光纤通信原理精选(九篇)

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第1篇：光纤通信原理范文

电力系统远程监控对光纤通信技术应用的难点

光纤通信技术借助光纤材料以光为载体对信息进行传输,具有传输系统占用空间小、光信号泄漏程度低、载波频率高、介质消耗小、不容易形成接地回路等优势,目前在电力系统中的应用己经实现了光纤复合地线与相线,以及金属自承和全介质自承的光缆的特种光线的应用,为电力系统的远程监控系统提供了极大的应用优势。本文下面主要分析一下光纤通信技术应用的难点:

1传输数量以及设备的难题

光纤通信应用于电力系统的远程监控,是以电路交换信息作为主要传输对象而开展工作的,电力各用户普遍是以TDM连续码流(如PDH与sDH)的信号方式而存在。目前计算机与网络的高科技技术迅猛发展,分组信号传输需求开始大力呈现,这种信号自身存在着明显的不确定性,同时它和连续码流都面临着越来越高的传输数据数量状况。因此,未来的光纤通信技术必须实现对于两种不同信号进行传输时,相互独立的专业传送设备的研发与应用,并且保证各种设备对信号传输的容量能够实现不断地扩大。这就是光纤通信当前面临的难点之‘。

2传输距离与信道容量难题

光纤通信技术在电力系统的远程监控中进行应用,必须在尽可能高的程度上实现对于传输距离的延长,才能够满足不断增加的远方设备在电力系统中应用的监控需求。因此,对于传输距离限制的突破,是光纤研究人员一直面临的难题,当前光纤放大器这种技术的应用对此难题实现了一定程度的解决,但是,尚需要技术人员加大对于它的研究。同时,光纤通信的信号码流从PDH发展成为sDH之后,其通信的信道容量己经为了满足数据传输数量的要求,而实现了从155Mb每秒到loGb每秒的发展,甚至还实现了4OGb每秒的重大突破,但是,通信数据的数量是不断扩大的,光纤通信技术的应用还必须极大在16oGb每秒与更大容量上的突破。这也是光纤通信在现代的应用中所必须突破的难题。

3加快向城域网转变的要求

新时期,电力用户对于通信设备的应用不断更新换代,各种新的需求的衍生也要求新的更高端服务的研发,这就要求电力系统的远程监控在对光纤通信进行应用时,必须要实现更高的程度的发展。这种发展的要求具体来讲,就是要确保光纤通信在尽可能高的程度上实现保密性以及信息传输的安全性,同时能够达到对于各用户的需求的最大化贴近,并以业务节点的角色为用户提供更加便捷的更多的服务。这就要求光纤通信技术在当前电力系统的远程监控中应用时,逐步地加快向城域网转变的速度,尽决实现对于骨干网的限制的突破。所以,这也是当前光纤通信技术应用所不得不解决的难题。

结语

第2篇：光纤通信原理范文

关键词：光纤通信；实践教学；教学效果

作者简介：王文珍（1977-），女，山东烟台人，中南民族大学电子与信息工程学院，讲师。（湖北 武汉 430074）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0134-01

光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种信息传输方式。光纤通信系统因其巨大的带宽、优良的传输特性已成为信息社会最重要的通信传输手段。[1]“光纤通信技术”是电子信息、通信工程、光电子等专业的重要专业课，培养具有光纤通信理论和一定实际操作能力的人才，也成为相关专业越来越迫切的任务。[2]该课程主要讲述了光纤的传输理论、光纤通信系统的组成及工作原理、光纤通信的新技术等。为了进一步提高“光纤通信原理”课程的教学质量，开设了光纤通信实验课，使学生进一步消化课堂上学到的理论知识，加深学生对光纤通信系统工作原理的理解，并为以后从事实践技术工作奠定基础。[3]

在教学过程中，理论部分采用引入主动式的教学方法，使学生积极主动地参与教学活动，保持与前沿知识同步，实践教学部分除了利用光纤通信实验系统开出的固定的基础实验之外，还通过光纤通信仿真软件OptiSystem，对实验设备无法满足的实验进行仿真验证，取得了满意的教学效果。

一、光纤通信实验系统介绍

光纤通信实验系统由光无源器件实验平台、模拟图像传输系统、计算机数据传输系统、光终端机、电终端机以及误码测试模块、OTDR功能等几大部分组成。系统布局如图1所示。

光无源器件主要由两个波分复用器，一个分路器，一个衰减器，两个连接器和多根尾纤，用这些器件可以构成单芯双向光纤通信系统以及波分复用光纤通信系统等。

模拟传输系统把来自摄像头的视频基带信号进行适当地处理，送入光发送模块。经过光纤传输，进入光接收模块进行视频基带处理后，由监视器显示来自发端的视频信号。模拟传输系统主要由图像传输（收／发）模块组成。

计算机数据传输系统是一个双向双工的不对称信道。它把来自计算机1的数据经过数字光纤信道，发送到计算机2。计算机2可把数据通过直通信道，传送到计算机1。

光终端把来自电终端的信号经过线路接口电路（HDB3编译码）后，进行扰码（解扰）、光纤线路编码（CMI／5B6B编译码），然后进入光收发模块，经过光纤之后，可以通过光无源器件，传输到对端。

电终端首先把各路基带信号复接为E1标准的群路电信号，通过光终端发送电路变换为光信号，然后经光纤传输到接收端，在接收端再经光终端的光检测电路变换为电信号，送入电终端分路处理。

在实验系统中，系统的组成、功能电路、信息流程与实际光纤通信系统在技术上保持基本一致。学生通过实验能够较全面地掌握光纤通信的系统组成、基本原理、关键技术以及主要技术指标的测量方法。这对学生理解与掌握光纤通信理论和技术，提高实验教学质量具有重要意义。

以5B6B码型变换的实验为例，该实验的主要目的是让学生熟悉5B6B线路码型的编码、译码的基本原理。图2给出了示波器的观察结果：（a）是编码输入数据的波形；（b）发送分组指示的波形；（c）编码输出数据的波形；（d）是接收译码输出数据的波形。两信号完全同步，但存在时延。

