信息通信原理范文

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处于信息化社会的“大信息”时代[1]，信息技术特别是通信技术广泛普及和渗透到社会的每个领域。对于高等教育而言，所有学科都带有信息技术的烙印。《通信原理》是高等工科院校面向信息通信技术开设的一门重要基础课。通过该课程的学习，使学生能掌握各种通信系统传输信息的基本原理和分析方法;熟悉通信系统的基本构成;了解有关通信系统中的技术指标及改善系统性能的一些基本技术措施;培养学生的辨证思维能力。

 

南京邮电大学因邮电而生、依通信而长，是一所以信息为特色的高等院校，培养快速适应“大信息”时代的人才，是南京邮电大学核心竞争力的体现。南京邮电大学依托优势，彰显特色，为了学生今后快速适应“大信息”时代社会，积极构建面向“大信息”的学科专业体系。就笔者所讲授的《通信原理》[2]而言，面向不同专业，开设了不同课程性质、不同学时的《通信原理》。面向通信工程、信息工程、网络工程等专业，开设必修课程《通信原理A》，学时为80;面向具有通信应用的信息类专业，开设必修课程《通信原理B》，学时64;面向其他工科专业，开设限选课程《通信原理C》，学时48。《通信原理A》和《通信原理B》课程的学生都是属于信息通信类专业的，都学过《概率论与随机过程》《信号与系统》等先修课程，同时后续一般还有详细介绍各种通信系统的专业课程，如，《移动通信》《光纤通信》等，诸多老师和教学专家对该课程的教学进行了颇有成效的探讨[3-5]。

 

笔者主要针对《通信原理C》，即“大信息”背景下其他非信息通信类专业《通信原理》的教学进行一定的探索。在笔者教授《通信原理C》的过程中，发现这门课程的教学存在以下问题或难点：(1)该课程面向的是非信息通信类的工科专业的学生，他们缺乏前期系统性的通信基础课程学习，比如：有些专业就没有开设《信号与系统》这一门专业基础课，这就导致讲授过程中学生对通信基本概念理解存在难度。(2)因为《通信原理C》并非他们专业的必修课，不少学生会错误的认为该课程与他们的专业相关度不大，所以，不能引起他们足够的兴趣和重视。(3)传统的《通信原理》授课方法注重各种通信理论公式推导，而非信息通信类的工科专业的学生需要的是了解信息通信技术的发展趋势和各通信模块的功能，这两者存在着一定的矛盾。(4)传统的课程考查方式主要是期末考试、平时习题作业等方式进行，这导致了部分学生的应试学习方式，即只通过死记硬背、生搬硬套的学习方式来应付考查，而忽视了基本信息素养的培养，违背了开设这门课程的初衷。

 

针对上述存在的问题，笔者在《通信原理C》的讲授过程中就授课内容、授课方式、考查方式等方面进行了相关探索。

 

1 教学方式探索

 

为培养适应“大信息”时代的高素质人才，对于非信息通信类工科专业的学生，在讲授《通信原理C》时，笔者主要以激发学生学习兴趣和讲解知识点简明易懂为出发点，从授课内容、授课方式、考查方式等3个方面探索教学方式改革。

 

1.1 课程授课内容

 

为了激发非信息通信类专业学生对《通信原理C》课程的兴趣和重视程度，在授课内容的选择上，笔者主要从以下几点进行了尝试改革：(1)在正式开始课程讲授之前，先阐明《通信原理C》与学生学习该专业的切合点，说明该课程在学生学习该专业的应用背景，这能极大的激发学生的学习动力和热情，并引发学生对通信理论和相关技术应用的广泛遐想。比如：在给测绘工程专业的学生开始讲授该课程时，讲到在做测绘时，有时要用到卫星测绘数据，而这些数据正是通过一种主要的通信方式——卫星通信来获取的。(2)给学生强调信息通信技术的革新给日常生活带来的巨大影响。通过描述信息通信技术的发展怎样影响日常生活，让学生切身体会到信息通信技术的力量，进而引起学生对该课程的重视。比如：在给材料学院的学生讲授《通信原理C》时，特地从手机演变的角度讲述了通信的发展历程，随着通信技术的发展，手机也经历了固定电话、大体积的移动电话(大哥大)、便携式的2G手机、可以上网的3G手机、可以在线视频的4G手机以及即将出现的可高速传输数据的5G手机等各个阶段。(3)在讲授《通信原理C》时，重点阐述基本原理和重点概念，而不必详细推导理论公式。因学时有限，非信息通信专业的学生应掌握通信的理论框架和基本原理，在将来需要使用的时候知道从哪方面着手查找资料和进一步研究。

