时间：2022-09-20 04:38:15
导语：在大学通信论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
[关键词]通识教育必要性我国大学
近十多年以来，通识教育成为我国一个热门的教育话题，不少国内大学纷纷推出本科生教学改革方案和各种通识教育课程，在本科阶段推行通识教育，试图改变传统本科生教育过分强调专业化的倾向。
我国大学必须以通识教育来维护教育的本质和大学的使命。复旦大学哲学系教授王德峰提出，当代大学存在理念危机，他认为缺失大学理念的大学只是一个执行职业培训功能的机构，是整个市场经济的一种产业，进而导致教育转变为商业行为，不再成为真正的教育。虽然通识教育担负着重要的使命，但在现实中通识教育却面临着种种困境。实施通识教育的过程中遇到的问题很客观、很现实、很尖锐。但是“如果大学失去了最后一道防线，我们整个社会将会不可收拾”。路虽然艰难，但是也必须坚定地走下去。爱因斯坦曾经十分精辟地指出：“通过专业教育，他可以成为一种有用的机器，但是不能成为一个和谐发展的人。他必须获得对美和道德上的善的鲜明的辨别力。”长期以来，应试教育使学生成了训练有素的“考试机器”，泯灭了探索的兴趣，素质结构失调。正如甘阳先生在题为《通识教育在中国大学是否可能》的演讲中所说，美国的通识教育正“集中在西方的GreatBooks”置换到中国。通识教育的内容应以中西文明的经典为核心。也就是说，通识教育所要传授的，不是“泛”，而是“精”，是人类文明所沉淀下的精华。
一、通识教育是培养全面发展人的途径
在我国实行通识教育虽然困难重重，但又充满了希望。因为，通识教育代表着人类社会的教育理想，顺应了社会发展的方向。对于大学生的全面发展而言，人格是根本，知识是基础，能力是关键。知识、能力、人格和谐发展，这是对新世纪教育目标的新认识，也是多年探索成功教育的新感悟。21世纪是知识经济的时代，却也恰恰是我们不需要被知识束缚住手脚的时代，拥有综合能力和人格魅力，才能更好地驾驭知识，并将之变为走向个人成功的力量；反之，徒有满腹书本知识，只能成为知识的奴隶，并将走在时代的后面。我们还要看到短短10年的时间，中国的文化素质教育已经取得了巨大的成绩，从思想观念、人才培养模式到教学内容、教学方法教育制度上都产生了深刻的影响、发生了很大的变化。在思想观念上，人们认识到了不仅要学知识、学做事，更重要的是学做人。在教育内容和途径上，校园文化活动从少到多，日益丰富多彩，文化素质教育从课堂外逐渐延伸到课堂内，通识教育课程从无到有，逐渐增多，人文素质教育有所加强。从其效果看，高校大学生的文化素质得以大大的提高。
二、通识教育是走向成人、成才、成功之路
优秀传统文化是中国大学通识教育的血脉。中华民族优秀传统文化，经过五千年的文明传承和发展和沉淀，是中国现代教育取之不竭的财富。中华民族优秀传统文化中的整体观、变化观、本质观、世界观以和谐、求变、内敛、外延的哲学特色契合了现代通识教育理念对人文精神的价值取向，成为中国大学通识教育理念的核心底蕴。成人、成才、成功，是我们因为我们要培养的是优秀人才，我们要使华外的学生成为当代最好的大学生，成为社会最欢迎的大学生。华外的学生应该有这个理想。最后那个全方位就是德智体美劳全面发展，知识、能力、人格三位一体全面发展，学院秉承的就是这样一个人才观。成人、成才、成功是人生中紧密相连的三个方面。对于我们学生来讲，成人是根本，成才是关键，成功是目标。成人包含着成才，成才也体现着成人，它们共同构成走向成功的目标。同时，成人、成才、成功在人生中相互交织、相互依存，没有止境、没有终结，永远处于动态变化之中、处于不懈追求之中。
在中国特色通识教育发展过程中，有强大包容性的中华文化必然既向西方学习先进的经验，更注重弘扬民族文化，中华传统文化在通识教育架构中的重要地位和熠熠光彩使中国通识教育迥然异趣于世界各国通识教育，同时也奠定了中国特色通识教育的特殊地位。
三、通识教育是时代的要求
时代的需求为中国大学通识教育发展形成强大的驱动力。改革开放以来，中国高等教育的高速发展，既有政府的主导又有学界的努力，但从根本上是社会政治经济大发展产生了巨大的推动力。从对教育专业化的反思到通识教育的大行其道无不反映着社会经济政治对高等教育发展的迫切需求。从中长期来看，中国社会的大发展还将是立体的、全面的、长期的，这样的现实对于中国的通识教育发展而言是莫大的机遇，当然也是挑战。纵观全球，通识教育改革之所以是各国高校改革的着力点，就是因为通识教育在培养人才方面的基础和长效作用。中国社会经济的高速发展必然对中国高等教育提出更高的要求，所以，中国高校的通识教育一定要适应这一发展和变化，要进一步加大中国通识教育的力度。
四、通识教育是一种新理念教育
通识教育是一个全球性的教育话题，是一种新的理念教育，很多国家和地区都为之贡献思路和经验。英国人的通识教育充满了“绅士”的优雅，美国人的通识教育弥漫着“自由公民”的气息，俄罗斯人的通识教育体现着国家的统一意志。通识之“识”是有范围的。任何人都不可能做到真正的“全球通”，且人的精力也是有限的。所谓通识之通，应该是融会贯通、触类旁通。它是对一种相关知识，对自然、对生活的快速适应与应变、调节、处理，并在实践中能够创新。这样在实际问题中能以不变应万变，游仞而有余。钱伟长教授在谈教育创新的时候谈到：教师的教，关键在于“授之以渔”。因此，我想我们的老师在教的时候，无论是人文科学还是自然科学，主要是要教给学生一些思考问题的方法。随着各种新知识、新问题的不断涌现，人们还必须不断地学习新知识，学会处理新信息以应付工作或学习当中碰到的各种问题，而通识教育为进行不断的再教育提供了认识基础和技能，它更注重学习思考能力、批判能力、学习能力的培养，并扩充了学生学习生活的经验。因此，通识教育是非常适合终身学习过程的。而一个人的终身学习的能力对职业岗位的转换来说，在当今社会已变得越来越重要。
参考文献：
1改革的重点与具体措施