二、软件仿真

对实验设备无法满足的实验，利用软件仿真的方式，可以比较直观形象地掌握各个参数对光纤线路或通信系统的性能影响，弥补试验设备的局限性，拓宽学生的视野和知识面。鉴于复杂光通信系统和网络研发和工程规划的需要，学习通信工程专业的学生在大学专业课程学习过程中，辅修一些软件分析和设计光通信系统的知识也是非常必要的。光通信系统的软件辅助分析设计工具在行业中已发展多年，相关软件产品品种较多。其中商业化应用较为成功的是由加拿大OptiWave生产的OptiSystem软件，OptiSystem是一款光通信系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通信系统到LANS和MANS都能使用的一个基于实际光纤通信系统模型的系统级模拟器。

OptiSystem开启，图形用户界面如图3所示。

创建一个由外调制激光器所组成的光发送器模型。如图4所示。OptiSystem提供了多种观察仿真结果的途径，通过展开Component Library下的Visualizer Library菜单，可以浏览后处理仿真结果。可视化根据输入信号的不同分为电可视化和光可视化。在时域中利用示波器（图5（a））观察电信号，在频域内用光谱分析仪观察光信号的光谱（图5（b）），在时域内用光纤观测仪观察光信号（图5（c））。

三、结论

本文结合光纤通信技术的特点，对实验系统从实验箱和仿真软件两个方面进行了论述。学生通过在实验箱上测试，把理论和实践联系起来，能更好地理解整个光纤传输过程、掌握光纤相关理论及具体性能测试。而且，实验系统具有扩充功能，能和计算机连接，实现图像传输及图像处理等功能。同时对实验设备无法满足的实验，利用软件仿真的方式，可以比较直观形象地掌握各个参数对光纤线路或通信系统的性能影响，拓宽学生的视野和知识面。

参考文献：

[1]邓大鹏.光纤通信原理[M].北京：人民邮电出版社，2006.

第3篇：光纤通信原理范文

关键词：光纤通信；传输；信号

一、引言

在光纤通信广泛应用之前世界各国一直使用电缆通信，其具有损耗严重、带宽窄、串声等缺点，不能广泛应用，从而推动了光纤通信技术快速研制和发展。20世纪60年代开始提出光纤的概念并开始初步研制，经历几十年的发展，光纤由最开始损耗400分贝/千米到如今降低到0.2分贝/千米，并且仅一对单模光纤就实现了3000多个电话同时通话。在1991年低，光缆全球敷设距离长563万千米，但到1995年敷设距离已超过1100万千米。

二、光纤通信技术简介

1.光纤通信技术概念。将模拟电信号转化为光信号，以光波作为载波，以光纤作为介质进行信息传输的技术被称之为光纤通信技术。2.光纤通信系统传输信号的形式。光纤通信技术系统分类：光纤模拟通信系统、光纤数字通信系统以及光纤数据通信系统。（1）光纤模拟通信系统。在发射端通过放大和预调制基带信号对电信号进行处理，在接收端通过解调和放大等处理将正常电信号释放出来。（2）光纤数字通信系统。在发射端通过放大、取样和数字量化基带信号对电信号处理，在接收端逆过程处理。（3）光纤数据通信系统。在发射端通过放大基带信号对电信号进行处理后，到接收端进行逆过程处理。光纤数据通信系统与光纤数字通信系统相比缺少了码型变换过程。3.光纤通信技术工作原理。本文以数字光纤通信电路为例分析光纤通信技术工作原理，如下1.1所示，传送的模拟信号被发送端接收后，通过电端机将传送模拟信号转变为电信号，通过放大、取样和量化基带信号等对电信号处理，经过调制将信息调制到激光器发出的激光束上，并且电信号的频率直接影响的着光的强度。通过光纤将光束发出去，在接收端通过检测器将光信号转化为电信号并恢复原传输模拟信息。4.光纤通信技术的特点（1）通信容量大、频带宽。光纤通信传输过程中是将传输模拟信号转化成为光信号以光纤作为介质进行传输，与电缆通信相比，传输频带宽、传输速度快、通信容量大。但是在平时使用过程中发现使用单波长光纤通信系统时，不能充分发挥频带宽和通信容量大的性能，通过反复研究发现采用多种复合技术增强频带宽和通信容量。（2）传输过程损耗低，长距离传输中继站数量少。目前，市面上广泛应用的石英光纤损耗为0~20dB/km，如果采用非石英光纤系统其传输损耗会更低。由于其传输损耗低，使得在长途传输过程中，减少了中继电站的数量，大大降低了原料和人工成本、维护周期和系统设计复杂性。（3）抗电磁干扰能力强。由于石英是绝缘体材料，所以利用石英作为原材料的光纤绝缘性特别好，使得光信号在传输过程中较强电磁干扰（如：自然雷电、电离层发出的电离子、人为产生的电磁等）能力。所以实现了和高压线平行架设或者与电力导体一起使用构成复合光缆，降低了传输费用，施工和维护难度。（4）无串音干扰,保密性好。在使用电缆通信时，经常出现通道相互串扰、被窃听等情况。但是在光纤通信技术使用过程中，由于光信号被包裹在光纤中，光纤不透明的皮对光射线有吸收作用，光纤外面根本没有办法窃听到光纤内传输的信息，即使光缆内有很多根光纤也不会出现相关干扰和串音情况，被部队广泛应用。

三、光纤通信技术的应用

1.通信领域的应用。随着时代的发展，工业生产和人们生活都离不开信息通讯，在因特网、有线电视、电话中光纤通信被广泛应用。由于光纤通信具有通信容量大、频带宽、损耗低、防电磁防干扰强等特点，实现了一条光纤既可以容纳多人通话也可以传输多套电视节目。2.医学领域的应用。利用光导纤维内窥镜进行检查患者脑室、心脏、胃、食道等疾病，可以检测患者心脏血液值、氧气在血液中的饱和度、胃部情况、食道情况等，然后根据实际情况进行诊断和治疗。同时，医学也已经开始应用光导纤维连接的激光进行微创手术，所以光纤通信技术提高了医学治疗水平，被医学领域广泛应用和研究。3.传感器领域的应用。光纤通信技术与敏感元器件相组合，应用在传感器的研制，广泛应用到工业和生活中，如：光敏传感器、红外传感器、温度传感器、雷达传感器，工业温度、流量、压力、颜色、光泽专业测量等。4.光纤技术应用。照明过程中利用了光纤良好的物理特性，实现艺术装修美化的效果，如果：LED广告显示屏、草坪地灯、艺术装饰品照明灯等。

