光通信技术论文精选(九篇)
前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的光通信技术论文主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。
第1篇：光通信技术论文范文
关键词：光纤通信技术优势接入技术
近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。
一、光纤通信技术定义
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。论文百事通在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。
二、光纤通信技术优势
2.1频带极宽，通信容量大光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口，单模光纤具有几十GHz?km的宽带。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。
2.2损耗低，中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。如果将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。
2.3抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。
2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细，约为0.1mm，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题，节约了地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，光缆的重量要比电缆轻得多，在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量，显得更有意义。还有，光纤柔软可绕，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。
2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听，只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息，更不用去说无线通信方式。光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。
三、光纤接入技术
随着通信业务量的不断增加，业务种类也更加丰富，人们不仅需要语音业务，高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是无源光网络。
现阶段，无源光网络P(ON)技术是实现FT－Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，运维成本大幅降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。
为实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。
FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起，在“863”项目的推动下，开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网，包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式，发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准，有的城市还制门了相应的优惠政策，这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。
在FTTH应用中，主要采用两种技术，即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术，亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接，它可以为用户提供高带宽的接入。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。
第2篇：光通信技术论文范文
在应用过程中，按照用途将光纤进行分类，可分为传感光纤和通信用光纤；按照制作工艺分类，可分为材料组成类、制造工艺类和光学特性类；按照传输介质分类，可分为专用和通用两种，并且，功能器件光纤可以应用于放大光波、分频、整形和光振荡等方面，从而以不同形态呈现在人们眼前。根据光纤通信的应用情况可知，光纤通信的基本构成结构包括光源、光纤和光检测器三部分，具有如下几个特点：
（1）信号干扰小、保密性强。
（2）通信容量超大，可完成远距离传输。一般一根光纤的带宽在20THz以上，在没有中继传输的情况下，可传输到几十公里以上。
（3）重量较轻、细径较细，一般制作材料是石英，大大降低了有色金属的耗损，使资源得到合理利用。
（4）不受外界因素影响，在任何情况下可使用，具有较长使用寿命。
（5）较强抗电磁干扰能力和绝缘性能，因此，信息传输质量非常好。
（6）没有辐射，不容易被窃听，提高信息传输的安全性。
（7）环绕性好、抗腐蚀能力强，在使用过程中，不会出现火花，减少安全事故。
2光纤通信技术在电力通信中的应用
在电力通信中，电力特种光纤包括OPGW(光纤复合地线)、MASS(金属自承光缆)、OPPC(光纤复合相线)、ADL(相/地捆绑光缆)、ADSS(全介质自承光缆)和GWWOP(相/地线缠绕光缆)等六种，而我国应用较多的电力特种光缆是ADSS和OPGW两种，大大提高了电力通信的工作效率，使电能损耗得到大量减少。
2.1ADSS(全介质自承光缆)
