光纖通信知識范文

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光纖通信知識

篇1

關鍵詞: 高職《光纖通信工程》課程 考核方式改革 流程式教學

隨著素質化教育的推行,現代社會對高素質人才的需求也越來越大?!耙跃蜆I為導向,以能力為本位”是高職人才培養的主導思想。當前,各高職院校正在開展人才培養模式的創新和教學改革,課程考核方式的改革應該作為其中重要一環。因為課程考核不只是檢測學生課程學習成績的方法,更是學校辦學理念及課程建設水平的集中體現。

高職高專教育的目標是面向生產、建設、服務和管理第一線的高素質高級技能型專門人才。但長期以來,以期末總結性考試和閉卷筆試為主的考試方式方法,嚴重背離了高職高專教育的人才培養目標,產生了種種弊端,制約了高技能實用型人才的培養?!豆饫w通信工程》是我院“新四塊”體系下的崗位能力課程,崗位能力課程是為培養學生畢業后的初次入職能力,可以使學生在工作時盡快地進入角色。但我在教學過程中發現,學生對于以前曾經學過的知識已經淡忘,學習比較吃力。究其原因,在前面專業課程學習時,學生僅是將考試作為最終目標,很多知識都是囫圇吞棗,簡單記憶,不能真正理解,最終的結果就是“學無致用”,不能給后續學習帶來任何幫助。因此通過課程考核方式的改革引導和鼓勵學生在掌握的基礎上充分發揮主觀能動性,不拘泥于書本,不迷信權威,獨立思考,大膽探索,以培養學生發現并解決問題的能力和團隊合作精神,這非常重要。

結合上課經驗和學生實際情況,我們對《光纖通信工程》課程考核方式進行了改革:以國家職業標準為依據,以職業活動為導向,突出國家職業資格鑒定考試,建立與國家職業資格鑒定考試接軌的以職業綜合能力(職業技能)和職業素質考核為主線、知識能力素質全面全程考核的校內考試體系;在知識技能考試方面,采用平時形成性考核與期末總結性、鑒定性考試并重的,由多種考核方式構成、時間與空間按需設定的多次考核綜合評定成績的課程考試體系。

與以往的“一考定成績”不同,新的考核方式采用多方位考核方式的綜合,以提高學生學習的積極性?!豆饫w通信工程》這門課程的學習主要包含理論和實踐兩方面內容。在教學過程中,引入企業的“流程式管理”概念,即將各部分內容按照教學需要分成一個個的流程模塊來進行,流程與流程之間有一定的關系,把每個流程的完成情況作為評定知識掌握程度和表現的標準,同時,流程式的教學需要相應的團隊進行配合,把全班同學劃分為若干個小組。

第一流程――基本概念的建立。

在該階段配合靈活的教學法,對學生平時表現做一個詳細的記錄,記錄內容主要有:知識(預習復習、討論展示、問題回答情況)、態度(活動參與、積極發言)、技能(查閱資料、動手技能)。教師本著認真負責、公平公正的態度以量化的分數形式記錄。

第二流程――團隊精神的培訓。

在經過基本概念的學習之后,需要對本周內容所學進行總結,并對一個知識點發表自己的看法。每周各團隊組長對組內成員進行分工:搜集材料、意見征集、總結并進行文字整理、最終代表發言。根據精彩程度由學生互評,給出合適的分數,教師可適當地評判分數的合理性與否。而組內成員的表現情況則由組長來根據每位組員所做貢獻和表現情況自行評定。

第三流程――能力的提升。

理論知識基本結束,學生需要通過完成一些大型學習任務提高解決問題的能力。教師下達任務,有一定的時間限制,小組討論最后給出解決方案。教師根據方案的可行性來給出分數,該分數作為全組同學的分數。

第四流程――小試牛刀。

該流程可穿插在前面三個流程中進行。不定期進行階段測驗,該測驗包含所有之前所學內容,不復習不界定范圍,學生自主復習,對考試結果進行記錄,作為考核分數之一。

第五流程――成果驗收。

在最終學習之后,一位同學上臺,作為答辯人,下面同學作為專家向該同學進行提問,問題不限。答辯結束之后以全班同學投票分數的平均值作為該同學的答辯分數。

學期結束將各個流程的結果根據權重來進行最后分數的評定。以能力為中心的全程化考核方式,考試方法與內容的改革實踐,突出了知識的應用、技能與能力的考核,推動了教學內容與方法的改革,強化了學生職業技能和能力的培養,促進了學生的自主學習,提高了教學質量和高技能實用型人才的培養質量,使廣大學生受益,贏得了廣泛好評。這種考核方式的好處是引導學生注重平時學習,積極主動地配合老師的日常教學活動,激發學生平時學習的積極性,自覺地投身到技能訓練中去。

考試方法是職業教育的重要環節,必須緊緊圍繞“服務社會主義現代化建設,培養數以億計的高素質高級技能型專門人才。這一宗旨確定職業院??荚嚪椒ǜ母锏姆较?,并根據市場和社會需要,不斷更新教學內容、改進教學方法。職業院??荚嚪椒ǜ母锸锹殬I教育發展的必然要求,也是職業教育工作者面臨的重大課題。要使職業教育適應經濟社會的發展,必須牢牢把握考試方法的“流變”方向,探索出適合職業教育的考試方法,以達到職業教育更好地為經濟社會發展服務的目的。希望《光纖通信工程》考核方式改革能拋磚引玉,引起更多人的思考,從而為職業教育帶來大好前景。

參考文獻:

[1]《國民經濟和社會發展“十一五”規劃若干問題學習讀本》編寫組.國民經濟和社會發展“十一五”規劃若干問題學習讀本.北京:新華出版社,2005.

[2]陳偉.職業院??荚嚫母锓椒ㄑ芯?衛生職業教育,2008.

[3]俞克新.創建國家示范性高等職業院校需要顛覆性改革.天津職業大學學報,2007.

篇2

【關鍵詞】鐵路通信;光電纜施工;質量控制

【Abstract】Construction quality railway communication optical cable is directly related to the normal operation of the communication system, a direct impact on rail transport and rail transport safety information, this article from the optical cable route selection, optical cable test approach, laying optical cables, connection, etc. elaborated railway communication optical cable construction quality control points.

【Key words】Quality control;Optical cable construction;Railway communication

1. 引言

光電纜線路是構成鐵路通信網絡的基礎設施。通信光纜以其傳輸容量大、中繼段距離長、體積小重量輕、抗電磁干擾、保密性好等顯著特點,廣泛應用于信息傳輸通道建設。隨著光纖通信、鐵路調度通信及GSM-R等技術的發展與應用,鐵路通信工程中大面積使用光纜作為信息傳輸的主要通道,特別是鐵路干線信息傳輸已基本全部采用光纜進行傳輸。低頻對稱電纜是區間通信的有線傳輸通道,其使用已日漸減少,目前主要運用于專用線等支線鐵路。光電纜施工質量直接關系到通信系統的正常運行,直接影響到鐵路信息傳輸以及鐵路運輸安全,如何保證和提高光電纜施工質量是鐵路通信工程建設管理過程中必須研究的課題。本文中,筆者結合現場實際,從光電纜徑路選擇、光電纜進場檢驗、光電纜敷設、接續等方面闡述鐵路通信光電纜施工質量控制要點。

2. 鐵路通信光電纜施工質量控制要點

2.1光電纜埋設徑路的選擇。

(1)目前除了在客運專線和高速鐵路施工中預留槽道外,在絕大部分新建客貨共線鐵路、既有鐵路改造、專用線鐵路等,還是普遍采用開挖光電纜溝敷設光電纜的方式來布放。這就需要科學合理地選擇光電纜線路的施工路徑,這樣不僅能在施工過程中節約材料、費用和時間,而且能夠在以后的運營過程中很好地保證光電纜線路的安全。

(2)路徑的選擇必須保證光電纜線路在運行中的安全可靠。一般優選路徑是沿著鐵路路基在限界內敷設,既可以減少施工干擾,也能夠減少不可預見因素對線路的損害;同時要盡量選擇直線路徑,盡可能少地選擇彎曲路徑,避免彎曲度過大對纜線帶來的損害;還要選擇地質穩定、易于開挖回填和維護的地段。如果在鐵路限界內沒有合適的路徑,也要選擇在限界附近進行施工,避免遠離鐵路路基施工。要選擇比較好開挖的地段,以保證開挖深度和回填質量,如果確實開挖不了,可以考慮修建槽道敷設。同時,光電纜路徑的選擇還需考慮到光電纜埋設后線下專業施工對光電纜的影響,特別是要考慮到使用挖掘機、推土機等機械施工的作業項目對光電纜的破壞,盡量避開路基排水溝、側溝、防護柵欄等位置,光電纜上下路基邊坡、涵下通過時需采取必要的防護措施并應確保埋深??傊侠淼穆窂竭x擇是光電纜施工質量及運行安全的首要保證,必須認真、慎重對待。

2.2光電纜進場檢驗質量控制要點。

光電纜自生產廠家運至施工現場,一般采用汽車運輸,且運輸距離較遠,為確保質量,必須在光電纜進場后、敷設前進行單盤檢驗。光纜的進場檢驗主要包括外觀檢查、使用光時域反射儀(OTDR)檢測單盤光纜的長度及固有衰減等指標。電纜的進場檢驗主要包括外觀檢查、對號檢查所有芯線有無斷線、混線等問題、測試芯線的環線電阻、測試絕緣電阻等內容。

2.2.1光纜進場檢驗。

2.2.1.1光纜進場后必須先進行檢查與測試:(1)核對光纜的盤號、型號、規格、盤長、端別、數量,進行外觀檢查,看纜盤包裝是否損壞,開盤檢查光纜外護套有無損傷,光纜端頭封裝是否良好;(2)用光時域反射儀(OTDR)測試單盤光纜的光纖長度,為配盤提供依據。用OTDR進行光纖衰減測試、后向散射曲線測試、折射率測試,測試結果必須符合規范要求,并做好測試記錄。光纜進場檢驗必須對每盤、每纖按照檢查項目及要求全部進行,進場檢驗合格方可用于施工。

