课堂演示性实验在光纤通信教学中的应用
OptiSystem在光纤通信课堂教学中的应用——以光纤传输特性为例
OptiSystem在光纤通信课堂教学中的应用——以光纤传输特性为例王学勤*(枣庄学院光电工程学院 山东枣庄 277160)摘要：为了提高学生的学习兴趣，帮助学生理解、掌握知识点，提升光纤通信课程的教学效果，将OptiSys‐tem软件引入光纤通信课堂教学。
该文以光纤传输特性部分的教学内容为例，针对光纤的损耗、色散和非线性效应三项光纤的传输特性，搭建OptiSystem仿真模型，演示光纤的传输特性对光纤中传输信号的影响，进而分析对光纤通信系统性能的影响。
通过仿真演示，使学生更直观地理解光信号在光纤中传输时的时域、频域变化特征，掌握光纤传输特性对光纤通信系统的影响机理。
关键词：光纤通信 OptiSystem软件 光纤传输特性 课堂教学中图分类号：G642.0文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)09-0140-05 Application of OptiSystem in the Classroom Teaching ofFiber-optic Communications—Taking Fiber-optic Transmission Characteristics as an ExampleWANG Xueqin*(School of Optoelectronic Engineering, Zaozhuang University, Zaozhuang, Shandong Province, 277160 China) Abstract:In order to improve students' interest in learning, help students understand and master knowledge points, and improve the teaching effect of Fiber-optic Communications, OptiSystem software is introduced to the class‐room teaching of Fiber-optic Communications. Taking the teaching content of fiber-optic transmission character‐istics as an example, aiming at three fiber-optic transmission characteristics: the loss, dispersion and nonlinear effectof optical fibers, this paper builds the OptiSystem simulation model to demonstrate the impact of fiber-optic trans‐mission characteristics on transmission signals in optical fibers, and then analyze the impact on the performance of the fiber-optic communication system. Through the simulation demo, students can more intuitively understand the time-domain and frequency-domain variation characteristics of optical signals when they are transmitted in optical fibers, and master the influence mechanism of fiber-optic transmission characteristics on the fiber-optic communi‐cation system.Key Words: Fiber-optic Communications; OptiSystem software; Fiber-optic transmission characteristic; Classroom teachingOptiSystem是一种光通信系统仿真程序包，具有丰富的组件库，可用于光纤通信系统的建模仿真[1]。