 

1.2 课程授课方式

 

根据授课内容的特点，有针对性的选择授课方式能达到更好的教学效果。对于非信息通信类工科专业，笔者主要阐述《通信原理C》中的基本原理和重点概念、而不是详细推导理论公式，这就确定了采用多媒体教学是一种适当的授课方式。较传统的板书，采用多媒体教学，能够更加直观明了、高效的讲授该课程。例如：在讲授二进制相移键控调制系统(2PSK)解调时，可以在PPT上逐一展示各点波形，并通过波形清晰描述倒π现象带来的严重后果，若采用板书则很难达到该效果。同时，在讲授具体知识点时，应注意灵活采用各种具体的教学方法，以达到加深理解、融会贯通的效果。比如：在讲授二进制数字调制时，应采用比较教学法，与之前的模拟调制的实现方式、解调方法、调制性能进行比较教学。最后，在讲授课本知识时，适时的插入仿真图形来说明，这能加深学生对理论知识的直观感受。笔者在讲授二进制数字调制系统时，在比较了2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的误码率理论值的基础上，在PPT上画出了在不同信噪比下的它们误码率的仿真曲线，学生的反应非常积极。

 

1.3 课程考查方法

 

课程通常考查方法是期末考试与课后作业题相结合的方式，但是该方法容易使《通信原理C》落入应试教育的泥潭。学生用死记硬背、生搬硬套课本知识的方式来应付考查，背离了素质教育方向，无法培养出适应“大信息”时代所必需的素质。笔者为了强化学生将课本知识转化为自身技能的素质，在该课程的考查方式中，增加了软件仿真考查。让学生课后利用Matlab的Simulink功能来动态仿真出一个通信系统的模型，给出模型中采用的模拟信号数字化方法、调制方式、信道编码方法、译码方法、解调技术等，并评价不同方法、不同参数下系统性能的优劣，通过软件仿真过程，既加深了学生对通信各个模块清晰的认识又培养了学生系统建模的水平。同时，为了加强学生将课本知识和信息社会相结合，笔者给学生布置了一项实践性的大作业，调研“大信息”时代自己接触到的各种通信系统采用的调制方式及各自特点，比如：常用的收音机、家里收看的数字电视等。通过后续反馈可以看出，该大作业使学生认识到了《通信原理》课程的影响和价值，并极大的加强了学生对“大信息”时代的感受，加强了其理论联系实际的能力。

 

2 结语

 

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一、引言

未来社会是信息化的社会。进入21世纪，以多媒体技术和网络技术为核心的信息技术正在飞速发展，对我国社会的经济、文化和教育等领域产生了重大而深刻的影响。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出：“信息技术对教育发展具有革命性的影响，必须予以高度重视”。信息技术正以惊人的速度渗透到教育领域中，正推动教育教学的深刻变革。《通信原理》课程将在教育思想、教育理念、教学内容、教学方法与手段以及学习方式等方面积极应对信息化社会带来的深刻变革，努力构建适应国家经济建设、科技进步和社会发展的具有前瞻性的专业发展体系。

未来社会是国际化的社会。网络正在使地球成为地球村，全球经济一体化的步伐正在加快。在当下，面对来自国际化背景下社会各方面的变化，未来通信工程人才将面对诸多新问题和新挑战，传统的教育也受到更多更严峻的现实挑战。《通信原理》课程教学应该具有国际视野，要充分借鉴国内外先进的专业发展理念、课程设置体系和人员配置机制，努力构建能反映最新国际通信学科学术研究成果和教育理念的专业发展体系。

二、“通信原理”课程教学教学改革的必要性

《通信原理》课程教学改革应发挥学科人才优势，其教材的选取、教学手段和方法的创新要有助于通信知识的探索与研究、有助于工程技术的传承和发展，有助于学生综合素养、实践能力和创新意识的提升。《通信原理》课程教学改革应站在新的高度，紧跟通信技术的最新发展趋势和现代社会需求，形成以培养尖端通信人才为目标的专业课程教学体系。

