時間：2022-12-01 05:15:33
序論：在您撰寫光電信息技術論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
1.1光纖接入網技術
光纖接入網技術利用傳輸網絡實現用戶接入光纖，共同實現光纖接入網下信息傳輸效果的持續提升，實現了傳統信息傳輸的技術性突破，滿足人們對信息傳輸速度的需求。光纖用戶接入技術發展起著關鍵作用。FTTH是光纖接入網發展的一種最終形式，光纖接入網以光網絡單位（0NU）的位置所在，分為FTTH、光纖到大樓（FTTB）、光纖到駐地（FTTP）、光纖到路邊(FTTC)等幾種情況。目前，以”千兆到小區、百兆到大樓、十兆到用戶”為基礎的光纖+五類纜接入方式（FTTx+LAN）非常適合我國國情。它適用于用戶相對集中的小區、大專院校、企事業單位及人口密集的鄉鎮。這種光纖接入方式的上傳和下傳帶寬，能夠實現高速上網或企業局域網間的高速互聯，滿足不同客戶群體對不同速率的需求。
1.2光纖波分復用技術
光纖波分復用技術是現代信息技術發展的重要組成部分，充分表現了現代光纖通信技術發展的主要特點。在ITU-T標準中，通過引入控制層面，使網絡具有自動連接建立和修改功能，以及提高連接恢復能力。光纖網絡控制層面本身能夠支撐不同的技術，不同的業務需求及不同的功能組合。光纖波分復用技術主要是應用波分復用器對廣信信息傳輸出現的損耗進行控制，保證寬帶資源的有效獲取。同時在光波頻率根據波長的不同情況對光纖損耗情況進行獨立性信息發送，充分發揮波分復用器的效果將信息數據進行整合。波分復用器能夠將不同信號波長進行傳輸，承載電信光纖通信技術優勢。
1.3光聯網的實現
目前，在擴充骨干網、迅速普及應用DWDM系統的驅動下，我國光網絡市場已出現巨大變化，光傳送網的角色由原來大容量帶寬傳送轉變為提供端到端的服務連接。電信運營商在電路交換轉變為分組交換過程中，在光層網絡同時實現了傳輸功能和交換功能，而全光網絡以其良好的透明性、波長路由特性、兼容性和可擴展性，成為下一代高速（超高速）寬帶網絡的首選。光纖接入網技術和光纖波分復用技術的創新推廣應用中，光分插復用器（OADM）和光交叉連接設備（OXC）的成功研制，使得二者能夠在基礎通信設備基礎上實現光路交叉，為光聯網起步奠定堅實基礎，能夠進一步擴充網絡系統，提升網絡系統的透明性，使全光聯網成為可能，掀起了SDH電聯網之后又一次新的光通信發展，建設一個最大透明、高度靈活的和超大容量的國家骨干網絡不僅可以為未來的國家信息基礎設施（NII）奠定一個堅實的物理基礎，而且對應我國信息產業和國民經濟騰飛及國家安全有極其重要的戰略意義。
1.4全新一代光纖
全新一代光纖是新時期電信光纖通信技術應用的核心內容。新的光傳輸網分為三層：光通路層（Och）支持終端到終端的傳送客戶信號。OMS光復用層把許多光波復用到一起后傳動到光纖中。OTS光傳送層把客戶信號映射到單一的光道，再將許多單一的光道復用在一起后送上光纖。全新一代光纖具有頻帶寬通信容量大、損耗低，中繼距離長、抗電磁干擾、無串音保密性好等優勢特點。根據電信網絡服內容不同，創新了傳統光纖發展模式，呈現出大容量、長距離傳輸等優勢。
二、電信光纖通信技術發展趨勢的優勢分析
伴隨中國城鎮化等宏觀經濟政策調整，我國城鄉每年舊城改造和新屋建設達到20多億平方米，至少可以容納2000萬戶新居或數百萬個企業，為光寬網建設提供了幾乎海量的外在條件。伴隨信息華社會的發展，人們隨時隨地辦公、生活、學習、購物、娛樂的內在需求日益凸現，建設安全的全光信息網絡已經提升為國家戰略?？茖W技術水平提升使電信光纖通信技術提供的服務質量能夠不斷的滿足人們的要求。電信光纖通信技術發展趨勢優勢明顯，傳輸速度快、傳輸容量擴大，并且在長距離下實現信息容量提升、完善全光網絡系統。在未來電信光纖通信技術發展狀況下信息數據傳輸水平會在網絡系統發展下實現高速發展。電信光纖通信技術發展具有重要的現實應用意義。
2.1全光網絡
電信光纖通信技術發展中全光網絡是重要的組成部分，同時也是電信光纖通信技術應用的關鍵核心，是人們對網絡信息技術需求發展的表現。全光網絡(ASON)在路由和信令控制下，完成自動交換連接功能。它首次將信令和選路引入傳送網，通過智能的控制層面來建立呼叫和連接，實現了真正意義上的路由設置、端到端業務調度和網絡自動恢復。探究全光網絡特點對電信光纖通信技術進行研究，能夠更好的實現電信光纖通信技術應用的全面發展。我國對電信光纖通信技術不斷進行研究，創新了技術發展模式，在應用上取得了較大發展。伴隨國務院《“寬帶中國”戰略及實施方案》的推進，聯通等通信運營商加大力度推行“城鄉一體化”光網改造工程，通過全光網絡的方式向寬帶中國目標靠近，不斷地滿足社會對現代網絡光纖通信技術的應用需求。
2.2多業務承載能力