根据我国电力通信的发展来看，ADSS(全介质自承光缆)在35KV、110KV、220KV的电压等级输电线路上得到了广泛应用，尤其是目前已建成的线路上使用范围非常广，使电力部门利用高压输电线杆塔建设通信网络变得更加方便和快捷，大大减低工作人员的工作量和建设成本。在进行光缆设计时，对温差、风速和气候等外界因素进行了充分考虑，因此，ADSS(全介质自承光缆)具有很强的抗震动性、抗冲击性，可以随意弯折和抗老化性，并且，成本较低、安装非常方便、易携带，给杆塔带来的负载非常小。由于ADSS(全介质自承光缆)具有光纤传输性能强、环境性能好和光缆机械性能卓越等特点，在实际应用过程中，可以与高雅电力传输线架设在同一根电杆上，因此，成为了电力系统中最完美的电网通信传输介质，确保了电网通信的信号质量，使光缆传输效果得到大大提高。我国现代化建设中，ADSS(全介质自承光缆)在山区、跨度较大区域和雷电集中区等地方的线缆架空敷设中非常适用，在满足了电力部门自身的通信要求的同时，为通信业务不断发展和开展新业务提供新的途径。
2.2OPGW(光纤复合地线)
在电力通信中，OPGW(光纤复合地线)是电路传输线路的地形中含有供通信用的光纤单元，由此可见，架空地线中含有光纤，OPGW(光纤复合地线)是架空地线和光缆的复合体。由于OPGW(光纤复合地线)的一次性投入较大，在新建线路或旧线路更换时会选择使用，具有可靠性高和不需要维护的特点。在实际应用过程中，OPGW(光纤复合地线)拥有两种功能：一是，与复合在地线中的光纤一起完成信息传输，二是作为输电线路的防雷线，可以对输电导线起到屏蔽保护的作用。一般情况下，OPGW(光纤复合地线)有铝管型、钢管型和铝骨架型三种，具有光学性能、电气性能和机械性能，可以应用于具有架空接地线的输配电线路中，从而使光纤的可靠性和安全性得到大大提高，使我国输电容量得到机一部提高。在新建线路的应用中，OPGW(光纤复合地线)不需要增加建设成本，在旧线路更换中，只需要将原来的地线更换掉就可以了，并且不需要对杆塔进行加固或重新设计等，从而大大减少工作人员的工作量。另外，OPGW(光纤复合地线)的安装非常方便，不需要特殊的工具，成为我国电力事业未来发展的重要研究方向。
3结束语
第3篇：光通信技术论文范文
1.1网络通信形式单工通信、半双工通信、全双工通信是网络通信的主要形式。其中，遥控器是单工通信的代表，发送者和接受者是固定的，数据只能由发送者向接受者传输；对讲机是半双工通信的代表，尽管能相互传输，但不能同时相互传输；移动电话是全双工通信的代表，数据既能双向传输，又能同时传输，是网络通信发展的产物。
1.2网络通信内容
1)数据通信利用数据通信能有效地实现信号的传输。数据通信大量应用在社会的各个领域，包括自动化技术、遥感技术、航空技术、军事技术、资源探测开发等方面，并且随着社会的发展，数据通信已逐步开始在人们的日常生活中普及开来，对人们的工作、学习、生活带来了翻天覆地的变化。数据通信功能的实现离不开软件和硬件的相互配合，主要内容有传输媒体、接口、数据链路复用、信号传输、数据链路控制和信号编码等。
2)网络连接通过连接介质，以某种方式把各种通信设备连接在一起形成一个庞大的结构体系是为网络连接。在网络连接这个体系中，连接介质、通信设备、通信技术、连接方法等各种要素相互影响、相互关联，具有分类多功能性和协调统一性。不同的连接介质其功能不同，不过都要具有可靠性，连接介质包括双绞线、微波、通信卫星、电缆、载波和光纤。就当前来看，连接介质受到材质、技术的影响，具有一定的局限性，不过随着社会的发展，我们可以找到更加可靠高效的介质。
3)协议网络协议并不同于我们日常生活中的口头协议、书面协议，它专指在通信过程中采用某种形式或方法。通过网络协议，可以对不同体系总体结构以及各不同层次分体结构继进行具体的分析和解析，已达到各体系相互连接的目的，保证结构的开放性和融合性。作为一个分散集合体，计算机网络就是通过网络协议形成的，在计算机网络各个末端连接着不同个体、不同位置的计算机。
4)安全防护计算机网络是由两个部分组成，即计算机网络和通信网络。通信网络的终端或信源就是计算机，能够进行有效地信息传输和交换。计算机通信网络安全是在了解计算机性质的基础上采取相应的防护措施进行计算机系统的全面保护，具体包括硬件、应用软件等，有效地防止非本用户使用服务，从而更好地维护系统的正常运行。在国外计算机通信网络安全的发展现状。较早的计算机通信网络安全研究是起于国外，并且具有很广泛的应用，在上个世纪的70年代，美国就研究出了“计算机保密模型”，并且在此理论的基础上又制定出了“可信计算机系统安全评估准则”，通过不断地完善，终于形成了安全信息系统结构的准则。后来又发现了状态机、模态逻辑以及代数工具等三种不同的分析方法，但是还存在着很多的问题。通过密码体制终于克服了网络信息系统密钥管理中的一大难题，为电子商务的安全性提供了有效地保障，随着计算机运算速度的不断提升，各种新的密码技术正不断地涌现出来，为建设完善的计算机通信网络安全系统做出了很大的贡献。在国内计算机通信网络安全的发展现状。我国的信息网络安全研究主要包括两种，即通信保密、数据保护。在计算机通信网络安全研究的过程中经历了很多的变革，先后出现了防火墙、安全网关、系统脆弱性扫描软件等，随着社会的不断发展，信息技术水平不断地提升，安全隐患越来越多，因此要不断地研究新的防护技术，确保信息网络技术的安全运行。目前我国的计算机通信网络安全研究正向完善安全体系结构、现代密码理论、信息分析及监控体系等方向发展，制作出具有系统性、完整性以及协同性的信息网络安全方案。不仅仅要满足对数据进行有效地处理和分析，而且还要加强保密体系的建设，不断地完善通信协议和通信软件系统，提升计算机内部管理人员的专业素质和技术水平，制定出完善的安全防护和等级鉴别方案，防止不法分子利用软件漏洞进行犯罪活动，影响到计算机通信网络技术的发展。
2光纤通信技术及通信信号
2.1光纤通信技术介绍随着科学技术的发展，光纤通信技术正逐步应用在通信领域中。相对于金属或其他电缆，光纤传输能力更强，数据传输能力不可同日而语，比如单模光纤已具有几十GHZkm的宽带。光纤产生数据具有较大的传输宽带，比如散波长窗口。光纤的通信功能是通过光纤的色散特性和光源的调制特性、调制方式实现的，不过由于终端设备的限制，光纤的优势并不能得到有效的发挥，在单波长光纤通信系统这种情况表现的更加明显。而大量的实验表明，密集波分复用技术能有效地利用光纤的宽带优势，可使得2.5Gbps~10Gbps单波长光纤通信增加至100Gbps，也就是说其传输容量可达单波长光纤通信的数十倍。