四、光纤通信技术的发展方向

1.提升传输速度、扩大传输容量、增长传输距离，减少中继站数量。相对与电缆通信来说，光纤通信技术水平在很大程度上已经提升了信号的传输速度、容量和距离，但是未来光纤通信技术还有围绕这一发展方向，实现更高速度、更大容量和更长距离的传输，并且实现与世界各国跨海、跨越的信息传输。2.全光网络。未来通信网络发展重要目标和通信技术发展的最高阶段是实现全光网络，目前全光网络已经是世界各国对光纤通信研究的一个重要课题。虽然目前还处在初级阶段，但是随着人类的不断的探究和研制，相信全光网络这一目标很快会实现。

五、结论

随着信息时代繁荣发展，迎来光纤通信技术空前的提高，它改写了我们通信行业的历史，使得理论变为了现实，它不仅仅是一个信息传输手段，也被广泛应用到了工业生产和人们生活的各个领域，只有将光纤通信技术向更高方向发展和技术提高，加快引领通信领域前进步伐，从而促进社会经济快速发展。

作者:徐笑 单位:新疆公安厅特别侦察队

参考文献

第4篇：光纤通信原理范文

关键词：光纤通信技术；现状；发展；前景

美国于1970年研制成功实用光纤，该光纤的损耗低于20dB/km，是光纤通信技术的发展的里程碑。随着时代的发展，光纤通信技术的发展迈向了更高的台阶，对于光纤通信技术而言，其将高频率的光波载波，通过将光纤作为介质，然后展开通信活动。总之，光纤通信技术与其它宽带相比，传播速度更快，而且容量较大，并且光纤通信技术有抗电磁干扰和损坏小的特点。基于光纤通信技术的诸多优点，下面对光纤通信技术的现状与发展前景加以分析，从而进一步提升光纤通信技术认识和应用。

1光纤通信技术概述

所谓光纤通信技术指的是将光纤作为传输媒介，光是信号传播的主要载体，光纤通信是现代一种主要的通信方式。光纤通信技术的原理的建立在光纤、光检测和光源等的有机组成基础上，由于光纤的绝缘性能较好，所以将其制作成玻璃材质的光导纤维，并且不会引发接地回路问题，不会产生串线的问题。同时，在信号传输过程中，其安全性性能和保密性能都很高。此外，光纤中的内芯较细，信号传输时所占空间小，在光纤通信系统中，频带宽度更宽，因而光纤通信的容量非常大，光波频率较高，损坏降低，在信号传输时，不用中继设备，就能够实现长距离的传输[1]。另外，光纤通信技术的抗干扰能力较强，其被广泛应用于军事领域和资源的优化配置等方面，光纤通信技术作为现代比较重要的通信方式，对社会的发展起到推动作用。

2当前光纤通信技术的发展现状

（1）光孤子通信。光孤子通信是光纤通信技术中的一种，其并不是借助于非线方式，而是通过依赖于信号的光学性质，在利用光纤通信技术进行信号传输时，光孤子利用超短光脉冲原理实现对信号的有效传输，由于光孤子有信号传递量大的特点，对长距离的信号传输具有重要意义。此外，光孤子技术的比较实用于超长距离的传输，在高速光纤通信技术中，其是比较先进的技术。光孤子技术在信号传输中的应用能够提高信号传输的速度，通过运用时域超短脉冲完成传输工作，而且频域的超短脉冲对提高通信系统的信号传递速度具有重要意义。（2）单模光纤与多模光纤。随着网络技术的不断发展，光纤通信技术已经发展更加成熟，光纤通信技术和有关系统正趋于完善。当前，人们更加关注的是信号的长距离传输，为了最大程度地满足这一需求，光纤通信方式应当采用单模和多模的光纤。对于单模光纤而言，其主要适用于远距离的传输，但多模的传输距离与单模相比传输距离更长，所以单模和多模光纤被应用于不同地区的和地域信号的传输，通常情况下，多模光纤价值较低，被应用于短距离的信号传输，而长距离的传输多采用单模光纤。（3）波分复用系统。由于波分复用系统有着传输距离远、容量大等特点，该技术的应用对提升光纤传输系统的容量具有重要意义。因此，波分复用系统应用在跨海光传输系统中，具有良好的前景。在信号技术水平不断提升的背景下，波分复用系统得到了更好的发展，当前，6Tbit的WDM系统在各个领域都有广泛的应用，而且传输距离也有了较大的提升，尤其是波分复用-1.25G波长转换盘（如图1所示），其是光时分复用系统的具体应用，通过单信道速度使得传授容量有显著的提升，而且波分复用-1.25G波长转换盘的传输速度超过了640Cbit/s，在不同领域中的应用具有重要意义[2]。

3当前光纤通信技术的发展前景分析

（1）智能光联网技术。光纤通信技术的发展为我国各个领域的发展奠定了良好基础，而且在科学技术水平不断提升的背景下，光纤通信技术也有着广阔的发展前景。当前，光纤通信技术已经向智能化方向发展。ASON作为新一代的智能化光网络技术，其表明着光纤通信技术未来发展方向。在将智能光联网技术应用在实践中，能够有利于处理互联网光层上的动态、组网等问题[3]。在对智能光联网技术进行深入研究时，必须着重对ASON展开分析，通过掌握了核心技术，然后制定严格的规范，再进行实验对系统加以完善[4]。在对技术进行测试过程中，需要对ASON的总体性能和相关技术等展开全面的测试，测试的主要内容包含光网络和接口等的协议测试、功能测试和性能测试等，从而为完善智能光联网技术奠定提供有利保障。（2）网络数字同步系统和IP网结构。目前，光纤通信技术水平的提升为信息业务的发展奠定了良好基础。在信息业务发展过程中，需要将IP业务作为核心内容，所以在以光纤通信技术为前提下开发新技术和新产品时，需要在IP业务的支持下，对光纤通信技术进行完善，那么，网络数字同步系统和IP网结构则是光纤通信技术的主要发展趋势，尤其是SDH和ATM的研发，应当在IP业务的支持下，使得网络数字同步系统和IP网结构更加健全[5]。由于在IP业务量增加的情况下光纤通信技术受到一定的影响，所以在光纤通信技术未来发展过程中，IP网结构的完善是主要趋势，而且IP网结构也是未来的主要业务[6]。（3）大容量的系统。在信号传输过程中，光纤的传输量深受人们的广泛关注，所以为了使得光纤通信技术在未来有良好的发展，应当对光纤传输量加以完善。为了有效解决这一问题，需要对大容量系统进行开发，因为普通的电信复合系统在扩展上还存在诸多不足之处，因而光纤宽带的利用率较低，所以为了解决存在的问题，应当对大容量的光纤系统进行深入分析和研究，单一的光纤通过在不同的波长光信号下进行传输，进而使得光纤传输容量得到大幅度提升[7]。

