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摘要：光通信技术的飞速发展，给通信类工科院校的光纤通信实验教学提出了更高的要求。在“光纤通信”课程实践过程中，针对目前光通信技术的发展以及实践教学内容和方式的不足，对光纤通信实践教学内容进行了改革，有机地结合了理论教学和实践教学部分的内容，并对实践环节的教学方法进行了探索，激发了学生学习兴趣，有效地提高了学生动手能力和创新能力。
关键词：光纤通信；实践教学；教学改革
作者简介：钱胜（1976-），男，安徽铜陵人，杭州电子科技大学通信工程学院，讲师；王天枢（1975-），男，吉林长春人，杭州电子科技大学通信工程学院，副教授。（浙江 杭州 310018）
基金项目：本文系浙江省省属高校实验室建设项目（项目编号：090301001）、杭州电子科技大学高教研究课题（项目编号：ZC1021）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）14-0118-02
中国光通信设备产业近年来一直保持30%～40%的较高增长速度，成为中国发展最快的产业之一。相关部门预测2011年光通信领域将持续发展，投资比重进一步加大，通过推进“宽带中国”的战略发展目标，预计国家“十二五”期间整体投资总额会达到2000亿元。由此可见，社会对光通信专业技术人才必定有更大的需求。如何培养高素质的光通信专业人才以满足社会发展的需要就成为亟待解决的问题。在工科院校光纤通信教学实践的过程中，实践教学环节向来是一个短板。在早期的实验室建设过程中由于种种原因采用了实验箱型[1]的实验方式，由于实验箱封装性强、集成化程度高，在方便操作的同时却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。线缆连接的插拔式设计又很难起到动手能力的锻炼，使得光纤通信实践教学环节和理论教学脱节现象比较严重。[1-3]传统实验箱式的实践教学已经很难达到培养学生动手能力的目的，为此，杭州电子科技大学利用申请到的浙江省省属高校实验室建设专项资金项目，对“光纤通信”课程的实验教学内容、教学方法进行了一系列更新设计。
一、“光纤通信”课程实践教学设计指导思想
“光纤通信”课程是一门理论性及实践性很强的课程，实践教学对培养学生的动手能力、创新意识和开拓能力具有重要作用。[4,5]“光纤通信”课程总学时为50学时，讲课学时为44学时，实验为6学时。理论部分教学内容主要分为光传输理论、光通信器件和光纤通信新技术几大部分。实践教学的主要内容为：光纤的熔接与光纤特性的测量；光器件的制作与测量；光纤通信系统的设计与测量。为了适应光通信技术的发展，响应教育部提出的“卓越工程师培养计划”，培养具有创新意识和开拓能力的高素质光通信领域人才，项目组因材施教，[1]设计了“操作型、综合型、设计型”实验内容，并开放实验室，供学有余力的学生进一步研究。通过教学，使学生能够灵活运用光纤通信的基本理论和基本方法，能在工程实践中具有分析问题、解决问题的能力。
二、光纤通信实验内容设计
1.操作类实验
基本操作类实验有两个。
实验一：光纤切割、熔接实验。
实验仪器：光纤剥皮钳，无水乙醇，脱脂棉，光纤切割刀，待焊光纤，全自动光纤熔接机，光时域反射仪。
实验内容：手动焊接光纤，全自动焊接光纤。利用光时域反射仪检测故障断点。
实验二：OTDR光纤损耗特性测试。
实验内容：光纤去涂覆、切割、端面处理，光纤熔接，热缩保护套管加热；被测光纤与光时域反射计（OTDR）的连接，光纤背向散射曲线、衰减常数的测量。
2.综合型实验
实验一：光纤拉锥实验与分光比测试实验。
通过使用拉锥机制作各种分光比的分路器和WDM，着重培养学生的实际动手能力，了解无源器件的生产、封装工艺。
实验目的：掌握光纤通信器件拉锥原理，了解光纤通信器件拉锥工艺流程，熟悉拉锥机以及相关操作，熟悉光纤耦合的特性，熟悉熔融拉锥波分复用器制作原理和宽带耦合器的制作原理。
实验设备如图1所示，包括：光纤拉锥机及其配套设备；光功率计；可调谐激光器；光通信信号分析仪。
实验二：光纤通信工程故障检测及维修实验。
它包括3个实验，依次为：光纤断点故障检测实验、系统回波损耗测量方法实验、系统故障维护实验。