目前，我校正在按照“加强基础、拓宽口径、重视实践、培养能力”的人才培养模式，采取切实有效的措施加强和改进本科教育教学工作，以培养尖端通信人才为目标的《通信原理》课程教学改革是凸显我校教育教学特色的重要举措之一。通过《通信原理》课程教学改革试点，提升教师队伍素质和人才培养质量，为创造出文明进步、可持续发展的社会提供强有力的智力支持。

三、“通信原理”课程教学教学改革措施

（1）重视通信工程专业的师资培养

首先要探索建设一支以学术带头人为骨干，师德高尚、爱岗敬业、教学综合水平高、科研能力较强的结构合理的教学团队。

进一步发挥学术带头人在课程建设中的引领和主导作用，不断优化教师队伍，凝集一批具有学术、学科、专业优势、创新能力强以及结构合理的教师群体组成教学团队。具体做法一是要引导和鼓励青年教师加入由学术带头人领衔的学术团队，定期开展学术研讨和教学研究活动。二是有计划、有重点地选派优秀青年教师赴国内高水平大学从事研修工作，提升青年教师的教学科研能力。

（2）优化教学体系

通信原理课程在电信专业课程体系设置中起着承前启后的作用。既需要扎实的的数学公共课基础、电子及电路专业基础课，也能和后续的专业课融会贯通，这就要求有良好的课程体系设置，才能得到较好的教学效果。这种合理的设置必然要靠上级领导和同事的共同构建，作为担当“通信原理”教学工作的教师而言，更需要在体系中起到关键的作用，将前后课程的相关联系融入到教学中，才能提高教学质量。

围绕培养未来尖端通信人才的整体目标，进一步优化专业《通信原理》课程内容，形成完善的课程体系和优质教学资源库。具体做法一是在广泛调研的基础上，吸收国内外先进的课程理念，围绕整体培养目标，修订、完善信息化、国际化视野下的教学方案。二是通过项目化的运作方式，建设体现工程应用特色的高水平教材和优质教学资源库。

（3）以科学的体系评价教学

探索适应培养未来尖端通信人才的研究型教学方式和先进的教学评价体系，激发学生自觉学习的兴趣，促进学习方式的改善，提升自主学习的能力。

以现代教育思想为指导，更新教学理念，改进教学方法和手段，更加凸显学生在教学活动中的主体地位，发挥教师的主导作用，强调师生互动，充分调动学生的积极性、主动性和创造性。具体做法一是根据学生的特点和需求，积极开展因材施教活动，以问题驱动为导向，以典型案例为抓手，采用开放式、启发式、研讨式、探究式等生动活泼的教学方式，为学生自主学习创造更加良好的条件。二是不断加强教学手段的现代化建设，积极推动信息技术在教学活动中的普遍运用，满足学生自主学习的需要，切实提高学生实践能力。三是改革课程考核评价机制，形成多元化的评价方式。除采用传统的期末笔试以外，辅以开卷、论文撰写与答辩、课堂参与等评价方式，使过程性评价和结果性评价相结合，形成更为全面、客观、合理的教学评价机制。

（4）制定人才培养模式方案

培养具有专业功底扎实、创新意识浓厚、实践能力突出、应用技能娴熟的高素质人才。

通过《通信原理》课程教学改革，培养具备成长为尖端通信人才潜质的高素质学生。他们专业基础扎实，具有高尚的道德情操和奉献精神，具有现代教育理念和国际教育视野，具有整合信息技术与通信原理的能力，具有创新意识和基础科研能力。具体做法一是在课程教学中选用尝试国际一流原版教材，拓宽学生的国际视野；积极创造条件，组织学生参加科学研究训练，培养他们的科研兴趣和学术精神。二是在教学实践环节，为了提高学生的实践技能，必须提供能够担当此责任的教师，除了在课堂上给学生讲解通信专业的基本知识外，更应该熟悉通信行业具体的设计工作流程，最好有相关的实践经验，这样就能和具体岗位和工作结合起来，培养应用型的人才。或者实施校内导师与校外工程师优势互补的“双导师”制度。校内导师负责学业指导和职业远景规划，培养学生掌握扎实的专业基础知识，指导学生开展科研活动。校外工程师负责指导多阶段的见习、实习和教学研究、教学管理活动。