4结语

由于光纤通信技术被广泛应用于军事、计算机和广电等领域，为光纤通信技术的发展创造了有利条件。为了为人们的工作、生活和其他方面提供保障，应当对光纤通信技术进一步研究和提高，加强对信息网络的建设和管理，进而提升光纤通信服务质量。

作者:黄洪州 单位:广东和新科技有限公司

参考文献：

[1]齐相军.浅谈当前光纤通信技术的现状与发展趋势[J].中小企业管理与科技,2011(24):289-289

[2]董潮云.光纤通信技术的现状及发展趋势分析[J].信号通信,2013(1):237-238

[3]姚志刚.现代光纤通信技术的现状和发展探讨[J].中国新通信,2015(4):68-69

[4]宋振华.光纤通信技术的现状及发展探析[J].企业文化(下旬刊),2012(11):165

[5]杨晓天.浅谈光纤通信技术的现状及发展[J].中国新通信,2014(9):27-27,28

第5篇：光纤通信原理范文

一、讲授内容的实时更新，与最新的理论发展和应用前沿相结合

光纤通信技术承载的信息量巨大，传输的业务种类繁多。无论是其相关理论，还是使用设备，都发展迅速、更新很快。《光纤通信》课程也要在理论和与现场应用方面进行不断跟进前沿。这个可以从三个方面进行提高跟进：第一，在理论方面，及时跟进当前的发展状况，针对当前国内的光纤通信相关的专业学术会议，例如参加亚洲光纤通信与光电国际会议及博览会以及中国电子学会通信学分会、中国通信学会光通信专业委员会和中国光学学会联合主办的全国第四次光纤通信学术会议，进行学术交流，对较为前沿的理论突破进行了解，并适当让学生收集和了解这方面的信息。第二，在实践方面，紧跟形势，掌握当前进行的较为典型的工程动态，了解光纤通信国际/国家行业标准的修订及更新。要求学生能了解光纤通信网络现状、光缆路由和逻辑拓扑结构，建立初步的感性认识。第三，尤为重要的是，让学生定期查阅光纤通信有源器件、无源器件以及光网络的相关文献；培养学生能够自己动手查阅相关书籍和自主学习科研方面的能力，以期学生在以后的生涯中能够自我前行。

二、内容的表达方法的改进：用多媒体表达原理的动态过程

《光纤通信》课程的学习中首先要求学生对光纤通信链路有全面的认识，如图1所示。光纤通信链路中各个组成部分信息量大，并与实际结合紧密，经常需要大量的细节图片来显示现场情况和课程内容的内在逻辑，甚至要提供通信运行中的动态过程。也因此，在传统的教学中，也必须更多地利用多媒体手段。并且表现形式也不能仅仅将多媒体的工具简单罗列，还必须针对课程的内容采取恰当的表达方式，究竟是图片，还是音频或者视频，而是根据具体的内容，采用合适的方法表达内容的本质。比如光纤通信链路中，光波能够作为高频信号的载波这一特性的讲解，首先要了解光波是一种高频振荡的电磁波，需要借助动画来描述，然后再讨论载波的调制，需要画图解释，这些均是传统板书教学难以完成或者说需要花费过多时间叙述、描写的，借助多媒体动画可以生动、形象、快速地完成讲解，并且学生可以获得直观的感受；再如构成光纤通信链路的中继器其中必不可少的掺铒光纤放大器，其工作原理涉及激光原理、掺铒光纤最佳长度的计算，这时如果仍然采用传统的方式，或者简单的多媒体罗列教学，对学生而言视觉冲击效果太弱，因此在教学中可以采用板书教学，对公式讲解、结合多媒体动画，展现掺铒光纤放大器工作的原理。板书时给学生一定的思考空间，多媒体给出具体直观的动态工作过程，起到强化记忆、增强理解的作用。

三、结合记忆心理学，改进教法

一直以来，尤其是最近一段时间，我们都在思考一个问题，是什么导致学生对知识点完成了记忆、理解、掌握、能够运用的呢？教师能帮助学生记忆什么吗？答案是不能，很无奈但是很真实！我们能做的是讲一堂课、若干知识点呈现在学生面前！针对这种呈现我们与一本书、一段视频的作用类似，那么我们真的无能为力吗（在帮助学生记忆方面）？当然不是，我们在呈现课程过程中与学生是有交流、有互动的，那么正是这种互动，可以加深学生的记忆，能够将被动的听或者看，转换成积极的思考，这才是教与学中的关键！根据记忆的类型[6]，针对知识传授记忆有形象记忆型、抽象记忆型、情绪记忆型，课堂教学以抽象记忆为主，但是形象记忆，情绪记忆是不容忽视的，而且是非常重要的辅助手段，因此生动的例子、新鲜的实事都是与学生互动，帮助抽象记忆的好方法。如何能够将学生的思路不着痕迹地带着进入思考，这里给出了一种教法的尝试———重点提问，团队讨论。所有课堂内容，围绕提问为重点，进行提现。具体做法是每节课提前5分钟将上一节讲授的需掌握的重点内容在黑板上列出，上课铃声响起，学生自由选择问题回答，板书作答，其余同学共同批改每道题。学生在短时间内（上课之前的5分钟）对上一节课讲授内容有所回顾，板书作答加强抽象记忆，同时在批改其他同学的回答时纠正自己的理解错误（形象记忆）。全班同学对其进行批改（全班同学在共同纠错的同时完成了团队讨论），作答的学生感受情绪记忆，知识内化过程加强，能够将转化过程中可能出现的理解错误加以纠正。每节课之前板书提问，直接解决学生理解过程中的偏差，及时发现，及时解决，发动学生参与批改问题，从多角度鼓励学生思考，加深知识的理解。课前提问与平时成绩挂钩，学生参与非常积极，其强化记忆的效果在试卷考题中有明显的体现！