2.2.1.2根據光纜單盤測試結果進行合理配盤。光纜配盤原則:(1)根據通信機房、區間基站、紅外軸溫探測機房等位置里程和徑路長度,選擇合適的盤長,確保光纜分歧接頭落在上述相關設備機房附近。(2)盡量按出廠盤號順序排列,以減少光纖參數差別所產生的接頭本征損耗。(3)光纜接頭位置應確保安全要求并考慮維護需要,盡量不要落在河流、公路、橋梁等位置上。(4)盡量減少接頭及浪費,盡量避免短段光纜。

2.2.2電纜進場檢驗。

電纜進場后必須先進行檢查與測試:(1)根據出廠記錄并對照實物檢查電纜程式、芯徑、絕緣介質、外護層、色譜標識及其他機械物理特性,應符合相關技術標準的規定。(2)開盤檢驗電纜端面,確定A、B端。(3)對號檢查所有芯線有無斷線、混線等問題。(4)檢測芯線的環線電阻。(5)檢測每一根芯線對其他所有芯線及金屬護套之間的絕緣電阻。(5)檢測低頻四線組電纜電特性。進場檢驗合格方可用于施工。

2.3電纜溝開挖及光電纜敷設質量控制要點。

(1)光電纜施工應重視施工技術交底。每個工程的施工都有其相應的特點,需要面對不同的施工環境,需要根據環境采取相應的施工措施,所以要有針對性的進行施工技術交底,并選用專業單位或專業人員進行施工指揮,嚴格執行技術交底,不符合有關規范規定要求和盲目的施工和安裝,有可能造成工程質量問題,嚴重的將導致纜線不能正常使用。

(2)纜溝開挖可采用人工開挖、機械開挖的方式,在具備機械作業條件的地段特別是新建鐵路施工應優先選用機械開挖,路基邊坡、路肩等地段宜采用人工開挖。電纜溝開挖應沿選定的徑路進行。開挖纜溝應預畫徑路白線,并按徑路白線開挖。纜溝的彎曲半徑不得小于所敷設光電纜最小直徑的15倍。纜溝開挖深度應滿足光電纜的埋深要求,在光電纜容易遭受后續施工、自然災害等破壞的地段,可適當加大纜溝開挖深度,比如光電纜從涵下通過時,過涵地段纜溝深度可適當增加。纜溝成形經自檢及監理工程師檢查合格后,方可敷設光電纜。

(3)光電纜敷設分為人工敷設和機械敷設。地勢空曠、平坦時可采用機械敷設,將光電纜架在放纜車上,通過牽引車牽引前進,同時保持纜盤勻速轉動,使纜身所受拉伸力較小。在地形受限制時應采用人工牽引敷纜,敷設時設專人指揮,做到步調一致、勻速向前,以避免光電纜在牽拉過程中受過大的應力。

(4)光電纜敷設前,石質地段應在已挖好的溝底墊上細沙或細土。光電纜敷設,首先依據光電纜配盤卡片對盤號和電纜的A、B端進行確認,不得壓、折、摔、拖、扭曲光電纜,不得在硬質地面上拖拉,不能有硬彎、背扣,以免影響光電纜的性能或造成損壞。在過軌、過公路、跨越障礙物等需要防護或彎曲半徑較小的地段,設專人負責,看好防護兩端,光纜的彎曲半徑不得小于光纜外徑的20倍,電纜的彎曲半徑不得小于電纜外徑的15倍,光電纜在溝底應平行排列,不得重疊交叉和扭絞。人工敷設光電纜時,人員間距控制在10~15m為宜,遇有轉彎或過障礙物時,人員分布應適當加密。光纜敷設時的牽引力不應大于光纜允許張力的80%,瞬間最大牽引力不得大于光纜允許張力。光電纜放入溝內后,先回填細土或細砂,再全部回填。溝內嚴禁回填大石塊,回填夯實后的土應高出地面。電纜溝回填后應盡快埋設標石。

2.4光電纜接續施工質量控制要點。

2.4.1光纜接續施工質量控制要點。

2.4.1.1選擇合適的接續工藝。

光纜接續及引入光纜纖芯接續一般采用光纖熔接機進行電弧熔接的施工工藝,光纖接頭處用加強熱縮管保護,外護套接續采用光纜接頭盒接續,光纜接續必須認真執行操作工藝的要求。

2.4.1.2接續環境的控制。

光纖接續的環境必須整潔,接續作業過程中應特別注意防塵、 防潮和防震。光纜各連接部位及工具、材料應保持清潔,確保接續質量和密封效果。在風沙較大的地區進行接續作業時,應搭設帳篷以營造一個相對清潔的接續環境。

2.4.1.3接續測試。

(1)進行光纖接續時,應進行雙向監測,雙向平均接續衰耗值合格后,才允許按工藝要求收容于接頭盒內,接頭盒安裝完畢后,應進行雙向復測。

(2)在實際施工過程中,施工單位為減少接續時測試人員、儀表的配備以及接續人員的測試等待時間,一般采用盲接法施工。盲接法施工必須保證接續質量,否則返工將造成更大的人力物力浪費。在大范圍接續施工前,通過試驗段檢查接續人員采用盲接法的接續合格率,如合格率達不到要求,可通過開展QC活動、質量攻關等形式,從人、機、料、法、環等方面查找原因,制定對策并實施,在接續合格率達到要求后再進行大范圍接續施工。

2.4.2電纜接續施工質量控制要點。

(1)電纜接續之前,應進行單條電纜檢測,確認單條電纜內所有芯線無斷線、混線及接地故障,絕緣良好。電纜接續應先搭建工作平臺,然后進行護層開剝,電纜芯線清洗,鋼帶復位,連接接頭盒支架。芯線接續應線位準確、焊接牢固、扭絞均勻,兩側芯線線序應一一對應、無交叉及鴛鴦對現象。

(2)為確保電纜絕緣,應保證接頭盒安裝嚴格按照操作工藝進行,并應進行盒體密封性檢查。如采用灌膠接頭盒,在測試完畢后及時進行盒內灌膠。

3. 結束語

鐵路通信光電纜是鐵路信息傳輸的基本通道,嚴格按照設計和相關技術規范施工是確保通信光電纜線路安全和優質傳輸的關鍵。作為建設單位的現場管理人員,應加強對監理單位、施工單位的監督檢查及協調管理,確保通信光電纜線路施工質量,不留隱患,為鐵路通信的安全暢通提供硬件保障。

參考文獻

[1]Q/CR 9655-2015,客貨共線鐵路通信工程施工技術規程 17-48.

篇3

關鍵詞:實踐基地;光纖通信;教學改革;創新能力

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)11-0132-01

光纖是通信網中的主流傳輸介質,光纖通信早已成為現代通信網的主要支柱,我國在光傳輸線路的投資占整個通信網投資的比重越來越大,每年各種大大小小的光纖線路工程無計其數,這就需要大批光纖通信人才。針對通信人才需求,光纖通信課程應在注重理論教學的基礎上,加強學生創新能力和工程實踐能力的培養。只有同時具備扎實理論基礎和較強實踐能力的學生才能在人才競爭中脫穎而出,因此,在光纖通信課程教學中,必須加強課堂講授與實踐的結合,重視實踐環節。由于光纖通信設備昂貴、實驗內容廣及大多數實驗是驗證性實驗,所以很多高校開設的光纖通信實驗不能很好地鍛煉學生的動手能力,這與市場對高素質通信專業人才的需求相距甚遠。本文提出充分利用光纖通信工程實踐基地和光傳輸網絡工程實踐基地的設備,依托實踐基地將光纖通信的課堂講授與實踐相結合的教學改革模式。在“教、學、做”一體的理論思想指導下,有意識加強實踐環節,培養學生對知識的全面掌握,加強學生實踐能力、創新能力和設計能力,以滿足光纖通信發展需求和人才需求,并對電子與信息工程學院(以下簡稱“我院”)實踐基地的光纖通信工程實踐及光傳輸網絡工程實踐在教學改革中所起的作用進行了探討。

一、教學模式的設計與創新

“光纖通信”是通信工程專業的重要專業課程,其基本任務是綜合運用數學、物理及光學知識,系統學習光纖通信系統的原理、結構、組成、設計及測試,在掌握光纖通信系統的基本知識的基礎上,學習光通信網中的SDH光傳送網和WDM光傳送網以及全光傳送網。在當今信息社會中,在新技術層出不窮的時代中,光導纖維及其應用技術,特別是光纖通信所處地位的重要性是顯而易見的。該課程的理論性和實踐性很強,要培養學生具有較高的理論基礎和實際動手能力,就必須改變教學理念,依托實踐平臺將理論教學與實踐教學有機結合起來。

1.課程教學的理念

“光纖通信”課程應以人才需求為導向,培養實踐能力為目的,本著“教、學、做”一體的思想,在教學上加大實驗和實踐學時,強化學生的參與意識,使學生積極思考,提高動手操作能力,較好地解決學生在學習該課程中理論和實踐相脫節的問題。在實踐教學中以提高學生綜合素質為目的,打破各門課程孤立教學的傳統,將多門課程的知識融合起來。

2.教學內容組織安排

本著理論教學與實踐教學相結合的原則,“光纖通信”課程作為專業必修課開設了40學時的理論教學,6學時的實驗,1周的光纖通信工程實踐,1周的光傳輸網絡工程實踐及1周的課程設計。光纖通信課程的后續課為光纜通信工程,是一門18學時的選修課,以光纜線路工程的施工、維護及故障排除為主的工程實用性較強的課程。

理論教學內容主要包括課堂講授、實驗、及課程設計。光纖通信的技術在現代電信系統中起著關鍵性的作用,因此光纖通信的理論教學內容除了介紹光纖通信系統各個組成部分的基本知識外,還要側重SDH傳輸原理的講授。實驗課程主要是配合課堂講授的知識點來安排實驗內容,其目的是鞏固知識點及加深對課程內容的理解。實驗課程可開設光纖通信原理實驗系統信號發生器實驗、光發送系統實驗及光接收系統實驗。課程設計是在理論教學的最后一周開設的,首先讓學生學習Optisystem軟件的使用,選擇一個自己感興趣的設計題目,然后根據設計題目查閱資料,提出設計方案,最后利用Optisystem軟件完成課程設計任務。課程設計給學生提供了一個展示創新精神和創新能力的平臺,培養了學生自主學習的能力,使其更好地理解和掌握基本理論知識。