“光纤通信”课程实验的探索与实践
“光纤通信”课程实验的探索与实践摘要：为了培养通信工程专业学生的实践能力，光纤通信实验课经过八年的实践，探索了结合课堂理论知识的教学方法和课程实验的设置基本思路。
从光纤通信实验课题目的选择、调动学生积极参与实验的具体做法、保证实验效果的具体措施等方面对实验教学进行了探讨。
并对今后光纤通信实验更新的趋势加以概括，总结了教学过程中提高学生实践能力的一些经验和体会。
关键词：光纤通信；课程实验；实践能力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。
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。
[1]光纤通信是通信工程专业的一门专业选修课，课程总学时是48学时，包括4个实验。
从2003年至今已经为八届学生500余人开设光纤通信相关实验。
光纤通信的实验课程一直很受同学们的喜爱。
在实验的设置中，能够根据课程重点和难点内容选择合适的实验题目，在实验进行的过程中注重调动学生积极参与实验的热情，对实验的效果认真帮助学生总结，并采用合理办法对实验过程严格规范，保证学生在实验中都能有所收获，加强了实验在加深学生理解理论知识方面发挥的作用。
在实验中，学生可以见到真实的光纤，可以在模拟的环境下进行通话，可以用到光功率计，还可以用到波分复用器。
下面结合多年来的授课经验，谈谈课程实验开设的一点体会。
一、实验要与课程内容紧密结合课程实验开设的目的是要加深学生对理论知识的理解和认识。
实验题目的选择一定要与课程所讲授的内容相配套。
光纤通信的课程教材选用的是西安电子科技大学出版社的21世纪高等学校通信类教材。
[2]该教材的特点是，系统介绍光纤通信的发展历程，从光纤通信的传输介质到光通信的基本器件，再到光纤通信系统、光网络，教材由点到面，全面阐述了光纤通信的必备知识。
因此课程实验也要本着从点到面的思想，循序渐进地从基本仪器的使用开始，过渡到光纤通信系统、光纤通信新技术的应用。
光纤通信课程教学改革的实践探索
光纤通信课程教学改革的实践探索一、理论与实践相结合，加强实践环节光纤通信是一门理论实践相结合的学科，因此在课程教学过程中需要充分发挥实践环节的重要作用，让学生能真正获得实践经验和技能，以更好地进入社会。
首先，可以通过实验室环节，让学生进行光纤通信器材的实际操作，调试实验，以体验光纤通信技术的实际应用与操作技巧。
其次，可以引导学生参加实践项目或实习，实践光纤通信的应用，使学生能够充分掌握光纤通信技术在实际应用中的操作和维护。
最后，充分利用科技手段，如网络课程等，在保证教学质量的基础上，提供更便捷、内容更全面的光纤通信教学资源，以更好地满足学生个性化需求。
二、课程内容创新，互联网+光纤通信为适应时代和市场需求，光纤通信课程的教学内容要充分利用先进的技术手段，将互联网与光纤通信技术相结合，以更好地满足市场需求。
首先，可以通过在线学习资源的方式，引导学生学习光纤通信的基础知识和实用技能。
与此同时，采用面向未来的教学策略和方法，引入“大数据”、“人工智能”等前沿技术，使学生更好地理解和应用光纤通信技术。
其次，可以将光纤通信技术与互联网相结合，创新教学方式，通过网络课程、视频课程等形式，将课程内容呈现得更加具体、形象化。
例如，每周安排一次在线课堂，由行业内的一位专家与学生实现互动，为学生提供更加精准的指导和解答。
三、制定中长期的规划，推进教学研究光纤通信课程教学改革需要建立完善的规划体系，通过教学研究不断优化教学模式，提出科学的教育理念和教学目标，使教学真正达到预期的效果。
首先，需要通过实践研究和教学评估，不断总结和反思教学过程中的问题，查找教育难点和瓶颈，以便及时地调整和改善教学方案。