2.2光纤材料光导纤维即是我们常说的光纤，主要是由玻璃或塑料制成的，光在其中通过全反射能实现传导。生活中，我们常见的是玻璃制成的普通阶跃型光纤。而光子晶体光纤大多是由硅的合成物掺杂一些硅晶体做成的，在晶体内部有空气空洞。由于石英材质制成的光纤损耗很低，没千米不超过0.21dB，相对于其它介质结构，其产生的中继距离更远，是目前最实用的光纤。
2.3通信信号的衰弱和再生
1)通讯信号的衰弱造成通讯信号的衰弱的原因是多方面的，在通讯信号长距离传输的过程中，可以采用信号放大器来降低光波能耗损失的影响，但通讯信号的衰弱是不可避免的，造成通讯信号的衰弱的原因有：瑞立散射、物质吸收、米氏散射、连接器造成的损失，就算是性能的优越的石英光纤，其内部的杂质同样会增大可比系数，造成光波能耗损失。并且，光纤密度不均衡、接合技术不达标、光纤变形同样会引起通讯信号的衰弱。
2)通讯信号的再生技术由于通讯信号的衰弱，通讯信号的再生技术应运而生，能有效地避免由于通讯信号的衰弱所产矛盾的进一步酝酿和发展，保证通讯传输畅通无阻，避免严重事故的发生。通讯信号的再生技术泛指所有能弥补通讯信号的衰退的技术，再生技术的发展和应用降低通讯系统的运行成本。比如海底光纤，在应用在再生技术之前，主要是借助中继器来实现光纤传输，而中继器维护成本高昂，阻碍着海底光纤的普及，而再生技术的发展很好滴解决了这个问题。
3结束语
第4篇：光通信技术论文范文
关键词:光纤通信技术优势接入技术
引言
近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。
一、光纤通信技术定义
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。
二、光纤通信技术优势
2.1频带极宽，通信容量大
光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口，单模光纤具有几十GHz·km的宽带。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。
2.2损耗低，中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。
如果将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。
2.3抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。
2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细，约为0.1mm，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题，节约了地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，光缆的重量要比电缆轻得多，在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量，显得更有意义。还有，光纤柔软可绕，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。
2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听，只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息，更不用去说无线通信方式。光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。
三、光纤接入技术
随着通信业务量的不断增加，业务种类也更加丰富，人们不仅需要语音业务，高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是无源光网络。
现阶段，无源光网络P(ON)技术是实现FT－Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，运维成本大幅降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。
为实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。
FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起，在“863”项目的推动下，开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网，包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式，发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准，有的城市还制门了相应的优惠政策，这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。
在FTTH应用中，主要采用两种技术，即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术，亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接，它可以为用户提供高带宽的接入。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。
第5篇：光通信技术论文范文
英文名称：Study on Optical Communications
主管单位：武汉邮电科学研究院
主办单位：武汉邮电科学研究院
出版周期：双月刊
出版地址：湖北省武汉市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1005-8788
国内刊号：42-1266/TN
邮发代号：
发行范围：
创刊时间：1975
期刊收录：
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
第6篇：光通信技术论文范文