實踐教學內容分為光纖通信工程實踐和光傳輸網絡工程實踐2個部分,利用我院的實踐基地設備開設課程。本著理論教學服務于實踐教學,實踐教學鞏固和加強理論基礎知識的掌握,讓學生在學中做,做中學,邊學邊做中掌握技能并鞏固知識的教學理念,通過實踐基地開設的工程實踐課程來深化光纖通信課程的教學改革。

3.豐富教學方法

豐富教學方法是提高教學效果的關鍵。在本課程教學中,充分利用學?,F有的實踐基地及實踐設備優勢,以工程實踐的項目課程為主體,理論教學為實踐教學打好理論基礎為中心,針對光纖通信課程的不同教學內容和教學階段,采用多種教學方法。將傳統的板書教學與光學器件的實物展示、工作原理的FLASH演示、多媒體、現場實際操作的錄像、Optisystem軟件仿真等教學方式結合起來。通過加大工程實踐課程的學時,豐富工程實踐課程的實踐內容,在提高動手能力的基礎上,加強理論與實踐的結合,并注重多門課程的融合。[1]

二、光纖通信工程實踐

光纖通信工程實踐是針對光纖通信系統的工作原理及各個組成部分的基本知識,采用南京捷輝科技有限公司與南京郵電大學聯合研制的“JH5002型光纖通信原理綜合實驗系統”進行電終端和光終端的實踐項目,使學生熟悉光纖系統中的各個模塊工作原理、光纖通信的基本技術,鞏固理論知識并強化動手能力。[1]

光纖通信的理論教學重點是光纖通信的工作原理,工程實踐對此知識點安排了兩個綜合實踐內容,分別是電話交換呼叫處理通信系統綜合實踐和光纖通信圖像傳輸實踐。這兩個實踐讓同學們更好地掌握光纖通信的傳輸原理,了解光信號發送與接收的基本過程。除了兩個綜合實踐外還有一些針對系統中的各個模塊進行的實踐,如:E1幀成形及其傳輸實踐、AMI/HDB3終端接口實踐、加擾和解擾碼實踐、接收定時恢復電路實踐及同步數據接口實踐等。對于各個模塊的實踐內容,要讓同學們在鞏固、復習各個模塊的工作原理的基礎上強化動手能力,并通過實踐平臺擴展知識面,引導學生通過實踐學到更多的知識。實踐設備里的幾個硬件模塊均采用了FPGA技術,使用的是Altera 公司生產的芯片。對于動手能力較強的同學,不僅僅讓他們完成實踐內容,還要掌握各個模塊的設計思想,根據各個模塊的功能設計硬件電路,用VHDL語言編程實現其功能,這也要求學生能較好地掌握硬件編程語言――VHDL語言。雖然JH5002型設備提供的一些針對模塊的實踐內容是驗證性的,但通過指導學生設計一個類似功能的模塊,借鑒原有設備的設計思想,鼓勵學生創新思維,發揮潛能。通過實踐增強學生對硬件設計的興趣,擴寬知識面,達到對多門課程融會貫通的目的。

三、光傳輸網絡工程實踐

學校為加強通信專業的發展,投資200多萬元引進了兩套大容量的綜合網絡交換系統,中興通信的ZXJ10系統和華為公司的C&C08系統。[2]利用華為公司的SDH設備Optix155/622(Metro 2050)和Optix155/622H(Metro 1000),為光纖通信課程建立了光傳輸網絡工程實踐基地。針對SDH傳輸原理進行實踐項目訓練,使學生了解SDH設備,熟練掌握SDH設備管理軟件及如何應用此設備進行SDH的各種組網配置。

SDH傳輸機制目前在線使用量已經超過90%,是主要的光網絡傳輸模式。光傳輸網絡工程實踐采用3臺華為公司的SDH Opitx 155/622H光網絡設備。實踐內容首先對SDH設備硬件及SDH設備管理軟件進行總體介紹,然后在光傳輸實踐平臺上開設實踐項目。實踐項目有:SDH光電口測試實踐;SDH點對點組網配置實踐;SDH鏈形組網配置實踐;SDH環形組網配置實踐;SDH組網ET1配置實踐;HDB3碼形觀察實踐;ODF配線架設置實踐;E1接口/電話機信號雙向傳輸實踐;二纖單向和二纖雙向通道保護環實踐。

實踐能激發學生的學習興趣、參與意識,提高動手和設計能力,對理論教學起到事半功倍的效果。

四、總結

光纖通信已經遍及世界各地,其應用領域越來越廣,對光纖通信人才的需要也越來越大,這就要求高校能夠培養出具有扎實理論基礎和較強實踐能力的光纖通信人才。本文根據光纖通信課程的特點、學?,F有資源,提出理論教學與實踐相結合,加大實踐力度,注重培養實踐能力和綜合能力的教學改革方法,并依托實踐基地對光纖通信課程的教學方法進行了探討。

參考文獻:

篇4

關鍵詞:光纖通信;實踐教學;教學效果

作者簡介:王文珍(1977-),女,山東煙臺人,中南民族大學電子與信息工程學院,講師。(湖北 武漢 430074)

中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)01-0134-01

光纖通信是以光波為載波,以光纖為傳輸介質的一種信息傳輸方式。光纖通信系統因其巨大的帶寬、優良的傳輸特性已成為信息社會最重要的通信傳輸手段。[1]“光纖通信技術”是電子信息、通信工程、光電子等專業的重要專業課,培養具有光纖通信理論和一定實際操作能力的人才,也成為相關專業越來越迫切的任務。[2]該課程主要講述了光纖的傳輸理論、光纖通信系統的組成及工作原理、光纖通信的新技術等。為了進一步提高“光纖通信原理”課程的教學質量,開設了光纖通信實驗課,使學生進一步消化課堂上學到的理論知識,加深學生對光纖通信系統工作原理的理解,并為以后從事實踐技術工作奠定基礎。[3]

在教學過程中,理論部分采用引入主動式的教學方法,使學生積極主動地參與教學活動,保持與前沿知識同步,實踐教學部分除了利用光纖通信實驗系統開出的固定的基礎實驗之外,還通過光纖通信仿真軟件OptiSystem,對實驗設備無法滿足的實驗進行仿真驗證,取得了滿意的教學效果。

一、光纖通信實驗系統介紹

光纖通信實驗系統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、電終端機以及誤碼測試模塊、OTDR功能等幾大部分組成。系統布局如圖1所示。

光無源器件主要由兩個波分復用器,一個分路器,一個衰減器,兩個連接器和多根尾纖,用這些器件可以構成單芯雙向光纖通信系統以及波分復用光纖通信系統等。

模擬傳輸系統把來自攝像頭的視頻基帶信號進行適當地處理,送入光發送模塊。經過光纖傳輸,進入光接收模塊進行視頻基帶處理后,由監視器顯示來自發端的視頻信號。模擬傳輸系統主要由圖像傳輸(收/發)模塊組成。

計算機數據傳輸系統是一個雙向雙工的不對稱信道。它把來自計算機1的數據經過數字光纖信道,發送到計算機2。計算機2可把數據通過直通信道,傳送到計算機1。

光終端把來自電終端的信號經過線路接口電路(HDB3編譯碼)后,進行擾碼(解擾)、光纖線路編碼(CMI/5B6B編譯碼),然后進入光收發模塊,經過光纖之后,可以通過光無源器件,傳輸到對端。

電終端首先把各路基帶信號復接為E1標準的群路電信號,通過光終端發送電路變換為光信號,然后經光纖傳輸到接收端,在接收端再經光終端的光檢測電路變換為電信號,送入電終端分路處理。

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基本一致。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。

以5B6B碼型變換的實驗為例,該實驗的主要目的是讓學生熟悉5B6B線路碼型的編碼、譯碼的基本原理。圖2給出了示波器的觀察結果:(a)是編碼輸入數據的波形;(b)發送分組指示的波形;(c)編碼輸出數據的波形;(d)是接收譯碼輸出數據的波形。兩信號完全同步,但存在時延。

二、軟件仿真

對實驗設備無法滿足的實驗,利用軟件仿真的方式,可以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,拓寬學生的視野和知識面。鑒于復雜光通信系統和網絡研發和工程規劃的需要,學習通信工程專業的學生在大學專業課程學習過程中,輔修一些軟件分析和設計光通信系統的知識也是非常必要的。光通信系統的軟件輔助分析設計工具在行業中已發展多年,相關軟件產品品種較多。其中商業化應用較為成功的是由加拿大OptiWave生產的OptiSystem軟件,OptiSystem是一款光通信系統模擬軟件包,它集設計、測試和優化各種類型寬帶光網絡物理層的虛擬光連接等功能于一身,從長距離通信系統到LANS和MANS都能使用的一個基于實際光纖通信系統模型的系統級模擬器。

OptiSystem開啟,圖形用戶界面如圖3所示。

創建一個由外調制激光器所組成的光發送器模型。如圖4所示。OptiSystem提供了多種觀察仿真結果的途徑,通過展開Component Library下的Visualizer Library菜單,可以瀏覽后處理仿真結果??梢暬鶕斎胄盘柕牟煌譃殡娍梢暬凸饪梢暬?。在時域中利用示波器(圖5(a))觀察電信號,在頻域內用光譜分析儀觀察光信號的光譜(圖5(b)),在時域內用光纖觀測儀觀察光信號(圖5(c))。

三、結論

本文結合光纖通信技術的特點,對實驗系統從實驗箱和仿真軟件兩個方面進行了論述。學生通過在實驗箱上測試,把理論和實踐聯系起來,能更好地理解整個光纖傳輸過程、掌握光纖相關理論及具體性能測試。而且,實驗系統具有擴充功能,能和計算機連接,實現圖像傳輸及圖像處理等功能。同時對實驗設備無法滿足的實驗,利用軟件仿真的方式,可以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,拓寬學生的視野和知識面。

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.

