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通信傳輸論文范文1
目前,通信傳輸手段非常豐富,網絡規模日益膨脹,資源分布不均勻等都使得管理人員無法快速、全面了解網絡的資源狀況,延長了系統故障處理,耗費了大量時間以及精力。通信資源管理系統的設計是基于通信傳輸系統網絡技術基礎上開發設計的,通過不斷對通信傳輸系統中各節點、關鍵設備以及傳輸介質相關的數據進行分析,從而掌握各個資源之間的內在聯系,而將現代化的分析管理技術應用到通信資源管理系統當中。實現對傳輸網絡進行配置、擴展、管理和維護功能。全球定位系統(GlobalPositioningSystem)具有進行高精度、全天侯的實時定位能力,既可以直接獲取地理信息也可用以確定各種傳感器的位置,從而成為“三s”集成系統中的一個重要組成部分。GPS衛星星座能提供全球性的覆蓋。GPS衛星使用1.2GHz和1.6GHz的高頻波作為載波,信號沿直線傳播,因而其定位的數學模型十分簡單而又嚴格。此外由于信號只是從太空穿過大氣層到達地面測站而不需在稠密的大氣層中長距離傳播(如地面無線電定位系統那樣),因而易于進行較為精確的對流層延遲改正。GPS技術的加入,通過對設備定位、人員定位以及未來的傳輸介質的定位技術,都使得我們能夠在遠程隨時掌握通信傳輸的運行情況,能夠更好的保障數據安全高效的傳輸運作。管理系統,可以基于主流、成熟的操作系統和友好的操作界面,實現對傳輸網絡進行配置、擴展、管理和維護功能。技術人員將系統數據整理匯總到通信資源管理系統中,將整個資源系統整合到一起,從而實現信息資源的全過程化、數字化、可視化的管理,實現這一過程對于提高數據通信傳輸的管理效率將有著重要的意義,同時也有效的提高了信息管理的工作效率。與普通的GIS技術應用系統相比,GPS定位技術應用的通信傳輸資源管理系統對故障定位修復的相應更快,更具優勢,同時不但能夠更好的實現通信資源的傳輸,對資料的獲取和數據的處理維護也有著很大的優勢,從這一點上來看,帶有GPS通信資源管理系統的設計對信息技術的發展將會產生深遠的影響。
(一)資源管理技術的研發設計
資源管理范圍主要指的是在生產經營過程中所涉及到的具有一定價值的有形的亦或是無形的物件。進行通信傳輸資源管理信息系統的研究和開發,首先在人事方面需要有一個完整的管理系統和體系來做支撐?;诟鞑块T職責對系統整體架構進行設計,并構建組織結構圖,將各模塊之間的管理關系列出,組建模擬流程系統,充分分析整理后,才能開始組織開發管理信息系統。信息系統最寶貴的最核心的資源就是大量的數據,如果數據儲存的不夠,那么必然會影響數據分析進而影響管理系統的效率,最終影響數據傳輸安全。因此,首先應該收集、分析系統中所有相關數據,同時還應該注意到,不同的管理人員在工作交接中也會迫使大量的信息流失,因此,有必要將員工的工作日志保存在系統中。不過,通過信息技術以及電子計算機技術的融合,這一問題將會得到徹底的解決。GPS全球定位系統通過上空的24顆衛星,能夠實現對地球的實時監測,我們可以通過對設備和傳輸介質的定位、監測,一旦發生問題,快速定位故障及其級別,遠程解決或者現場解決。如是現場解決故障,將故障信息發給響應的工程師,同時通過GPS監測到故障排除進度。從而全面掌握系統運行狀況。
(二)資源管理技術應用系統
通信傳輸資源管理系統實現對全專業資源和信息服務資源的有效管理,建立跨專業的資源模型,形成共享的核心資源庫,并對外提供相應的服務,為其數據的傳輸、服務的保障提供相應支撐,方便企業的經營、管理以及維護。
二、結語
通信傳輸論文范文2
1.1計算機通信技術的定義計算機通信技術是將現代計算機技術與通信技術進行有機融合,來實現信息資源在計算機同終端設備間或者計算機同計算機間以數據形式進行傳遞的一種現代化通信手段。隨著科技的飛速發展,社會的不斷進步,計算機通信技術在人們的學習、工作與社會生活中應用得越發廣泛,如今正以其對龐雜信息處理、傳遞和利用的便捷與高效受到更多人的青睞,在辦公自動化系統、軍隊指揮自動化系統、信息處理系統等領域發揮著越來越重要的作用。