新時期為了進一步促進電信市場的發展，需要對電信市場發展模式進行改革創新，對運營模式進行重組改制，實現電信業務多元化發展。網絡系統光纖接入技術的應用能夠承載更多的業務項目，強化基礎型承載業務水平，移動基站回傳、語音等服務都是多業務承載能力提升的重點內容。從提高傳輸通道變為提高光業務的解決方案，使光網絡能夠提高多種高質量的帶寬應用與服務，包括：1、OVPN;2、業務SLA;3、帶寬出租、帶寬批發、帶寬貿易、實時計費；4、流量工程；5、分布式恢復；6、SPC（軟永久連接）/SC（交換連接）/PC（永久連接）。傳統接入網系統主要采用對接式網絡結構，這種模式在一定程度上提升了運營系統管理成本投入，使網絡系統建設經濟效益受到影響。高接入帶寬接入網應用之后能夠更好的使系統與網絡進行融合，實現網絡系統高效運行，建立統一系統應用平臺。電信光纖接入技術促進多業務承載能力的同時保證了系統客戶的應用安全有效性，業務發展保證服務水平質量提升，同時能夠承載更多的系統業務，并且針對個人系統應用要求強化電信光纖通信技術。除此之外，還能夠提供高可靠性接入、高精度時鐘傳送、有效滿足針對移動基站的回傳業務。
三、結束語
關鍵詞:光纖通信技術；優勢；接入技術
0引言
近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步，核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時，隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富，使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務，數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢，現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。
1光纖通信技術定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽，光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。
2光纖通信技術優勢
2.1頻帶極寬，通信容量大
光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。
2.2損耗低，中繼距離長目前，實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。
如果將來采用非石英系統極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數目的減少，系統成本和復雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里，這對于降低通信系統的成本、提高可靠性和穩定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質，交變電磁波在其中不會產生感生電動勢，即不會產生與信號無關的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。
2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節約了地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術的發展，電通信方式很容易被人竊聽，只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。
光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。
3光纖接入技術
隨著通信業務量的不斷增加，業務種類也更加豐富，人們不僅需要語音業務，高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節點，則這種光接入網就是無源光網絡。
現階段，無源光網絡P(ON)技術是實現FT－Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業務種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區。
為實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。
FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起，在“863”項目的推動下，開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網，包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型，也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式，發展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準，有的城市還制門了相應的優惠政策，這此都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。
在FTTH應用中，主要采用兩種技術，即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術，亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用戶來說，是比較理想的接入方式。
有助于學生能力的培養多媒體技術能夠把信息以豐富的形式進行展示，學生要不斷地進行學習，才能在這種形象教學中更好地感受各種元素，激發創造力、想象力。對于一些普通條件下無法觀測的現象，多媒體可以生動形象地將其模擬出來，從而提高學生對抽象事物的客觀認識，改善教學效果，有效得提高多媒體教學效率。將多媒體技術運用到廣播電視編導專業教學中，一些圖形圖像的學習可以更加直觀地表現，能夠刺激學生的感官，讓學生發揮出自身的潛能，成為綜合型人才。提高學生的學習積極性在以往的教學模式中，教師是知識的傳輸者，學生則是被動的接收者，這種單一的學習模式不利于學習效率的提高，使得學生不能夠更好地進行學習。運用多媒體信息技術進行教學，可以豐富教學手段，打破以往的時間限制，提高學生的學習自主能力，讓枯燥的專業知識學習變得津津有味，從而提高學生對學習的積極性。多媒體教學強調藝術的想象力，將其運用到廣播電視編導專業教學中，能夠增強教學的活躍性，有助于塑造輕松愉快的學習氛圍。好的學習氛圍對于學生有著積極的影響，可以讓學生輕松地掌握專業知識，并且學會自如地運用，從而培養學生對廣播電視編導專業的學習充滿興趣。另外，在進行專業知識學習時，還要提高學生的協作能力，分組進行討論，進行合作式學習。這樣既能提高學生的學習興趣，又可以讓學生更好地掌握所學的專業知識。方便了師生交流在傳統的教學模式中，教師與學生之間存在一些教學距離，難免給學生一種威嚴感，不方便師生之間的溝通。長此以往，學生和教師的關系將會疏遠，交流時間會越來越少，不利于建立良好的師生關系。將多媒體信息技術運用到教學中，教師除了可以利用多媒體技術制作課件外，還可以運用網絡手段建立學生群。這樣一來，教師可以把相關資料上傳到群內，學生可以及時了解學習中需要用到的資料，方便了學生之間、教師與學生之間的交流，改善了師生關系，讓教師成為學生最好的引導者。而且，網絡資源非常豐富，運用信息技術教學可以讓廣大師生在網絡世界里吸取足夠的學習資源，既可以幫助教師更好地進行教學，也可以幫助學生有效地進行專業知識的學習。
2在教學中運用多媒體信息技術時應注意的問題
現代多媒體教學與傳統電教媒體的結合目前，在現代多媒體教學中忽略了傳統電教媒體的運用，雖然計算機多媒體發揮覆蓋了部分功能，但是傳統電教媒體的作用不可忽視。在運用各種媒體教學時，首先要了解媒體的特點，并且要學會充分地運用各種媒體。再就是選擇媒體教學時，還需要堅持媒體功能性原則、教學需要原則，在教學中要綜合運用各種媒體，既要會運用傳統電化教育媒體，又要充分發揮傳統電教媒體的作用。傳統的電教媒體主要是運用幻燈片、投影片來直觀表現專業信息，在廣播電視編導專業的教學中仍然發揮著重要作用。雖然多媒體信息技術對廣播電視編導教學有著重要意義，但它始終不能夠完全替代傳統電教媒體，它們在功能特點上仍然存在差異。在運用傳統電教媒體時，學生可以參與到幻燈片的制作中，從而幫助學生打下堅實的影視技術基礎?？傊?，在教學過程中，要有效地結合各媒體的效果，取長補短，并且要根據媒體的優勢，讓教學更加豐富生動。多媒體教學手段與傳統教學手段的結合將多媒體信息技術運用到廣播電視編導專業中，發揮了重要的作用，但是過多地運用多媒體教學課件，或者課堂中運用過多的影視片段等，對教學會產生反效果。雖然傳統的教學手段在教學過程中有一定的局限性，但是也具備一定的優勢。傳統的教學手段沒有過多動態的畫面，容易讓學生將精力集中到專業知識的學習中。除此之外，教師采用口頭傳授教課，這樣一來，學生可以在課堂上提出疑難問題，然后教師便能夠根據教學問題來進行課堂教學內容的調整，從而增強教學的靈活性。為此，要掌握廣播電視編導專業教學課堂中多媒體技術的運用，將多媒體教學手段與傳統的教學手段有效地結合在一起，進一步完善教學效果。合理控制多媒體課件的運用在廣播電視編導專業中運用多媒體進行教學時，制作多媒體課件要有一定的度，課件不能被直接作為電子板書的形式運用到教學過程中，也不能過多地運用多媒體課件。教師還要學會使用多媒體課件，把握好課件中的視聽比例，做好組織教學內容的配置，有效地提高課堂教學效率。與此同時，教師在運用多媒體教學課件時，還要加入一些新的觀點和理念，不要一味地重復以往的教學課件。在合理配置教學內容的同時，充分體現多媒體課件的優勢，有效地提高廣播電視編導專業的教學質量。