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關鍵詞:多層次教學;光纖通信技術;應用分析

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.120

0 引言

對于通信專業的學生來講,光纖通信是該專業的重要課程之一。在該課程中,主要對導光的原理、光器件所具有的原理與性能以及光端機的原理與性能進行了介紹,同時還討論了當今光纖以及光纖通信技術的發展情況。不過就目前教師的教學情況來看,在授課方面仍然存在著很大的問題,所以在開展教學工作的過程中一定要充分的運用相關知識,將書本上的知識與實際進行有效的結合,培養每一位學生解決實際問題的能力。因此,本文主要以多層次教學方法為切入點,研究光纖通信技術在高校教學過程中的應用。

1 現階段光纖通信教學實踐存在的問題分析

從光纖通信的基本性質來看,其涉及了許多專業與學科,可以看作為一個綜合性十分強的學科。因此,對于教師來講,在講授該門課程的時候,怎樣充分的將自己所要講授的知識傳遞給學生,并且在講授的過程中保證講授方式的新穎與生動,以更加直接的方式將知識傳授。而就學生的情況來講,學生們在學習光纖通信的時候,僅僅是將結論、公式等進行死記硬背,只要考試能通過就可以了。這樣一來,學生們對工程的實際應用意義知之甚少,當面對具體的問題時,往往會無法解決。這一現象十分普遍,使得許多學生雖然學習了這一門課程,但是當該課程學習完之后,仍然不清楚自己學習到了什么。

有些教師在教學的過程中,會按照課本所制定好的順序開展教學工作,在課堂上教學的時候一般都會使用黑板對數學公式進行推導,有些老師雖然使用了多媒體設備,但是整體課堂仍然十分的沉悶。而對于十分重要的實驗來講,由于實驗箱存在著集成度高與封閉度高的特點,使得學生在設計方面的能力沒有辦法得到很好的鍛煉,當然也很難調動起學生學習該課程的興趣來。這些問題的存在都嚴重的影響到了光纖通信這一門課程的正常進行與開展,沒有辦法幫助學生更好的學習到該門課程的知識。

2 多層次教學在光纖通信技術中的應用策略分析

在通信技術中,光纖通信是一門十分重要的專業課,其與工程技術間有著十分密切的聯系,具有著十分廣泛的應用領域,所以在學習的時候需要教師充分的考慮到學生的基本情況,在完成基本教學任務的同時一步步的提升光纖通信的教學效果。本文應用多層次的教學理念,主要從四個方面來提升光纖通信技術的教學效果。

2.1 對傳統的教學方式進行改革

作為通信技術的專業課,在講授光纖通信技術的時候一定要充分的考慮二者之間的聯系,把握好該門課程在講授過程中的嘗試,在課程講授的過程中一定要體現出當今光纖通信技術在整體通信技術中所占據的地位與前沿的應用情況。為了能夠提升學生對該門課程的興趣,教師需要使用多種不同的方法對學生進行刺激,為學生描述出一個十分開闊的視野。所以教師在課程的設計上,一定要充分的使用多媒體,以視頻、動畫以及圖片的形式,向學生傳授出大量的信息,這些大量信息的體現會很快的調動起學生的興趣來,當學生的興趣被調動起來之后,就能夠顯著的提升學生的學習效果。因此,需要對傳統的授課方式進行改革,使用全新的教學方式來開展課程的講授。

2.2 重視光纖通信技術的實驗與實訓

作為一門重要的應用型課程,在給學生講課的同時,需要重視實驗與實訓。在學校通過開展實驗與實訓能夠很好的幫助學生將理論知識與實踐進行有機的結合,教師可以針對不同的實驗設計出形式多樣的實驗與實訓課程,在實驗與實訓課程開展的過程中,老師可以從旁引導,幫助學生更好的開發創造力,鼓勵他們多動手,將書本上學習到的知識應用到實際中來。所以,為了提升光纖通信技術的教學效果,需要對已開設的實驗進行深入的研究,以達到將實驗與書本上的知識相結合的效果。例如,當學生對通信有了一定的了解之后,教師便可以放手讓學生通過使用實驗箱來完成電話與電話之間的光纖通話;之后還可以讓學生對該實驗進行擴展,從而實現實驗箱與實驗箱之間的通話;在這兩項完成后,還可以讓學生更進一步,引導他們使用實驗箱來完成數據、圖像等信息的傳遞。

2.3 文獻研究方法

隨著我國對教育事業的投入不斷提升,許多高校都開始實施研究性教學,通過這種方式來促進學生學習方式的改革,以達到促進學生更加全面發展的目的。而使用文獻研究方法最重要的方法就是將“研究”引入到日常的教學工作中來,引導學生在學習的過程中也能夠選擇自己感興趣的課題進行研究,其主要的方法便是對相關文獻進行檢索,從而以科學的方式完成研究性的學習。單就光纖通信技術來講,該技術的發展十分快,新的技術與思想不斷的進行著更新,不過就學生來講,他們更多的是習慣于被動的接受教育,很少會針對課題與喜好來進行文獻的檢索,沒有辦法快速的了解該技術現階段國內外的發展情況。為了能夠更好的促進光纖通信技術的教學效果,在多層次教學的過程中,老師一定要培養學生自己檢索文獻的習慣,讓他們充分的使用網絡來了解該技術的發展情況。在這一過程中學生能夠很好的培養出對該技術的興趣,同時培養學生的科學研究能力。

3 總結

應用多層次教學方法對光纖通信技術的應用進行研究,主要從教學方式、實驗與實訓以及文獻研究方法為切入點,提出了促進光纖通信技術應用的教學策略,為該學科更好的發展打下堅實的基礎。

參考文獻:

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[2]朱玲,趙修美,朱洪濤.淺析職教中的多層次教學改革[J].職業, 2016(S1).

[3]邱文棣.如何通過多層次教學評價促進中職學校教學質量的提升[J].職業,2016(05).

[4]甄國玲.多層次教學法在會計崗位綜合實訓教學中的探討與實踐――以浙江職業技術學院為例[J].中小企業管理與科技(下旬刊),2015(11).

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【關鍵詞】光纖通信技術;特點;應用

光纖通信技術的重要性已得到全球范圍的認識和認可,各個國家都在光纖建設方面不遺余力,投入大量的資金和政策支持,證明了光纖通信技術的重要性和巨大的未來前景。在我國,近年來國家對互聯網發展的大力支持,以及三網融合等新應用背景的出現,光纖通信技術在我國得到了充分的發展和大量的應用,在未來的作用空間也還非常廣闊。結合光纖通信的技術特點,理清光纖通信技術的應用之路能為我國信息化建設和光纖通信技術的相關產業的發展做好理論鋪墊。

一、光纖通信技術的發展

自從1966年高錕博士開創性的推論一經面世,光纖通信技術的發展便一發不可收。1977年在美國首次成功地進行了光纖通信試驗,并建立了第一代光纖通信系統。隨即在1981年、1984年以及19世紀80年代中后期,光纖通信系統迅速發展到第四代。第五代光纖通信系統達到了應用的標準,實現了光波的長距離傳輸。我國在光纖通信方面的研究始于1974年,不久便取得突破性的進展。在20世紀70年代至80年代完成了一系列實用工程,這是現如今光纖通信技術廣泛應用的基礎。在20世紀90年代,我國在光纖通信方面建設頗多,新興的光纖開始取代傳統的電纜,光纖通信系統的國家干線逐步形成。新千年到來的時候,我國光纜的總長度已經達到125萬公里,光纖用量已達到三千萬公里。在光纖技術及相關元器件的研制方面,我國也有相當規模的技術和研究已進入生產環節。[1]

二、光纖通信技術的特點

光纖通信技術能夠得以全球范圍的大量應用,與其自身的技術特點密不可分。光纖通信具有傳統的通信方式所不具備的多方面優勢。

1.頻帶寬、通信容量大

比起銅纜和電纜,光纖的傳輸帶寬大了許多,而且由于光波的特定使得光纖傳輸的損耗很小。比起微波技術,光纖傳輸的信號容量大了幾十倍。比起電波,光纖的光波頻率比電波的頻率高了很多。所以,綜合來看,只需要采用先進的技術手段為光纖傳輸的信息量擴容,光纖在信號傳遞過程中呈現的信息容量大和傳遞的距離遠的特性就能令其他信號技術望塵莫及。

2.光纖損耗低、非常有利于降低施工成本

現今普遍采用石英光纖作為常用光纖,因為石英光纖比起其他光纖顯示出損耗低、成本低的優勢。加上玻璃材質特殊的電氣性質,在使用石英光纖進行施工時由于其絕緣性可以不用安裝接地和回路等設施,有效地降低了成本。從理論上講,石英光纖的傳輸損耗還能降低,這將通過不斷發展的技術水平在未來的某一天實現。

3.光纖具有良好的抗干擾能力

光纖通信中使用的石英光纖除了上述的電氣絕緣性的特質,還有較好的耐腐蝕能力。但是石英光纖得以廣泛應用的秘密在于其抵抗其他電磁干擾的能力非常強,不論是自然界的太陽黑子活動帶來的電磁干擾,還是人為的如高壓電線釋放的電磁信號,都不能干擾光纖的信號傳輸。所以,光纖通信技術除了在民用方面應用廣泛,在軍事應用方面也得到了大量的發展。

4.無串音干擾,保密性好

傳統的電波通信在信號傳輸的過程中,非常容易發生電波泄漏和串擾進而造成信號被截獲,也就是竊聽,其信息傳輸的保密性非常差。而光纖通信技術的優勢是光波在傳輸途中既不會發生串擾,也不會泄漏,能夠有效地保護傳輸的內容。因此,在傳輸質量上光纖通信既不會發生串音,在通信安全上光纖也有極強的保密性。

5.光纖直徑小、占有空間小

光纖的直徑小,占用的空間也小。為通信系統的施工帶來減輕任務量和減少占用空間的好處,也為通信系統的小型化、集成化發展提供了有利條件。對于后期維護來說,占用體積小的光纖在各種管道中容易被識別和檢修,緩解了地下管線的復雜性,為檢修和維護簡約了時間成本。此外,光纖的穩定性好、壽命長,加上一系列傳統通信技術無法企及的優勢,使得光纖通信技術在全球范圍內普遍應用。