四、实际动手应用与理论教学相结合

第6篇：光纤通信原理范文

1建立光纤通信网络风险的数学模型

在光纤通信网络风险评估过程中，有两个步骤对评估结果的影响十分关键，其中一个是评估指标的选择，另一个是光纤通信网络风险值的预测算法。假设选择第i个样本的评估指标为{xi1，xi2，…，xin}，相应的光纤通信网络值为yi，那么光纤通信网络风险评估的数学模型可以描述。

2因子分析法选择光纤网络风险评估指标

2．1原始评估指标一个光纤通信网络系统安全包括很多方面，本文主要从资产、威胁性、脆弱性和安全制度等4个方面对光纤通信网络的风险进行评估，因此在专家意见的基础上，根据国内外相关研究结果，建立一个如图1所示的评估指标体系，该评估指标体系由3层组成，其中最底层为具体的细化指标。

2．2因子分析法选择指标对于图1中的光纤通信网络风险评估指标，各个指标对风险评估重要程度不同，且各个指标之间互相作用，存在一定的冗余，如果将它们直接输入到评估算法中进行学习，计算时间会相当长，对风险评估结果产生不利影响。为了防止该问题的出现，采用因子分析法选择风险评估指标。

3光纤通信网络风险的评估模型

3．1SVM评估算法评估算法根据因子分析法选择的评估指标作为输入，期望风险值作为输出，建立一种光纤通信网络风险评估模型，本文选择支持向量机(SupportVectorMachine，SVM)作为评估算法。SVM是一种统计学算法，它要求样本数量小，这符合光纤通信网络风险评估的实际情况，不仅模型复杂性不太高，而且学习能力很强，是当前公认的最好预测算法之一。设一种线性预测问题的样本集为:(xi，yi)，i=1，2，…n，n为样本规模，d为特征维数，对于光纤通信网络风险评估问题，即表示评估指标的数量，yi为对应风险期望值。

3．2因子分析法的光纤通信网络风险的评估原理因子分析法的光纤通信网络风险的评估原理:首先构建光纤通信网络风险的评估指标体系，然后采用因子分析选择评估指标，最后利用支持向量机建立光纤通信网络风险模型，具体流程如图2所示。

4仿真实验

4．1数据源选择某公司光纤通信网络的风险历史数据进行仿真实验测试，共得到300个数据，归一化的评估指标和风险值见表1所示。

4．2因子分析法的实现采用SPSS软件对13个评估指标进行因子分析提取主成分，主成分的贡献率结果如表2所示。从表2可知，选择前7个主成分就可以描述原始13个评估指标，将它们作为支持向量机的输入向量。

4．3SVM的核函数选择当前SVM的核函数众多，每一种核函数的适用范围不同，典型核函数的光纤通信网络风险评估精度风险表3所示，从表3可知，径向基函数的评估精度最高，因此选择其构建光纤通信网络的风险评估模型。

4．4结果与分析为了验证本文方法(FA－SVM)进行光纤风险评估的性能，选择原始指标的支持向量机(SVM)、因子分析法的RBF神经网络(FA－RBFNN)、因子分析法的BP神经网络((FA－BPNN)进行对比实验，随机选择100个样本组成训练样本，建立光纤通信网络风险评估模型，其余样本对模型性的性能进行分析，所有模型的建模效果如表4所示。从表4可知:相对于SVM，FA－SVM无论是光纤通信网络风险评估精度还是训练速度都得到显著改善，这说明采用因子分析法对光纤通信网络风险评估指标进行优化，可以有效降低SVM输入向量的维数，获得更加理想的光纤通信网络风险评估效果，对比结果证明了本文建模思想的正确性和有效性;相对于FA－RBFNN、FA－BPNN，FA－SVM大幅度提高了光纤通信网络风险评估精度，训练时间要略长，这说明采用支持向量机对光纤通信网络风险评估进行建模，可以更好的描述评估指标与风险值之间的变化关系，虽然训练速度有所下降，但是随着计算机性能的提高，这一点时间可以忽略不计，对比结果表明本文的光纤通信网络风险评估建模思想具有一定的优越性。

5结论与展望

第7篇：光纤通信原理范文

光纤通信课程是一门多学科交叉渗透的专业课，其内容综合了通信、光波导和半导体光电子等相关的理论知识。本课程对本科生的培养要求是：通过对光纤通信的基本原理、光端机、光无源器件以及光网络进行阐述和讲解，使学生掌握光纤通信的基本概念，熟悉光有源器件、光无源器件的工作原理、特性以及光纤通信网基本设计方法，了解光纤通信技术实际应用和最新研究进展。经研究表明目前各专业光纤通信课程在授课过程中，普遍存在一下几个方面的问题：

1.课程设置有一定缺陷。

针对通信工程专业的学生，由于数学、物理基础相对薄弱，对课程的学习存在一定的难度。而且光纤通信课程本身与物理、材料、半导体光电子、光刻等技术知识联系密切，很多的知识点都是建立在大量理论物理和数学模型的基础上。如果学生对这些课程没有一定的涉猎，对一些基本器件，如半导体器件、光检测器等没有一定的物理概念的理解或者接触。那学生对光纤通信这门课程的学习将会比较困难。此外，对于通信、电子类专业，对于物理学科不重视，只学过普通物理的课程，导致学生对物理概念的理解以及物理模型的分析能力相对薄弱，造成学生在听课或学习时感觉内容过于抽象，对一些概念和公式理解很模糊，难以真正理解理论知识，往往知其然不知其所以然。