3總結
論文摘要:光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統中,進行工業監測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術的主要特征及應用。
1.光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽;光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。
2.光纖通信技術的特點
(1)頻帶極寬,通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2)損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖損耗可低于0~20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低;若將來采用非石英系統極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。
(3)抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料,不易被腐蝕,而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力,它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾,也不受人為釋放的電磁干擾,還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
(4)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因為光信號被完善地限制在光波導結構中,而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內光纖總數很多,相鄰信道也不會出現串音干擾,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。
除以上特點之外,還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設;光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優點,其不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統中,進行工業監測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。
3.光纖通信技術在有線電視網絡中的應用
20世紀90年代以來,我國光通信產業發展極其迅速,特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加,全網的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難?？梢圆捎肧DH+光纖或ATM+光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統,鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡,可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播,采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節目在各地都可以下載,也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目。
有線電視網絡在全國各地已基本形成,在有線電視網絡現有的基礎上,比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現有的有線電視網,而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區的CATV已經是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV大多是單向傳輸,上行信號不能在現有的有線電視網中傳送?？梢酝ㄟ^電信網PSTN中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網。
現在光通信網絡的容量雖然已經很大,但還有許多應用能力在閑置,今后隨著社會經濟的不斷發展,作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現有網絡能力,推動通信網絡的繼續發展。因此,光纖通信技術在應用需求的推動下,一定不斷會有新的發展。
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【關鍵詞】 光電信息技術；實驗；創新
光電信息技術實驗是高等院校中應用物理學和光信息科學與技術等本科專業必修的一門重要的專業實驗課程，如何發揮光電信息技術實驗教學的功能，更好地培養學生的創新能力和實踐能力是需要重視和解決的一個問題。
1 基于創新能力培養的光電信息技術
光電信息技術實驗課程體系的設計關系到實驗課程教學目標的確定和對學生能力培養的要求，為此，我們結合學生的專業特點以及國內外相關學科的前沿發展動態，應用現代先進的教學方法，進行實驗課程的整體設計；從人才培養體系整體出發，建立以培養能力為主線，分層次、多模塊、相互銜接的科學體系的實驗教學體系，實現基礎與前沿、經典與現代的有機結合；改造傳統的實驗教學內容和實驗技術方法，加強綜合性、設計性等創新性的實驗項目；建立新型的適應學生能力培養、鼓勵探索的實驗方法，鼓勵學生自主學習、合作學習、研究性學習的實驗教學模式。
在實驗內容選擇上，兼顧理論與應用、基礎和前沿。光電信息技術實驗的主要內容，包括激光技術實驗、光纖光學實驗、光電探測綜合實驗和激光加工實驗等四大部分，概括了光電信息技術中信息的產生、傳播、處理和應用的整個過程，遵循由淺入深、由理論驗證到應用設計的原則進行，有利于學生對這一技術領域有一個較為全面和清晰的認識。
在實驗類型上，包括驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗等各類實驗。以培養學生綜合運用系統知識、分析與解決實際問題、提高自主實驗意識的創新能力為主，制定不同類型的實驗可以鍛煉和培養學生不同的實驗能力，改變了實驗教學依附于理論教學的傳統觀念。綜合性實驗使用多門課程知識，綜合運用多方面知識和方法解決問題，側重在基本理論和知識的驗證和再現，加深對知識的理解和記憶，培養學生綜合運用所學知識、實驗方法和實驗技能、提高分析和解決問題的能力。
2 綜合性實驗和設計性實驗是培養學生創新能力的有效途徑
光電信息技術實驗的主要目的是拓寬學生實驗思路，提高學生解決實際問題的能力，增強學生適應社會發展和科技進步的要求。在實驗內容貼近學科發展和實際應用的基礎上，利用“綜合性”、“設計性”實驗整合教學內容，是培養學生創新能力的有效途徑。
在綜合性實驗和設計性實驗的教學過程中，教師作用更多體現在科學研究方法的指導上。這就要求教學方法從傳統的以教師為主色模式，轉變為學生為主的模式，更好地促進學生開展自主學習，激發學生學習興趣和激情。光電信息技術實驗主要包括激光技術實驗、光纖光學實驗、光電探測綜合實驗和激光加工實驗等四大部分。其中激光技術實驗、光纖光學實驗和光電探測綜合實驗屬于光學和電學結合的綜合性實驗。激光加工實驗屬于設計性實驗，需要學生根據實驗指導書的具體要求，自己設計加工樣品，然后操作激光雕刻機進行樣品的加工，使學生在實驗過程中主動地學習新知識，獨立地進行設計和加工，極大地激發了學生的學習興趣，增強了實踐能力，使學生的創造才能得以充分發揮。
光電信息實驗的內涵豐富，覆蓋的知識面和包含的信息量以及對學生的專業技能訓練的內容寬廣，除本專業的電磁學、光學、光電子學、光纖通信、激光原理等課程內容以外，還涉及到數學、計算機技術等學科知識。同時還要對學生進行實驗思想、實驗方法、實驗條件、實驗設計、實驗操作、實驗數據處理等多方面的訓練。
從學習方法和思維特色方面來說，要使學生由以聽為主的學習習慣向自主地、獨立地思考轉化；由理論學習為主向實驗知識、實驗技能學習轉化；由以讀書為主向以觀察、分析為主的學習轉換；從主要依靠記憶向綜合運用各種思維方法分析、解決實際問題轉化?？梢哉f，光電信息技術實驗過程在激發、培養學生的創新能力與科學素質方面獨具優勢，為培養高質量的應用性人才，起到了重要的作用。
3 改進教學手段，提高實驗教學效果
對于新建實驗室，每個實驗的儀器設備臺套數量有限，如果采用傳統的班級授課制，將導致學生動手操作的機會和時間受到限制，得不到充分的實踐訓練，也不利于培養學生獨立實驗的能力，為此我們采用少人數、多批次的方法來解決這一問題，降低每組的人數，基本上能夠實現兩人一組，將實驗課轉變為以學生為主體，教師為主導，使學生在實驗教學這個環節，真正把握好實踐的機會，得到充分的操作時間。同時，客觀上促使每個學生必須獨立動手實驗，獨立解決遇到的問題，避免了少數同學實驗，多數同學旁觀的現象，提高了實驗教學的效果。