【关键词】 快速傅里叶变换 Matlab 时频域分析
一、引言
与普通光源相比，可见光LED有能量损耗低、高亮度、高可靠性和寿命长等许多优点，可见光LED还因其高速调制特性已被应用在可见光通信中（visible light communication，VLC），相比于射频无线通信技术，VLC技术有无需申请频带、无电磁干扰、发射功率高、安全性好和造价低等优点。
目前VLC技术已成为国内外研究的热点，研究过程中，对可见光通信信号的研究与分析是必不可少的。信号的分析分为时域分析和频域分析两个方面。时域分析是以时间为自变量描述物理量的变化的过程，是信号最基本、最直观的表达形式，也是真实世界惟一实际存在的域，因而在时域上对信号进行分析必不可少。频域分析的目的是把复杂的时间历程波形，经过傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量来研究，得到动态信号中的各个频率成分和频率分布范围，求出各个频率成分的幅值分布和能量分布，从而给出主要幅度和能量分布的频率值，进而可以对信号的信息作定量解释。本文主要研究可见光通信信号的时域和频域分析算法及硬件实现，并对所设计的信号分析仪进行实验和仿真对比。
二、信号分析仪的设计
LED是单色光源，不能产生包含所有可见光谱的白色光。现在普遍使用的白色LED利用蓝光LED激发荧光粉形成白光。
分析仪采用脉冲形式的波形作为传输信号，用脉冲重复周期为250ns，脉冲宽度为20ns的信号进行时域脉冲响应分析时，接收端的的脉冲宽度为77ns。经过VLC信道后，脉冲被展宽非常明显。
考虑到经过VLC信道后脉冲被展宽，会在信号速率很高时产生码间干扰等因素，对可见光通信信号分析仪设定了参数指标要求：支持测试波段：380nm～780nm，支持VLC信号频率：0Hz～200KHz，数据分析刷新速度≥1次/s.
三、快速傅里叶变换
设定被采样信号的频率为10KHz、占空比为50%的方波信号，为了不失真地恢复模拟信号，由香农采样定理可知，采样频率需大于信号频率的两倍，设定信号分析仪的采样率为45KHz。
信号频率和采样频率关系式为：Fn=（n-1）*Fs/N
其中Fn为某点n的频率，Fs为采样频率，N为采样点数。为了保证精度并使得计算方便，设定每次采样的采样点数为1024。
在进行时域分析时，采样1024个点，采样值存到数据类型为int型、长度为1024的AD_Buffer[]数组中，计算1024个点的平均值作为时域显示的触发电平（AD_Level）。同时满足下面三个条件的点i作为触发点：
板载液晶屏为800*480的分辨率，进行横屏显示时，由于像素点个数的限制，在液晶屏上显示从点i开始的连续635个像素点组成的波形图。
进行频域分析时，首先对1024个采样点进行快速傅里叶变换，然后把各频率点所对应的模值存储到数组中。用635个像素点对1024个采样点进行频域显示，为了更为直观的显示信号的频谱特性，采用柱形图的方式进行显示。这里设S为每个数据显示占用的像素个数，L为可用像素点数，为635个，需要显示的频谱个数D=S/L，那么：Output[j]=
其中Output[j]为得到的要显示的幅值，j，P为需要求平均的个数，P=H/D。快速傅立叶变换结果具有对称性，只需使用前半部分的变换结果，也就是小于采样频率一半的结果，取H=512。Output值的柱状显示即为信号的频域显示。
四、仿真和实验
被采样信号是频率为10KHz、占空比为50%的方波信号。通过可见光通信信号分析仪对信号进行采样，并通过串口调试助手传输采样数据到matlab，顺序取1024个数据中的300个绘制成时域波形图，如图1所示。
图1中信号时域显示的数据来自于可见光通信信号分析仪，在可见光通信信号分析仪上的时域图形和matlab所绘制的是一致的。
调用matlab中的快速傅里叶变换函数对串口调试助手传输的1024个数据做FFT变换，变换结果如图2所示。理论上10KHz方波的FFT变换的频率分布应该只有10KHz、30KHz、50KHz等谱线，由于频谱混叠现象的存在，图2中出现频率为5KHz、15KHz、25KHz等谱线。实验的采样率为45KHz，10KHz方波信号的3次谐波频率为30KHz，5次谐波频率为50KHz，由奈奎斯特定理可知，采样频率必须为信号最高频率的两倍以上，否则会出现频谱混叠现象，而理论上，方波的谐波次数是无限的，这里考虑到该实验只是作为验证性实验，目的是和可见光通信信号分析仪的频谱显示做对比，所以暂不考虑谐波的影响。
利用串口调试助手，直接将通过可见光通信信号分析仪进行FFT变换后的1024个数据在matlab上进行绘图显示，考虑到液晶屏的像素点有限，为了清晰显示FFT变化的结果，在可见光通信信号分析仪上对采样信号经过FFT变化后的幅值做了*处理，如图3所示。与图2比较可以看到，可见光通信信号分析仪的频域信号显示和matlab仿真结果基本一致，略有差异是由于stm32f407的数据处理精度和matlab的处理精度不一致造成。
五、结论
通过上述分析，可以看出采用本文提出的算法能够实现可见光信号的时域和频域分析，在对可见光信号进行直观显示的同时还可以做信息的定量分析，而且该算法对硬件要求不高，易于实现，有利于在小型集成设备上实现可见光信号的时频域分析和显示，方便可见光通信的研究。
参 考 文 献
[1]NAKAMURA S Present performance of InGaN based blue/green/yellow LEDs 1997（04）
第7篇：光通信技术论文范文
论文摘要:现今的电子通信技术属于一种尖端的且应用性极强的技术,一个国家的科技发展水平和进度关键看电子通信技术水平的高低。电子通信产业是信息产业不可或缺的一部分,电子通信技术的进步和发展直接带动先进的生产力和科技实力。电子通信技术涉及的领域和范围较广,特别突出在移动电话和卫星通信两个方面,本文也将重点通过这两个方面来分析电子通信系统关键技术的问题。
随着电子通信技术的发展,它同时在很大程度上改变着人们的生活和方式。人们也能很好地运用电子通信技术突破时间和空间的局限来学习和工作。电子通信技术不仅改变着人们,它还在改变着社会和国家,使得国家不断发展,特别表现在卫星通信技术上。当然我国的电子通信技术还存在一些关键技术的问题,有待人们改善和加强。
一、电子通信系统概述