其次，建立健全的教研组织机构，引进具有丰富实践经验和专业技能的教学能手，共同推进教学内容、教学方法等方面的研究。
最后，还可以鼓励学生积极参与到教学研究中来，让学生能够不断自我反思、改进，将自身的优势和特点转化为教学中的实际成效。
光纤通信实验技术使用方法
光纤通信实验技术使用方法近年来，随着科技的飞速发展，光纤通信已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
作为一种高速、稳定的通信方式，光纤通信为我们提供了更高质量、更快速度的网络连接。
在光纤通信的背后，有着许多实验技术的支撑。
本文将介绍一些光纤通信实验技术的使用方法。
1. 光纤连接的准备工作在进行光纤通信实验之前，我们首先需要做的是准备好光纤连接的必要材料。
这包括光纤、连接器、耦合器等设备。
在选择光纤时，我们需要考虑其传输速率、传输距离以及信号损耗等因素。
连接器的选择则需要根据实验的需求来确定，不同连接器的特点和用途也各有不同。
2. 光纤传输实验光纤传输实验是光纤通信实验的基础。
在进行实验时，我们需要采用光纤光源和光纤接收器来模拟实际的光纤传输过程。
光纤光源可以是激光二极管或者LED 等光源，而光纤接收器则可以是光电二极管或者光电探测器。
实验的过程中，我们需要将光纤光源和光纤接收器通过连接器连接起来，并保持一定的距离。
然后，我们可以通过调节光源的功率、改变接收器的灵敏度等参数来观察光纤传输的效果。
在实验中，我们可以测量传输的距离、传输带宽、信号损耗等参数，以评估光纤传输的性能。
3. 光纤传感实验除了在通信领域中的应用，光纤通信技术还被广泛应用于传感领域。
光纤传感实验可以通过测量光的传输特性来实现对物理量的检测。
例如，我们可以通过将光纤传感器安装在不同的位置，实时监测温度、压力、湿度等物理量的变化。
在光纤传感实验中，我们需要选择适当的光纤传感器以及相关的测量设备。
光纤传感器的类型有很多，比如布拉格光纤光栅传感器、光纤拉曼散射传感器等。
这些传感器可以通过改变光纤的结构或者使用特殊的光纤材料来实现对不同物理量的测量。
4. 光纤网络实验光纤通信技术的另一个重要应用领域是光纤网络。
在光纤网络实验中，我们可以模拟光纤网络中的传输过程，并优化网络的性能。
这包括光纤交换机的配置、光纤中继站的设置、光信号的调制和解调等。
实验一、光纤通信演示实验
实验一光纤通信演示实验光纤通信以光波作为载波，以光纤作为传输媒质，正在成为当今通讯的主流。
本套系统将通信网络完整的演示为传输平台、接入平台、监控平台、管理平台。
通过本系统可实现视频、语音、数据在统一的光平台上传播。
一、实验目的：本实验目的了解光通信中各种信号的传输，熟悉光通信原理，掌握光通信的基本结构。
二、实验仪器：1.H10M0-120单频光端机2.智能PCM3.用户交换机4.VT600视频编、解码器5.E1/10Basee—T适配器6.电源7.监视器（电视机）8.工业摄像机9.计算机10.1.3pm单模光纤11.室内全方位云台一对局端、远端各一一台两对一对一对25寸、29寸各一台一部10m本套系统将通信网络完整的演示为传输平台、接入平台、监控平台、管理平台。
通过本系统可将视频、语音、数据在传输平台上自由传送与通信，语音传输应用的是智能PCM；传输平台选用120单频光端机；监控应用层以VT600视频编解码器为核心，实现视频的传输；数字传输通过E1/10Basee—T适配器来完成。
系统组成图如图1所示。
下面我们逐一介绍传输平台、语音传输、监控、数据传输的实现。
（一）传输平台传输平台由一对H10M0—120单频光端机、电源和10m长的1.3ym单模光纤组成。
120单频光端机是光电一体跳群光纤传输设备，采用全数字处理跳群系统专用集成电路。
包含减小抖动技术、数字锁相和时钟提取技术、抗干扰的2M接口技术等。
具有RS232、RS485和V.35等辅助数据通道、公务通道。
可实现集中监控。
设备具有体积小、重量轻、功耗低、抗干扰能力强和可靠性高等突出特点。
机箱厚度仅为4.5厘米，整机重约4公斤。