1．1教学方法三维可视化为了解决大学生在学习过程中理解困难和前沿性的科研促教中缺乏实验条件验证的教学问题［3］，教学团队将物理建模思想应用于教学实践中，通过三维可视化仿真，使复杂、抽象、烦琐的理论模型变得直观、具体、明了．例如:针对“空间光通信创新实验”课程中的光学天线设计及光传输、激光雷达成像和光子晶体光纤光传输等进行了三维动态可视化仿真．在对前沿性的科研促教中缺乏实验条件验证的情况下，拟采用理论建模与仿真验证方法来实现．
1．2创新实践自主化为了解决自主创新实践能力训练不足的教学问题［4］，教学团队将光通信、微波光子学等交叉学科前沿技术与创新实践相结合，构建了“空间光通信”开放式创新实践平台，建设了综合型、设计型、创新型的开放式专业实验室．依托开放式创新实践平台，开展了大学生自主研究型学习，着力加强大学生自主创新实践能力的培养［5，6］．加强科研促教，拓展创新思维，在“985高校”大学生创新训练计划支持下，实施了创新设计项目40余项．依托科研项目把学生带到学术前沿，进行了形式多样的学术研讨:教授、副教授、博士、硕士、本科生分别定期做主题报告、分组讨论、网上论坛、参加国际国内会议和暑期夏令营等方式促进学术交流，形成良好的学术氛围．学生在开放式专业实验室里自主进行理论建模、仿真设计与实验验证，在规定时间内撰写学术论文等，开展了大学生自主创新能力的培养模式．
1．3多元化的教学评价体系为了解决传统评价方式缺乏对创新实践、仿真设计与课程论文等环节的评价的教学问题［7，8］，教学团队将理论考试和平时成绩相结合，实验操作与自主创新实践相结合，理论建模仿真与课程论文相结合，构成了多元化的评价体系．例如:把理论考试成绩所占的比例下调到60%，而课程论文的比例上升到40%，通过创新项目和课程论文等方式评价学生的学习;通过课程论文答辩方式，依据“假设的合理性、建模的创新性、结果的准确性、表达的清晰性”进行综合评定，实现从应试教育到素质教育的观念性转变．引领学生朝着有利于自身全面发展的方向努力．
1．5开放式教学资源建设为了解决传统教学资源不足的问题，教学团队加强了师资队伍的建设，进行了广泛的国际、国内教学研讨和学术交流．重点建设了丰富的数字化网络资源平台网络课程含教学录相、典型实例、创新设计系列实验教案、经典物理问题、及在线实践编程等模块;适时引入在线答疑、网络论坛及现场演示与讨论等交互式教学形式，形成了模块化、交互式、开放式教学资源平台．
2改革与实践的探索
实例1大学生在牛顿式光学天线系统测试平台(图1)上做的部分实验内容:图2为接收光斑实验测试，图3为利用光束质量诊断仪器测试光斑．通过三维可视化仿真，使复杂、抽象、烦琐的空间光通信系统中的激光传输理论模型变得直观、具体、明了，解决大学生在学习过程中理解困难的教学问题(大学生创新实验设计项目)。例如:老师们课堂上在讲解光子晶体的应用———布拉格光纤光传输特性时，就采用了仿真验证手段．通过详细举例以此来鼓励学生启迪思维、大胆创新设计、勇于实践．以下是学生们根据题目的要求，在老师的指导下做的部分仿真结果图．实例2等周期结构的布拉格光纤仿真(见图4—图6)．实例3空间光通信系统激光传输特性仿真(见图7—图8)．实例4波动方程的(动态)三维可视化(见图9)．图9波动方程(动态)三维可视化图形实例5平面波用柱面波形式展开(见图10)．图10平面波展开为柱面波仿真结果图形以上是具有代表性的大学生创新实验设计．“缺陷的光子晶体在偏振分束器等光学器件中的应用”(大学生参与者:黄鹤、刘天骄、陈逸舟)被学校推荐为2010年国家级大学生创新性实验计划项目;“推帚式激光雷达三维成像创新设计”(大学生参与者:谢国洋、顾大超、童磊)被学校推荐为2011年国家级大学生创新性实验计划项目．通过这种创新事例，能很好地锻炼和培养大学生的创造能力，大大激发了学生的创新欲望和学习兴趣．
3改革的实施成果
该课程未实行教学改革以前，我们实行的是传统教学模式(理论教学+笔试成绩+实验成绩)，教学成果不理想．自从2009年本教学团队开展了对“空间光通信创新实验”课程教学研究型改革与实践的探索以来，特别是加强了针对“空间光通信创新实验”课程中的创新实践平台及《数学物理方法与仿真》、《光学天线设计》、《空间光通信创新设计实验》3本教材的重点建设．建立了1个基于大学生创新基地的空间光通信工程技术研究中心;并依托这个创新实践平台，开展了一系列的教学和科研项目．1)研发了十余个综合创新设计实验，例如:“卡塞格伦光学天线系统的光传输特性分析实验”、“光纤损耗与光纤耦合实验”、“激光准直与多波长光学天线传输实验”、“无线激光大气通信实验”等;2)2012年数学物理方法、三维可视化仿真及创新实践的“三位一体”教学模式改革获电子科技大学教学改革成果一等奖;3)教改项目:2009年“数学物理方法”教学研究与精品课程建设”，2010年“数学物理方法精品课程教学团队建设与改革”;4)团队教师指导大学生创新基金项目40余项，指导大学生40余篇(SCI收录6篇);5)开展了一系列高水平的科研项目，获得了国家自然科学基金项目2项，国家自然科学青年基金项目3项以及横向建设项目等;6)2011年建设了电子科技大学第一座2．0kW单晶硅太阳能发电站，并实现并网发电，以作为大学生新能源创新课题教学示范所用．7)发表教研论文20余篇、科研论文100余篇．取得了显著的教学成果，形成了交叉性学科前沿与创新实践相结合的人才培养模式．(教改前后对比情况见表1)．
4结论