1.2計算機通信技術的原理計算機通信技術應用的基本原理是通過使用計算機語言二進制數中的0和1來表示高壓電平的轉換方式,把電信號初步轉換成邏輯信號,再把所有的信息用具差異性的二進制序列予以表示,即用二進制數中0和1的比特流電壓來表示信息數據,產生的脈沖電流通過通訊設備來完成數據的傳輸,達到通信功能。
2計算機通信中的傳輸控制技術研究
2.1數據傳輸技術MAC(介質訪問控制子層協議)處于OSI七層協議數據鏈路層下半部分,主要負責連接與控制物理層中的物理介質。進行數據發送時,該協議可預判發送數據可能性,若能發送則在數據上附加部分控制信息,最終將數據和控制信息按照規定方式發送至物理層;進行數據接收時,協議在判斷輸入信息內容未發生傳輸錯誤的前提下,將原先附加的控制信息去掉,將數據發送至LLC層。MAC在傳統有線局域網與當前無線局域網中均得到廣泛應用,MAC層中,數據傳輸技術分為包含總線爭用技術與令牌控制技術的主導技術和其他輔助技術,輔助技術須得配合主導技術一同使用。以下主要針對數據傳輸技術的代表性主導技術進行簡要介紹。(1)CSMA技術。作為一種總線爭用技術,CSMA(載波偵聽多路訪問)利用分散式的控制方法來使附接總線附近的各節點以競爭方式來獲取總線使用權,任意節點無特定發送時間,節點向總線發送數據具隨機性,通過偵聽檢測媒體空閑狀態來決定是否發送數據,若總線處于忙碌狀態則需延遲發送時間。該技術的優點是技術易實現、響應較及時,缺點在于數據發送效率不穩定,網絡負載一旦增大,發送時間就會增長。(2)集中式輪詢技術。輪詢技術是實現集中式數據控制的主要方法,分為傳遞輪詢與輪叫輪詢,前者主機通過向某子站發送輪詢信息來檢測該子站是否無數據傳輸或完成數據傳輸,再向其臨站發送輪詢,以此方式依次處理所有站點,控制最終回到主機;后者主機則是按照順序逐個詢問各子站是否存在數據。(3)分散式令牌技術。實現分散式控制的方法主要是令牌技術,作為最典型的令牌技術,令牌環網的基本原理是網上各主機地位平等,只有獲得令牌的主機才能發送數據。
2.2差錯控制技術(1)ARQ方式。數據接收端一旦檢測出差錯,就會設法通知發送端對碼字進行重發,直至接收到正確的碼字為止。ARQ方式中使用檢錯碼,只可檢測出數據在傳輸過程中發生的差錯,依靠雙向通道把差錯信息反饋給發送端,并且要求發送端設有數據緩沖區來儲存已發送數據,以便對出錯數據進行重發。(2)FEC方式。與ARQ方式相比,FEC方式中數據接收端不但可以檢測出差錯,還能對二進制碼元中發生錯誤的位置進行判斷,從而對差錯加以自動、及時的糾正。該方式中使用的是糾錯碼,無需反向通道來傳輸請示重發的信息,發送端也無需設置數據緩沖區來儲存原始數據,但與ARQ相比,其編碼效率較低,且糾錯設備較為復雜?;旌霞m錯是將以上兩種糾錯方式進行綜合,傳輸設備較為復雜,不作重點說明。
3計算機通信中的數據傳輸控制技術實施要點
3.1傳輸控制軟件的功能模塊松散耦合設計數據傳輸控制服務功能模塊主要包括信道檢測與優選、協議封裝與解析、信息與安全處理等,各模塊之間的選擇和配置可根據數據傳輸具體需求來定。功能模塊松散耦合設計突破了以往設計中存在的功能模塊間相互依賴、邊界不清的緊密耦合限制,增加了各功能模塊的獨立性、可調性,并給予了系統集成人員安裝功能構建的可選擇性,使功能模塊更符合信息傳遞要求,維護人員也能準確發現問題所在,對網絡傳輸控制服務進行有針對性的修復和優化。
3.2傳輸控制軟件的信息傳輸的跨平臺設計跨平臺設計能使程序語言、硬件和軟件設備在不同硬件架構的計算機上或不同的作業系統內實現無障礙運作。信息傳輸的跨平臺設計主要包括信息跨平臺傳輸與軟件跨平臺移植,通過網絡傳輸控制軟件來封裝不同平臺下的驅動機制與通信接口,進而形成統一的接口,以實現對數據傳輸的有效管理。