（5）打造先进的教学平台

打造教育理念先进、人才培养模式改革成效显著、工程应用特色更加鲜明的《通信原理》教学平台，在校内相关专业中起到引领示范作用。

面向信息化、国际化社会挑战，构建教育理念先进、教材体系完备、教学水平领先的《通信原理》课程平台，凸显工程应用特色，为培养具有学科底蕴、创新精神、应用专长的高素质、拔尖型的尖端通信人才奠定坚实基础。

四、结束语

通信原理教学改革是一个，是一个长期、综合的过程，应该蕴涵在教育教学的整个进程中。在课程体系改革的进程中，加快国际化和信息化的步伐，使我们的教学跟上实际应用的步伐，不止拘泥与课本的教学，更要以培养应用型人才为目标，探寻新的理论与方法的同时，应用现代化和国际化的手段深入教学研究，才能得到更好的课程教学研究效果。

（作者单位：武汉工程大学电气信息学院）

参考文献：

[1]宋铁成.“通信原理”课程的教学实践[J].电气电子教学学报，2003，25（5）：95-97.

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关键词:通信原理;教学改革;实践环节

中图分类号:G64

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)03-0235-02

《通信原理》课程是通信技术专业重要的专业基础课,它涉及和联结的知识几乎涵盖了通信专业的所有课程

,是由基础课向专业课过渡的一门学科。“通信原理”讲述的是通信领域最基本的内容,通过该课程的学习,

能够让学生在掌握通信系统的基本组成、基本原理和性能分析方法的同时,进一步理解有关的通信技术,为

今后深入学习通信类专业课打下坚实的理论基础。这门课有一定的学习难度和理论深度,本文针对高职学生

的实际情况,改革传统的教学模式,精炼教学内容,在教学中加强实践性,强调动手能力的培养,对学生发

现问题、解决问题和创新能力的培养,对新技术、新环境的适应能力有着非常重要的意义。1 课程教学现状

《通信原理》课程的原理性、逻辑性强、概念抽象、覆盖内容多、公式和推导相对较多,对于一些数学基础

比较差,自学能力比较差的学生来说,学习这门课程会觉得很困难。在教学方式方面,受传统教育思想的影

响,在课堂教学中主要是“教师讲,学生听”的课程教学模式。教师大多采用以讲授为主的教学方式,讲授中

又侧重于单方面的灌输,致使学生被动听讲,学生学习积极性不高。现代通信技术的发展极为迅速,而通信

原理作为通信技术的专业基础课程其教学内容的更新相对缓慢,因此学生学习过程中总会感觉这门课程没有

实际价值,导致学习主动性不高。实验过程中大多采用验证性实验手段,不能适应创新人才培养的要求。

2 教学改革探索

2.1 改革教学观念与内容

在教学过程中,注重“以学生为主体”充分发挥学生的主观能动性,教学上可采用“启发式”、“讨论式”、设问思考和逆向思考提问等方法,启发学生思考,诱发学生的思维,激起学生的求知欲望。如在每章开始时,提出本章所要面临的问题,使学生带着问题进行学习,在一章结束后让学生总结出可以解决问题的思路与方法。比如在数字基带传输过程中,码间干扰如何消除等问题,以此来培养学生分析问题,解决问题的能力,增强学生的综合素质。同时教学中也要注重考虑学生的学习方法和接收能力,根据不同的教学内容和教学对象,注意将学生自学和精讲重点,难点结合起来。在课下教师可以通过建立专业课程答疑网站进行网上辅导,帮助学生解答疑难问题,听取学生意见,从而更好的改进教学。

在教学内容方面,根据专业发展的要求,修正教学计划,制定出适合高职高专的通信原理课程教学大纲,并对教学内容进行相应改革。在教学中强调整体观念的建立,以通信系统的组成为主线,以“有效性”和“可靠性”这两个衡量通信系统性能的重要指标而展开。根据当前信息技术发展的特点,数字通信取代模拟通信将是大势所趋,因此在教学中突出数字通信,同时兼顾模拟通信的内容,并适当加入先进的数字调制解调技术和实际中应用的典型通信系统的有关内容,使理论和实际系统有机结合起来,保证教学具有实用性和先进性,能跟上时代的发展要求。通过进行专题教学,了解当今前沿的通信技术。通信系统与实际生活密切相关,随着移动通信、计算机通信等技术的快速发展,在进行通信原理教学过程中,穿插着向学生讲授这些新技术的基本原理和基本概念,使学生能够对前沿的通信技术有所了解,可以在教学中采用课内专题讲座的形式。