目前移动通信技术发展非常迅速，3G已经成为移动通信的核心，4G也即将开始进行商用。但是高校所用的教材仍然以2G为主，远远落后于技术的发展，而学生对于3G、4G知识的掌握也较2G更为迫切。这就要求教师在教学中根据当前的技术发展增加内容，使学生掌握最新的移动通信技术。同时移动通信这门课程对通信基础知识又有着很高的要求。因此，在教学过程中，对于基础比较薄弱的班级要做到对重点知识的回顾，使学生更好地接受和理解系统的组成原理，在此基础上还要对新技术进行涵盖，教学内容非常多，导致了大量的知识点与有限的课程时间的矛盾，这就需要教师在课程教授过程中对教学内容进行必要的筛选、更新和重构，使其既能反映该学科领域最基本、最核心的知识，又能反映学科最新的进展和动态[2]。为解决大量的教学内容和授课时间有限这一矛盾，在教学中首先应对学生具体的知识基础和接受能力做一个正确的评估，随时依据课程要求和学生的实际情况对教学内容进行选择性的删减，进而体现课堂教学的精髓。本人所教授的班级分为本科和专升本，对于这两个班级的学生，授课内容就有所差别。移动通信的课程内容涉及到无线信道的衰落分析和估算，信号调制、解调原理及技术，纠错编译码理论等，这些内容在通信原理、微波与天线等前期课程中都有所涉及，对于本科的学生授课时要注意避免知识上的重复，应围绕移动通信的特点有选择地讲解相关内容，比如书上第2章是调制解调，本人在授课过程中只着重讲解了扩频，其他的内容留给学生自学。在授课过程中更多的是强调各章节的联系，从而把教学内容的重心从第二代移动通信系统及相关技术的研究向第三代移动通信系统转移。而专升本学生由于基础较差，完全凭借自学难于掌握，除了要求自学之外，还需要针对学生的掌握程度对重点内容进行讲解，在学生掌握了基本知识、基本原理的情况下，着重掌握2G网络的构建和组成，再逐步地向3G过渡，力保学生在有限的学时内能够学到更适合他们掌握的知识。
二、教学方法改革
1.多媒体授课。移动通信课程的内容覆盖面广，如果单纯采用传统的板书方式来讲授，不仅耗费时间，影响教学效率，对于一些系统流程的展示，也不够生动形象。为解决课时少内容多的矛盾，本人采用信息量大且形象直观的多媒体课件进行辅助教学。对于一些重要的公式、推导采用板书的方式，对于原理方框图、小区规划、网络结构等使用多媒体进行教学。本人还搜集整理了大量基站、天线、网络区群结构等相关图文信息，通过动态演示与分析，将整个通信领域所涉及的整体设备和完整系统进行展示，使学生可以全面了解整个通信领域的各个环节，建立全网的概念，开阔了学生的思路，提高了学生的学习兴趣[3]。2.讨论学习法。传统的教学方式不重视与学生的互动，即教师满堂讲，学生只负责听课，这样很难激发学生的学习兴趣，锻炼思考能力。为了使学生积极的参与教学，可采取讨论的形式，以学生为主、教师为辅的课堂教学方法。由教师根据教学内容选定一个讨论课题，将学生分组，各小组内成员进行讨论，在由小组内选派一个代表进行组间讨论，各组内成员可对代表的阐述进行补充，由教师根据学生的积极状态，讨论结果给予一定的平时成绩。在此过程中，以学生为主体，教师只是起到导向的作用，指导学生讲解和组织讨论，学生通过讨论，对一些问题理解的会更加透彻，这种方法不仅调动了学生的主观能动性，还充分发挥了学生的想象空间[4]。3.提交论文。为了培养学生研究问题的能力，教学过程中指导学生对感兴趣的内容撰写论文。论文题目可由教师制定，也可以由学生根据自己的兴趣自主选择。要求学生在一定时间内查找资料，提交论文，并以随机抽查的方式，让学生进行讲解，并对论文进行评判。评判方式可采取抽取若干学生的论文，组织大家进行讨论，或者教师选择若干论文为学生进行讲解，这样可以提高学生撰写科学论文的兴趣和水平。
三、考核方式
传统的考核方式是以期末考试作为学生的最终成绩，这种方法难以对一个学生所学知识和综合能力进行客观的评价。为了对学生的评价更加综合和准确，除了取决于客观的考试或作业成绩外，还由主观的师生互动关系与课堂参与程度所决定。具体由以下几个方面进行评定：（1）期末考试，考查对基本知识及前沿技术的掌握程度；（2）课堂讨论，将课堂参与列为期末成绩考量的标准，可以鼓励学生积极思考，带动课堂气氛；（3）撰写论文，考查学生研究问题及创新运用的能力；（4）作业成绩。
四、教学实践
移动通信是实践性很强的一门课程，如果只立足于理论教学，满足不了现阶段人才培养的需要，而一般的实验设备只能做验证性实验，学生对实际运营情况无法真正了解，因此我系在外出实践环节中组织学生到联通公司、农垦总局通信公司等单位进行观摩学习，在实习过程中学生可以接触到主流商用通信设备和技术。在现场了解基站、移动交换中心等设备的运行情况，与技术人员进行交流、沟通，把课本上的理论知识与实际设备、技术相联系，从而更好地理解移动通信课程涉及的技术和系统，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
五、结论
关键词：研讨式教学；科研能力；现代数字通信；课堂教学
课堂教学是研究生培养的重要环节，是研究生从事后续毕业论文工作的基础，是研究生实现从本科学习到研究生学习的重要转折阶段。研究生尤其是学术性研究生的培养目标，不同于本科生，主要体现在：搭建合理的知识结构，了解学科前沿；具有创新精神并掌握创新方法；通晓本学科的常识与规范；具有较强的逻辑思维、归纳、总结和表达能力，具有较强的论文和技术报告的撰写能力，具有合作交流能力；具有自主学习与终身学习的能力，具有较强的独立工作能力【1】。探讨新的教学方法，在课堂教学中揭发学生的创新思维和培养学生独立从事科研的能力，对提高研究生培养质量具有重要意义。
研讨式教学方法，是与传统的“传授知识-接受知识”教学方法不同的新的教学模式，它的教学主体包括老师、学生等所有具有认识和判断能力的课程参与者，他们就某一主题的认识，最大限度地进行多角度、多层次的认识互动，共同讨论与交流【2-4】。我们就近年来在研究生课程《现代数字通信》课堂教学中进行研讨式教学方法实践，在学生文献检索、文献综述、专业知识学习、学术报告与科技论文写作等独立科研能力培养方面的粗浅体会与同行交流，期望得到批评指正。
一、研讨式教学方法实施
《现代数字通信》课程是我校电子信息工程类研究生的专业基础课，在研究生第二学期开设，每年有较多的学生研修该课程。在课程学习后学生将进入毕业论文工作，部分学生在课程学习时已开始毕业论文工作。我们希望学生通过该课程的学习能够掌握通信与网络的基础理论和技术，了解现代数字通信技术发展现状，并培养学生科研工作的一些能力与规范。我们将从教师讲授、专题研讨、成绩评估三个方面介绍我们在《现代数字通信》课程课堂教学上运用研讨式教学方法的实践。
1.教师讲授
我们将教师讲授模块化分为：基础理论讲授、科研基本方法与规范讲授两个部分，约占三分之一课时。基础理论讲授部分，主要采用传统的课堂授课方式，讲授通信与网络的基础理论和技术，包括信道模型、编码技术、调制技术、接入技术、交换与组网技术等，除简单回顾大学通信原理与计算机网络的基础知识之外，主要补充高级的通信与网络理论和技术，为专题研讨作知识准备，采用了国外著名大学通信与网络方面研究生教材【5-6】。