2.教学形式以及教学模式陈旧。

光纤通信是一门应用十分广泛的应用学科。但是在目前的教学过程中，教师更多的照本宣科，按书上的内容进行每一章节的讲解，在不自觉中，学生就以为光纤通信就是一门理论课程和讲解器件原理的课程，而忘记了光纤通信课程的实际应用，导致学生更多地认为这是一门与物理、数学相关的课程，特别是对于光纤传导模式内容，学生更多的认为学习的重点是如何求解方程，而不是一门应用类的课程，导致学生认为本课程对于实践指导的意义不大。同时，教材的更新无法和光纤通信发展的实际情况吻合，造成教材的内容过于老化，使得学生对整门课程的学习感觉乏味、枯燥，无法提高对课程的学习兴趣。

3.教学内容设置有缺陷。

光纤通信课程是一门交叉学科，涉及的内容很广泛。一般来讲，由于课程教学学时的限制，不可能把所有关于光纤通信的内容以及光纤器件全部囊括。这就导致在教学内容的选择方面存在一定的随意性和盲目性，教师往往根据自身对课程的理解来讲解，或完全依附于所选教材，导致教学的片面性、重点不突出。而对于学生来说，感觉课程的知识点过于零散和繁琐，没有连贯性。

4.教学方法不科学。

由于光纤通信课程涉及内容广泛，信息量大，使得教师在授课时主要将注意力放在课堂讲授和板书上。学生在上课过程中的普遍反应是缺乏课堂活力，感觉课程比较枯燥。由于课堂讲授的理论性很强，使得学生不能将所学理论知识和实际应用结合起来，虽然学到了一些理论知识，但不知道这些知识用在何处、如何运用。另外，光纤通信的考试方法比较传统，无法全面涵盖课程的核心内容。针对教学中出现的上述问题，本文针对教学中出现的上述问题进行了系统深入的研究，提出一个比较合理的课程设置方案，而且提出一个教学模式的改革方案。

二、光纤通信课程教学改革的探索

针对目前光纤通信课程教学过程中出现的问题，结合通信工程专业的学生以及光纤通信这门学科本身的特点，我们主要从优化课程设置、优化教学方法、科研促进课程深化改革以及改进考核体系这四个方面进行考虑，具体的讨论内容如下：

1.优化课程设置。

光纤通信课程的应用范围非常广泛，很多专业都开设了光纤通信课程，但不同专业对光纤通信的要求是不一样的，同时各专业掌握的基础知识也差别很大。考虑到光纤通信对材料、物理、数学的要求相对较高，而光纤通信又是一门与通信息息相关的学科，因此学生在学习光纤通信课程之前，应具备一定程度的数学物理通讯基础，使得学生在学习光纤通信课程是有一定通信背景以及数理知识。此外，由于通信工程专业是一门实用性很强的专业，我们培养的学生应该从事通信、电子类的工作，因此也需要开设一些专业课程（如移动通信、现代通信网概论、光网络技术等）来强化光纤通信的运用。

2.优化教学方法，激发学习热情。

光纤通信是一门交叉学科，涉及学科知识比较多。因此，教学方法的优化要从理论教学和实践教学两方面来考虑。理论是学好一门课的基础，对学生充分掌握理解系统、器件本身的特性以及应用具有重要作用。对于学生反映比较难懂的理论，有计划地复习和补充一些前导知识进行理论铺垫。例如信息光学、高等数学、导波光学等知识都是本课程中要用到的重要理论。同时课堂内容的讲授要特别注重思路，对于难以理解的概念采用不同的分析方法，由浅入深，由宏观到微观，先通过介绍器件的理论模型架构，再用严格的理论分析推导，说明器件工作原理、特性以及应用。由于课时的限制，想要把所有的理论内容都讲深讲透是不切实际的。因此，根据专业需要在课堂讲授时，要抓住重点、突破难点，做到主次分明，以点盖面，每次课只讲一个重点内容。不需要所有内容都要面面俱到，在有限的时间内让学生获得最有价值、最重要的信息。在课堂教学中主要采用板书和多媒体相结合的授课方式。传统的板书教学模式使得教学内容框架清晰、重点突出，方便理解，学生有充分的时间整理笔记，思路清晰。其缺点是信息量小、形式古板，内容缺乏生动性和形象性。因此可适时、适当、适度地引入多媒体辅助教学，其优点是有利于提高教学质量和效果，增加上课的趣味性，而且能加快教学速度，减少教学难度，加深理解教材的深度。例如在课件中，插入一些图片、动画、影音等多媒体文件，除了可以帮助学生能够形象直观地理解专业知识、增强教学效果外，还可以增加上课的趣味性，活跃课堂气氛，提高学生学习的兴趣。实践教学主要从课堂实践、课后团体实践等方面进行加强。通过课堂演示、课堂讨论，强化学习效果，激发学生的思考和探索。例如借助光学仿真软件，在课堂上直接演示光纤色散对光传输线路的影响，通过改变光纤长度来说明光纤色散对光信号传输特性的影响。另外开设实验课，可以借助光学模拟软件以及光纤通信实验设备来进行光纤连接以及光学传输系统特性的操作实验，加深学生对光纤通信系统的理解，提高学生学习的积极性，让学生知道所学知识有什么用，怎么用。

3科研促进课程的深化改革。

光纤通信技术由于发展迅速快，专业知识更新快，新技术更新快，导致教材内容相对滞后。教材中现有的新技术主要包括光波分复用技术、光交换技术、光孤子技术和相干光通信、光接入网等，这些技术中有的已经相当的成熟，而且很多技术还在不断更新，同时很多新出现的技术还没有涉及到。为了让学生了解光纤通信技术发展的最近前沿，可以尝试将将最近的科技进展融入到教学方法和教学环节中，课堂上针对不同的教学内容引入最新的研究成果，一方面可以以丰富教学形式，加深学生对相关教学内容的理解，另一方面可以为学生打开一扇科研的窗口，充分发挥学生的创新能力，鼓励和引导探索式、研究式的学习，相应的以科研推动光纤通信精品课程建设。

