；熟練使用數字示波器和誤碼儀。學時設置為3個課時。

5.光纖切割與焊接技術演示實驗。利用全自動熔接機向學生演示光纖熔接的全過程，了解光纖的結構和光纖電弧放電焊接原理；了解全自動焊接光纖的過程和使用方法。學時設置為2個課時。

6.光纖光柵光譜特性測試系統的設計實驗。測量光環行器的插入損耗、隔離度、方向性、回波損耗參數；利用PC光譜儀、光環行器和光纖光柵設計光纖光柵光譜特性的測試系統；了解光環行器的工作原理和主要功能；了解光環行器性能參數的測試原理；了解光纖光柵的光譜特性；學習PC光譜儀的使用方法。學時設置為3個課時。

7.光帶通濾波器的設計。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。學時設置為2個課時。

通過以上實驗課程，能夠使電子信息工程本科學生對光纖通信系統的基本器件、基本測量系統等有一個比較感觀的認識，而且能夠更加深刻地掌握它們工作的基本原理和基本特性，為將來在具體的工程設計及進一步深造中奠定基礎。

三、結束語

光纖通信技術在國家的信息產業、國防工業中具有舉足輕重的地位，電子信息技術與光學信息技術的結合也越來越緊密。對于當今的電子信息工程專業的學生而言，除了需要掌握本專業牢固的知識和技能以外，了解和掌握光纖通信技術的基礎知識和相關的技術發展趨勢也是必不可缺的。本文通過對電子信息工程專業特點和光纖通信課程內容的分析，討論了該門課程與該專業的內在聯系，分析其重要性，并根據筆者10年來在重慶理工大學電子信息工程專業講授該門課程的經驗，提出了本門課程在電子信息工程專業中的理論及實驗的教學內容、教學重點、教學方法及課程設置等方面的一些意見和建議。

參考文獻：

[1]高D.激光技術應用現狀與分析[J].物理通報，2007，（11）：50-52.

[2]龍泉.光通信發展的回顧與展望電信網技術[J].2008，（2）：30-32.

[3]曲鵬.光纖通信技術的應用及展望[J].硅谷，2014，7（24）：2-2.

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關鍵詞：光通信 電光調制 增益控制

中圖分類號：TN929.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0021-02

光通信是以光波為載體的進行的通信。在此通信系統中電光調制技術占著很重要的地位，電光調制的作用是將電信號加載到光波上進行信號在發射端無失真的傳輸。在電光調制中電光驅動器是給電光調制器提供驅動電壓的。信號能否無失真的傳輸出去，完全依賴于電光調制器及其驅動器的綜合性能，所以要對驅動器的性能進行多方位設定使得調制器工作在最佳的狀態。

1 電光調制器調制方式

直接調制和間接調制依據光源和調制的關系劃分的。

1.1 直接調制

直接調制就是在光通信系統中用電源調制的一種辦法，該調制方法是利用電流來驅動半導體激光器或發光二極管，從而達到信息以光信號的方式傳輸。在整個調制過程中，傳輸距離會因光纖具有色散效應及展寬傳輸譜等受到影響。我們在用激光遠距離通信時，它必須具有相當高的輸出功率才能實現，事實上相比其他調制直接調制的輸出功率是比較小的，很難實現遠距離的傳輸需求，雖然該方法簡單易實現，應用范圍不是很廣。

1.2 間接調制

在光調制系統中外調制方式就是在形成激光后加載到調制器上。該調制是在激光器的諧振腔外邊放置電光調制器，當把調制信號加載到調制器上時，處在電場中的調制器，將會發生某些物理特性的變化。這種調制方法應用范圍很大。從調制速率上這種調制速率比較快，所以在實際的激光通信應用中常應用該方式。