3.3多協議透明封裝和解析采用多個相對立協議封裝和解析模塊能實現協議封裝和解析功能與業務應用軟件的有效分離,以多協議封裝和解析來使業務軟件應用更為透明,核心處理技術更為簡明。這種多協議透明封裝和解析的實現要以上層信息安全處理軟件為基礎,在交換服務中完成相應格式轉換,實現傳輸協議在傳輸服務層中的封裝和解析。
3.4可靠與實時傳輸相結合不同類型信息在傳輸要求的側重上存在差異,指令類信息傳輸要求可靠性,態勢感知類信息傳輸注重實時性,無線信息傳輸信道的特殊性對數據傳輸質量有較大影響,為保證傳輸的可靠性和實時性,可在無線信道上采用三級緩沖機制,使信息數據依次經過發送緩沖區、等待區與回執等待區,增加人工確認。
4結語
通信傳輸論文范文3
要與新電能表進行通訊,除了要保證硬件回路沒問題,通訊規約也要符合新電能表的要求,這主要體現在通信報文的正確識別上。要讀取電能表的讀數主要有以下通訊報文:(1)向電能表發出通訊請求西門子PLC發出的報文如下:(報文都以16進制ASCII碼表示,下同)1B0203(1B代表ESC的ASCII碼,02為電能表識別的報文開始位,03代表報文停止位。下面的所有報文都是以02開頭,以03結尾)電能表接到請求信息后,返回一個確認報文如下:020606A403(其中第二位06代表ACK的ASCII碼,跟著的06A4是這個報文的CRC校驗碼。(2)向電能表發送用戶名和密碼中調規定廣蓄B廠所有的電能表一般用戶的名稱和密碼如下:USERID:settime(不區分大小寫)Password:cxb032(不區分大小寫)PLC要登陸電能表必須向它發送正確用戶名稱和密碼,報文如下:024C53455454494D452C43584230333200C02A03其中:02代表報文的開始位:4C代表登陸電能表的命令L(load);53455454494D45代表settime;2C代表逗號;435842303332代表cxb032;00為密碼結束的中止位;C02A為計算出的CRC校驗碼;03為停止位;這個報文轉換為字母就是:02LSETTIME,CXB03200C02A03。待電能表收到報文并確認密碼正確后,回復報文跟前面一樣為:020606A403(3)讀取電能表中的寄存器由于新電能表采用CRC校驗,CRC校驗中規定,如發現在除了頭02,尾03的其他報文中,有02,03,10,11,13,就把此報文變為兩個字節10,40+這個字節數據,這樣做的目的是在數據體中區分一些特殊字符。因此要讀取這些值,要依次發出4個報文給電能表,報文如下:0252016910537803025200692049030252104369751A030252104269462B03其中報文開頭和結尾的02和03還是分別代表報文的開始和停止位。52代表電能表讀取命令“R”(read)。接下來的0169/0069/104369/104269則分別代表0169、0069、0369和0269四個電能表寄存器號。105378/2049/751A/462B分別為4個報文的CRC校驗碼。電能表在依次收到讀取報文后,也依次發出4個包含有寄存器數據的報文給RTU。報文格式大致舉例如下:0252016900000000789A03等等其中00000000即為所需要0169寄存器中的電度值,它是一個4個字節的浮點數,采用IEEE浮點數表示形式,789A為假設的CRC校驗碼。
2西門子CP544的通訊協議