值得注意的是，該實驗課開課之際正值大四學生準備全國研究生入學考試的最后沖刺階段，這些學生中的大部分人把準備考研課程作為重中之重，人雖然坐在課堂上，但對教師所講內容似聽非聽，對于實驗課，更是心煩生厭，無心做實驗。為解決兩者之間的矛盾，我們本著一切為了學生的原則，設想將教學計劃進行適當調整，把光電信息技術實驗集中安排在大四下學期的前幾周完成，使學生能有更多的時間專心用于考研復習，這樣不但有可能減輕學校畢業生的就業壓力，而且在學生即將進行畢業論文寫作之際上實驗課產生意想不到的好效果。
由于面向21世紀的光電信息技術實驗教學必須有利于培養學生的實踐能力、競爭能力和創新能力，因此，只有掌握光電信息技術實驗教學的特點，發揮專業實驗教學的優勢，加強實驗師資隊伍的建設，立足學生終身發展以及參與未來競爭的需求，轉變教育思想，樹立以育人為本的觀念，才能適應時展和科技進步的需求，才能培養出具有創新精神和實踐能力的人才。
參考文獻
[1] 陳慶鄂，歐陽林，程曉萱.在實驗教學中培養學生創新能力[J].理工高教研究，2005，(6)：113-114
關鍵詞：光電信息；教學實踐；創新能力；教育教學模式
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0237-02
一、工程實踐教學模式現狀分析
光電信息技術是光學工程、激光、光電檢測、光電子學、信息光學、信號處理、電子學、通信和計算機技術互相滲透而形成的一門高新技術學科，是實踐性很強的學科領域。加強教學的實踐環節、強調工程設計的基本能力訓練、引領學生的創新傾向是培養光電人才的關鍵。以設計為導向的實踐環節在專業課程教學中必不可少，而且起著相當重要的作用。1989年，麻省理工學院提出了“回歸工程”新觀念，很快就得到了包括世界大學的普遍認同。回歸工程主要指將普通工科高校的一切工作回到以技術創新為中心的素質教育。與國外大學相比，目前我國工程類專業的培養模式和課程設置體系存在諸多缺陷，突出表現在學生工程訓練不足、學生學習被動等方面，對實踐課程的認知和重視程度欠缺，而且普遍缺乏校內和校外實習基地。因此，學校教育與行業、企業對人才的需求脫節。為了改變這一現狀，實現先進的教育理念，培養具有廣闊視野和學科前瞻性的創造型人才，以設計為導向的實踐教學在國內的專業課程教學越來越得到廣泛重視。清華大學和浙江大學分別于1996年和1998年開展了大學生科研訓練計劃，之后，已有多所大學把培養創新型人才作為重要舉措。就深圳大學而言，近兩年來我校和學院每年均有大量經費投入，每年均有創新項目和各類設計項目立項，給一部分學生創造了進一步參與訓練的機會，這對于本科生較早進入研究和設計領域，鍛煉自己的實踐能力、團隊合作能力與創造能力具有不可或缺的作用。
二、關于光電信息技術教學模式的初步設想
光電信息技術是光電信息工程專業本科生需要掌握的基本專業技術，光電信息工程專業目前開設內容以工程光學、光電子技術、激光原理、光電檢測、成像與顯示技術等課程作為核心點構成光電信息工程的專業知識體系。大學一、二年級學生，尤其是一年級學生，在思想上和發展方向上，正處于一個轉變期，這個階段的學生開始獨立的生活和學習，急需盡快適應大學學習生活，確立能實現自身價值的目標，找到適合自己的學習方法和生活方式。按照他們所接觸和感興趣的事物的不同，學生的關注點和發展方向開始出現向多方向分化的趨勢。而通常專業教學計劃中大學二、三年級仍然以公共基礎課和專業基礎為主，這些課程是最佳知識結構的重要基石。但是，這些課程一時還不能夠體現社會的實際需要和專業知識的特色。為了在這一轉型時期使學生把基礎課與專業課銜接好，盡快明確專業技術的學習目標，激發學習動力和興趣，對光電信息技術有基本的認識，產生學習的興趣和自信心，激發學生自主學習的熱情，并指導學生今后在專業上的發展，我們結合課程教學適時開展以設計為導向的光電信息技術科研訓練。主要是引導學生了解專業技術的特點，建立對工程和科技的認知，了解專業領域研究的一些技術手段，研究方法和儀器設備，增加學生的感性認識，以期提高學生的綜合素質和實踐能力。具體做法是，教師結合自身的科研和研究體會，讓學生們真切的感受到實際的創新過程，實現科研成果盡早進課堂。通過以設計為導向的教學實踐，使同學們學會將知識融會貫通，提升創新思維，活躍學習氛圍，增加學習興趣，啟發和發現學生的非常規思維，萌發創新的念頭。為了適應本科生的能力和認知程度，把科研項目中一些與專業基礎課程內容的聯系提取出來，向學生提出問題，引領學生思考。如果學生能夠提出一些合理方案和新想法，都可以作為創新的思路加以培養，并可以讓學生帶著問題進入專業課學習。由于本項目參與的學生年級低，所以要引導學生逐步認識科學實踐的過程和基本素質要求，其次體現在對設計、實驗方法的指導。通過引導、啟發學生，多指方向、辦法，少給答案，讓學生主動進行多方面的學習，積極思考，綜合分析。
三、以設計為導向的教學模式探索與實踐
實踐教學中，圍繞超快光電信號的探測分析為主題，以QUANTELYAG皮秒激光器為信號源，選取學生熟悉的CCD攝像機圖像信息技術為背景，通過講解、實驗、制作、科技寫作和展示等五個需要學生動腦思維，動手制作的教學環節，從思想、興趣和學習方法等各個方面對學生加以引導和教育，鼓勵學生認真學好第一階段的課程，掌握必要的知識。主要包括以下幾個方面。