科研基本方法与规范讲授部分，主要讲授文献检索、文献阅读、科技交流、科技论文写作等方面的方法与规范。文献检索向学生介绍信息工程领域常用工具，如：SCI文献索引数据库、谷歌学术搜索引擎、维基百科、IEEE数据库等的使用。讲授根据题目、摘要、关键词、作者等进行文献查找筛选的方法。文献阅读介绍三关阅读方法。科技论文写作讲授内容包括标题、摘要、引言、正文、结语、图表、科技术语的写作方法与常用写作规范【7】。科技学术交流主要介绍PPT制作方法、演讲技巧等。
另外，在学生开始专题讨论之前，教师可以围绕自己的科研工作或感兴趣的题目，给学生做一次学术报告，并引导学生参与讨论，目的是给学生一个做学术报告的范例。在本门课开始的第一次课，我们将本学期的专题讨论内容提前向学生公布。学生将根据自己的兴趣爱好、从事的毕业论文研究课题选择某个专题，自由组成团队，并推举团队负责人，提前准备研讨内容。学生也可以自己选题但需得到老师认可。对于个别学生，老师可以指定加入某个团队或组建新的团队。
2.专题研讨
专题研讨是本课程的主要部分，约占三分之二课时。我们根据教学大纲、现代数字通信的发展现状与趋势和我校电子信息工程类研究生往年毕业论文选题情况，对专题研讨内容进行划分，目前专题内容主要包括：无线自组织网络与无线传感器网络、协作通信、深空通信、认知无线电、超宽带通信、实时通信与机载网络、扩频通信与保密通信、卫星通信与网络等。每年根据上一年教学情况，专题内容会略有调整。学生可以就某个专题或某个专题下的子专题准备研讨内容，开展学术讨论。学生以组为单位根据选择题目分工合作，查阅文献，准备PPT和技术报告。准备内容包括：概念内涵、研究意义、研究现状与趋势、关键技术、开放问题、自己观点、研究设想、总结等。
课堂上每组推举一名学生作为主讲人，利用多媒体陈述演讲内容，考察学生制作演讲文稿、组织演讲内容、演讲仪态和现场驾驭能力，教师做好记录。针对报告内容，首先发动学生向报告人提问，要求报告人或同组成员回答和解释问题，允许学生提出自己的观点和进行争论。学生回答完毕后，教师向报告人提问，在师生之间展开讨论。针对报告人的演讲文稿制作、内容组织、演讲仪态和回答问题的情况等，教师进行点评，对课堂中出现的学术争论一般不做“是”或“否”的绝对性评价，启发学生进一步调研文献和思考。
3. 成绩评估
《现代数字通信》课程成绩由四部分组成，分值比例如下：期末笔试30%，演讲成绩30%，技术报告30%，课堂讨论10%。期末笔试主要考察对教师讲授的基础理论知识的掌握情况，采用闭卷形式。演讲成绩会在每次研讨课时，随机抽取10名学生民主评议，去掉最高和最低分后的平均成绩作为演讲成绩，评定标准如表1所示。同一组的同学原则上分数相同。演讲结束后，报告人小组同学将根据演讲文稿、教师和同学提出的问题和意见，独立整理和提交技术报告，教师根据技术报告对每个同学评分。任课教师认真批改技术报告，技术报告批改完毕并给出成绩后，会返还给同学，让他们知晓自己的不足之处，进而提高自己。教师到期末根据学生参与学术讨论的情况，给出课堂讨论部分成绩，以便鼓励学生参与讨论。采用综合成绩评定方式，有利于鼓励学生参与整个教学过程，发挥其主观能动性。#p#分页标题#e#
二、体会与不足
通过《现代数字通信》课程研讨式教学方法实践，我们有下面体会：
1.结合热点进行演讲示范，提高学生对研讨课的兴趣
例如，目前IP地址资源耗尽问题是社会关注热点，教师很快作了IPv6的专题讲座，引起了学生的极大兴趣和热烈讨论。学生不但对网络协议有了更深入的掌握，也学会了演讲中问题提出、知识讲授、演讲驾驭的一些技巧，很好地促进了学生专题研讨质量的提高。
2.教师素养是研讨教学成败的重要因素
教师在研讨课中的角色，首先是一个主持人。而主持人的学术素养、人格魅力、敬业精神等是研讨教学成败极其重要的因素。因此，作为研讨课程的教师，必须对交流主题所涉及的学科领域有较深的了解，具有良好的组织、协调能力，并有良好的人格且为学生所接受。教师的课堂行为主要表现为：穿针引线，使课程进展顺利，并避免自身成为课堂的中心；要鼓励、接受、支持合理的各种观点；鼓励每一位学生通过听与讲充分互动，避免个别学生唱主角；当好听众，善于从学生的评论和观点中发现问题、提出问题，并做好阶段性课堂总结。
3.前期充分准备是学术交流成功的保障
部分同学以前很少接触外文文献，面对大量文献资料，抓不住主题，无法有效地组织好自己的报告内容，有的报告内容肤浅，甚至出现偏题的情况。有的学生在做报告时，盯着电脑屏幕念屏幕上的文字或打印出的演讲稿。有的题目大多数同学不太熟悉，出现讨论冷场现象。为此，教师应指导学生以所选专题领域的一两篇综述文章为基础，查阅文献，展开论述。要求小组同学事前多讨论，演讲同学事前多模拟练习。教师审查通过的演讲文稿才能进行演讲，并且演讲人在演讲前几天需将演讲文稿发给所有同学，让其他同学事先熟悉内容，对该专题感的同学还可以做进一步调研。这样演讲时课堂气氛会很活跃，讨论也很热烈。
三、结束语
研讨式教学方式是教师与学生平等相待、教学相长的过程。任课教师需要不断学习，了解国际学科前沿。在课堂教学过程中，通过与同学的平等讨论与思考，教师的学术水平也会得到进一步的提高。教师在备课时，需要精心准备授课资料和素材；授课时，要很好地控制时间，注意调动大家参与讨论的积极性，调动大家的学习兴趣。通过研讨课，学生普遍感到自己的学术交流能力、提问能力、对话能力、课堂参与的积极性，甚至社交能力、精神面貌等都有所提高和改进。初步统计有95%以上的同学对这种授课方式持肯定态度。研讨式教学法是教学改革的积极尝试，它将研究生独立科研能力的培养目标落实到研究生课程教学中，在加强研究生自学能力、学习方法及科学研究能力培养的同时，也激发了学生的创造力和想象力。
参考文献：
[1] 胡玲琳. 学术性学位与专业学位研究生培养模式的特性比较[J]. 学位与研究生教育, 2006, (4): 22-26.