CP544卡是西門子S5系列的專門的點對點串口通訊卡。它有3種通訊協議,分別是RK512、3964和OPENDRIVER協議。其中前兩種協議因為需要設置西門子PLC能識別的目的地址,所以只能在西門子系列的設備中使用。要與電能表進行通訊,只能采用OPENDRIVER協議。該協議的特點是不管通訊設備的地址,只需確定西門子PLC側的發送地址和接收地址即可。圖3為西門子PLC通過CP544卡與電能表通訊的示意圖。在圖3中,PLC程序將指定的發送數據塊通過SEND發送程序塊,在物理上經CP544通訊卡與新電能表進行串口通訊,將請求報文發送給電能表。而電能表中的數據報文也通過串口通訊方式經CP544卡再經過RECEIVE-ALL接收程序塊存放到指定的接收數據塊中。串口通訊一個最基本的要求就是通訊雙方的通訊參數設置必須一致。根據電能表的要求,CP544卡有以下設置。通訊基本參數:通訊模式選擇:MODE2Variableusefuldatalength(endcharacter)波特率:2400b/s數據位:8位停止位:1位奇偶校驗:無流量控制:無字節傳送監控時間:20ms第一個結束識別字節(endcharacter1):03H(這個非常關鍵,設置03是為了與電能表的報文終止位相適應,否則通訊不能成功)第二個結束識別字節(endcharacter2):00H另外數據接收地址也在CP544卡設置軟件中進行設置如表2:在表2中,分別設置了CP544卡兩個通訊接口的接收地址分別為DB11和DB12,接收字長最大為64個字。通訊接口從CP544卡到RS485/232轉換器,再到電能表的通訊鏈路的通訊接口接線如圖4所示。
3通訊程序編寫
按照前面部分所述的報文收發格式及CP544的相關協議要求,對西門子PLC與電能表通訊的控制程序進行了重新編寫和調試,在程序的編寫調試過程中,解決了電能表報文應答式收發存儲、電能表數據CRC校驗碼解碼、不同數制格式的轉換和臨界數據顯示不穩定等幾個技術難點,實現了新的電能表與PLC的數據通訊,使得電度值在上位機上得以重新顯示并自動打印。
4總結
通信傳輸論文范文4
1.1量子秘鑰分發
量子秘鑰分發不是用于傳送保密內容,而是在于建立和傳輸密碼本,即在保密通信雙方分配秘鑰,俗稱量子密碼通信。1984年,美國的Bennett和加拿大的Brassart提出著明的BB84協議,即用量子比特作為信息載體,利用光的偏振特性對量子態進行編碼,實現對秘鑰的產生和安全分發。1992年,Bennett提出了基于兩個非正交量子態,流程簡單,效率折半的B92協議。這兩種量子秘鑰分發方案都是建立在一組或多組正交及非正交的單量子態上。1991年,英國的Ekert提出了基于兩粒子最大糾纏態,即EPR對的E91方案。1998年,又有人提出了在三組共軛基上進行偏振選擇的六態方案量子通信,它是由BB84協議中的四種偏振態和左右旋組成。BB84協議被證明是迄今為止無人攻破的安全秘鑰分發方式,量子測不準原理和量子不可克隆原理,保證了它的無條件安全性。EPR協議具有重要的理論價值,它將量子糾纏態與量子保密通信聯系起來,為量子保密通信開辟了新途徑。
1.2量子隱形傳態
1993年由Bennett等6國科學家提出的量子隱形傳態理論是一種純量子傳輸方式,利用兩粒子最大糾纏態建立信道來傳送未知量子態,隱形傳態的成功率必定會達到100%。199年,奧地利的A.Zeilinger小組在室內首次完成量子隱形態傳輸的原理性實驗驗證。在不少影片中常出現如此的情節:一個在某處突然消失的神秘人物突然出現在另一處。由于量子隱形傳態違背了量子力學中的量子不可克隆原理和海森堡不確定原理,因此它在經典通信中只不過是一種科幻而已。然而量子通信中引入了量子糾纏這一特殊概念,將原物未知量子態信息分成量子信息和經典信息兩部分,使得這種不可思議的奇跡得以發生,量子信息是在測量過程未提取的信息,經典信息是對原物進行某種測量。
二、量子通信的進展