2 電光調制器的工作原理

電光效應是電光調制器的依據。我們所說的電光效應是指某些各向同性的透明物質在電場作用下顯示出光學各向異性，折射率在外加電場的作用下而發生變化的一種物理現象。

我們一般可用下面的公式進行表達：

aE為線性電光效應，為二次電光效應。二次電光效應是可以忽略不計的是因為對大部分晶體是很不明顯得。電光調制的過程就是電光效應的基礎上來實現對光束的調制，這種調制方式可以分為強度調制和相位調制。相位調制是利用調制信號的相位來使得信號進行無失真傳輸的，它的重要組成部分是起偏器和電光晶體。在激光通信中對光束調制大部分是利用強度調制進行的調制，由于接受的光強變化大部分都受到接收器的影響。

本文主要是從相位電光調制器原理介紹自動增益控制原理，如圖1所示。

在調制器電極間加一場強為E的電場，偏振態分別設為沿x方向和沿z方向，線性偏振光相位的變化應該為如下式的關系：

鈮酸鋰晶體中尋常光折射率表示和非常光為折射率表示為，為了得到較大的電光效應，x方向為位調制器偏振的方向。如果波導層很薄，我們把加載到電極上面的電壓與電極之間電場之間的關系可以表示：

當入射光的偏振方向為x方向，把（2-3）式代入（2-1）式可得

通過上式我就可以得出與變化關系，是隨著時間的變化而變化的電信號，這樣就可以實現相位調制。如果相位的變化量為π那么需要加載的電壓為半波電壓，可以得到半波電壓的表達式為

這樣相位調制器的半波電壓就可以用器件和晶體的參數表示出來，事實上相位調制器的半波電壓我們通常是通過直接測量來得到的。由（2-4）和（2-5）式得到光相位的改變量為與電信號的關系表達式如下

3 自動增益控制電路原理

調制器只有工作理想的半坡電壓才能把信號無失真的輸出，在實際的光通信中，必然會受到外界環境的影響例如溫度、高頻連續波信號都會對晶體的電介質產生影響，這樣會使的電光調制器的調制特性發生變化，從而導致調制信號的畸變。所以我有必要提出更好的電光調制方法。

本文重點研究激光通信系統中電光增益自動控制系統，即通過設計一個自動增益控制系統來控制電光調制器的輸入信號。來使得加載到電光調制器上的電壓始終為所需要的半坡電壓，從而保證信號可以無失真的傳輸出去。我們就需要設計加對電光調制器上的電壓進行實時監測和控制使得加載的電壓嚴格的保持在半坡電壓，這樣就可以實現信號的無失真的傳輸出去了。圖2為原理總體框圖。

其中包括以下幾個核心部分采用Photile公司的MPX-LN-5型芯片作為系統的相位調制器，典型帶寬5GHz，波長在1550 nm。應用時如果調制帶寬是5GHz，射頻輸入RF-IN電壓至少放大到7V，因為此時典型半波電壓為7V。還包括驅動器來實現對信號的放大，增益電路控制來實現對驅動器輸出信號的判斷形成一個反饋電路，然后通過驅動放大電路放大到合適的幅度也就是調制器的半波電壓再加載到調制器上來實現對光信號的調制。自動增益控制電路可以讓輸入數據信號幅度不同，當通過驅動模塊時，它的增益會使得加載到調制器上的信號幅度仍然為半坡電壓的幅度，這樣就會保證了調制器上的加載電壓為半坡電壓從而到達信號的無失真傳輸出去。 總之就是自動增益控制電路是利用的RF驅動自動增益模塊的反饋來實現的對電壓增益控制的，來實現對數字信號不同程度的放大。

4 系統測試結果

最后通過搭載通信系統進行實驗測試，我們分別測試了取輸入電壓100mv，200mv，300mv.....1000mv等數據進行了測量，由于驅動放大器的一般增益為28dB，我們通過實現可以知道當信號幅度小于越300mv時，信號都不能到達半坡電壓。

參考文獻

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[2]趙志儒.電光調制器自動增益和自動偏置控制系統[D].北京郵電大學，2010.

[3]包小斌.高速電光相位調制器的高頻性測試實驗[D].電子科技大學，2013.

[4]W仁俠.電光調制器及其驅動研究[D].碩士論文.長春：長春理工大學，2008.