三、光纖通信技術在多個領域里的廣泛應用

在光纖通信技術誕生幾十年來,光纖通信技術得到了飛速的發展和非常廣泛的應用?;诠饫w通信的諸多優點,和在使用光纖通信技術時其物理屬性帶來的施工便利性和低成本優勢,成為光纖通信技術在多種領域得以應用的原因。

1.廣播電視領域

如上所述,突出的技術優勢使得光纖在廣播電視領域應用廣泛。光纖是廣播電視領域里重要的信號載體,尤其是光纖強大的抗干擾能力為音視頻信號的傳輸提供了可靠的保障?,F如今隨著數字電視和網絡電視的普及和發展,通過光纖傳輸電視信號和數據成為首選。特別是以光網為基礎建設的現代廣播電視體系,傳輸過程中不受干擾的可靠信號傳輸為高質量的廣播電視建設鋪墊了服務基礎。[2]

2.軍事領域

軍事通信技術先進與否在很大程度上決定了一個國家的軍力水平,尤其是在如今強調以科技武裝軍隊,可靠實用的通信技術越來越受到軍事方面的重視。從軍事角度看,戰爭的形態在隨著科學技術的進步發生著改變,未來的戰爭將是信息技術主導一切。因此,光纖通信技術應該并且已經得到軍事領域的大量應用。將光纖通信技術引用到軍事領域,可大大擴充通信系統的容量和質量,在信息傳輸的過程中能夠達到軍事級別的保密性,強大的抗干擾能力也是傳統的通信手段不能達到的。由于軍隊的現代化發展趨勢和對“未來戰爭”的未雨綢繆,光纖通信技術能夠提供的高效率和少占用等特性也是提供參考的重要因素。此外,另一種無聲的戰爭,信息戰的基礎也需要以光纖通信技術為基礎的信息化裝備。現在的軍事已經大量使用了光纖通信技術,相信在未來會應用到更加深的層次和更加廣的領域。

3.電力通信領域

技術優勢讓光纖通信技術在電力通信領域也得到了廣泛的普及。在我國,電力通信領域正在推廣光纖網絡,并且已經完成了部分光纖布局工作。在電力系統中,光纖通信技術的規模龐大并且有完善的技術支持,可承載多種通信業務。在電力通信領域應用光纖通信技術的好處是提高了電力系統的穩定性,確保并提高了電力系統的安全性,積極推動了電力系統帶來的生活和生產發展。

4.電信干線中的應用

科學技術特別是信息技術的迅猛發展對光通信技術的要求有了進一步的提升,加上各種專業通信網的發展需求,使得光纖通信技術以其優勢被應用到各種不同的領域里。就我國來說,以光纖通信技術成立的進行全國信息傳遞的信息網就是很好的例子。光纖技術不僅以其廣泛的應用得到大力的發展,為促進了我國的經濟建設。

5.光纖接入網的應用

互聯網的基礎網絡建設走上了FTTX的發展道路,具體表現為光纖到樓(FTTB)和光纖到戶(FTTH)。光纖到樓是以輻射結構實現一種經濟實惠的組網,具體是指用戶的光纖業務是從住宅小區內連接到家中的,而光網絡單元(ONU)就在小區內。從組網結構和實用性來講,光纖到樓經濟實惠。同樣的,光纖到戶則是光網絡單元與用戶相連,其業務量比較小。總的來說FTTX能夠實現三網合一,是一種現代化的網絡接入形式。

6.光纖通信衍生技術的應用

基于光纖通信技術的發展而發展出的新興技術也為光纖通信技術的廣泛應用提供了有利因素。比如說全光通信等技術。強大的全光通信技術不僅能容納多種業務模式,還具有通信量大、性能強悍等特點,能夠構建生存能力十分強大的網絡環境。因為不需要光電轉換而降低了成本,加上強大的業務優勢和特性,全光通信技術在未來將得到廣泛的發展。

四、光纖通信技術的發展趨勢

光纖通信技術的物理屬性和技術特性都決定它不僅在現在的發展中得以廣泛應用,也要在未來大展手腳。在未來,光纖通信技術的發展趨勢體現在以下幾個方面:

1.超高速系統的演進

光纖通信技術的發展迅猛,光纖通信的傳輸速率在十年內能提高100倍,到時用戶能夠用上無限帶寬。目前的商用系統中,最普遍的光纖傳輸速率為10Gbit/s,40Gbit/s的傳輸速率也已進入實用階段。更高傳輸速率的160Gbit/s和640Gbit/s還在研究之中,距離投入實用還有一段路要走。受到光纖的物理特性的限制,光纖通信的進一步擴容采用光復用方式。目前光復用方式進入大規模商用的只有WDM和DWDM。[3]

2.光纖接入網

光纖接入網是信息高速公路“飛入尋常百姓家”的最后一步,是建設信息高速公路的關鍵技術。光纖接入網能夠真正實現信息高速化、服務個性化、帶寬最大化,能夠最大程度地滿足大眾的需求。

3.全光網的前景

光纖通信的最終階段是全光網通信,既是光纖通信發展的終極目標也是發展理想。光纖通信的超高速趨勢會使光電轉換環節成為瓶頸,電信號處理將會大大增加光纖網絡的復雜程度和處理難度。全光網的關鍵就是信息傳輸的全過程都保持光的形式,不必經歷電的轉換,大大促進了高速網絡的超大容量的實現。

五、結語

光通信技術特別是光纖通信技術為互聯網的發展和社會經濟的進步提供了強勁的推動力,社會發展的需求將促進光纖通信技術的進一步提高。目前光纖通信的信息傳輸速率還在隨著技術的進步而不斷增長,正在朝著光子網絡的趨勢進發。我國的光纖通信技術起步較晚但是發展迅速,各種相關研究在持續突破,相信在不久的將來,億萬用戶將享受到光纖通信的“光速”服務。

參考文獻:

[1]張立東.波分復用技術及其應用現狀與發展前景[J].電腦知識與技術,2004(26).

篇7

隨著科學技術水平不斷提高,我國的通信技術也得到了較快的發展。尤其是光纖通信技術的發展具有重要的意義,已經成為現代通信中非常重要的技術之一。光纖通信技術在使用的過程中,在提升信息傳輸質量以及減少串擾等方面具有顯著的使用效果。本文主要從光纖通信技術的概念入手,介紹了光纖通信技術的應用以及發展。

【關鍵詞】光纖通信 技術 應用 發展趨勢

隨著社會不斷進步,人類已經步入了信息社會時代,光纖通信技術成為目前最為重要的通信方式之一。光纖通信技術的概念由1966年的美籍華人高錕和霍克哈姆等人提出。在1970年的時候,美國康寧公司研制出光纖,這種通新材料的體積較小、質量較輕,能夠提升對電磁的抗干擾效果,因而具有廣闊的發展空間。

1 光纖通信技術概念簡介

光纖通信是指以光波為載體,利用純度極高的玻璃拉制成極細的光導纖維,以光導纖維作為傳輸的媒介,然后通過光電變換,運用光來傳輸信息的通信系統。光纖主要分為三個部分,即內芯、包層以及圖層。內芯的直徑一般在幾微米到幾十微米之間,包層主要是指內芯外面的一層,其主要目的就是為了保護光纖不受損害。在平常生活中見到的光線系統并不是單根的光纖,而是由許多光纖聚集在一起形成的光纜。光纖是由玻璃材料制成的電氣絕緣體,因此即使接地也不會發生回路的現象。并且在光的傳播過程中,由于光纖保密性較好,因此也不會出現信息泄露的現象。另外,光纖的體積小、很細,能夠節省大量的空間,并且其抗干擾的能力很強。

2 光纖通信技術的特點分析

(1)光纖通信技術損耗較低。光纖通信技術比傳統的技術在傳輸過程中的損耗量非常低,很難發生較大的損耗,尤其是在短距離的運輸過程中是傳統技術無法比擬的。

(2)光纖通信技術運輸容量較大。由于光纖通信技術使用了密集波分復用技術,因而具有很寬的頻帶,因此在進行信息傳輸的時候具有很大的容量。

(3)具有良好的抗水性以及抗電磁干擾能力。由于光纖通信技術中的一個重要組成部分是以石英作為原材料制成的光纖。這種材料可以明顯提升光波導對電磁干擾的免疫力,能夠不受雷電以及電纜的干擾。所以當石英通過加工制作就會讓其擁有良好的抗水性以及很強的抗電磁干擾能力。

(4)具有良好的保密性。在運用光纖通信技術進行信息的傳輸工作時,不會發生串音的干擾,同時光纖所傳達的信息也是無法竊聽到的,因而具有很好的保密性。另外,光纖本身的直徑較細、重量較輕,因而占用的體積較小,節省了大量的空間。并且生產光纖的原材料成本較低,能夠極大的節省財力。

3 光纖通信技術的應用

3.1 光纖技術的應用情況

3.1.1 充當傳感器方面的應用

現階段,汽車的配電盤、計算機等都在使用光導纖維進行圖像或者光源的傳輸。光纖技術若與敏感元件進行組合,則能夠制成多種多樣的傳感器,對相關的溫度、位移、壓力等進行測量,從而不但節省了相關的資源,而且方便使用,具有廣闊的發展空間。

3.1.2 光纖技術在醫學領域的應用

光纖技術在醫學領域內有著廣泛的應用,比如可以利用光導纖維內窺鏡可以導入患者的心臟等部位,同時還可以測量患者的體溫、血壓等生命體征,給醫學帶來極大的便利。

3.2 光纖通信技術的應用情況

3.2.1 在通信領域內的應用

目前,光纖通信技術在通信領域內以光導纖維作為介質的光纖通信占有重要的地位。尤其是在本地通信、國際通信、城域通信等重要的通信行業中利用光纖通信技術的占有很大一部分。并且光纖通信技術已經開始擴展,成為通信領域中非常重要的技術之一,推動者通信行業的發展。