例如,在讲解基本内容的同时,增加“3G技术及其现状” 、“TD-SCDMA网络规划技术”“中国未来通信技术的走向”等专题讲座。一方面,可以提高学生的学习兴趣,开拓视野,另一方面,可以为他们将来从事这方面的研究和开发指明方向。

2.2 改革教学方法与手段

由于“通信原理”课程是一门理论性比较强,公式及推导相对较多的学科,教师通过语言、黑板板书的传统教学方式,会使教师的板书占用时间太多,效率较低,同时课程的某些知识点用传统的授课方式表示的不是特别清楚。因此在教学中采取灵活的教学方法,辅助先进的教学手段,可以达到直观、省时、高效的目的。

在教学中,多媒体教学以图文并茂、声像集成、动静配合表现形式,使课堂教学变得生动有趣,从而更能吸引学生的注意力。但在使用多媒体课件授课时,要明确多媒体教学是辅助手段,不能一味地按课件的思路和流程进行教学,不能盲目的使用、过度的依赖,这样不仅不会给课堂增色,反而使授课质量下降。因此在“现代通信原理”课程的教学中,要合理的使用多媒体授课,在授课过程中把一些不便板书的内容制作进去,如定义、概念、图表、动画、视频、声音等,而对一些关键概念的解释说明、必要的例题等不须制作到课件中去,而留给教师在课堂上以传统教学方式进行讲解,因为教师在教授学生知识的同时,更注重的是培养学生分析问题,解决问题的能力,通过教师必要的板书讲解,让学生学到一种分析问题的方法,让学生从中去学习、去体会。因此通过传统的教学和先进的多媒体相结合的教学方式,不仅能充分利用课堂时间,与学生有更多的交流,还为教师和学生的发挥留有相当的空间,从而较好地完成教学任务。

2.3 改革实践教学

高职教育目的是为了培养创新型人才,既有扎实理论基础又有较强动手能力的人才深受用人单位的欢迎。因此在课程中实践教学就成为不可缺少的环节。对于“通信原理”课程,主要采用两部分进行,分别为单项实验教学和综合实训教学两部分,通过单项实验可以提高基础实验教学的教学质量,通过综合实训教学使实践教学更具有生动性,创造性,科学性。实验教学是实践教学中基础的一环。通过实验教学既能起到对课程的深入理解,又有益于培养学生的学习风气和工作作风。传统的通信原理课程大多采用验证性实验,验证性实验在相关理论讲授后利用现有实验平台对相关理论的正确性进行验证,通过实验使学生掌握信道编译码,信源编译码,调制解调实验等基本原理,这样使学生能够进一步的理解理论知识。同时也可以配合仿真实验,通过通信系统软件可以方便、直观的建立通信系统,从而实现对通信系统的设计和验证。仿真实验部分主要以学生为主体,通过对功能模块的设计连接,对参数的设定,以观察和分析仿真模型对信号的反应,以及仿真系统在这个过程中表现出来的性能,并以此获得的系统性能。通过仿真实验提高了学生分析问题和解决问题的能力。在学生具备了一定的理论基础之后,进行综合性训练,即利用实验室资源和已掌握的理论基础,综合运用各通信模块,将信号的调制解调,编码解码,复用解复用,信道,滤波等多个环节结合在一起,培养综合运用能力。这部分实验学生以分组的形式完成任务,根据设计不同的通信系统,完成信号的传输。对于基础较好的学生,还可自行增加实验内容或实验难度,设计实验方案。这样不仅激发学生的学习热情,也培养了学生综合思维能力、创新能力和动手能力。如果仅仅通过教学的时间做设计性仿真实验和综合实训,有时不能满足学生的需求。因此建立开放实验室,学生利用业余时间,自行设计实验方案,合理使用实验设备,使他们能够独立完成对通信系统的操作。在遇到困难时老师再做适当的启发与指导,最终得到满意的实验结果。这样不仅能提高学生的综合能力,也能提高学生对实验学习的热情和主动性。

为了提高学生综合素质和创新能力,在传统通信原理课程考核上进行改进。考核形式采用多元化,如试卷形式(开卷、闭卷),也可以采用答辩、报告等形式相结合,并参考平时学习表现给出最后成绩,建立起一种开放的、多元的评价机制。对于实验的考查应强调注重平时表现,引导学生重视岗位能力,团队精神的培养,对于结果不注重在对与错,而注重能否分析原因,是否能够找到解决问题的方法。同时对在通信竞赛中获奖、在刊物上和获得发明或专利的学生给予加分。从而有意识地培养学生创造性思维、创新意识和创新能力。

3 结语

只有通过对通信原理课程教学现状、教学内容、教学方法和考核方式等方面的进行改革,采用多样化的教学与实践形式,在教学模式上力求以“学生为主体”,激发学生的主动性,创造性和适应性,才能使之成为高素质的创新型人才。

参考文献

[1]张士兵,章国安.通信原理课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2006,28(4):11-13.