[2] 沈文捷,朱强. Seminar教学法：研究生教学的新模式[J]. 学位与研究生教育, 2002, (7-8): 43-47.
[3] Rodriguez-Farrar HB. The teaching portfolio: A handbook for faculty, teaching assistants and teaching fellows [M]//Third Edition. Providence: The Harriet W. Sheridan Center, Brown University, 2008: 7-12.
[4] Fisher M. Teaching at Stanford: An introductory handbook for faculty, academic staff, and teaching assistants, Revised Edition [M]. Standord: The center for teaching and learning, Stanford University, 2007: 49-59.
[5] Bernard Sklar, Digital Communications: Fundamental and Applications (Second Edition), Person Education, 2003.
引言
随着“大学生就业难”问题的日益突出，中国高等教育面临严峻的考验。越来越多的人开始质疑，高等学校到底能不能培养出适应社会需求的有用人才。造成这种局面的原因很多，其中主要的原因有三点[1]：高校专业设置与快速变化的市场需求有一定差距；知识陈旧，转化率低；现行教育过于追求知识体系，缺乏加强学生实践能力培养的有效手段，扼杀了学生的创造精神。企业对各类专业技术人才和管理人才的需求变化速度远高于高校专业培养人才培养速度，形成了人才供需市场配置的时间差[2]。只有在国家教委的有效指导、调控才能缓解此矛盾。青岛农业大学自2004年开始了全校性的实践教学改革活动，2007年，进入“强化实践技能，和市场接轨”的实践教学改革的第二阶段。
1 通信工程专业实践教学现状
实践教学是课程教学的重要组成部分，是巩固理论教学成果的重要环节。通过实践教学，使大学生深刻体会蕴涵在各门课程中的科学精神和揭示事物本质规律的内容，培养大学生的创新精神和实践能力[3]。学校要求把实践教学落实到每一个学院、每一门课程和每一位教师，体现在专业培养计划、课程教学大纲和教师的岗位职责中。经过第一阶段的改革，我校实践教学安排已经达到教育部在高校评估中规定的优良标准。
通信工程实践教学环节主要包括课内实验、课程设计、毕业设计（论文）等。专业课中有85%以上的课程开设了实验课，专业选修课的实验课开设率近80%。理论课学时和实验课学时之比约为6：1。课内实验分为验证性实验、综合性实验、设计性实验。验证性实验，要求学生在掌握理论知识的基础上通过实验设备验证理论知识的正确性。综合性实验强化对已学知识的综合运用能力和分析、解决较复杂实际问题的能力。设计性实验使学生掌握基本的设计方法及调试方法，拓宽知识面。通信专业有综合性、设计性实验的课程占有实验课程的比例≥85%。根据专业课的学习要求和应用性不同，部分课程除了开始课内实验，还设置了相关的课程设计。课程设计培养学生综合运用所学知识的能力，题目综合性强，所用的知识是课堂所学理论的延伸，促进了学生培养自学能力。毕业设计（论文）是训练学生独立进行科学研究重要环节。通过进行毕业设计（论文），可以使学生了解科学研究的过程，从需求分析、功能设计到具体实现，直接参与科学研究工作的全过程及其各环节，是一次系统的、全面的实践机会。
2 通信工程专业实践教学中的不足
虽然目前通信工程专业的实验和实习安排为提高学生实践能力提供了有利保障，但是在具体操作过程中仍存在一定问题。
通信工程专业的硬件实验较多，绝大多数硬件实验利用实验箱完成。用实验箱做实验有以下缺点[4]：一、大多数实验箱开发厂本文由收集整理家都能根据授课的重点设计实验内容，但是实验箱把功能模块都集成封闭起来，让学生不能接触信号处理的各个环节；二、实验箱比较适合验证性实验，由于实验箱的功能模块固定，所以能作的综合性、设计性的实验项目比较有限，不利于学生创新、设计能力的培养；三、利用实验箱所作的实验内容较陈旧，与生产脱节大，不能达到注重实践和提高学生素质教育的目标。
部分专业课之间联系比较紧密的，课程之间的这种密切联系目前在实验、实践课程中体现的还远远不够。一门课中学到的原理可能应用在多门课中。例如《信号与系统》中讲到的著名的nyquist采样定理是《数据压缩》、《通信原理》中数据采用基本依据，采样电路的硬件实现方法又在《微机原理》、《高频电子线路》等课程有不同的实现方案。让专业课的知识融合贯通有利于学生综合能力的培养，这也是实践教学改革的内容之一。
3 改革实践教学的具体措施
3.1 继续推进课程内实验教学改革
课程内实验主要分为验证性实验和综合、设计性实验。在保证一定学时的验证性实验以促进学生对课堂上传授的基础理论的掌握之外，改革部分实验中的综合、设计性实验内容，使之于实际应用结合地更加紧密。例如《程控交换原理》中设计性实验是数字时分接线器编程，实验目的是了解数字时分接线器的编程方法，熟悉t接线器的工作方式，其它实验都是验证性实验。可以调整实验安排，加上“程控交换机电话用户开户”、“分别用1号信令或7号信令传输话务”、“对比建立局内呼叫和局间呼叫的不同”等在电信局业务中实际用到的各种操作作为选做实验。
3.2 增加综合多门知识的实践教学环节