3.2.2 在電力通信領域中的應用

電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行而產生的。目前,電力通信是電網調度自動化、網絡運營市場化以及管理現代化的基礎,也是電力系統的重要基礎設施。隨著科學技術的發展,我國從較為單一的通信電纜和電力線載波通信手段到如今包括光纖、數字微波、衛星等多種通信手段并用的現狀。電力通信在協調電力系統發電、配電等組成部分的聯合運轉以及保證電網安全可靠運行等當面發揮了重要的作用。光纖在電力通信領域的應用和發展的潛力是巨大的。

3.2.3 在有線電視網絡方面的應用

我國的光纖技術在上世紀九十年代就已經開始應用,經過多年的發展,光纖技術也在不斷成熟,尤其是在電信傳輸、電力通信網和廣播電視網等方面的應用更為顯著。光纖技術的不斷成熟在很大程度上推動了有線電視網絡的發展。

現階段,廣電綜合信息網的規模不斷擴大,系統的復雜程度也在不斷增加,一定程度上對廣電綜合信息網的維護和管理工作帶來較大的困難。因此,可以利用ATM+光纖或者綜合SDH+光纖等構成寬帶數字傳輸系統,或者可以構成多種形式的復合網絡,這樣才能夠不斷滿足多種信息傳輸的需求。

就目前我國技術條件而言,要想實現寬帶多媒體網絡已經成為了可能。但是由于諸多因素的影響,致使我國的有線電視網絡處于主導地位,因此只有通過對有線電視網絡不斷進行改造而逐漸實現寬帶多媒體傳輸網絡的構建。

4 光纖通信技術的發展趨勢

4.1 通信信道容量不斷增加

光纖通信技術在應用過程中各項技術已經得到了明顯的轉變。目前光纖通信技術10Gbps系統已經得到很大范圍的使用,但是當前的光纖電纜與10Gbps系統還存在許多不匹配的地方。但是,若將不匹配的地方進行優化就很有可能進一步提升光纖通信的速度和容量。

4.2 全光網絡

光纖通信的發展趨勢乃是全光網絡。全光網絡主要是以光節點代替電節點,信息主要都是以光的形式進行傳輸和交換,交換機對信息的處理主要是根據其波長決定路由的。全光網絡已經成為光纖通信發展的必然趨勢,也將會成為未來信息網絡的核心,因而全光網具有良好的發展前景。

5 結語

綜上所述,光纖通信技術在生產和生活中發揮著重要的作用。雖然以上我們只提到了光纖通信技術的幾點應用,但是在光纖通信技術的應用還有很多,這都需要在不斷地實踐中去完善。從而讓光纖通信技術發揮其功能,在社會的發展中做出巨大的貢獻。

參考文獻

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[2]韓長軍.淺論光纖通信技術的特點以及應用[J].電腦知識與技術,2013(25).

篇8

【關鍵詞】 光纖通信 現狀 前景

信息時代的競爭,多數是信息傳輸的競爭。誰能先別人一步了解到最新的消息,誰就能贏在起跑線上。在現階段,我國的大部分信息容量都是利用光纜線路來進行傳輸的。在我國的信息傳輸過程中,光纖線路占據著十分重要的位置。

一、光纖通信的特點

20世紀70年代起,我國開始進行光纖技術的相關研究?,F階段,我國自主的光纖通信技術已經不僅能夠滿足大量的國內的網絡建設的不同需求,還在逐步地走向國際社會中通信網絡的建設。光纖通信能夠得到如此迅速的發展是因為它具有以下的特點。第一,光纖通信的寬帶信息的容量非常大。光纖通信的容量非常大,不僅如此,對于傳輸寬度來講,光纖的傳輸寬度與傳統的電纜線或銅線相比要大得多。但是由于光線系統多是單波長的,這就使終端的設備受到了非常大的限制,從而無法將光纖傳輸的寬度的優點發揮出來。所以,它還需要相應的科學技術來使傳輸的容量得到增加。第二,光纖通信的損耗較低,可以進行長距離的傳送。與普通的通信耗損率相比而言,光纖通信的耗損率要低得多。光纖通信不僅耗損率比較低,而且還能夠進行較長距離的通信。就現階段而言,最長的通信距離能夠達到萬米以上。所以,光纖通信對于現代的社會網絡來說,實用性更加高。同時,光纖通信具有比較高的性價比,安全性也比較好。第三,光纖通信的抗電磁干擾能力非常強。光纖是以石英為主要原材料制成的絕緣體材料。石英的絕緣性非常好,并且不容易被其他材料所腐蝕。較強的抗電磁干擾能力是光纖通信最重要的特點,它不會被太陽黑子的活動所干擾,不會受到雷電以及電離層變化的干擾,還不會被人為的電磁活動干擾。由于它的工作不會被電磁脈沖的效益所影響,光纖通信的系統還可以在軍事領域中得到應用。第四,光纖通信的保密性能與安全性能非常好。在傳統的電磁波傳輸過程中經常會發生信息泄露的現象,這樣的情況會給傳輸系統造成各種各樣的干擾,傳統的傳輸方式性能也不是非常好。光纖通信是通過使用光波來進行信號傳輸的。由于光波導的結構能夠將光信號完全的控制住,并且其他已泄露的射線都會由光纖線外部的包皮所吸收,所以,即便在條件較差的環境里或是各種拐角處,都很少發生光波泄露這樣的現象。除以上特點外,還具有原材料資源豐富、成本較低,重量小、易鋪設并且穩定性好,使用壽命較長等特點。

二、我國的發展現狀

現在,我國的光纖通信得到了越來越廣泛的應用。1、單模與多模光纖??萍际谴龠M生產力進步的重要手段這一觀點已被人們所接收,近些年來,我國的通信技術與設備得到了快速的發展,市場與科研對于傳輸所運用的需求量也越來越大。單模光纖適用于長距離、多地域的使用,多模光纖由于價格更經濟,大多用在中斷距離的傳輸信號作業中。2、光纖接入技術。光纖接入技術的普遍應用可以滿足人們的日常生活要求,也可以使信息傳輸的高速化得到實現。這種技術可以將寬帶的特性充分的利用起來,為用戶提供不被任何環境限制的寬帶。在2003年,這種技術在我國開始投入使用,現在在全國有數十個城市建立了實驗網。

三、光纖通信的發展前景

目前,我國的光纖通信技術主要發展前景體現于以下幾方面。1、光纖的性能得到不斷的完善。在現在,光纖通信主要采用石英來制作光纖,但石英光纖的發展已經與理論數值十分接近,所以,現在人們正在探索是否可以使用鹵化物玻璃纖維、氟化物以及重金屬氧化物作為原材料來制作光纖。這一技術如果得到應用,會對網際通信等帶來十分重要的意義與價值。2、擴大光纖通信的容量。隨著光纖通信技術的不斷發展與進步,如果能夠同時將數個波長不同的光信號在同一個光纖上來進行傳輸作業,這樣不僅能夠使光纖的傳輸容量得到有效的增加,還能夠同時使光纖的使用效率得到增加。3、新的光纖接入及技術。隨著科技的進步,IP、通信業務的業務量也得到了不斷的增長,人們對它的需求也越來越高?,F在,人們不僅要求使用語音服務業務,還要求互動視頻、高速數據以及高保真音樂等多媒體業務。通過對光纖接入的技術進行研究,就可以使未來互聯中如何實現多種業務的高效接入的問題得到解決。

四、結束語

通過人們對光纖通信技術的不斷地研究,在將來的信息時代中這一技術將會占據十分重要的位置,我國不僅要將其在國內得到廣泛的應用,還要讓我國的這一技術走向全球。

參 考 文 獻

[1] 毛謙.我國光纖通信技術發展的現狀和前景[J].電信科學,2006,22(8):1-4.DOI:10.3969/j.issn.1000-0801.2006.08.001.

[2] 丁海韜.淺析光纖通信技術發展的現狀與前景[J].信息通信,2013,(5):41-41,42.DOI:10.3969/j.issn.1673-1131.2013.05.025.

[3] 馬勇,梅松.我國光纖通信的現狀及發展前景[J].江蘇科技信息,2012,(4):25-27.DOI:10.3969/j.issn.1004-7530.2012.04.010.

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關鍵詞:電力工程;光纖通信;通信線路;安全評估

中圖分類號:TIV915 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)07-0116-03

一、概述

隨著國民經濟的飛速發展,電力系統逐漸成為國家經濟發展的命脈之一,而電力通信系統對于電力系統的正常穩定工作有著非常重要的影響。目前應用在電力系統中的電力通信系統主要包含載波通信、微波通信、衛星通信、移動通信和光纖通信等幾種方式,其中光纖通信由于低廉的成本、穩定可靠的通信質量而受到廣大用戶的熱捧。但是另一方面,光纖通信的質量直接決定了電力系統的工作可靠性,因此,必須要對電力系統中的光纖通信系統進行研究。

本論文主要結合電力光纖通信線路的安全性進行分析研究,以期能夠從中找到電力系統光纖通信線路的安全性評估方式與方法,從而能夠為進一步提高電力系統中的光纖通信線路穩定性和可靠性提供技術基礎,并以此和廣大同行分享。

二、電力光纖通信線路安全性

電力通信專網最重要的特點就是可靠性和實時性,一旦發生故障所引發的不僅是經濟上的損失,更重要的是對電網安全產生了潛在的威脅,直接影響著電網運行的安危,造成的影響和損失將十分巨大。所以,加強對電力通信網的安全性評估研究是一項非常迫切的任務,對于進一步提高電網運營效率,對于電力市場改革的成功與否,對于發揮國家電網公司在資源優化配置和電力市場建設方面,具有十分重要的意義。因此,電力光纖線纜應該盡量避免發生故障,這就要求盡可能提高光纖通信線路的安全性。

一般說來,電力通信光纖的安全性主要是指光纖在工作過程中發生故障、損毀的概率,假如說電力光纖信號傳輸質量好、發生故障損毀的概率低,那么就可以理解為光纖安全性好。通常來說,對于電力系統的通信光纖,其工作故障通??梢苑譃橥庠谝蛩睾蛢仍谝蛩貎纱箢?,下面逐一分析說明。

(一)外在因素

外在因素主要是指一些不可抗拒的因素所造成的光纖傳輸的故障與損壞,例如雷擊、地震、火災等等,這些自然災害屬于不可控因素;當然,也有一些可控的但是不可抗拒的因素也會導致光纖傳輸的癱瘓,例如灰塵或者濕氣過大,也會給電力通信網絡帶來安全隱患。