從1994年開始,量子通信已經逐步進入實驗階段,并向實用化目標邁進,具有巨大的開發價值和經濟效益。1997年,中國青年科學家潘建偉與荷蘭科學家波密斯特等人試驗并實現了未知量子態的遠程傳輸。2004年4月Lorunser等利用量子糾纏分發第一次實現1.45KM的銀行間數據傳輸,標志著量子通信從實驗室走向應用階段。目前量子通信技術已經引起各國政府、產業界和學術界的高度重視。一些國際著名公司也積極發展量子信息的商業化,如英國電話電報公司,美國的Bell、IBM、AT&T等實驗室,日本的東芝公司,德國的西門子公司等。2008年,歐盟“基于量子密碼的全球保密通信網絡開發項目”組建的7節點保密通信演示驗證網絡試運行成功。2010年,美國《時代周刊》在“爆炸性新聞”專欄中以“中國量子科學的飛躍”為題報道了中國在16公里量子隱形傳輸的實驗成功,標志中國有能力建立地面與衛星間的量子通信網絡。2010年,日本國家情報通信研究機構聯合三菱電機和NEC,以及瑞士IDQuantique公司、東芝歐洲有限公司和奧地利的AllVienna公司在東京成立了六節點城域量子通信網絡“TokyoQKDNetwork”。該網絡集中了目前日本及歐洲在量子通信技術上發展水平最高的研究機構和公司的最新研究成果。
三、量子通信展望
通信傳輸論文范文5
【關鍵詞】 通信傳輸纜線 信號衰減 原因 應對措施
在通信傳輸的過程當中,信號損耗是影響通信傳輸質量最為關鍵的因素,往往難以避免。影響通信纜線傳輸信號問題飛原因非常之多,如通信傳輸纜線質量存在問題,線纜接繼質量不過關以及線纜彎曲等因素往往會是導致信號衰減最主要的原因。因此,不斷加大力度對通信傳輸纜線信號問題進行研究,并積極的找出相應的應對措施是改善通信傳輸質量,提高通信傳輸經濟效益的重要途徑。
一、通信傳輸纜線信號衰減的成因分析
1.1 信號衰減的原理分析
通常情況下,信號傳輸不管在何種介質下,傳輸的過程中出現信號衰減是在所難免的事情。將傳輸纜線看做成若干個電阻、電感以及電容聯合組成的等效電路,如圖1所示:
在圖1中可以看出,導線電阻導致出現的信號衰減基本上可以忽略,電纜的分布電容主要是靠雙絞線兩條平行的導線產生。而出現的信號衰減也主要來源于LC低通濾波器,其信號衰弱的程度也會伴隨著通訊波特率的提升變的越來越高。就按一般的來說,纜線衰減的系數如表1所示。
1.2 通信傳輸纜線信號衰減的原因分析
(1)由于纜線自身原因造成的信號衰減
通信傳輸線纜在制作的過程當中,由于工藝不成熟等原因在一定程度上導致出現了損耗,出現這樣原因的因素主要是由于線纜的質地分布不均、光纖內徑不圓等因素造成的,線纜自身的質量原因直接使得線纜接續點不均勻,進而導致出現了信號衰減的現象。
(2)纜線接續造成的損耗
線路斷面不整齊在通過熔點接續后極有可能會出現不連續、不均勻的狀態,進而導致線路內部出現信號損耗的現象,根據本人多年的工作經驗可以得知,不管采用何種方法,所切出的線路斷面都會或多或少的出現傾斜角,但是有一種情況除外,所采用的方法是質量較大的短線方法,操作過程相對精準,采用此方法在熔點接續后所產生信號損耗可以在一定程度上進行控制。
除此之外,在空氣當中或多或少會存在著塵埃,這些塵埃當中所包含的物質也是千奇百樣的,在進行熔點接續后勢必會摻雜著一些雜質,情況較多時更有可能產生諸多的細小氣泡。信號在傳播的過程當中,途徑于此就會產生損耗,甚至會出現部分信號直接被阻隔,產生了較大的附加損耗。
(3)纜線的有效彎曲造成的損耗
我們都知道,根據信號傳播的理論,不同強度的信號所代表的傳輸模式之間存在著較大的區別,纜線的有效彎曲在一定程度上改變了信號的傳播方向。方向的變化也就意味著傳輸模式也會跟隨其發生變化。當通信線路彎曲程度達到一定的數值之后,通信信號的傳播方向也有可能會被改變,進而導致出現了損耗,損耗值的大小伴隨著彎曲半徑的增大而減小。
二、通信傳輸纜線信號問題的應對措施
2.1 提升操作人員的綜合索質
操作人員的操作隊通信傳輸信號損耗影響是存在最大變數的,同時也是能夠最大限度進行控制的,因此在操作的過程當中,應該定期對操作人員進行培訓和考核,不斷更新操作人員的職業技能,強化對通信傳輸原理以及結構知識的了解。在培訓的過程當中不斷增強操作人員的纜線的接續技術,降低信號損耗率,以保證信息傳輸的順利進行。