设备外观图见图2所示。
图2H10M0－120型光传输设备立体图H10M0—120型光传输设备的内部结构可由图3表示：H10M0—120型光端机的核心部分为其跳群单元，由HMX3101专用集成电路实现。
本单元将4个准同步2048Kbps 基群(E1)数字信号跳群复用至34368Kbps 三次群(E3)信号解复用还原成基群信号。
光纤通信基础实验报告
光纤通信基础实验报告光纤通信基础实验报告引言：光纤通信是一种高速、高带宽的通信方式，已经成为现代通信领域的重要技术之一。
本实验旨在通过实际操作，了解光纤通信的基本原理、构成和工作方式，并探索其在现实生活中的应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建光纤通信实验平台，深入了解光纤通信的基本原理和工作方式，掌握光纤通信系统的搭建和调试方法，并通过实际操作验证光纤通信系统的性能。
二、实验原理光纤通信是利用光纤作为信号传输介质的通信方式。
光纤是一种由高纯度石英制成的细长光导纤维，具有低损耗、高带宽、抗干扰等优点。
光纤通信系统由光源、调制器、传输介质（光纤）、接收器和控制电路等组成。
光纤通信的基本原理是利用光源产生的光信号经过调制器调制后，通过光纤传输到接收器，再经过解调器解调得到原始信号。
其中，光源可以是激光二极管、LED等，调制器可以是电调制器、光调制器等，接收器可以是光电二极管、光电探测器等。
三、实验步骤1. 搭建光纤通信实验平台：将光源、调制器、光纤和接收器按照实验要求连接起来，确保信号传输的连续性和稳定性。
2. 设置信号参数：根据实验要求，调整光源的功率、频率等参数，以及调制器的调制方式和速度。
3. 测试信号传输：将信号发送端与接收端连接，通过调节光源和调制器的参数，观察信号传输的质量和稳定性。
4. 分析实验结果：根据观察到的信号传输情况，分析光纤通信系统的性能，并对实验结果进行总结和思考。
四、实验结果与分析在实验过程中，我们成功搭建了光纤通信实验平台，并设置了适当的信号参数。
通过观察实验结果，我们发现光纤通信系统具有以下特点：1. 高速传输：相比传统的铜缆通信，光纤通信具有更高的传输速度和带宽，可以满足大规模数据传输的需求。
2. 低信号衰减：光纤通信系统的光信号在传输过程中的衰减较小，可以实现远距离的信号传输。
3. 抗干扰能力强：光纤通信系统对外界电磁干扰的抗干扰能力较强，可以保证信号传输的稳定性和可靠性。
OPTISYSTEM在“光纤通信”新技术实验教学中的应用4页word
OPTISYSTEM在“光纤通信”新技术实验教学中的应用针对光纤通信的课程特点，本文利用OPTISYSTEM仿真?件，基于正交频分复用技术，构建光纤通信系统模型。
通过OPTISYSTEM软件对发射机、电光调制、光纤信道、光电检测和接收机等模块进行仿真分析，有效地提高了学生的实验效率，节省了教学成本。
一、OPTISYSTEM仿真软件简介OPTISYSTEM是OPTIWAVE公司开发的一套光通信系统模拟软件。
在OPTISYSTEM系统仿真实验中，学生可以通过调整光学元器件参数，对通信系统进行优化设计，直观地模拟整个光纤通信系统的传输过程。
利用仿真软件进行系统性能分析，有利于引导学生对复杂系统进行探索，提高学生对系统性能的全面认识。
本文利用该软件搭建基于相干检测光正交频分复用系统，并对光谱、星座图等进行比较分析。
二、光OFDM系统仿真模型相较无线通信领域，OFDM技术在光通信中的研究相对较晚。
直到2005年，Jolley等人提出将无线通信的OFDM技术应用到高速光纤传输领域，人们才开始考虑将OFDM技术用于光通信，即光正交频分复用系统。
光OFDM可以分为直接检测光OFDM和相干检测光OFDM两种。
相干检测光OFDM结合了相干光检测和OFDM技术优势，可有效利用光谱资源实现大容量、长距离传输。
CO-OFDM系统框图如图1所示。
相干检测光正交频分复用系统可分为五个功能模块：RF-OFDM发射机；电光调制模块；光信道；光电检测模块；RF-OFDM接收机。