4改革考核体系。

闭卷考试一直是考察学生对所学知识的掌握程度的唯一方式。而这种方式往往易造成学生死记硬背，扼杀学生学习的主动性以及创造性。光纤通信课程的考核方式应当根据课程本身的特点以及教学要求加以重新设置，既要体现学生对基本知识的掌握能力，还要突出学生的实践能力与创新能力。因此在成绩考核方面应当包括基础知识考核、实践能力考核、创新能力考核等方面。基础知识考核可通过学生对每堂课课后习题作业的完成情况来考察；实践能力主要考核学生对光纤系统组建、光纤熔接、光纤损耗测量等实验情况的考察；创新能力考核可通过只提出对于光纤系统的总体要求（传输容量、带宽、响应度等），要求学生通过模拟软件以及试验箱进行相关的仿真实验，同时对仿真过程中出现的问题进行分析，提出改进问题的方法，解决问题。

三、结论

第8篇：光纤通信原理范文

关键词：光纤通信 工作过程 课程改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）03-0163-01

随着我国商用4G网络的大规模普及，信息产业对高端技能人才的需求迅速增加，从事通信类工程设计、项目管理、施工、运行维护人才缺口较大。这类人才的培养主要由高等职业技术教育来完成。目前，高职通信技术专业培养的人才存在两方面问题，一方面毕业生专业对口就业率不高，另一方面课程设置和岗位工作过程及职业需求缺乏有效联系，导致人才培养目标与企业的工作过程和职业需求未形成有机的结合。以典型工作任务的工作过程构建的知识体系能很好解决这个矛盾。基于工作过程导向的课程开发思路：分析工作过程，归纳工作过程的典型工作任务，确定学习领域，最终落实到课程体系，以项目为载体完成知识的构建。

一、基于工作过程导向的“光纤通信”课程构建原则

近几年，我院通信专业教师调研了中国电信公司、中国移动公司、中兴通信、重庆华伟集团等多家通信技术企业；聘请通信行业高管和专家为专业带头人；调研了通信企业人力资源负责人。分析行业发展规律和人才需求，对专业定位、人才需求、服务岗位进行反复论证，确定基站开通与代维、网络管理员、工程管理员和质检员为典型工作岗位，针对工作岗位的工作职责，归纳典型的工作任务、岗位职业能力和职业素质。制定行动领域目标，每个目标分解成若干个任务，通过实践情境训练和理论讲授，使学生获得相关的岗位能力和素质，为通信企业提供合格的高端技能型人才。

二、基于工作过程系统化的“光纤通信”课程构建

1.工作岗位能力分析，归纳典型工任务

传统光纤通信课程学习侧重知识点讲授与学习的认知，虽然大多数课程目标注重实践技能训练和职业能力综合培养，但学生职业能力和综合素质与工作过程协调则显得不足。基于工作过程导向的课程目标设计，将岗位或岗位群对应的工作任务、工作过程、工作要点、工作环境等进行综合考虑。设计典型工作任务和对应工作领域见表1。

本课程的知识目标为掌握光纤通信系统构成，有源器件和无源器件的工作原理；能力目标为设计简单SDH光纤通信系统，分析和排除常见系统故障；素质目标为具有通信技术核心职业能力的技能人才。

2.行动领域归纳

分析典型工作任务的工作流程，制定出对应的行动领域。每个行动领域的工作过程应该包含产品的工作要素信息。即明确具体目标，然后计划、决策、执行，最后对整个过程进行评估，确定行动的效能。以光纤传输链路的施工与测试为例，首先，分析线路结构，了解链路设备和测试工具的性能，明确工作任务及参数要求，然后进入工作领域装配、调试，通过细致的分析工作过程的每一个环节，完成行动领域的构建。

3.学习领域构建

学习领域目的是完成工作任务和行动过程实施，工作领域的典型任务是制定学习领域的依据。将实际工作过程按照认知规律由简单到复杂分为三部分，分别是基本认知部分、基本技能部分和岗位综合能力部分.再针对每部分需掌握的能力要求设计出对应的项目，具体设计如见表2。

在实施过程中，结合具体的实验实训条件、课时设置情况及职业岗位能力需求，设计了三个学习情境：情境一以常见 SDH光纤通信系统实训室为载体，理论和实践同步进行，学生在明白器件原理的基础上同时掌握应用，支撑该情境项目完成如下任务：项目1：了解行业发展，提高学习兴趣，对SDH系统有初步认识；项目2：了解光纤构造，明确光纤成缆方法和使用安装环境；项目3 认知无源器件工作原理，作用及其安装要点；项目4认知有源器件工作原理，作用及其安装要点；情境二将S D H光纤通信系统的各个环节操作技能融入到项目中，重点培养学生设备操作能力，项 目1：掌握常用仪器的基本性能和使用，如光纤熔接机、示波频谱分析仪等；项目2：掌握光缆线路操作的技能；项目3：掌握SDH光纤通信系统设备的操作技能；情境三则是以校企合作企业和实训基地为载体，培养设计、运行维护和管理的综合岗位能力。支撑该情境项目完成如下任务；项 目1：体验真实岗位环境中的SDH光纤通信系统运行，能够完成简单的SDH光纤通信系统设计；项目2：分析故障原因，找到排除故障方法，设置常见故障，让学生参与分析；项目3：定岗实习，培养实际岗位的工作能力。总之，课程设计通过三个递进学习层次，1 0个项目做支撑，将岗位所需能力与职业素质融人到项目中去.学生在完成项目同时具备相关岗位的能力要求。

三、课程考核与评价设计

本课程采用传统的结果性评价同时增加过程性评价的比重（过程性评价占总成绩的60%，结果性评价占总成绩的40%）。过程性评价以项目为载体来进行，项目要素主要包含知识、技能、态度，每个项目要素量化评价。结果性评价通过集中考试进行，重点考查光纤通信技术的器件构造、系统的原理以及项目的分析与设计能力。

四、结束语

基于工作过程系统化的《光纤通信》课程改革的实施，突破了学科体系的束缚，实现了学习过程、岗位工作过程与学生的职业能力有机结合，在提高学生学习兴趣的同时满足了企业对高素质技能型人才的需求。

参考文献

[1]李云松，郭雷岗.基于工作过程的高职“光纤通信技术”课程改革[J].课程教材改革，2012，（254）：65.