篇(7)

1目前《光纖通信技術》課程教學中存在的問題

1.1課時不足，理論性知識不能較好地結合實際工程，且實驗設備更新較慢，實驗教學效果有待提高

由于光纖通信技術是一門多學科交叉滲透的課程，涉及的內容相當廣泛。就我校的情況來說，本門課程總學時48個學時，實驗10個學時，由于教學學時的限制，不可能面面俱到地把所有光纖通信的內容都講到，因此教師選擇教學內容的隨意性較大，容易導致教學內容的片面性和不連續性，對于學生來說，也感覺課程的知識點過多，沒有連續性，不好掌握。而且本門課程涉及的物理知識較多，對一些基礎薄弱的學生來說，很難掌握，因此就會出現學習困難。學生對知識的掌握僅限于一些基本知識點，不清楚理論的實際工程意義，導致學生學完以后不知學了什么，不知學了有什么用的情況。在實驗內容方面，也存在著實驗硬件更新升級落后、實驗的設備陳舊、實驗項目單一、實驗內容老化等問題，教學內容已經嚴重落后于光纖通信技術的發展現狀。另外，采用實驗箱型的實驗方式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。實踐教學很難達到培養學生動手能力的目的，導致學生普遍對實驗教學認識不足，嚴重影響了實驗教學質量和效果。

1.2課程內容選取理論性較強，工學結合教學體系尚未真正構建

傳統的教學方法是按照所選教材的順序按章講解，由于課程本身特點，公式多，表格多，圖形多，有些還需要教師在課堂上進行公式的推導，導致了學生感覺學習難度大，不易聽懂，課程氣氛沉悶，認為對實踐指導沒有意義。課堂講授理論性強，但不知道這些理論應該如何應用，工學結合課程教學體系尚未真正的構建。

1.3側重理論知識考核，過程與能力考核尚未得到足夠的重視

我校傳統的考核辦法是期末考試成績占70%，平時成績占30%。期末考試時，學生把大量的精力花費在記憶知識點，背公式上，而且不能反映學生的實際應用水平，由于期末考試所占比重最大，不能改變一考定終身的問題。雖然有平時成績，但不能全面反映學生的實際掌握知識的能力及水平。由于平時成績所占比重小，因此對平時成績里所含的實驗成績不重視，大部分學生對待實驗不重視，實驗報告也有抄襲現象。所以這種考核辦法不能反映學生的真實水平，也需要進一步改進。因此，本文針對教學中出現的以上問題進行了深入的研究。

2教學內容改革

結合本校的人才培養定位，為了培養應用型人才，在教學內容方面，既重視課程的理論性，更要強調課程的實用性。

2.1結合工程實際，重組課程內容

光纖課程的理論知識點較多，在理論課講授時，由于學時的限制，不可能面面俱到，都講深入也是不切實際的。因此在課程教學過程中要抓住重點、突破難點，做到詳略得當、主次分明。對于學生反映掌握比較困難的理論，可以適當地在課前進行一些知識的補充，也可以在上次課結束時，留一些預習任務。比如在講光源這一部分內容時，可以讓學生提前預習物理中光學這部分內容以及模擬電路里的相關內容，在課堂上再輔以補充，使學生接受新知識時就容易得多。還有在講解光纖導光原理這部分內容時，由于模式理論方法其中存在非常難懂的電磁理論知識，因此結合人才培養目標，果斷刪除這種分析方法，改用相對簡單的射線分析方法。

2.2及時將光纖通信新知識、新技術補充到教學內容中

由于光纖通信技術發展速度極快，現有的光纖通信教材中提到的新技術，比如光放大技術、光波分復用技術、光孤子通信和相干光通信等在實際中已經應用的比較成熟。而新出現的新技術并沒有提及，因此適當增加新技術、新理論的課時，使學生更多的最新技術發展的動態。

2.3重視實際工程案例、實際工程操作的講解

比如光纜敷設、光纖熔接、光纖通信系統設計等教學內容都安排了適當的課時，通過實驗或視頻的形式給學生展示出來。既與實際聯系緊密，又增加學生的興趣，為將來的工作打下一個良好的基礎。