电子通信技术属于现代通信技术中的一大部分。电子通信技术还是信息社会的主要支柱,是现代高新技术的重要组成部分,甚至是国家国民经济的神经系统和命脉。在现代化信息社会,电子通信技术无处不在,它涉及的范围也很广,包括移动电信、广播电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测以及遥感等领域,还有军事和国民经济各部门的各种信息系统都要运用到电子通信技术。
电子通信系统中最具代表性也最常见的就是移动通信和卫星通信。其中移动通信就包括了卫星通信,此外还有蜂窝系统、集群系统、分组无线网、无绳电话系统、无线电传呼系统等多个领域。
二、电子通信系统关键技术问题
近几年来,电子通信技术应用十分广泛,就其最具代表性的移动通信和卫星通信来看,就存在很多关键性的技术问题,有待加强和改善。移动通信技术在电子通信技术中发展范围最大最迅速,传统的蜂窝通信因为可用无线频谱资源的增加和无线信号的衰弱而变得越来越受局限。不断缩小的小区半径代表着基站的密度也在不断增加。除此之外,频繁的越区切换导致空中资源的浪费和频谱效率降低,这也使得网络建设的成本也是越来越高。从以上各种因素可以看出,要想获得更高的频谱效率和更大更充足的系统容量,就应该突破传统蜂窝体制,应用新的移动通信技术。
1、移动通信系统关键技术问题
在移动通信系统中采用分布式天线是很有效也很成功的一种方式,每个小区内都有很多个无线信号处理单元,这些单元距离都比载波波长要远得多,并且它们都能进行功放变频和信号预处理。要在核心处理单元实现信号处理的功能,首先就要完成信号的收发功能和一些简单的信号预处理,然后就要与核心处理单元连接,通过光纤和同轴电缆或微波无线信道来实现。有两种方式可以实现分布式移动通信,第一种就是在所有的无线信号处理单元上所有相同的下行链路信号同时发射,然后小区内的无线信号处理单元接收到上行链路信号之后直接传送到中心处理单元。这种方案优点是简单,缺点则是会不断干扰系统,阻碍了系统容量的扩大。第二种方式则是在整个业务区域内完成无线覆盖的分布式天线结构,通过用大量的无线信号处理单元来实现,从而突破传统蜂窝小区的理念。这种方式也可称之为“受控天线子系统”,即“仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信”的方式。第二种较之第一种更理想,但同时它也更复杂。
分布式移动通信较传统的移动通信技术有几点优势,第一是小区间干扰低、SIR高且系统容量大,第二是它内部的分集能力不仅能用来抵抗阴影效应,还能够保证不衰落和扩大系统的容量。第三是它能全面提高其自身切换性能和接受信号的功率,还能降低其切换次数。第四是它对其他通信系统的干扰小并且在相同发射功率下覆盖的区域更大,反之其发射功率更低。第五是它不仅能更方便快捷地实现任意形状的无线业务服务区,还能核心处理单元集中处理信号。更能有效利用无线资源。
子通信系统分为5层:应用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层。这5层之间功能划分应明确,接口应简单,从而为硬软件的设计实现奠定良好的基础:应用层是通信系统的最高层次,它实现通信系统管理功能(如初始化、维护、重构等)和解释功能(如描述数据交换的含义、有效性、范围、格式等)。驱动层是应用层与底层的软件接口。为实现应用层的管理功能,驱动层应能控制子系统内多路传输总线接口(简称MBI)的初始化、启动、停止、连接、断开、启动其自测试,监控其工作状态,控制其和子系统主机的数据交换。传输层控制多路传输总线上的数据传输,传输层的任务包括信息处理、通道切换、同步管理等。数据链路层按照MIL—STD一1553B规定。控制总线上各条消息的传输序列。物理层按照MIL—STD一1553B规定,处理1553B总线物理介质上的位流传输。应用层、驱动层在各个子系统主机上实现,传输层、数据链路层、物理层在MBI上实现。
2、卫星通信系统关键技术问题
卫星通信在电子通信技术中最为先进,它也有很大的优势,包括通信距离远并且容量大,通信线路质量稳定可靠以及机动性能优越和灵活地组网等这些都是别的技术没有的特点。但随着不断快速发展的全球信息化产业,人们对信息的需求也越来越复杂多样,电子通信技术已进入高速、多媒体、业务多样化和可移动的个性化时代。
目前的卫星通信的一些关键技术也存在一些问题,它包括高速数据的业务需求。以及卫星通信应用宽带IP的难点。现代卫星通信技术采用一些关键技术来解决问题,一个就是数据压缩技术,它能让静态和动态的数据压缩都能有效提高通信系统在时间、频带、能量上的工作效率;第二个就是智能卫星天线系统;第三个就是宽带IP卫星通信技术的研究;第四个就是新型高效的数字调制及信道编码技术;第五个就是多址连接技术的改进和发展;第六个就是卫星激光通信技术。
未来的卫星通信数据率会通过激光通信来实现,激光的优势会在互联卫星网中得到充分发挥,因为在那里经常会应用到激光通信技术,它在外层空间进行,所以不会受到大气层的影响。还可以利用“星际激光链路”技术来缩短全球卫星通信中的“双跳”法的信号时长。有专家提出“在卫星激光通信在比微波通信数据速率高一个数量级的理想情况下,天线孔径尺寸会比微波通信卫星减小一个数量级”的观点。那么如果在空间无线电通信中以激光作为载体来进行工作和运行未来的卫星之间进行激光通信是很有前途的。
总而言之,电子通信系统在这个信息化时代无处不在。在电子通信系统中范围最广最常见的就是移动通信技术和卫星通信技术,移动通信技术体现在日常的电视广播网络等各种电子传输工具上,而卫星通信系统则运用在比较大型的工程上。电子通信系统的发达和完善与否直接决定了一个国家和社会的强弱,所以对其关键技术问题的分析和研究是很有必要的,掌握了其关键技术就能很好地运用和完善它。
参考文献
[1]刘旭东,卫星通信技术[M].北京:国防工业出版社,2000
杨运年,VSAT卫星通信网[M].北京:人民邮电出版社,1997
第8篇：光通信技术论文范文
[关键词]光纤通信 多媒体 教学
[作者简介]张竞秋（1974— ），女，吉林长春人，长春理工大学通信工程系，讲师，硕士，研究方向为光纤通信、通信网理论；朴燕（1964— ），女，朝鲜族，吉林吉林人，长春理工大学通信工程系，教授，博士，研究方向为数字图像处理；王宇（1974— ），女，吉林梨树人，长春理工大学通信工程系，副教授，博士，研究方向为数字图像处理。（吉林 长春 130022）