实验目的：掌握光纤通信系统的断点故障的测量方法和测量工艺流程，掌握光纤通信系统的测试方法与流程，掌握测试仪器的使用方法、掌握光纤断点等故障维护的方法。
测试设备：光纤通信线路维修工具；宽带光滤波器；光时域反射仪；可调谐激光器；光功率计；光纤回损测量仪。
3.设计型实验
为了使学生能够综合运用光纤通信的基本理论和基本方法，具有工程实践能力和分析问题、解决问题的能力，课程设置了设计型实验供学生选做。
实验一：SDH光传输设备组网配置实验。
该实验利用通信综合实验室华为公司的 SDH 155/622光传输设备为实验平台，采用多ADM技术，根据不同的配置需求，可以同时提供E1、Ethernet等多种接口，允许学生自主完成对网元业务的设置、数据修改、监视等来达到用户管理的目的。实现 SDH单向通道保护环、双向通道保护环、二纤复用段环保护、以太网互联等配置及性能测试，通过实验，学生综合应用了光纤通信的组网配置及误码、功率测试技术。
实验二：WDM系统传输实验。
采用的是三河引航科技有限公司的光传输系统（FSYS-L）。它包括4个实验组成，依次为：16路622Mbps伪随机码的电复用原理实验、4路信号的WDM光纤传输系统原理实验、4路WDM光信号解复用原理实验、16路码型的电解复用原理实验。学生可以选做其中任意一个实验。实验框图如图2所示，实验中测得的眼图如图3所示。
实验目的：掌握电复用/解复用的原理和方法，掌握波分复用光纤通信的原理和方法，演示视频、音频、数据、码型信号远距离光纤传输原理，了解并掌握实际通信系统传输的方法。
测试设备：波分复用系统（4路）：622Mbps码型发生器、电复用器、光波分复用器、光波解复用器、电解复用器、码型检测器、视频传输系统、稳定光源，眼图仪；高速电光外调制器。
三、教学方法探索
项目组通过全新设计和工程实践紧密结合的实验内容的教学实践，使得学生对光通信课程的学习兴趣明显增强，在实践环节考核上，注重学生对相关知识点的掌握。在实验过程中注重对实验现象的观测与分析，例如根据光时域反射仪测试图形分析光纤各处损耗产生的原因。引导学生根据光纤传输原理来解释实验中观察到的现象，灵活应用所学知识。考虑到光通信实验设备都比较昂贵，养成正确的实验习惯非常重要，因此在考核上避免一刀切，综合学生的实验操作，实验结果，以及对实验现象的解释来综合判定其成绩。在实验课上，绝大多数学生能够独立主动地完成教学计划内的实验内容。有些学生则更为深入，积极完成选做内容，与教师探讨各种方案，并主动要求进行相关内容的毕业设计。达到了很好的教学效果。
四、结束语
光纤通信实践环节的教学一直是个难点，相对于光纤通信技术的发展，实验内容和手段严重滞后。为了适应新形式下社会对光通信人才的需求，我们对光通信实践课程进行了一些有益的探索，这些探索从目前看取得了良好的效果。
1.提高了学生对“光纤通信”课程的学习兴趣
学生对光通信的感知不再停留在书本上的图片和实验箱了，他们可以实际动手，可以自己制作耦合器，自己搭建DWDM网络，这极大地提升了他们对光通信实验的兴趣，反过来也促进了他们对理论课程的学习的兴趣。
2.提高了“光纤通信”课程的教学质量
在“光纤通信”课程教学中，因为学习兴趣的增加使得教学质量得到明显的提升。我们在教学中布置了多个大作业让学生分组讨论，并派选代表利用PPT讲解。例如某组学生通过调研并仿真分析而完成的大作业“在色散补偿传输系统中三种补偿方案对系统影响分析”，分组间学生互相提问质疑，课堂讨论热烈，从被动式学习到主动参与，加深了对理论知识的理解，提高了教学质量。
3.提高了学生的动手能力和创新能力
实践环节和工程实践结合紧密，有效地提高了动手能力，部分学生学习兴趣浓厚，利用所学到的相关知识参与挑战杯等竞赛，提高了创新能力。
参考文献：
[1]张淑娥,李永倩.“光纤通信原理”课程教学方法改革探究[J].中国电力教育,2009,(18): 97-99.
[2]何士雅,高毅,金绍兴.光分插复用及实验系统的研究[J].实验技术与管理,2007,24(7): 55-58.
[3]王丽,等.全光纤无源耦合器件制作过程中的实践创新能力培养[J].实验技术与管理,2006,23(5):55-58.