(二)內在因素

對于光纖傳輸線路的內在因素而言,主要是指對光纖線路的維護管理,以及對光纖傳輸網絡的管理等,這些是由于人為的操作或者管理而給光纖通信線路帶來故障隱患,因此,在對光纖通信線路進行日常維護過程中,應該加強對網絡擁塞及光纖通信線路故障的排查,提高光纖通信線路的通暢性與安全性。

三、電力光纖通信線路安全性維護探討

(一)電力光纖通信常見故障測試分析

對于電力光纖通信線路而言,其線路安全性是與故障成反比的,因此,要保障電力通信光纖的安全穩定可靠工作,就必須對電力通信光纖進行狀態監測,對常見的故障進行排除,以提高電力通信光纖的安全性。由于電力通信光纖電纜是特種光纖線纜,不同于一般的光學電纜,因此對于電力通信光纖線路的故障診斷,必須要借助于專業的光纖故障診斷設備進行安全性分析和測試。下面對電力通信光纖常見的故障測試手段與方法進行分析,以提高電力通信光纖工作的安全性。

對電力通信光纖的安全性故障測試,與傳統光纜測試不同,其不同之處在于PON光纜網絡是一點對多點的通信連接,由于引入大分光比的分光器,分光器后面會有多條光纜,從而帶來測試的復雜性。由于PON網絡涉及分光器和后面大量的光纜,不適宜采用備纖測試,只能采用波分復用技術。加入波分設備(WDM),利用與PON業務波長不同的1650nm波長進行測試,在接收端使用濾波器把測試波長濾除,消除測試光對ONU(Optical Network Unit)的影響。測試時1650nm測試光和業務光通過合波后經過OLT(Optical Line Terminal)側光纜,到分光器件,再分到每個ONU段光纜。測試光在OLT至分光器段的光反射是單條光纜的反射信號,而分光器至ONU是將所有ONU光纜上的1650nm反射光傳送回來,經過分光器聚合疊加后的反射信號送至OTDR進行分析,每段光纜的特征信號是疊加總信號中,加上測試光經過分光器衰減后信號本身損耗較大,反射的信號也不強。為此加入特別設計的強反射器單元,以增加每段ONU光纜在最末端的反射光能量。除增強ONU末端光纜強反射外,監測站(RTU)采用針對PON的OT-DR測試信號分析算法,以及配置專用的OTDR模塊,能分辨出長度差異在2m內的多條ONU光纜特征。即使采用164分光器,每段ONU光纜的末端反射信號都能被分辨出來。當其中一個ONU光纜中斷,相應的強反射峰會消失,借助這個強反射峰的消失,系統可以準確判斷出對應光纜產生中斷故障。在線方式充分利用現有PON網絡現有的分光器件和在用纖芯,不需要額外占用纖芯、安裝分光器和進行工程跳纖,能保證100%測試出電力通信光纖中的纖芯情況,且不影響現有的電力通信業務。

(二)電力光纖通信線路的安全性評價及應用措施

1.進一步完善電力通信光纖線路安全性評估方法。過去對于電力通信光纖的安全性評估方法,主要是采用安全檢查表法、專家評議法、預先危險分析法、故障假設分析法等幾種傳統的安全評估方法,這些方法在實際操作起來工作量大,且評估結構的可信性受操作人員的知識水平和經驗影響,尤其是像專家評議法這樣的評估方法,完全取決于專家的個人經驗和專業知識,可信性無法得到保證。

借鑒國外的經驗,這里提出以故障樹分析法作為電力通信光纖安全評估的方法。故障樹分析法(Fault Tree Analysis,縮寫FTA)采用邏輯方法,將事故因果關系形象的描述為一種有方向的“樹”:把系統可能發生或已發生的事故(稱為頂事件)作為分析起點,將導致事故原因的事件按因果邏輯關系逐層列出,用樹性圖表示出來,構成一種邏輯模型,然后定性或定量的分析事件發生的各種可能途徑及發生的概率,找出避免事故發生的各種方案并優選出最佳安全對策。FTA法形象、清晰,邏輯性強,它能對電力通信系統的光纖危險性進行識別評價,既適用于定性分析,又能進行定量分析。

在利用故障樹分析法對電力通信光纖線路進行安全性評估時,具體操作步驟如下:

(1)首先要詳細了解要分析的對象,包括光纖常見的故障類型,故障原因,環境狀況及控制系統和安全裝置等。

(2)通過實驗分析、事故分析以及故障類型和影響分析確定頂上事件,明確光纖系統的邊界、分析深度、初始條件、前提條件和不考慮條件。

(3)確定光纖系統事故發生概率、事故損失的安全目標值。

(4)調查原因事件,也就是找出系統的所有潛在危險因素的薄弱環節,包括光纖線路的硬件故障、軟件故障、人為差錯及環境因素。

(5)確定不予考慮的事件,尋找故障樹的頂事件,確定定量分析的深度,并編制事故樹。

(6)當事故發生概率超過預定目標值時,通過重要度分析確定采取對策措施的重點和先后順序,找出消除故障的措施方法,從而得出光纖線路安全性分析、評價的結論。

2.進一步提升電力通信光纖線路安全性的幾點建議。

(1)制定定期維護和狀態檢修機制。由于電力通信光纖線路結構都較為復雜,因此對于電力光纖的維護,不能采用故障維修的模式,這樣會大大減少設備的光纖壽命,可以借鑒大型生產設備的維護模式,采用定位維護和狀態檢修相結合的方式。定期對電力通信光纖進行維護,根據定期維護的檢測結果對設備的狀態進行診斷,對設備進行狀態檢修,從而可以將設備故障消滅在萌芽中,提高電力通信光纖的安全性和可靠性。

(2)定期進行性能測試。正如上文分析的那樣,可以定期對電力通信光纖進行性能測試,選取幾個合理的性能指標,通過觀測和記錄性能指標來對光纖進行安全性的評估,從而為故障診斷提供基礎性數據和決策依據。

(3)加快人才隊伍建設。電力通信光纖是一個新發展起來的網絡應用領域,其安全性運行維護需要專業的技術隊伍,傳統的網絡設備技術人員未必能夠適應光傳輸網絡設備的維護,因此需要加快人才隊伍的建設,構建一支專業的電力通信光纖的安全維護隊伍,從而提高光纖運行的可靠性和安全性。

四、結語

隨著電力通信系統規模的不斷擴大,電力通信網絡的安全性逐漸被提上了舉足輕重的地位,其安全穩定運行對于整個電力系統的工作都有著非常重要的影響。本論文就重點結合電力光纖通信線路的安全性,對電力光纖線纜的故障診斷、測試及安全性維護做了全面的分析討論,對于提高電力通信光纖電纜的故障診斷水平和安全性維護應用水平具有較好的理論指導和實踐應用的意義,因而是值得推廣應用的。

參考文獻

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[2] 丁慧霞.光纖通道傳輸繼電保護信號的研究[D].北京:中國電力科學研究院,2007.

[3] 呂欣.我國信息網絡安全現狀與趨勢(2006-2007) [J].信息安全與通信保密,2007,(2).

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關鍵詞信息技術;光纖通信系統;課程整合

信息技術已經滲透到人們生活和學習的方方面面,對教育也產生著深刻的影響,高職院校的教與學將產生重大的變革。我國信息技術與學科課程整合的研究已經開展十余年,但大多數為理論研究,結合具體課程教學的實踐應用較少。張景中指出:“只有深入到具體學科中去,才能發掘出真正的需求,才能認識到學科教學的規律和學生認識的特點,進而找到整合的模式、方法和技術手段[1]?!比绾螌⑿畔⒓夹g與學科課程的整合落到實處,推動教學模式改革,激發學生的主動性、積極性與創造性,持續提高課程教學質量和教學效果,培養高校專業人才的創新精神與實踐能力,本文將進行深入探討。

1光纖通信系統課程現狀分析

《光纖通信系統》課程是高職院校通信技術專業的核心課程,開設的目的是使學生掌握光纖通信設備的安裝與維護管理知識和技能,培養學生光纖通信設備的日常維護能力和綜合應用能力,使學生能適應光纖通信系統的安裝和維護崗位的工作要求。高職教育目的在于培養適應經濟發展、滿足企業需求的高素質技術型、創新型的技術技能人才。進行課程設置時,《光纖通信系統》課程堅持以實踐為主、理論夠用的原則,摒棄了原理推導的理論知識。

1.1傳統教學方式以教師為主體,學生缺乏主動性

傳統的《光纖通信系統》課程教學方法以傳授知識為中心,教學過程中以教師講授為主,學生處于被動接受狀態。理論課堂上,教師利用教學PPT結合板書上課,課堂氣氛沉悶,學生趴倒一片的現象比比皆是。教師也嘗試采用不同的教學方法,學生當時聽懂了,但是過后就忘,記憶不深刻。實踐課堂上,由于光纖通信設備昂貴,受經費限制,實際可供學生使用的設備臺套數嚴重缺乏。普遍采用的教學手段是學生圍成一圈觀看教師演示,然后輪流實踐。教師演示時,僅有站在前面的學生能清楚看到整個操作過程,站在后面的同學只能聽見卻看不見。整節課中教師一直處于忙碌狀態,不停地重復演示和講解。學生的實踐操作只是停留在簡單地模仿,掌握單個技能都有困難,創新更無從談起。

1.2原有課程資源單一,學生缺乏創造性

教材是傳統的《光纖通信系統》課程的主要資源。當教師會擴充一些教材以外的內容,學生來不及記筆記,聽得糊里糊涂。有時候老師也會布置學生課外查閱資料,但是學生基礎薄弱,不知如何從的網絡“大海”中去其糟粕,取其精華。1.3原有評價方式注重結果,學生缺少積極性傳統的《光纖通信系統》課程采用結果性評價方式,由平時考勤加期末理論考試、操作考試組成。期末試卷由任課教師自己出卷,具有片面性。學生基本上在考前突擊,通過死記硬背來應付考試。整門課學完以后,絕大部分同學對課程一知半解,只記住了幾個名詞。傳統的光纖通信系統課程中忽視了學生的主體地位,全方位的課程變革迫在眉睫。信息技術與學科課程的整合就是通過將信息技術有效地融合于各學科的教學過程來營造一種新型教學環境,實現一種既能發揮教師主導作用又能充分體現學生主體地位的以“自主、探究、合作”為特征的教與學方式,從而把學生的主動性、積極性、創造性較充分地發揮出來,使傳統的以教師為中心的課堂教學結構發生根本性變革,從而使學生的創新精神與實踐能力的培養真正落到實處[2]。