1.選擇所要了解和研究的光電信息探測分析技術專題。學生獨立完成科技創新活動的第一步就是選題，這要求學生具備初步的專業常識，并要掌握一定的實際工作方法和手段，綜合運用自身的智力和能力。
2.相關文獻檢索和綜述。在教師指導下，學生通過檢索閱讀有關的文獻資料，學習和補充與選題相關的理論知識和技術，在閱讀文獻的基礎之上了解在所選題目領域中的科技動態及發展現狀。在這一環節中，學生應能學習到文獻檢索方法、歸納判斷能力和靈活運用知識的能力。
3.方案對比、論證和確定。學生首先要清楚光電檢測方案的基本思想，提出幾個檢測備選方案，然后通過對比，對選題的可行性、可實現性以及選題的實際意義進行論述。學生經過在學習中討論，能夠增長知識，提高自學能力。在選定題目后，指導教師重點指導學生經過分類、甄別、遴選查閱檢索與光電信息技術研究課題相關的文獻資料，初步提出一些自己的研究設想。
4.設計、計算及仿真。在本環節中，學生按照教師的指導和講授，對光電探測器件的各種參數進行必要的計算或仿真，將設計方案落實到實際可用的具體成果。
5.實驗。教師幫助學生進行理論模擬和實驗，但注意充分發揮學生的創造性和主觀能動性。依據實驗框圖、光路圖和軟件流程圖，學生自己動手，完成一系列的原始試驗和原理演示驗證實驗。在實驗過程中，體會學習知識點，發現問題，記錄工作的過程和實驗數據，并對實驗結果進行分析和判斷。并對結果進行分析處理，運用分析、比較、歸納等思維方法，從而得出具有意義的研究結論。
關鍵詞：新工科；實驗教學體系；改革
光電技術對經濟和社會的推動作用日趨顯著，使光學技術從理論層面普及到光電信息技術的應用層面。信息時代質的飛躍的關鍵，是培養和依靠高素質、復合型的光電創新人才[1]。作為粵港澳大灣區優勢的光電子信息產業集群，在國家大力推進粵港澳大灣區建設的新形勢下，將迎來新一輪發展浪潮，產業升級發展需要高校輸送更多優秀的光電子信息類創新人才[2]。而光電專業的實驗課程體系是培養技術人才的重要支撐條件。
1改革思路
為培養符合粵港澳大灣區光電產業轉型升級發展需求的光電專業工程人才，按照“一中心雙融合三依托”的改革思路，對光電信息科學與工程專業的實驗教學體系開展了新工科建設改革?！耙恢行摹?，即聚焦學生工程實踐能力養成為中心，改革專業實驗課程體系、實驗平臺、實驗內容和教學實施方法，提升工科人才發現問題、分析問題、設計方案、實施方案、測試調試、團隊協作等能力?！半p融合”，即通過科教融合和產教融合推動實驗教學創新[3]。發揮工科高校的科技創新和科技服務優勢，鼓勵支持教師將科研最新成果和技術服務最新方案，轉化為實驗課程教學內容或實驗項目；發揮粵港澳大灣區和光電產業集群優勢，強化校企合作，產教融合協同育人，將部分實驗教學內容安排在學生的企業學習階段，并建設企業實驗教學指導教師隊伍?！叭劳小保匆劳袑嶒炚n程建設團隊、企業技術團隊和實驗室管理團隊。一是依托實驗課程建設團隊，升級改造面向新工科改革的專業實驗課程，開發新的實驗項目；二是依托區域企業技術團隊，發揮課程產業創新優勢，參與實驗課程教學與實驗項目建設，并指導學生在企業學習階段的工程實踐；三是依托實驗室管理團隊，按照實驗課程體系改革要求，及時改造實驗室，升級實驗教學設備儀器，并加大實驗室開放，積極參與實踐教學指導[4]。
2改革內容
按照“一中心雙融合三依托”的改革思路，面向光電新工科人才培養，實施了光電信息科學與工程專業的實驗教學體系“四化”改革，即實驗課程體系分層模塊化、實驗平臺建設發展基地化、實驗課程教學實施類別化、實驗項目建設前沿工程化。2.1實驗課程體系分層模塊化。首先，優化光電技術實驗課程層次結構。進一步厘清了專業實驗課程的層次結構，將實驗課程分為4個層次，如圖1所示，內容涉及基礎、專業、綜合設計及綜合創新。依據光電新工科人才培養目標，結合光電專業工程素養養成規律，將專業實驗教學分層次開設，明確各部分的工程訓練目的和目標。其次，模塊化設計實驗課程體系。根據實驗課程教學目標制定相應的實驗教學模塊的主要內容和步驟，打破課程獨立實驗的界限，避免實驗設置的無序和可能造成的交叉重復，建立綜合實驗教學體系[5]。綜合設計性實驗打破單一課程的封閉體系，追求實驗教學體系與內容的綜合性與整體性，形成多模塊的實驗課程體系[6]。第三，不斷開發完善實驗課程教學資源。根據光電信息技術的發展規律和趨勢，依托學校、學院的優質師資力量，組建了一支高水平的理論教學與實驗教學指導教師隊伍。委托課程建設團隊挖掘已有實驗課程潛力，持續更新與開發層次多樣、內容豐富、選讀方式多樣、開設方式靈活的實驗課程及教學資源。2.2實驗平臺建設發展基地化。針對光電子信息學科特點，結合光電應用型人才成長規律，提出以基地化發展思路打造光電信息技術專業實驗平臺，以平臺的建設來整合、改造和提升學校光電信息類創新創業實踐教學水平[7]，努力將一體化平臺打造成資源共享的實驗平臺及科學管理深度開放的實踐平臺，同時也是與校外實踐平臺對接的開放平臺，通過產學研基地建設和對外交流來促進人才培養與平臺發展。