[4]Joseph C.Palais.Fiber-Optic Communications(第5版)[M].北京:电子工业大学出版社,2005.
[5]Djafar K.Mynbaev.Fiber-Optic Communications Technology[M].北京:科学出版社,2001.
（责任编辑：苏宇嵬）
关键词：光纤通信；实践教学；教学改革
作者简介：钱胜（1976-），男，安徽铜陵人，杭州电子科技大学通信工程学院，讲师；王天枢（1975-），男，吉林长春人，杭州电子科技大学通信工程学院，副教授。（浙江 杭州 310018）
基金项目：本文系浙江省省属高校实验室建设项目（项目编号：090301001）、杭州电子科技大学高教研究课题（项目编号：ZC1021）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）14-0118-02
中国光通信设备产业近年来一直保持30%～40%的较高增长速度，成为中国发展最快的产业之一。相关部门预测2011年光通信领域将持续发展，投资比重进一步加大，通过推进“宽带中国”的战略发展目标，预计国家“十二五”期间整体投资总额会达到2000亿元。由此可见，社会对光通信专业技术人才必定有更大的需求。如何培养高素质的光通信专业人才以满足社会发展的需要就成为亟待解决的问题。在工科院校光纤通信教学实践的过程中，实践教学环节向来是一个短板。在早期的实验室建设过程中由于种种原因采用了实验箱型[1]的实验方式，由于实验箱封装性强、集成化程度高，在方便操作的同时却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。线缆连接的插拔式设计又很难起到动手能力的锻炼，使得光纤通信实践教学环节和理论教学脱节现象比较严重。[1-3]传统实验箱式的实践教学已经很难达到培养学生动手能力的目的，为此，杭州电子科技大学利用申请到的浙江省省属高校实验室建设专项资金项目，对“光纤通信”课程的实验教学内容、教学方法进行了一系列更新设计。
一、“光纤通信”课程实践教学设计指导思想
“光纤通信”课程是一门理论性及实践性很强的课程，实践教学对培养学生的动手能力、创新意识和开拓能力具有重要作用。[4,5]“光纤通信”课程总学时为50学时，讲课学时为44学时，实验为6学时。理论部分教学内容主要分为光传输理论、光通信器件和光纤通信新技术几大部分。实践教学的主要内容为：光纤的熔接与光纤特性的测量；光器件的制作与测量；光纤通信系统的设计与测量。为了适应光通信技术的发展，响应教育部提出的“卓越工程师培养计划”，培养具有创新意识和开拓能力的高素质光通信领域人才，项目组因材施教，[1]设计了“操作型、综合型、设计型”实验内容，并开放实验室，供学有余力的学生进一步研究。通过教学，使学生能够灵活运用光纤通信的基本理论和基本方法，能在工程实践中具有分析问题、解决问题的能力。
二、光纤通信实验内容设计
1.操作类实验
基本操作类实验有两个。
实验一：光纤切割、熔接实验。
实验仪器：光纤剥皮钳，无水乙醇，脱脂棉，光纤切割刀，待焊光纤，全自动光纤熔接机，光时域反射仪。
实验内容：手动焊接光纤，全自动焊接光纤。利用光时域反射仪检测故障断点。
实验二：OTDR光纤损耗特性测试。
实验内容：光纤去涂覆、切割、端面处理，光纤熔接，热缩保护套管加热；被测光纤与光时域反射计（OTDR）的连接，光纤背向散射曲线、衰减常数的测量。
2.综合型实验
实验一：光纤拉锥实验与分光比测试实验。
通过使用拉锥机制作各种分光比的分路器和WDM，着重培养学生的实际动手能力，了解无源器件的生产、封装工艺。
实验目的：掌握光纤通信器件拉锥原理，了解光纤通信器件拉锥工艺流程，熟悉拉锥机以及相关操作，熟悉光纤耦合的特性，熟悉熔融拉锥波分复用器制作原理和宽带耦合器的制作原理。
实验设备如图1所示，包括：光纤拉锥机及其配套设备；光功率计；可调谐激光器；光通信信号分析仪。
实验二：光纤通信工程故障检测及维修实验。
它包括3个实验，依次为：光纤断点故障检测实验、系统回波损耗测量方法实验、系统故障维护实验。
实验目的：掌握光纤通信系统的断点故障的测量方法和测量工艺流程，掌握光纤通信系统的测试方法与流程，掌握测试仪器的使用方法、掌握光纤断点等故障维护的方法。