2.2 避免纜線出現有效彎曲
在上文當中論述到了,纜線傳輸的信號損耗會伴隨著彎曲的半徑增大而減小,而當線路半徑達到一定數值后。由此而產生的彎曲損耗值可以忽略不計,但不巧的是,在實際的施工過程當中,往往會由于外界其他因素導致通信線纜的半徑小于此數值。因此,在進行通信線纜的接頭留盤和固定的過程當中,操作人員應該盡可能避免硬彎的出現,從而有效的阻止出現微彎損耗。
2.3 改善纜線的原始特征
積極的將科學有效的檢測儀器應用到通信線路的開盤檢驗,認真細心的對每一根纜線進行測試,以確保通信新路不存在斷裂和疵點的現象。在進行配盤的過程當中應該盡量的選擇盤號相連或者相近的纜線,以實現最大程度的降低接續過程中產生的接頭損耗。
2.4 改用先進有效的接續手段
進行通信纜線接續的過程當中,遇到超標接續的現象是在常見不過的事,就一般的情況下來說,通信線路的接續允許產生一定的偏差,但是對于嚴重超標的接續就會在一定程度上超過了這個允許偏差。導致出現這樣的損耗與接續儀器的性能和運行狀態存在較大的關聯,調試好接續儀器的性能狀態能夠有效的降低由于接續所帶來的障礙性損耗。
除此之外,在纜線切割的過程當中,若存在較大的傾斜角或者缺陷,勢必也會帶來較大的接續損耗,在操作的過程當中,操作方法的不當、質量存在缺陷則會導致這種損耗值的出現的更加明顯。所以,在進行通信纜線接續的過程當中,必須要保證沒跟線路切面的齊整,于此同時還需要對操作環節的清潔、操作質量進行嚴加管控。
2.5 提高通信傳輸纜線的質量
要想保證通信纜線傳輸的信號,必須要以質量過關的通信纜線作為基礎,若通信傳輸纜線的質量存在瑕疵,那么勢必會對通信傳輸纜線的信號傳輸帶來影響。因此,在進行通信纜線接續的之前,應該嚴格審查通信傳輸纜線生產廠家、生產批次以及質量等,盡可能的保證通信纜線的一致性。最大程度降低信號損耗率。
三、結語
伴隨著通信技術的不斷發展,通信傳輸所涉及的領域非常廣泛。因此,在通信傳輸過程當中所存在的信號衰減問題也是非常值得關注的問題,需要我們認真的去思考并積極的探尋應對措施加以改善。綜上所述,通信傳輸過程當中造成信號衰減的原因非常之多,在施工的過程當中應該加強對傳輸線路接續工作的質量控制,不斷提升線路接續的工藝水平,降低信號衰減,以達到提高信息傳輸質量的目的。
參 考 文 獻
[1] 姜樹森,姜劍鋒,高偉. 淺談通信傳輸的常見問題與技術要點[J]. 數字技術與應用. 2011(03)
[2] 朱世國,高福華,胡險峰. 數字式光信號檢測和再生電路的理論分析及實驗研究[J]. 物理實驗. 1999(02)
通信傳輸論文范文6
雖然“光纖通信”課程是一門理論與實踐相結合的課程[4],但是基礎理論的掌握對以后實踐起著極其重要的作用。可以說基礎理論的廣度和深度直接影響以后從事實用型工作還是創造型研究。“光纖通信”總學時為92學時,其中基礎理論占56學時,實驗教學為36學時,最后設置了兩周課程設計內容。理論教學內容主要包括光纖傳輸理論、通信用光器件、光端機、數字光纖通信系統、模擬光纖通信系統、光纖通信新技術和光纖通信網絡等。實驗教學主要包括以光纖端面處理與熔接實驗、單模光纖結構設計光纖光纜的識別與使用、光纖損耗系數和事件點參數測量、光發送機的參數測試、光纖電話傳輸實驗、光纖視頻傳輸實驗、波分復用光纖傳輸實驗和摻鉺光纖放大器實驗為代表的十二個題目。本課程最后一個教學環節為課程設計,主要是針對所學內容進行選擇性深入學習和研究,并獨立設計完成指定題目。
二、“光纖通信”課程理論教學方法與實踐
1.理論教學過程中的理論分析應從簡單遞進難度。例如,我們在教學實踐過程中學習光纖中的光傳輸理論時,先討論學生較熟悉的幾何光學法的全反射傳輸理論,再分析光在光纖中遵循的電磁理論,提出麥克斯韋方程組,并進行嚴格推導和詳細討論。