各模块具体性能如下：（1）RF-OFDM发射机：如图2所示，将二进制高速比特率数据进行QAM星座调制，并通过串并（S/P）变换成N个低速比特率并行数据。
再对复数数据作IFFT变换，并通过并/串转换将N路并行载波变为串行数据作为一个OFDM符号。
然后，利用模数转换（DAC），将符号变为模拟信号，即得到射频OFDM信号。
（2）电光调制模块：如图3所示，将射频电域OFDM信号，利用电光调制模块转换为光信号进行传输。
“云+端”理念下光纤通信实验课程智慧课堂设计与探索
“云+端”理念下光纤通信实验课程智慧课堂设计与探索随着信息技术的不断发展，云计算和物联网技术的应用越来越成熟，"云+端"的概念也逐渐走进人们的视野。
在教育领域，利用"云+端"技术为教学打造智慧课堂，将是未来教学发展的趋势。
本文将以光纤通信实验课程为例，探讨利用"云+端"理念进行智慧课堂设计与探索的方法和意义。
光纤通信实验课程是通信工程和电子信息工程专业的一门重要课程，通过实验能够使学生更直观地了解光纤通信的基本原理和应用。
但是传统的实验课程存在一些问题，比如实验设备的成本高、设备使用效率低、学生实验体验不佳等。
而利用"云+端"技术进行智慧课堂设计与探索，可以解决这些问题，并且能够提高实验教学的质量和效率。
利用"云+端"技术进行智慧课堂设计与探索可以实现实验设备的远程共享和管理。
通过在实验室中搭建云平台和端设备，可以将实验设备的数据和控制权都转移到云端，教师和学生可以通过电脑、平板等终端设备进行实验操作和数据查看，解决了实验设备成本高和使用效率低的问题。
利用"云+端"技术进行智慧课堂设计与探索还可以实现实验过程的虚拟化和仿真。
通过在云平台上建立光纤通信的虚拟实验平台，学生可以在任何时间、任何地点通过互联网进行实验仿真，减少了实验课程的时间和地域限制，提高了学生参与实验的积极性和实验效果。
利用"云+端"技术进行智慧课堂设计与探索还可以实现实验数据的实时监控和分析。
通过在云端搭建数据采集和分析系统，可以实现对实验数据的实时监控和分析，教师可以及时了解学生的实验进度和学习情况，为学生提供更精准的指导和帮助。
利用"云+端"技术进行智慧课堂设计与探索还可以实现实验资源的共享和互动。
通过在云平台上建立资源共享和互动平台，可以实现教师和学生之间的交流和互动，学生之间的合作和分享，提高了实验教学的互动性和趣味性。
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Ｅ ＤＵ ＣＡ ＴＩ ＯＮ ＴＥ Ａ ＣＨＩ Ｎ Ｇ ＦＯ ＲＵ Ｍ
Ｄ ｅ ｃ． ２ Ｏ１ ３ Ｎ Ｏ． ５１
【 实验平 台】
课 堂演示性实验在光纤通信教学 中的应用
洪
（ 湖 南工 学院
俊， 姚胜兴 ， 方小勇
衡阳 ４ ２ １ ０ ０ ２ ）
・
电气 与信 息工 程学 院 ， 湖南
摘要 ： 针 对 光 纤通 信 学科 理 论性 强 、 知 识 更新 快 、 应 用性 强 的特 点 ， 提 出 了在 《 光 纤通信 》 课 程 教 学 中 引入课 堂演 示 性 实 验 的方 案 。 该 方案 能 够 实现传 统教 学过程 中“ 理论 ” 与“ 实验 ” 两部 分 的 良好 过 渡 ， 既 弥补 了课 堂理 论讲 解枯 燥 的缺 点 ， 又能 填
补 实验课 时不足 、 大量 实验 无词 ： 光 纤通 信 ； 应 用性 ； 演 示性 实验
中图分 类号 ： Ｇ ６ ４ ２ ． ４
一
文 献标 志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ３ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ５ １ — ０ ２ ２ ６ — ０ ３
、
引言
光纤通 信 是 以光 波为 载波 ，以光纤 作 为传 输介 质 的一
美， 更 要 善 于发 现 一些 文 章 的局 部 美 ， 并及 时 给 予 褒扬 ， 以