测试设备：光纤通信线路维修工具；宽带光滤波器；光时域反射仪；可调谐激光器；光功率计；光纤回损测量仪。
3.设计型实验
为了使学生能够综合运用光纤通信的基本理论和基本方法，具有工程实践能力和分析问题、解决问题的能力，课程设置了设计型实验供学生选做。
实验一：SDH光传输设备组网配置实验。
该实验利用通信综合实验室华为公司的 SDH 155/622光传输设备为实验平台，采用多ADM技术，根据不同的配置需求，可以同时提供E1、Ethernet等多种接口，允许学生自主完成对网元业务的设置、数据修改、监视等来达到用户管理的目的。实现 SDH单向通道保护环、双向通道保护环、二纤复用段环保护、以太网互联等配置及性能测试，通过实验，学生综合应用了光纤通信的组网配置及误码、功率测试技术。
实验二：WDM系统传输实验。
采用的是三河引航科技有限公司的光传输系统（FSYS-L）。它包括4个实验组成，依次为：16路622Mbps伪随机码的电复用原理实验、4路信号的WDM光纤传输系统原理实验、4路WDM光信号解复用原理实验、16路码型的电解复用原理实验。学生可以选做其中任意一个实验。实验框图如图2所示，实验中测得的眼图如图3所示。
实验目的：掌握电复用/解复用的原理和方法，掌握波分复用光纤通信的原理和方法，演示视频、音频、数据、码型信号远距离光纤传输原理，了解并掌握实际通信系统传输的方法。
测试设备：波分复用系统（4路）：622Mbps码型发生器、电复用器、光波分复用器、光波解复用器、电解复用器、码型检测器、视频传输系统、稳定光源，眼图仪；高速电光外调制器。
三、教学方法探索
项目组通过全新设计和工程实践紧密结合的实验内容的教学实践，使得学生对光通信课程的学习兴趣明显增强，在实践环节考核上，注重学生对相关知识点的掌握。在实验过程中注重对实验现象的观测与分析，例如根据光时域反射仪测试图形分析光纤各处损耗产生的原因。引导学生根据光纤传输原理来解释实验中观察到的现象，灵活应用所学知识。考虑到光通信实验设备都比较昂贵，养成正确的实验习惯非常重要，因此在考核上避免一刀切，综合学生的实验操作，实验结果，以及对实验现象的解释来综合判定其成绩。在实验课上，绝大多数学生能够独立主动地完成教学计划内的实验内容。有些学生则更为深入，积极完成选做内容，与教师探讨各种方案，并主动要求进行相关内容的毕业设计。达到了很好的教学效果。
四、结束语
光纤通信实践环节的教学一直是个难点，相对于光纤通信技术的发展，实验内容和手段严重滞后。为了适应新形式下社会对光通信人才的需求，我们对光通信实践课程进行了一些有益的探索，这些探索从目前看取得了良好的效果。
1.提高了学生对“光纤通信”课程的学习兴趣
学生对光通信的感知不再停留在书本上的图片和实验箱了，他们可以实际动手，可以自己制作耦合器，自己搭建DWDM网络，这极大地提升了他们对光通信实验的兴趣，反过来也促进了他们对理论课程的学习的兴趣。
2.提高了“光纤通信”课程的教学质量
在“光纤通信”课程教学中，因为学习兴趣的增加使得教学质量得到明显的提升。我们在教学中布置了多个大作业让学生分组讨论，并派选代表利用PPT讲解。例如某组学生通过调研并仿真分析而完成的大作业“在色散补偿传输系统中三种补偿方案对系统影响分析”，分组间学生互相提问质疑，课堂讨论热烈，从被动式学习到主动参与，加深了对理论知识的理解，提高了教学质量。
3.提高了学生的动手能力和创新能力
实践环节和工程实践结合紧密，有效地提高了动手能力，部分学生学习兴趣浓厚，利用所学到的相关知识参与挑战杯等竞赛，提高了创新能力。
参考文献：
[1]张淑娥,李永倩.“光纤通信原理”课程教学方法改革探究[J].中国电力教育,2009,(18): 97-99.
[2]何士雅,高毅,金绍兴.光分插复用及实验系统的研究[J].实验技术与管理,2007,24(7): 55-58.
[3]王丽,等.全光纤无源耦合器件制作过程中的实践创新能力培养[J].实验技术与管理,2006,23(5):55-58.
[4]Joseph C.Palais.Fiber-Optic Communications(第5版)[M].北京:电子工业大学出版社,2005.
[5]Djafar K.Mynbaev.Fiber-Optic Communications Technology[M].北京:科学出版社,2001.
（责任编辑：苏宇嵬）