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004—3985（2012）29—0169—02
“光纤通信”课程是电子信息类本科生的一门重要专业主干课程，在培养通信工程、电子科学与技术、电子信息工程等专业人才中占有重要地位。该课程结合光电子和通信技术的飞速发展，系统介绍了现代光纤通信的基本原理、基本概念、基本技术和基本分析设计方法、光纤光缆、通信光器件及光纤通信系统原理等，为学生学习后续的光纤通信设备、光缆线路工程、综合布线工程、宽带接入技术及现代通信技术等通信专业课程奠定基础；同时，对培养学生综合应用以前所掌握的通信系统基本知识、数字通信基本知识等有良好的促进作用。“光纤通信”课程涉及了诸如通信、材料、固体物理、量子力学、电子等众多学科的内容，具有理论基础深、涉及内容广、知识更新快等特点，是一门基础理论与工程实践联系十分紧密的专业课程。
一、“光纤通信”课程多媒体教学的现状
1.过分强调和依赖多媒体。就“光纤通信”课程来说，其内容繁多复杂，课程内容更新较快，而同时由于教学改革的需要，课时普遍不足。在这样的情况下，大部分教师过分追求教学进度和信息量，使得在“光纤通信”的课堂上经常是教师满堂灌，学生眼球跟着多媒体课件如过眼云烟地听课，没有足够的理解和记忆的时间，这样的多媒体教学显然影响学生对知识的掌握。
2.多媒体课堂主导和主体缺失。在“光纤通信”课程多媒体教学的课堂上，教师的主要注意力多数放在了演示和解说上，学生的主要注意力多数也只能约束在被动地接受上。课堂上忽视了教学过程中教师为主导、学生为主体的教学理念。教学过程中，缺少教师和学生的交流互动，课堂气氛单调、枯燥、乏味。这样的课堂氛围会使学生产生厌倦情绪，非常不利于课堂教学。
3.多媒体使用形式单一。光纤通信课程的内容涉及了许多不同类型的知识点，比如理论性较强的光传输的基本概念、定理；实践性较强的光通信器件和设备；前沿性较强的光通信新技术等。但在多媒体教学中反映出来的一个问题是，多媒体教学没有具有针对性地服务于这些不同类型、不同特点的知识点，而只是放电影似的把教师的教学课件在课堂上放映一遍。这样的多媒体教学形式单一，不能很好地服务于光纤通信的课堂教学，无法达到形式与内容的完美统一。
4.多媒体课堂内容安排不尽合理。光纤通信课程涉及的知识面较广，包括了很多学科的知识，如电子、通信、材料、量子力学、固体物理等。这就使得在光纤通信课程的教学过程中必须要很好地把握知识结构和脉络、分清主次和各部分知识之间的关系。而在本课程的多媒体课堂教学中，有很多教师一味地追求内容的广度，凡是与课程内容有牵连的内容，不论学生的接受程度如何统统纳入到多媒体课件中来，这就造成了多媒体课堂喧宾夺主，重点、难点内容不突出，从而使各部分知识点很难在学生的头脑中形成清晰的框架，严重影响了教学效果。
二、“光纤通信”课程多媒体教学的探索
1.适量使用多媒体。毋庸置疑，运用多媒体教学是实现现代化教学的手段之一，但它绝不是教学现代化的全部。多媒体教学主要有两大优点，其一是用多媒体教学比较直观、生动，容易突破重点难点；其二是可以有效扩展课堂容量，提高教学效率，开阔学生视野。光纤通信课程多媒体教学中我们要了解运用多媒体教学的目的，适量地使用多媒体，使之真正成为提高教学质量、增强教学效果的辅助教学手段。在光纤通信的多媒体课堂教学中，多媒体教学目的之一在于要比较直观地反映一些比较难于理解的基本概念、基本理论，例如对于光传输理论中抽象的概念就可以采用动画演示的方法，而在重要公式的推导、重要例题的讲解上则不适合采用多媒体讲解。这样在课堂上才能准确把握课堂节奏，使学生既理解了抽象的基本概念又能跟上教师的思路，掌握公式定理的来龙去脉，从而更好地掌握各个知识点。
2.适时使用多媒体。课堂教学是师生共同活动的过程。在多媒体课堂教学中，教师、学生、教材和媒体四要素必须相互联系，相互制约，形成一个有机的整体，才能达到很好的教学效果。教师是教学过程中的组织者、指导者、帮助者和促进者，而不是知识的灌输者；学生是知识意义的主动建构者，而不是外界刺激的被动接受者和知识的被灌输者；教材中所提供的知识是学生主动建构的对象，而不是教师向学生灌输的内容。媒体是创设学习情境，学生主动学习、协作、探索和完成知识意义建构的认知工具，而不是教师灌输知识的手段和方法。可见多媒体辅助教学仍然要充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，同时突出多媒体教学的辅助功能。“光纤通信”课程既有较强的理论性，又有很强的实践应用背景，要使学生掌握必需的基础理论，同时又具备动手能力，达到应用型人才的培养目标，最大限度地调动学生学习的主动性和积极性，必须采用灵活多样和行之有效的教学方法和教学手段。在“光纤通信”课堂上教师更应注重展开互动式教学，不时地提出一些启发性的问题，让学生思考，进行讨论，打开思维。这样学生置身于“提出问题（带着问题）—分析问题—实际验证（解决问题）—再提出问题” 的循环中，把教师课堂知识的传授过程转化为学生不断解决问题的过程，不仅可以使学生对相关理论有更深刻的认识，而且可以使学生在分析问题、解决问题的能力方面受到训练、得到提高。这就要求在光纤通信的多媒体课堂教学中要适时地使用多媒体，使教与学在不断互动的过程中完成。例如在讲解光纤通信技术起源的内容时要在“光纤技术的起源—光通信的需求—为什么是光纤—有什么用—要解决什么问题”思路的带领下逐步深入。首先通过图片、画面等展现光通信技术的起源，然后提出问题：光通信的需求是什么？为什么是光纤？通过学生和教师的互动交流，最后利用多媒体总结光纤的特点、展示光纤的作用。接下来可以继续就“需要解决什么问题”，结合前面学生已经掌握的知识点展开更进一步的讨论，从而激发学生对后续内容学习的兴趣。