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中图分类号： TN929.11 文献标识码： A

1前言

光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的快速发展历史只有二十多年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。进入21 世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离） 光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光是一种频率极高的电磁波，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。

2 通信原理

2.1 光纤的优点

光纤是由中心的纤芯和的包层同轴组成的圆柱形细丝。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外，在应用中，光纤常按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种，而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤，并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛。主要原于它具有以下特点：

1） 通信容量大、传输距离远。一根光纤的潜在带宽可达20THz，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里；

2） 信号串扰小、保密性能好；

3） 绝缘、抗电磁干扰性能强，传输质量佳；

4） 光纤线径细、重量轻，原料为石英，节省有色金属铜材料，有利于资源合理使用；

5） 具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点；

6） 无辐射，难于窃听，因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外；

7） 光缆适应性强，寿命长。

2.2 光纤通信的原理

所谓光纤通信，就是在发送端首先要把传送的信息（如话音） 变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率） 变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。然而，由于目前技术水平所限，对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内，尚未达到实用化水平，因此目前大都采用强度调制与直接检波方式（IM- DD）。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。

基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据是数字，声音，图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图像、数据等信息。

2.3 光纤通信系统

光纤通信系统的主要工作流程如图2- 1

图2-1 光纤通信系统

2.3.1 PCM电端机

在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（Pulsecodemodulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。

2.3.2 光发信机

光发信机是实现电/ 光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM 电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。

2.3.3 光中继器

光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲进行整形。

2.3.4 光收信机

光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端机去。

2.3.5 光纤连接器、耦合器等无源器件

由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

2.4 光纤通信的应用领域

光纤通信的应用领域很广泛，主要用于通信中继网和用户接入网。光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现已全面使用光纤通信，并形成了占全球优势的比特传输方法。光纤通信还可用于全球通信网、各国的公共电信网（如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线）、高质量彩色电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线（CATV） 系统等。

3 光纤通信技术的发展前景

过去有人对光纤通信的发展情景，有些困惑。其一，在2000 年IT行业的泡沫，使光纤通信的生产规模投入过大，生产过剩，IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤，国外对中国倾销。其二，有人认为光纤通信的传输能力已经达到10Tbps，几乎用不完，而且现在大干线已经建设得差不多，埋地的剩余光纤还很多，光纤通信技术不需要更多的发展。

3.1 光纤到家庭（FTTH） 的发展

FTTH可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式，对于实现信息社会有重要作用，还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3 倍。过去由于FTTH 成本高，缺少宽带视频业务和宽带内容等原因，使FTTH还未能提到日程上来，只有少量的试验。近来，由于光电子器件的进步，光收发模块和光纤的价格大大降低；加上宽带内容有所缓解，都加速了FTTH的实用化进程。

近来，无线接入技术发展迅速。可用作WLAN 的IEEE802.11g协议，传输带宽可达54Mbps，覆盖范围达100 米以上，目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输，包括上下行数据和点播电视VOD的上行数据，对于一般用户其上行不大，IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输，当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+ 无线接入”（FTTH+ 无线接入） 的家庭网络。这种家庭网络成本大大降低，维护简单。接入网采用无线是趋势，但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑，与FTTH相差无几。FTTH+ 无线接入是未来的发展趋势。

3.2 光纤通信的市场

FTTH毕竟是信息社会的需求，光纤通信的市场一定有美好的情景。目前，我国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备，可能需要等待一段时间。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD，有比较强的经济力量，现在已经采用光纤到住地PTTP 来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于起步试点阶段。试点的作用，一方面是摸索技术和建设的经验，另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以，现在电信运行商，地方业主都积极对FTTH试点，以便发展宽带业务。因此，广播运行商受到巨大的挑战，广播商应加快发展数字电视的进程，并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视，还需要对电缆电视网双向改造，如果采用光纤网，可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。

参考文献