3教學方法的改革

現在的教學方法主要有這么幾種，課堂的板書講授法、多媒體授課、實驗演示法等。板書講授法是傳統的教學方法，優點是思路清晰、框架清楚、重點突出，學生容易筆記，思路清楚，精神集中；缺點是形式單一、信息量小、不生動直觀。多媒體教學可彌補板書里存在的問題，多媒體教學方法信息量大，能動態的顯示一些復雜不易理解的內容，一些動態軟件的引入，更是可以使抽象的知識和理論形象生動化，學生學起來更容易懂，更加感興趣。但由于信息量太大，講授速度偏快，如果只使用多媒體教學學生很容易疲勞。實驗演示方法最直觀，最容易接受，也能激發學生的學習熱情。但由于實驗條件的限制，不能全程采用。這幾種教學方法各有優缺點，我們不能只是單一地采用某一種教學方法，而是應該把它們結合起來。針對不同的教學內容采用不同的教學形式，目的能達到使學生對學習充滿興趣，學習更加輕松，容易接受，更能很好地掌握所學知識并運用到實際工作中。目前《光纖通信技術》課程內容主要有這么幾部分：光纖傳輸原理及特性、光纖器件、光纖通信系統、光纖通信網絡及新技術。這幾部分內容各有特點，因此在教學時應該根據不同教學的內容采用不同的教學方法。（1）光纖傳輸原理及特性這部分內容理論性很強，涉及到很多物理知識、數學知識，內容抽象，還存在很多公式推導，學生學起來很困難，不感興趣。在講授這部分內容時以板書形式為主，清晰明了，輔以多媒體課件，把書中一些圖片由靜止變動態，把枯燥的知識變得生動形象。（2）光纖器件這部分內容比較直觀，更接近于實際應用，因此教學方法不采用板書講授。這部分內容以多媒體講授為主，輔以實物展示。把不同的光纖器件帶進課堂，給同學們展示，學生非常感興趣。在多媒體課件上向學生展示它們的應用情況，效果很好。由于實踐條件的限制，這部分內容的操作要靠校外實訓基地提供的幫助，把合作單位的器件拿到課堂，并請工程師來講解，收到很好地效果。（3）光纖通信系統這部分內容主要是設計思想和實際應用，采用的辦法是采用仿真軟件和實驗箱操作結合的方式，這部分內容可以安排在實驗室。采用仿真軟件，可以使學生對整個系統的應用有更深刻的認識，可以提高學生的綜合應用能力。通過實驗，可以增強學生的動手操作能力，加深印象。（4）光纖通信網絡及新技術這部分內容也是有一定難度的，在講授這部分內容時，一是理論性強，不好理解，講授方法采用多媒體為主，輔以形象舉例法。比如SDH的同步復用和映射方法這一節，內容非常抽象，不好理解，在講授時通過多媒體的動態演示使學生思路清晰，并且通過舉大家日常非常熟悉的貨車拉貨的例子，引導學生理解，由淺入深。二是這部分內容更新非常快，我們采取的方法是：老師對目前的新技術、新成果進行大量的材料收集，以多媒體的形式向學生展示；另外為了激勵學生的學習熱情，讓學生通過網絡自己收集這部分內容的材料，課上和同學們一起分享并說出自己的見解。通過這種形式，既可以讓學生獨立思考，增加獨立解決問題的能力，又能形成很好的教學互動。

4考核方式的改革

針對傳統考核辦法存在的不足，我們采取了這樣的嘗試辦法。成績的組成由這幾部分構成：平時成績20%（包括平時出勤情況、課堂參與情況）、實驗成績30%（實驗報告+實驗論文）、小論文10%、期末考試成績40%。在這幾部分中降低期末考試的比重，提高實驗成績的比重。其中實驗成績這部分內容，學生不能只交一個實驗報告了事，還要有仿真作業成績，并且通過實驗論文讓學生寫出對實驗結果的分析及現象總結，實驗過程中出現了什么問題，是如何解決的，有沒有改進的辦法。我們設置的小論文是開放性的題目，比如可以寫對整個光纖通信技術某項新技術的認識、發展動態，也可以設計一個小型實際項目的光纖通信系統。通過這些措施，希望能全面的反映學生的綜合水平，激發學生的學習熱情。

5總結