通信工程主要学习通信系统中所涉及的各方面知识。通信系统主要解决信息如何从信源端经信道传到信宿端。扩展高低频电子线路课程设计的内容，加入《通信原理》、《信息论》的内容，把信源编码、无线信号的传输、信宿解码实验综合在一起。结合信息传输的实际过程，加设多平台通信综合实习。该实习主要内容是利用程控交换机、光纤通信设备、综合业务数字平台和无线基站实现模拟电话业务、计算机网络业务、无线通业务的传输。在解决这一问题时，涉及到了程控交换、计算机网络、无线通信、光纤通信等多学科知识，能充分调动学生学习思考的主动性。这些业务在实际生活中占有较大的市场，与生产、生活联系紧密。通过了解、学习此类业务，能够增强学生的市场适应能力。
3.3 加快实习基地的建设
虽然通信工程专业配有校内专用的实训中心，在实训中心可以模拟一些简单的通信业务，但是由于资金和规模限制，学校的设备比使用中的设备要简单，处理的业务类型也不够丰富。学生通过到工作现场考察，能够学习通信运营的常见业务。目前，通信工程的实习基地还很少，不能满足学生熟悉生产的需要，所以加快校外实习基地的建设成为学生学习生产技能的重要途径。
4 总结
1. 来稿请使用在线投稿系统（省略.cn），本刊不接收纸质稿件。
2. 来稿必须提供第一作者所在单位介绍信（可以使用彩色扫描件，也可以单独邮寄），以证明来稿内容真实、可公开发表，作者署名真实、无争议，无专利争议，无泄密，无一稿两投或多投；同时请支付稿件审理费50元（约稿除外）。文章第一作者非通信作者的，必须提供通信作者姓名和联系方式（E-mail），并经通信作者认可。
3. 来稿如系基金资助课题所产生的论文，请在文稿首页左下角注明课题名称及编号，如“国家自然科学基金资助课题（No：30930051）”，这样，作者将享受我编辑部制定的“减、免版面费，优先安排发表，稿酬从优”等优惠政策。
4. 文稿内容应包括题名（一般不超过20个字，避免使用非公知公用的符号）、作者姓名、作者单位（具体到科室）、所在城市、邮政编码、中文摘要、3～6个关键词、正文（应论点明确、资料准确可靠、文字精炼）及参考文献。超过3 000字的论著请提供与中文对应的英文题名、作者姓名、作者单位、所在城市、邮政编码、摘要及关键词。如系临床研究论文请提供“知情同意书”证明。务请在文稿首页右上角注明第一作者详细有效的联系方式（包括办公电话、手机号码、电子信箱等），在首页地脚注明第一作者的出生年份、性别、民族、籍贯（省、市或县）、职称、学位（何专业）、研究方向和E-mail，并注明通信作者的姓名及E-mail等。
5. 文稿的中、英文摘要请尽可能采用结构式，即按目的（Objective）、方法（Methods）、结果（Results）和结论（Conclusion）四部分撰写，长短不超过300字 （英文对应翻译）。
6. 文稿中应使用规范化的名词术语，外文缩写词首次出现时应写出中、英文全称。量的名称和符号必须符合国家标准。计量单位一律按《中华人民共和国法定计量单位》的规定使用，用符号表示，如kPa、mol・L-1等。易混淆的外文字母必须标明文种、大小写、正斜体、上下角标。
7. 文内标题采用阿拉伯数字分级编号，即一级标题为1（2、3……），二级标题为1.1（1.2 、 1.3……），三级标题为1.1.1（1.1.2、1.1.3……），余类推。
8.图表要少而精，具有自明性，勿与文字内容重复，并在文中标出图、表的位置。线条图要求线条均匀，标注完整；照片图要求图像清晰，反差适度，剪裁得当，并注明放大倍数。表格请按统计学制表原则（一般使用三线表）制作。
9. 参考文献以文中出现先后为序排列，常见参考文献著录格式如下：
A. 期刊文章
[序号]主要责任者（不超过3人者全部写出，超过者只写前3名，后加“等”或“et al”）.文题［文献类型标识］.刊名（外文期刊用标准缩写，不加缩写点），年，卷号（期号）：起止页码.例如：
[1] 陈曦，孟翔峰，李艳，等. 玄武岩纤维加强义齿基托材料的机械性能研究[J].东南大学学报：医学版，2010,29（1）:42-45.
[2] KIM Y S, SONG H S, KIM H M, et al. Simultaneous double dislocation of the interphalangeal joint in a finger[J]. Arch Orthop Trauma Surg, 2009, 129（10）:1387-1390.
B. 专著、论文集、学位论文、报告
[序号]主要责任者（不超过3人者全部写出，超过者只写前3名，后加“等”或“et al”）.文献题名［文献类型标识］.版次（第1版可不著录）.出版地：出版者，出版年:起止页码.例如：
[3] 国家药典委员会.中国药典[M].5版.北京：化学工业出版社，2005：149.
C. 析出文献
[序号]析出文献主要责任者.析出文献题名［文献类型标识］//原文献主要责任者.原文献题名.版次.出版地：出版者，出版年：析出文献起止页码.例如：
[4] 赵宇亮，汪冰，丰伟悦，等.纳米材料对健康的影响及分析评价[M]//许海燕，王琛.纳米生物医学技术.北京：中国协和医科大学出版社，2009：331-376.
D. 电子文献
[序号]主要责任者.题名［文献类型标识/文献载体标识］.出版地：出版者，出版年（更新或修改日期）［引用日期］.获取和访问路径.例如：
[5] Online Computer Library Center, Inc. History of OCLC[EB/OL]. [2000-01-08]. 省略/about/history/default.htm.