3.科学使用多媒体。“光纤通信”课程教学内容分为光纤传输理论、光器件、光纤通信系统、光纤通信新技术四大部分。采用多媒体教学时应根据各部分知识的特点科学地选择不同形式的多媒体，以便让学生更容易接受并掌握知识。光纤传输理论这部分内容抽象、公式复杂，如光在光纤中传输的波动原理，其公式推导非常烦琐抽象，致使学生理解起来非常困难。在教学过程中可以采用Matlab软件将其中的数学推导及分析过程简化，使相应分析形象具体地展现给学生，使学生能够理解其中抽象的理论知识。光器件部分主要涉及光纤通信中使用的无源光器件，如光连接器、光定向耦合器、分支器光分差复用器、光滤波器、隔离器等，以及有源光器件，如激光器、光探测器、光放大器、全光波长变换器、MEMS器件、光开关、光路由器等。对光器件部分的讲授应尽量采取理论联系实际的教学方式。在专业实验室没有光通信相关光器件的情况下，可以通过多媒体手段向学生展示各类光器件的外观及应用情况，以弥补学生没有感性认识的缺憾。此外，光纤通信技术的发展可以说是伴随着光通信器件技术水平的发展而发展的，因此在多媒体教学过程中应着重介绍这些光器件的近期研发现状及未来发展趋势。光纤通信系统这部分内容分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统，主要突出设计思想和实际应用，因此最适合采用软件仿真的演示教学法，使学生能够对光纤通信系统的实际应用更直观地了解，提高学生的综合应用能力。为节约课堂占用过多时间，可以采用教师课堂演示仿真过程、讲授建模的基本原理和学生课下自学仿真方法的方式，通过一些简单例子，培养学生对于该部分内容的学习兴趣，加深学生对基本原理的掌握，提高各种通信系统的总体设计能力。对于光纤通信新技术这部分内容，由于光纤通信的发展日新月异，其新技术层出不穷，为有效拓展学生的知识眼界可以在多媒体教学过程中采用如下方式：（1）将搜集到的光纤通信新技术资料以PPT的形式向学生讲授和展示，使学生对该部分内容有具体的了解。（2）视频播放部分专题科教片，之后让学生自由选题撰写文献综述性论文，充分调动学生的自主学习能力。
4.合理安排多媒体。就光纤通信课程来说，由于涉及的知识面较广、技术更新较快，要在有限的课时内既交代清楚基本理论同时又能实时地介绍新材料、新技术、新方法，就要求教师在多媒体课堂教学内容安排上精心设计、合理安排，做到结构框架清晰、教学重点突出、教学难点突破，避免过分追求信息量和新奇特，造成喧宾夺主。例如在光通信用器件课程内容上应简洁清晰地反映各种器件的外部特性和实际应用，而避免涉及过多的器件内部原理；在光通信新技术内容上，应注重采用专题式的按照几大发展方向提纲挈领地介绍，应避免过分追求面面俱到而冲淡了对课程整体方向的把握。
三、“光纤通信”课程多媒体教学效果的体现
在光纤通信课程多媒体教学方法的不断探索和实践过程中，通过合理、适量、适地、适当地使用多媒体，调整多媒体授课方式方法，取得了一些显著的教学效果：一是提高了课堂教学效率，优化了课堂教学结构。对光纤通信课程繁多复杂的知识内容，在48学时有限的教学时间内，多媒体教学的合理应用使得课堂教学结构明显改善、教学效率明显提升。二是突出了课堂教学重点，突破了课堂教学难点。特别是对光纤通信课程中光传输理论内容中较难理解和掌握的基本概念基本理论，课堂效果很好。三是体现了学生的主体地位，突出了教师的主导作用。多媒体教学方法的调整，改善了以往教学中教师学生缺乏互动交流、教学氛围沉闷、枯燥的现象，课堂教学异常活跃。
总之，形式多样的多媒体教学，以其自身具有的直观性、交互性、动态性和多功能等优势，为光纤通信课堂教学提供了崭新的教学手段，在光纤通信课程教学中起着十分重要的作用。但是任何先进的教学手段都必须通过教师才能发挥作用，多媒体教学的使用也必须建立在充分发挥教师这一“活媒体”功能的基础之上。教师应在用好、用活软件上多下工夫；在多方法结合、多手段应用上多做文章；在教学观念、教学思想、教学设计上多用气力，充分发挥和提升多媒体教学的优势，使光纤通信的教学效果进一步提升。
[参考文献]
[1]时书丽，曾子铭.计算机辅助教学在光纤通信专业课程中的应用[J].辽宁大学学报（自然科学版），2006（4）.
[2]裴文彬.多媒体使电类专业课的教学如虎添翼[J].科学大众（科学教育），2011（6）.
[3]曹雪，李新营.《光纤通信》课程教学内容与方法的改革[J].甘肃联合大学学报（自然科学版），2010（1）.
第9篇：光通信技术论文范文
关键词： 光纤通信；实践教学；OptiSystem；SDH
TN929.11-4
一、“光纤通信”实践教学现状与问题
光纤通信课程[1-4]是适应当代通信技术发展应用所开设的，是通信工程专业的专业必修课程，具有很强的专业实用性和实践性。随着社会技术发展和企业对从业人员的专业能力提出了更高的要求，传统的实践教学[5-7]内容和方法已经不能满足现代企业对学生专业能力培养的要求。结合我校“技术立校，应用为本”的办学方针，本文结合在光纤通信课程中的教学和科研以及当前学生的就业现状，进行一系列的实践教学改革和探索，从实践教学内容、教学方法、成绩考核等方面进行相关探讨和研究。
二、“光纤通信”实践教学改革思路与举措
（一）改革思路
光纤通信实践教学主要由光纤通信实验、光纤通信课程设计、光纤通信设备应用实践三大模块构成。每个模块侧重点各有不同，三大块模块一起构成了与理论知识紧密联系，贴合光纤通信实际应用，以应用为基础，提高学生实践能力的实践教学体系。
1.光纤通信实验与理论内容紧密联系，进一步巩固了理论内容。
光纤通信实验课程是结合理论课程《光纤通信》安排的实践课程，教学目标是通过本课程的教学和实践，进一步巩固和加深光纤通信原理理论知识的理解，提高综合运用所学知识来验证光纤通信原理的能力，理论与实践密切结合，相辅相成。实验着眼于提高学生的动手能力，要求学生通过实验环节，能正确使用仪器设备，掌握测试原理；掌握光纤器件和光纤系统的工作原理；提高学生分析问题和解决问题的能力。
目前，光纤通信实验课程课时是16课时，主要在光纤通信实验箱上来完成。在实验内容设置中，侧重对光纤通信及光器件的基本原理、光纤传输系统构成及性能指标等进行实践操作。实验内容从光源P-I曲线，到光纤通信传输系统构建，由局部到系统，层次分明，重点突出，注重培养学生对理论知识的巩固和理解。
2.光纤通信课程设计着重培养光纤通信的软件设计能力
光纤通信课程设计是在完成光纤通信实验课程的基础上开展的，是进一步实践后续课程，主要训练学生在一种通用光纤通信软件设计平台（如OptiSystem）上进行光纤通信系统设计的能力，培养学生光器件设计和各类光网络构建及分析能力，培养利用设计软件工具对设计任务进行总体设计和分析、完成的能力，进一步提高和深化学生对光纤通信的实践能力。
课程设计提供8个以上设计题目，设计课题有光纤器件的分析、系统构建、系统优化，内容分布广泛，层次分明。整个设计流程按照课题分析、设计方案论证、设计调试、撰写课程设计报告、答辩五个环节进行。