2.教學中應適當展開課堂討論。對于一些較簡單并有一定重復性的內容,可以采取課堂討論的教學模式。由于,光纖制造和光纜制作工藝相對簡單易懂,制造過程和方法有很多種。因此,對以上內容進行課堂討論形式教學。預先把學生分成幾組,每組選擇2~3個題目,之后收集資料、制作PPT、充分備課。課堂上每組選出1~2個學生,上講臺利用15~25分鐘的時間對特定題目進行講解,講完后其他成員可以提問,相互討論。通過以上教學環節,本是一些繁雜的內容從不同講解者的不同風格再現出來,課堂氣氛積極活躍,講授內容豐富多彩。同時講解者完成了選題目、制作PPT及備課講課等全過程,這對即將畢業的學生是一個展現自己、鍛煉自己的好機會。
3.教學過程中適當展示實際器件或相關案例。光纖通信是一門要求理論與實踐相結合的課程。除了規定的實驗課外,在理論教學過程中應該注意理論與實際相結合。在理論教學過程中,涉及一些實際光學元件和設備時,比如,連接器、耦合器、光纖光柵和激光器等,課堂上盡量展示實物及說明書,并說明其在通信網絡中的具置和作用。不僅可以活躍課堂氣氛,還可以鞏固教學內容,留下深刻印象。比如,設計光纖分類和工藝等內容時,我們盡量引入許多國內外的著名企業并展示其相關光纖產品。我國已擁有長飛、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、匯源等光纜企業及特發、成康、北康、侯馬、富春江、天虹、宏安、華倫、華達、華新、港龍、通鼎、西古、法爾勝等一大批骨干企業。2006年,國內市場光纜總量達2000萬芯公里,出口光纜470萬芯公里,總產銷2470萬芯公里以上。2000~2012年,我國光纖需求量增加了整整24倍,年增長率達30%。2006年中國光纖需求量僅占全球的25%左右,至2012年,這一市場份額已超過了50%。光纜總體技術水平已達國際先進水平,主要企業的主要產品指標領先國際先進水平,產品種類規格基本齊全(海底越洋光纜尚差)[5]。
4.概念與其背景相聯系。每一學科與每一門課程都具有相應的概念和理論。其中一些現象的發現、一些概念的提出有其歷史背景和條件。在光通信,特別是光孤子通信屬于這一類,孤子這個名詞首先是在流體力學中提出的,其概念可以追溯到1844年英國工程師SocttRussel在《波動論》中記錄的一段于1834年8月在愛丁堡一戈拉斯高運河上的一次經歷。講授該內容時,我們抓住其獨特的歷史,回顧一下當年的發現,活躍課堂氣氛,形象準確地理解概念。
5.理論分析與科研成果相聯系。在教學實踐中應用科技論文,可以使學生對教學內容掌握得更好,同時對科技論文的查閱、內容格式和寫作等進一步了解,對以后畢業論文,乃至科研工作有一定的引導作用。對科技論文的選取要注意以下幾點:文章的主題符合課程相關內容;科技論文的難度要適當;科技論文作者及其單位在行業有一定的影響力;最后,科技論文內容為該領域研究熱點[2]。比如,講授完光纖結構、制造工藝和傳輸理論之后,組織學生學進延(烽火通信科技有限公司)的《S-C-L三波段傳輸新型單模光纖的設計和研究》和專利《一種新型低色散光纖》[3]。通過分析科技論文鞏固所學知識,進一步理解提出問題、解決問題,并把成果撰寫成科技論文或申請專利的整體過程,提升學生的科學素養,培養學生綜合能力。
6.實驗、課程設計和仿真模擬。在實踐教學環節,我們針對性地開設了12個典型實驗。除此之外,結合理論與實踐,設置了計算機仿真的課程設計內容。仿真是利用模型復現實際系統中發生的本質過程,并通過對系統模型的實驗研究存在的或設計中的系統[6]。很多情況下,因受到實驗條件限制,光纖通信中經實際操作,用實驗結果證實和分析的內容有限。此時,我們可以學習和利用仿真技術,主要是利用一些光纖通信領域功能較強的模擬軟件設計光纖通信器件和光纖通信系統。對光纖通信網絡的模擬,參數調整和結果分析加深對實際通信網絡的了解,分析其存在的問題,提出解決方案。
三、結語