10. 投稿后2个月未进入“待发表”或“录用（确定年期）”状态，可自行处理。
11. 本刊对录用稿件按所占版面收取版面费，出版后按规定致酬并赠送当期期刊2册。
关键词：温度传感器，湿度传感器，GSM，远程监测
1、引言
高级别的质量检测需要在高质量的环境中进行。温度和湿度是环境的重要参数，对温湿度的监测是实现优质环境的重要手段。为了避免人为干扰环境和提高效率，远程监测是一种有效的方法。目前的远程监测系统大多采用以太网络、无线数据传输模块或zigbee无线网络传输数据[ 1-6]。但是，以太网是有线传输，需布线，受地理环境影响较大；无线数据传输模块的传输误码率高，可靠性差；zigbee是专用协议无线网络，成本高，开发难，而且覆盖范围有限。本文提出一种基于GSM的温湿度远程监测系统，具有传输误码率低、成本低及覆盖范围广等优点，并且可与监测人员的手机绑定，实现随时、随地，移动监测。
2、传感器的数学模型
2.1 半导体温度传感器原理
根据PN结理论，在一定的电流模式下，PN结的正向电压与温度具有很好的线性关系。对于理想二极管，只要正向电压VF大于几个KT/q，其正向电流IF与正向电压VF和温度T之间的关系可表示为
(1)
式中IS 为二极管反向饱和电流， K 为波尔兹曼常数（1.38×10-23J/K），T 为绝对温度（K）， q为电子电荷（1.602×10-19库仑），
整理后，得
(2)
如前所述，晶体管的基极一发射极电压在其集电极电流恒定条件下，可以认为与温度呈线性关系[7]。
2.2 阻抗型高分子湿度传感器原理
阻抗型高分子湿度传感器的感湿原理如下：高分子湿敏膜吸湿后，在水分子作用下，离子相互作用减弱，迁移速度增加；同时吸附的水分子使解离的离子增多，膜电阻随湿度增加而降低，由电阻变化可测知环境湿度。阻抗型高分子湿度传感器复阻抗与空气相对湿度、材料配方和电极结构都有关系： 与我有关系
(3)
其中m为叉指对数，b为单个叉指长度，n为电化学反应电子转移数，f为法拉第常数，c*为氧化剂浓度，D为扩散系数[8]。
但由于传感器的材料配方、电极结构等方面的不同，导致各种不同的阻抗型高分子湿度传感器的特性曲线有较大差别，不能用统一的曲线来概括。
3、远程监测系统
本系统采用先进的GSM无线通信技术、配合以嵌入式解决方案和数据采集等先进技术，构建了一种基于GSM的温湿度远程监测系统。
3.1 系统组成及功能
系统分为监测中心站和远程监测终端两个部分:监测中心站主要有PC主机、GSM通信模块TC35i组成（或用户手机）；远程监测终端主要是由LPC2148ARM内核控制器、GSM通信模块TC35i、信号调理电路、人机接口和通信接口电路组成。监测中心站通过GSM网络与监测终端进行无线远程通信,实现了基于GSM的远程监测。系统结构图如图1所示。
图1 远程监控系统框图
系统实现的功能主要包括数据采集、数据传送、报警、实时控制和数据处理。远程监测终端主要负责采集温度、湿度、2项数据，根据监测中心的命令进行实时上传数据。中心对收到的采集数据进行处理，报警，实现实时监控。
3.2 温度检测电路
本系统采用AD公司生产的单片半导体集成模拟型温度传感器AD590。它具有线性度高、精度高、体积小、响应快、价格低等优点,测温范围为-55~+150℃。具有良好的互换性,非线性误差为±0.3℃。此外,AD590的抗干扰能力强,信号的传输距离可达100 m以上[9]。
流过器件AD590的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数：
(4)
式中，—流过器件(AD590)的电流，单位K
AD590的灵敏度为1μA/K,0℃时输出273μA电流,每上升1℃输出电流增加1μA ,每下降1℃输出电流减小1μA。AD590基本测温电路如图2所示。
图2 温度检测电路
3.3 湿度监测电路
系统采用CHR-01型阻抗型高分子湿度传感器，其复阻抗与空气相对湿度成指数关系。其基本特性为：工作电压1V AC（50Hz ～ 2 K Hz），检测范围20%～ 90% RH，检测精度±5%，工作温度范围0℃～＋85℃，特征阻抗范围21 ～ 40.5KΩ。湿度传感器阻抗变化与温度有关，其关系见规格书中湿度阻抗特性数据表，通常先检测温度，然后按阻抗查表获得湿度值。由于直流电压可使水分子电离，加速老化，所以采用交流电压测试其阻抗[10]。
将CHR-01与555构成多谐振荡器，通过检测频率，进而获得阻抗。湿度检测电路如图3所示。
图3 湿度检测电路
低电平表达式：
高电平表达式：
输出频率表达式：
(5)
利用单片机的定时器/计数器进行频率测量，假设计时时间为T(s)，此期间计数值为N，则被测频率f=N/T
则CHR-01的阻抗为
(6)
其中R1与C的选择很关键，电容C要选择高精度电容，一是保证其充放电的能力，二是为了其电容值精确，更方便计算湿敏电阻的返回值。
3.4 GSM模块
本系统采用西门子公司工业级GSM模块TC35i进行远程数据传输。TC35i支持中英文短消息，自带异步串行通信接口，方便与PC机和单片机接口，可传输语音和数据信号，通过AT命令可实现双向传输指令和数据，波特率可达300b/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Short MessageService，短消息)，电源范围为直流3.3～4.8V，电流消耗为空闲状态为25mA，发射状态平均为300mA。
3.5 微控制器LPC2148
现场监测站采用了PHILIPS公司基于ARM7 TDMI-S 内核的微控制器LPC2148作为主控制器，完成现场监测站的全局控制。论文参考网。LPC2148内嵌32KB 的片内静态RAM 和512 KB 的片内Flash 存储器，片内集ADC、DAC 转换器，实时时钟RTC，2 UART ,及USB2.0等多种接口。具有JTAG调试接口、方便在线调试，而且应用电路相对简单，开发和生产的成本低。芯片可以实现最高60 MHz 的工作频率，能够满足嵌入式系统μC/OS-II 及人性化的人机界面的要求。大容量的内存，方便了收发短消息时的数据缓冲。
4、系统的软件设计
系统采用GSM无线通信模块TC35i实现远程数据通信，TC35i通过AT命令来进行控制，采用短消息方式进行数据传输。系统软件包括现场监测站软件和监测中心站软件两部分。现场监测站软件主要完成短消息收发、PDU数据协议分析、A/D转换、串口通信及人机接口的功能，其中重点是短消息收发和PDU数据协议分析，这是解决现场监测站与监测中心站之间远程无线通信的关键。论文参考网。监测中心站的短消息收发及PDU数据协议分析与现场监测站软件流程基本相同，不再赘述。
4.1 发送短消息
发送短消息的过程:首先将短消息中心号码、对方号码、短消息内容编码成PDU格式;然后计算出短消息的长度,发送AT+CMGS=〈lenghth〉〈CR〉,〈CR〉代表回车即ASCⅡ码0x0D。等待TC35i模块返回ASCⅡ字符“〉”,则可以将PDU数据输入,PDU数据以〈Z〉作为结束符。短消息发送结束后模块返回〈CRLF〉OK〈CRLF〉。发送短消息流程图如图4所示。
图4 发送短消息流程图
4.2 接收短消息
接收短消息使用定时器进行周期性串口查询的方式。短消息到达后,计算机可以接收到指令〈CRLF〉+CMTI:“SM”,INDEX(短消息存储位置)〈CRLF〉。读取PDU数据的AT命令为AT+CMGR=INDEX〈CRLF〉,执行此命令后模块返回刚刚收到的PDU格式的短消息内容。收到PDU格式的短消息后,将这个短消息进行解码,解码出短消息发送方的手机号码、短消息发送时间、发送的短消息内容。接收短消息流程图如图5所示。论文参考网。
图5 接收短消息流程图
6、结论
为了实现质检所需的优质环境，本文研究一种基于GSM的温湿度远程监测系统。设计了以LPC2148为核心的现场监测终端系统，实现温湿度的采集，短消息收发及人机接口等功能，并通过GSM模块TC35i与监测中心站通信，接受指令并实时上传信息，实现了监测中心对现场温湿度的远程监测。实验表明，本系统传输误码率低，通信可靠，具有很好市场前景，也为高效率远程监测系统的实现提供了一种新方法。
参考文献：
[1] 王天杰，原明亭，基于C8051F020的以太网远程监控系统的设计.化工自动化及仪表, 2007, 34 (5) : 36～39
[2] 朱正伟,王昌明，基于以太网的远程电网测控系统的设计与实现[J]. 高电压技术，2005，31（2）：70-72.