第9篇：光纤通信原理范文

光纤有很多的优良特性。例如原材料价格便宜、应用成本低、稳定性好、重量轻、制造施工工艺简单、抗干扰、抗腐蚀、容易铺设等。光纤因具备这些良好的特在传输系统中得到了广泛应用。光纤在通信技术中的特点具体如下：（1）容量大、速度快容量大、速度快是光纤通信最大、最突出的特点。光纤通信技术中信息的传播媒介是光，在真空中光的传播速度是30万km/s。光纤通信与传统的铜线传输相比具有很大速度上的优势。随着互联网越来越发达，光纤通信的发展前景也越来越广。光纤的容量很大，正符合了传输系统所需传输数据量大的特性。光纤通信技术中信号的载体是光，只需很小的光束便可以携带大量的信息，目前一般携带信息量能达到10Gbps／s，并且很多的光线可以在同一条光纤中通过且不会相互干扰。光纤的传输速率非常有优势，并且目前光纤的发展还具有很大的潜力。（2）光纤材料价格低、损耗低光纤的主要材料是由石英制成的玻璃纤维。作为一种非常广泛的材料，光纤通信中的石英材料不但稳定性高、抗腐蚀性强，且具有低损耗的特点，石英的磨损一般可以控制在0～20dB/km。而且光纤制作技术成熟，成本低，工艺简单，适合大范围推广。光纤外部一般还设有保护套，使光纤的损耗降到更低。并且光纤的磨损可以随着科学技术的发展进一步降低。随着科学技术的不断发展，光纤通信设备中还可以采用一些更加廉价的材料，从而能够更好的完成光纤通信成功跨越最大无中继距离，达到减少中继站数量的目的，进而大大节约了运用成本。（3）保密性良好信息在光纤中传播的进程中，光纤会限制光信号只在相关光波导结构中传播，若有泄露出来的射线，光纤可以将其围绕在周围，将由不透明的包皮物质将其有效地吸进，防止泄露信息，并有效的避免了光纤通信中出现串音现象，为信息在传输系统传播的过程中提供了一个良好的环境。（4）抗干扰能力强现阶段石英是传输系统中的主要光纤通信材料，石英能作为主要光纤通信材料的主要的原因是石英具有较好的抗腐蚀性和绝缘性，并且石英的抗电磁干扰性很强。在传输系统传导过程中能有效抵抗由于人为因素造成的电磁干扰，并且可以抵御雷电、电离层的活动和太阳黑子对光纤设备传输信息所造成的干扰，因此石英制成的光纤通信设备能够在传输系统中得到了广泛的应用。

2光纤通信设备的维护

2.1光纤传输设备维护时需注意的问题

需要对光纤传输设备应进行预防性定期监视。通信设备并没有出现较明显的使用故障时，为了尽可能少的造成人为障碍，不要随意乱动机器设备和传输设备。②需要特别对软件技术重视。软件技术在传输系统通信中越来越重要，所以及时的掌握相关软件技术至关重要。③应保证设备持续在良好的环境下运行。其中良好的环境具体包括机房的湿度、环境和温度等要满足规定要求，机房达标防尘标准，保证高供电质量等。④要使网络管理系统的作用得到充分的发挥。具有完善的网络管理功能是现代通信传输系统必备的条件，在监测实时性指标的过程中需要在不中断业务的情况下，实现监测故障和判断故障位置及故障类型。⑤要防静电并且严禁带电时拔插机盘。要在工作过程中保持配戴防静电手套的好习惯；并在电源关掉的情况下才能插拔机盘。

2.2光纤传输设备的维护措施

光纤通信传输设备的维护工作主要包括查看、定位、分析和排除四个主要方面。查看的主要内容是查看计算机中的信号指示灯、信号流程表以及故障信息；定位的主要内容是先对所存在的故障大致进行定位，再采用核心技术在了解大概的故障位置的基础上对其进行准确定位；分析工作的主要内容是严密的分析已经存在的故障，并针对故障原因提出完善的、合理的处理方法；排除工作的主要内容是先制定通信光纤设备故障的处理方案，然后按照标准的规格对故障进行排除。

2.3光纤传输设备的维护方法

传输系统中的通信光纤设备的维护方法主要有以下几点：（1）环路检测法环路检测法在现代光纤通信设备维修与维护工作中被广泛采用。环路检测法的优势是能够合理的划分通信设备传输系统中闭环内部线路中的复杂的电子控制线路，并有效的利用专业的检测仪器测量局部的环路，这种方法可以有效的降低故障设备传输系统模块的检测难度，逐步缩小工作模块和工作设备的故障范围，最后将故障具体化并将可以轻松将其解决。构造环路是环路检测法的核心，划分环有许多不同的方法，常用的划分方法有根据所构成的环路中的电信号的传输方向分为的设备内部环路与设备外部环路两种。设备内部环路检测的主要检测目标是基站内部的控制系统和光束激发中的故障。设备外部环路检测的主要目标是外部信息传输线路中和通信对端站中存在的故障。此外，按照处于环路中的信号强度等级进行划分时，可以将检测环路分为群环路和2兆环路等。检测环路内部的各环节中是否存在故障是环路检测法的主要功能，采用不断缩短环路的排除法可以逐级将故障点找出来，然后采取更换元件或对原始元件进行维修的方法达到排除故障的目的。（2）替代法替代法在实际处理故障中具有至关重要的意义。替代法首先将故障定位在单站，然后针对单站故障进行及时排除。替代法的原理是首先定位传输系统中所存在的故障，然后将存在故障的模块用另一个可以正常工作的运行模块进行代替，从而推测出传输系统中发生故障的区域。在具体的实际工作中，出现故障原因并不能很快找到，所以需要通过替代法来定位并排除系统故障。（3）仪表测试法光纤通信系统设备中电子元器件占很大的比重，设备运行的过程中光纤通信系统均有不同形式的感应磁场、电压、电流等存在，因此仪表测试法可以针对在设备运行过程中工作元件的具体物理量参数，例如感应磁场、电压、电流等进行具体精确地测量，同时将其与设计要求中的正常物理量参数进行比较核对，通过检测工作元件中的非正常情况来确定故障的具置与类型，光纤通信系统设备的仪表测试故障法常用的检测仪表有万用表、光功率计、示波器、误码仪等。在实际通信设备维护过程中，维修技术人员只要利用恰当的仪表对不同的故障的电子元件与设备运行状况实施精确地电参数测量，就可以根据仪器测量结果准确定位故障位置和故障类型。

3结语