3.光纤通信设备实践与通信行业紧密贴合，增强对光纤通信设备的实践操作应用能力
随着光纤通信的发展，光同步网（SDH）网络在宽带网络的建设中发挥着重要的作用。光纤通信课程引进中兴通信的光纤传输平台，开设专门的光纤通信工程实践训练课程，通过中兴工程师和专业教师共同授课的方法，在光纤通信实验和课程设计基础上，进一步深层次加强学生的实践能力培养。
光纤通信工程实践训练内容包括SDH光传输设备实践，实践设置贴合通信行业实际应用，加深学生对光通信设备的构成和原理的理解和认识，培养学生对光通信设备的连接、设置、调试、运行、维护能力，提高学生对大型光通信设备实践操作能力。
（二）具体实施举措
在光纤通信三大模块的实践教学中，要求学生通过每个模块的实践过程，进行详细的学习、观察、体验、思考，使得理论和实践能够紧密结合。在O置实践项目过程中，突出重点，结合课程内容，尽量充实安排实践内容。在学生的实践过程中，要求学生能够综合运用了所学的理论知识，提高实践技能，熟悉完整的系统设计和实现过程，掌握大型设备的配置和调试过程，对于今后从事相关领域的系统设计、开发和维护提供了宝贵的经验。
1.光纤通信实验内容和课程内容紧密结合，并且从基础验证、综合性、设计性三方面进行了设置，完成实验内容的优化。实验设备包括微机、光功率计、光纤、光无源器件、示波器、数字万用表、图像显示器、电源模块、信号源模块、光发送模块、光接收模块、电话接口模块、误码模块、图像接口模块、PCM 编译码模块、CMI编译码模块、HDB3编译码模块、CPLD下载模块等组成，可以应用不同的模块来组成不同的光纤通信系统，如：模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统、光波分复用传输系统、图像光纤传输系统等。
在实验讲授教学过程中，采取结合课程内容，回顾相关理论知识的教学方法，介绍实验原理，讲解实验步骤，分析实验结果。如：在实验“半导体光源P-I特性曲线测试”中，首先带领学生回顾理论课中讲解的公式两种光源LED和LD的工作原理及其区别，回顾P-I曲线的表现有何区别，并介绍两种光源的特性，进一步回顾半导体光源阈值电流Ith的概念和物理意义。并指导学生完成相应的测试工作。这样讲解之后，学生既巩固了理论知识又明确了实验内容，通过对比加深了对理论知识和实验原理的掌握。
2.光纤通信课程设计主要充分通过光纤通信系统仿真软件，如Optisystem，使得学生能够模拟仿真光纤元器件及系统的设计和整个过程。在系统仿真实验中，学生可以随意调整波形参数等，对一个光学元器件甚至整个通信系统进行优化设计和性能仿真，直观地模拟信息在光纤通信系统中的整个传输过程。要求学生能够分析原理，设计软件流程，能够搭建整个过程，并通过光谱仪等仪器器件对结果进行观察和分析。
如设计“PIN光电二极管的噪声分析”，要求学生首先分析影响光接收机性能的主要因素，即接收机内的各种噪声源。并能分析计算接收机中的放大器本身电阻产生的热噪声和放大器的晶体管引入的散粒噪声。要求学生完成设计整个软件流程，并搭建实现，如图1所示。要求学生根据数据模拟得到定量的分析和计算，观察热噪声和散粒噪声对最终传输的信号质量的影响，观测不同噪声对整个系统性能的影响程度的大小。
3.光纤设备实践要求在SDH课程知识基础上，在行业大型设备中能够根据理论知识进行配置、调试，进行数据通信。这就要求学生对SDH的基础知识、SDH网络的自愈能力、SDH环型组网、通道层或者复用段层的自愈环等要理解透彻。我们以中兴通信公司的SDH光传输设备为实验平台，使学生可以接触到包括光传输、数据网络和智能业务平台等方面先进的光通信技术。要求学生熟悉ZXMPS325传输设备的整机和单板硬件，并掌握SDH 的部分测试方法； 要求学生能够基于网管E300软件，自主完成对网元业务的设置、数据修改和监视，实现SDH通道保护链和复用段保护等配置及性能测试。
如，对“二纤双向通道保护的配置原理和实践”，首先要求学生理解掌握SDH的复用结构和过程，掌握二纤双向通道保护的工作原理，要求学生能够根据业务，分析网络拓扑结构，分析I务传输过程，掌握通道保护配置方法。如图2所示：
三、“光纤通信”实践教学考核与评价
目前，光纤通信实践课程的三大模块采用不同的考评机制，主要侧重学生的实践操作能力和过程，强调学生对实践结果的分析能力，注重学生的创新能力。
在光纤通信实验的实践环节中，实验成绩考评是由平时实践操作和实验报告组成。在实验报告中，注重学生对实验及设计结果的分析及现象总结、实验中产生问题的解决办法、对实验的新设想等。
课程设计实践环节的成绩考评由课程设计过程、测试（独立演示）课程设计结果、课程设计报告和答辩成绩组成。教师根据学生实际操作情况给出过程成绩，根据演示过程和结果，给出相应的设计结果成绩；根据设计报告的内容和格式规范，要求课程设计报告格式按照科技论文要求撰写，为学生将来做好毕业论文打下一定的基础，并给出相应的设计报告成绩；在答辩过程中，侧重考查学生的思考和创新能力，以及对整体系统的设计能力，并给出相应的答辩成绩。
光纤通信设备实践训练的成绩考评由实践操作，答辩环节和实践报告构成。注重学生的实践操作能力，对原理的理解能力，报告撰写的规范性。提高学生在实践中理解理论知识的能力。
四、“光纤通信”实践教学改革成效
通过对光纤通信的实践体系的结构、教学内容、教学手段、考核方式进行了一系列的改革，学生的实践效果和质量明显得到了提升。在今后光纤通信的实践教学过程中，只有进一步突出工程应用实践操作能力、强化创新培养特色，不断提高学生的学习兴趣，激发学生的学习主动性，提高相关领域从业的综合职业能力，才能达到培养高素质通信专业人才的目的。
参考文献
[1] 《光纤通信》（第二版），张宝福等编著，西安电子科技大学出版社，2009.
[2] 顾婉仪， 李国瑞. 光纤通信[M].北京： 人民邮电出版社，2006.
[3] 方志豪， 朱秋萍. 光纤通信[M].武汉： 武汉大学出版社，2004.
[4] 《光纤通信》（第五版）.[美]Joseph C.Palais著，电子工业出版社.
[5] 李书旗， 朱昌平， 陈小刚. 光纤通信实验教学的改革与探索. 中国电力教育，2010， （36）：132-133.
[6] 唐修连. 光纤通信综合实验手册. 南京； 中国人民理工大学， 2004.