2信息技術與學科課程整合實踐

信息技術與《光纖通信系統》課程整合實踐主要體現在課程目標能力化、任務實施項目化、課程資源數字化、教學手段現代化、考核方式過程化五個方面。

2.1課程目標能力化

在社會信息化的視野下,確定以提高學生能力為重點的課程目標,并將數字化內容與該目標聯系起來。讓學生參與到課程目標的確定中來,使得課程目標符合學習者的意愿。以行業和崗位需求為導向,有效地融合“知識、技能、態度、素質”能力四個要素,學生具備光纖通信系統組建、維護能力和職業綜合能力,形成一定的學習能力和項目實現能力,以及提高學生綜合運用專業知識技能的素質,培養學生誠實、守信、合作、敬業等優良品質。

2.2任務實施項目化

基于課程目標,以職業需求為導向,在專業人才需求調研和專業建設改革的基礎上,對光纖通信設備維護崗位的任務和職業能力進行分析分解,進行職業化教學設計,按職業典型工作過程劃分實踐項目,設置光纖通信系統認知、SDH傳輸系統組建、波分傳輸系統組建、傳輸系統維護與管理四個項目。課程項目完全模擬企業的真實工作情景,即以某公司傳輸網運行中開局的工作過程來序化教學內容,貫穿了傳輸系統的設計、建設、開局到維護全過程。每個項目由若干任務組成,任務設計從最基本的實用系統出發,從實際問題入手進行技能訓練,從而引入相關知識和理論,使學生掌握分析問題與解決問題的基本方法,以完成工作任務作為學習結果。每個項目都安排了必做任務和拓展任務,拓展任務供學生選做進一步深入練習。隨著教學過程的進行,任務難度逐漸提高,學生不斷獲得成就感,逐步成為教學過程中的主體。在任務實施過程中教師扮演組織者、引導者、協助者和激勵者的角色,學生是具體實施者和執行者。教師引導學生不斷發現問題、思考問題,協助學生小組共同完成項目任務,讓學生在完成項目任務中學習知識和技能,學生的求知欲、責任心和團隊協作意識都大大提高。

2.3課程資源數字化

數字化學習的關鍵是要把信息技術作為學習的認知工具[3]。在互聯網+和大數據時代,現代信息技術為課程資源的建設拓寬了開發途徑。我們在已有教學PPT的基礎上,開發微課、三維動畫模型、任務導入視頻、操作視頻、試題庫等數字化課程資源,依托于微信公眾號、QQ群、精品資源共享課平臺等營造共享的學習環境,促使課程走向共享和開放。(1)微課是按照教學標準和實踐環節的要求,利用視頻拍攝技術,記錄教師在課堂內繞某個知識點或者教學環節展開的精彩教學過程[4]。課程中的重點內容非常適合制作成文字、聲音、圖像結合的微課,例如光纖導光原理、光纖器件工作原理、光發送機組成、光接收機組成、SDH幀結構、傳輸系統時鐘、網絡保護機制分析等等,這些內容都具有內容較少、相互獨立的特性,可以拍攝成10分鐘左右的微課,供學生在課后利用零散的時間學習。(2)三維動畫是隨計算機軟硬件技術的發展而形成的新興信息技術,其過程首先由設計師在一個虛擬的三維世界中按照原物的形狀尺寸建立模型或設計場景,再確定模型的運動軌跡、虛擬攝影機的運動和其他動畫參數,最后為模型加上材質、打上燈光,將無法重現的鏡頭通過三維動畫來模擬完成[5]。在整合實踐中,三維動畫用于突破《光纖通信系統》課程教學中的難點。該課程涵蓋了十余種光纖器件,它們體積較小,卻內部結構精密,有著各自獨特的性能參數。每一個光纖器件都是光纖通信系統這棟“高樓大廈”中不可缺少的“螺絲釘”,光纖器件性能參數的細微變化將影響光纖通信系統整體性能。這部分內容一直是課程的難點,僅通過實物展示學生很難理解光纖器件的內部結構以及性能參數的作用,容易相互混淆,造成使用時器件損壞,且頻繁出錯。通過制作光纖器件三維動畫模型,將內部結構直觀地展現在學生跟前。我們還增加了互動環節,學生通過選擇不同的參數,不同的效果將立即呈現出來。(3)視頻泛指將一系列靜態影像以電信號的方式加以捕捉、紀錄、處理、儲存、傳送與重現的各種技術。本實踐開發了任務導入視頻和操作視頻。任務導入視頻是利用多媒體制作軟件,拍攝項目任務的情景視頻,創設形象生動的工作情景,用于導入項目任務,讓學生跟隨主角,去探索和解決實際問題,激發學生的學習興趣,促進學生對知識的理解和掌握。學生通過手機終端的微信公眾號、精品資源共享平臺進入教師事先設計好的情景,對任務進行探究。操作視頻是將所有的實踐操作任務拍攝成視頻,加上語音講解和文字說明,學生可以反復播放,觀看操作細節。對于易錯的操作步驟,利用攝像機鏡頭的拉近功能,進行特寫拍攝,并輔以恰當的音樂,引起學生重視,減少實際操作時的錯誤率,提高了學習效率。學生在觀看過程中,對于不理解技術解釋和操作環節可以選擇暫?;蛑夭?。(4)試題庫是按照一定的教育測量理論,在計算機系統中實現的某個學科題目的集合,除了具有錄入存儲試題的功能外,還具備查詢功能、智能組卷、分析反饋等功能。通過組織多名課程組教師按照知識點劃分來建立課程試題庫,融合理論知識和實踐操作兩部分內容。每個知識點開發出三十道以上試題,可以隨機組合成十余套測驗卷,供學生及時預習、復習、查漏補缺。若某道題學生在練習時做錯,后臺將推送不少于三題相應知識點的測驗題,便于學生透徹理解知識點,實現個性化學習。教師可以根據測驗題的統計分析結果,了解學生對知識點的掌握情況,有針對性地進行強化指導。

2.4教學手段現代化

課程重視教學手段現代化的理論研究與實踐運用,特別是在實踐上如何卓有成效地推進信息化教學手段的現代化進程。(1)開發精品資源共享平臺,集教學中心、學習中心和考試中心于一體。教師將課程標準、授課計劃、PPT課件、微課、三維動畫模型、操作視頻庫、知識點資料庫等優秀的教學資源至于教學中心,學生通過學習中心了解課程目標、項目任務,觀看任務導入視頻、微課、三維動畫、操作視頻。試題庫至于考試中心,學生通過考試中心進行按知識點分類的自由練習、進階練習、進階模擬考、錯題集和課程考試。進階練習設置課前測、課堂測、課后測多個關卡。每個關卡若有錯題,第二天將在后臺推送若干題同一知識點的試題,直至全部正確。完成所有關卡后,方可通關,給學生一種闖關的體驗。(2)開發仿真實驗系統,降低實驗設備成本。只需要在一臺計算機上安裝仿真軟件,學生可完成課程中絕大部分的操作任務,實驗成本低,解決了該課程三十多年來臺套數不足的問題,學生可以得到充分的訓練。(3)利用隨機抽取軟件,配以美妙的音樂,活躍課堂氣氛,同時又可以完成對學生出勤情況的考查。(4)充分利用電子教室、微信公眾號、QQ群、網絡論壇等網絡信息資源,擴大師生的交互空間,使教學從單一媒體向多種媒體轉變,學生單獨學習向合作學習轉變。

2.5考核方式過程化

實施教學評價過程化,重點評價學生的職業能力。結合仿真軟件中學生的完成記錄、精品資源共享平臺提供的學習進度監測和測試題統計分析、多媒體教室監控設備全程錄下的學生訓練過程等多個方面,從平時表現、實踐操作、項目完成和職業規范等多個因素進行評價,注重評價學生動手能力和實踐中分析問題、解決問題能力的考核。

3信息技術與光纖通信系統課程整合實踐的建議

整個課程完成后,學生的知識掌握情況、個人實踐能力、職業素養都得到了不同程度的提高和鍛煉。在實踐過程中,我們也遇到了或多或少的問題,特此提出以下建議:(1)課程整合不停留在表面?;ㄙM了大量時間和精力建設的新型課程,不能僅僅用于公開課、教學比賽,流行于形式,而是要落到實處,實實在在地應用于教學,使所有教師和學生從中獲益。(2)多媒體教學與傳統板書相結合。有些教師為了追求信息技術的多樣化,盲目大量使用信息技術,忽視了傳統的板書,整節課下來黑板一塵不染。如光纖的歸一化頻率計算,課堂教學中就可以使用傳統的板書,一步一步地講解計算過程,用不同的顏色標出易錯點,并安排課堂練習供學生消化和理解,課后再輔以簡短的微課進行鞏固和深化。(3)視頻演示和現場演示相結合。操作視頻常使用書面語講解,有的學生本身對概念掌握欠佳,無法理解某個關鍵的詞語,使得實踐操作不能順利進行。教師在課堂教學中要適時地進行現場演示,當即解決學生心中的疑惑。(4)網絡交流與面對面交流相結合。我們要避免課堂上完全依賴于網絡,沒有師生互動,沒有語言交流。課堂應注重面對面交流,教師和學生盡可能地利用一切機會進行面對面、一對一的交流。

4結語

本課題立足于教學一線實際,將信息技術與光纖通信系統課程整合,改變教師灌輸、學生被動地接受的教學模式,建立以學生為主體的新型教學方式。實踐過程中,我們要緊扣現代信息技術與課程整合研究的理論內涵,不斷探索和創新,不斷總結經驗,以促進高職理論與實踐教學高度融合,推動高職教育科學發展。

參考文獻

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