堅持創新型、綜合化、全周期工程教育理念，以培養學生的綜合運用能力、創新能力、工程能力為核心[8]，以光電技術創新能力培養為目標，建立了本科生光電信息技術綜合實驗教學平臺——廣東省實驗教學示范中心“光電技術實驗教學示范中心”，如圖2所示。該平臺包括6個子平臺，即5個實驗教學子平臺和1個綜合創新實踐子平臺，可支持強化多學科知識的綜合訓練，鍛煉和培養學生在涉光科技層面的應用能力。平臺運行堅持總結優化與基地化發展。根據建設目標和運行情況，及時總結平臺運行管理中的優點和問題，不斷調整優化，使平臺以最佳狀態支持光電新工科人才實踐能力培養。平臺運行成熟后，調整和提升其結構與功能，按照人才培養基地的高標準推進平臺建設，挖掘基地化平臺對人才培養的復合功能與潛力。推動基地化平臺致力于全面提升學生創新能力，并以平臺為基礎，結合學校學科和專業優勢，通過產學研合作與地方或大型企業加強交流，加強與校外實踐平臺的交流與合作，促進平臺研究成果轉化和校內外實踐平臺合作培養，達到學校、地方/企業、學生“三贏”局面。2.3實驗課程教學實施類別化。在實驗課程體系優化和實驗教學平臺建設發展基礎上，根據光電信息科學與工程專業實驗分為光源、光調制、光檢測和光成像4個方面的特點，實驗課程相應地分為“源、調、測、像”4個類別。緊密聯系光電技術工程實際，對已有的教學與實驗資源進行優化整合，對應實驗課程類別相應建立了6個實驗教學平臺，包括基礎光學實驗室、激光技術實驗室、光電傳感與檢測技術實驗室、光纖與通信技術實驗室、信息光學實驗室、光電一體化實踐創新實驗室。新增購置一批實驗教學儀器，完成主要實驗教學儀器的更新換代。實驗課程的類別化實施，提高了實驗室管理效率和開課使用效率，也為綜合設計性實驗和綜合創新實驗項目的開展，提供更好的支撐。2.4實驗項目建設前沿工程化。第一，以科教融合、科研反哺教學推動本科實驗教學項目前沿化。依托本專業教師科研能力較強、主持各類科研基金較多的優勢，開設基于科研項目的綜合設計性實驗I及基于企業科技合作以及技術開發內容的綜合設計性實驗II。新增實驗項目12個，其中創新實驗項目5個。學生通過進入教師的前沿科研課題，親身感知企業的前沿應用研究與技術開發，培養創新能力和工程能力，培養“應用能力”。例如，基于光電檢測與機器視覺是目前華南地區涉光科技七大產業群之一的產業前沿優勢，新增了8臺套“TH-02光電視覺檢測實驗儀”，開展了“光路搭建調試與面陣CCD/CMOS數據采集實驗”“面陣CCD/CMOS圖像預處理實驗”“OCR字符識別實驗”“二維碼識別實驗”“圖像模板匹配實驗”“SVM支持向量機分類器實驗”等具有示范意義的創新實驗項目。第二，以產教融合、校企協同培養推動學生畢業設計選題工程化。建立鼓勵基于企業實際工作內容的畢業設計選題制度。通過該制度，使畢業設計題目更加緊密結合工程實際問題，“真心實意”作設計、“真刀真槍”做工程，縮短工程師培養與企業需求之間的差距，提升學生的工程應用能力。在校企協同培養期間，指定企業和學校各1名指導教師共同指導學生畢業設計，讓學生到企業完成畢業設計。
3實施效果
3.1實驗教學隊伍建設保障更加有力。保障光電新工科人才培養的實驗教學體系改革有效實施的重點，在于實驗教學隊伍建設，即實驗課程建設團隊、企業技術團隊和實驗室管理團隊的建設。改革進程中，進一步提高教學師資水平、改善師資隊伍職稱和學位結構。校內實驗教師具有博士學位的達到了80%以上，并要求教授主講實驗課。引進的高水平人才7人，其中國家高層次人才1人，特聘教授3人，“青年百人”3人；選派教師到國內外高校學習進修，青年教師在國外高校進修1年以上的有2名，短期進修的1名，晉升教授2名；已具有30人規模且大部分為光電專業頂級優秀人才的高水平實驗教師隊伍。另外，依托實驗教學平臺，積極推進產教融合、校企合作，通過引進或聘用，建立了校外實踐指導教師庫，主要來自合作企業的總工程師或技術骨干。通過聯合開發建設實驗課程、實驗項目等方式，成為推進改革的重要依托力量。鼓勵支持實驗教師隊伍積極開展教研教改研究，近年來，獲得省級立項2項、校級立項項目12項，出版實驗教材1部。借助實驗示范中心平臺，積極與企業聯系，共建產學研實驗室1間，并與多家光電企業簽署了產學研合作協議。3.2學生培養效果持續提升。近年來，經本專業培養的學生，積極參加“挑戰杯”“大學物理實驗大賽”“光電創意設計競賽”“光電創客競賽”等，獲得省級以上課外科技競賽獎勵達70多項。其中，2018年獲得第六屆全國大學生光電設計大賽一等獎1項、二等獎1項。本科生近3年多來獲得專利授權8項，發表第一作者科技論文12篇，其中有二區論文2篇。本專業應屆參加就業的畢業生，90%以上進入粵港澳大灣區光電產業領域就業，用人單位普遍反饋畢業生在就業崗位可迅速承擔起相應工程崗位職責，對畢業生的實踐創新能力滿意。
4結語