种 有线 类信 息 传输 方式 。因其拥 有 巨大 的带 宽 、极低 的衰 减 、抗 电磁干扰等特性而成为信息社会最重要的通信传输 等形式 锻炼 口才 ； 或通 过 办墙 报 、 文 学报 等形 式 提高 学 生 的 构 思谋 篇水 平 。在教学 中 ， 教师 应对学 生 的阅读进 行有 效 的 指导 ， 让 学生 “ 泛读 、 勤录、 多背 ” 。“ 泛读 ” 就是 广 泛地 阅读 ， 让学 生 大量 阅读各 种 报 刊 、 杂志 、 图书 ， 并适 时 组 织相 互 交 流信息的活动 ， 实现资源共享。“ 勤录” 就是勤于抄录， 整理 课 上所 学 、 课 外 所 读 的材 料 ， 做好 信 息 的 积 累与 储 存 工作 ， 这 样需 要时 就可 以信 手拈 来 。 “ 多背” 就是 将 优美 的文段 篇 章、 名 言警句 、 事 实数据 铭记 于心 。通 过广泛 阅读 ， 学 生 既可 从 古今 中外 名著 和 大量 诗文 中汲取健 康 的思 想 和艺 术 的精 粹， 同时 又积 累 了大量 词 汇和第 二 手 写作材 料 。通 过 阅读 ， 学 生 的视 野 开 阔 了 ， 信 息 量 增加 了 ， 知识 丰富 了 ， 思 维 活跃 了， 再 不会 为 “ 无米 之炊 ” 而苦 恼 了。 五、 培养 学生独 立完成 写作 的意识 教师 在写 作教 学 中 ， 应 引导 学生 认识 到 ： 写 作 是一 种 自 我 表达 、 自己与世 界交 流 的重要 方 式 ； 是 一 种生 命 的 活 动 、 精 神 的活 动 。可 以说 ， 自己是写 作 的主 人 ， 写作 完 全是 自己 的事 ， 只 能依靠 自己 的力量 独立 完成 ， 别人 至 多 只能 给予 指 导， 而 不能越 俎代 庖 。为 此 ， 所 有与 写作有 关 的事项 ， 都应 自 己去 做 。写 作 的素 材 ， 自己去 积 累 ； 写作 的题 目 ， 自己去 拟 定； 写 作 的角 度 ， 自己去 斟酌 ； 写 作 的 主题 ， 自己去提 炼 ； 写 作 的形式 ， 自己去选 择 ， 等 等 。一言 以蔽 之 ， 要“ 事 必躬 亲 ” ， 切 都要 由 自己独立 完成 。有 独 立完 成写 作 的意 识还 意 味 着要 有养 成 自主 写作 的 习惯 。在 日常 生活 、 学 习中 ， 学 生要 留心 观察 周 围的事物 ， 善 于思考 事物 中蕴含 的道理 。有 了有 意义 的题 材 ， 及 时记 下来 ； 有 了新 的感 受 、 体验 ， 立 刻付 诸 笔 端； 有了一 些发 现 ， 赶 快 写到 本子 上 。这样 ， 久而 久 之 ， 学 生 就 自觉 自愿地 完成写 作任 务 ， 养 成 自主写作 的 习惯 。 六、 改革评 价方式 ， 鼓 励百 花齐放 以往 ， 教 师对 学生 作 文 的评价 是作 文评 改 一 支笔 ， 以教 师 的 自身 经历 和 阅历 代替 学生 的 经历 和 阅历 ，以教 师 的一 己之 见代 替学 生 的想 象和 发挥 。语 文新 课 程理 念把 写 作看 作是 学生 记叙生 活 、 表达情 感 、 发表见 解 的重要 手段 。因此 ， 对学 生写 作态 度 的评 价应用 “ 主动 、 积极 ” 定性 ， 对 写作 品 质 应采用“ 很好 、 好 还 需 努力 ” 等 来定 性 ， 对 写 作 的 性 格 采 用 “ 勇敢 、 顽 强” 等来定 性 。对 学生各抒 己见 的有创 意 的表达 要 给予充 分 的鼓励 。同时加 强 对学 生 “ 多读 、 多记 、 多 观察 ” 等 Ｅ ｔ 常写作 习惯 的鼓励 和评 价 。注重对 写作 修改 的评价 ， 重 视 评价 学 生修 改作 文 的态 度 、 过程和方法， 使学生明白“ 文 章 不厌 百 回改 ” 的古 谚 。写作 因个体 差 异呈 现 出不 同的 水平 ， 教师 在评 价 时 ，应 用不 同层 次 的标 准衡 量 不 同层次 学 生 的 写作 。 只有 在 开放 的评 价氛 围中 ， 写作 教 学 的 园地里 ， 才会 融带 刺 的仙人 掌 和鲜 丽 的玫瑰 同园 ， 怯 生 的含 羞 草 和耀 眼 的丽 菊共 圃 ，才 会让 写作 水平 层 次不 同 的学生 在 同一 集体 中人 人成 功 、 个个 自信 ， 一 同发展 ， 共 同进步 。