[3] 孙静，王再英. 基于以太网远程温度监控系统的设计[J].微计算机信息，2008，24（9）
丁彦闯，韦佳宏，刘广哲. 基于nRF2401 的分布式测温系统设计. 电子测量技术，2008，31（12）：107～109
孙玉坤,王博,黄永红. 基于PTR2000 的无线生物发酵监控系统. 仪表技术与传感器，2007（7）：32～34
[4] 刘卉. 基于无线传感器网络的农田土壤温湿度监测系统的设计与开发. 吉林大学学报，2008，38（3）：604～608
[5] 张军国. 基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾监测系统的研究. 北京林业大学学报，2007，29（4）：41～45
[6] 高文华. 基于ZigBee的温湿度监测系统. 电子测量技术，2008，31（10）：122～124
[7] 张越. 高压开关温度在线监测技术的研究. 燕山大学硕士论文，2001.
[8] 刘若望.高分子电阻型薄膜湿度传感器——元件构造、老化机理、感湿机理探讨. 浙江大学硕士论文，2002
[9] 美国AD公司编写AD590技术手册
[10] 西博臣公司编写CHR-01型阻抗型高分子湿度传感器技术手册
[11] 潘泽友，李凌，袁小兵，等.基于GSM的数据采集信息系统[J]. 仪器仪表学报，2004（2）：520～522
CDMA与3G技术、移动通信系统与工程这二门课是目前广泛使用的通信网、通信系统及相应的技术，理论教学与实际应用的结合.在课程群内部，各课程之间即有纵向知识的联系，又有横向内容的关联.利用现代教学手段提高教学效果充分利用信息资源，利用丰富的多媒体课件形象地展现课程内容和移动通信系统流程，提供丰富的网络资源进行课程内容的跟踪和复习，对一些比较复杂的通信过程，用nash的形式辅助进行讲解，从而极大地激发学生的学习兴趣，使学生能够主动学习，了解更多的知识.
采用类比方式优化学习效果移动通信课程内容更新快，基本理论和关键技术理解难度大，但是该课程和前期的通信原理等课程内容衔接紧密，很多内容有相似性.在教学过程中，以前期课程的知识点为例进行类比，加强课程内容的融合.在讲解TD一SCDMA同步过程等具体系统知识点时，以教师为基站，以学生为终端进行上下行同步过程的讲解.在进行移动通信呼叫流程和物理层过程讲解中，以学生日常拨打手机和被叫等过程为例进行现场讲解，同时结合手机终端和系统基站的具体结构进行类比和实例分析.
以完成项目的方式引导学生独立思考在整个课程中规定两次“Proect’’作为课下作业，该部分内容由学生主动完成，上交时间不作硬性要求.教师确定“Project”的方向和实现的大致目标，题目和具体内容由学生确定.学生大部分以科研论文的形式上交，通过“Project’’方式培养学生对具体工程和对象的整体把握能力.为达到目标，学生需要查阅大量的文献，并且进行整理和分析，给出自己的方案和实现步骤，提高了学生独立思考能力和综合分析能力.
关键词:光子晶体光纤 掺铒波导放大器阵列波导光栅光分插复用器 光交叉连接器
中图分类号: TN801文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-072-03
近年来,人们日益膨胀的信息需求,刺激了全球通信业务的迅猛增长,为光纤通信网的发展带来了巨大的机遇和挑战。密集波分复用(dense wavelength division multiplexing, DWDM)技术能够在一根光纤上同时传送超过200个波长信号,使光纤传输系统的容量达到10Tb/s以上,是目前最具吸引力的光域复用技术。以DWDM技术为核心的光纤通信系统采用光交换技术从本质上降低或消除了系统对光电转换和光电处理的需求,推动光纤通信系统向着超高速、大容量的全光网络方向迈进。
DWDM系统的优势要依赖关键光器件的优越性能才能充分发挥。新型光器件是推动DWDM系统速度、容量不断跃上新台阶的物质基础,因而成为近年来研究的热点内容。DWDM系统涉及的主要光器件有光纤、波分复用/解复用器、光放大器、光分插复用器和光交叉连接器等。
1光子晶体光纤
目前工程中广泛应用的光纤是G.652光纤,它在1550nm附近传输损耗最低,但偏振色散系数较大,要实现长距离、 高速率传输需要加入色散补偿光纤进行色散调节。
朗讯公司发明的全波光纤ALL-wave Fiber将光纤可利用的波长增加了100nm左右,相当于125个波长通道(100MHz通道间隔)。但是它在色散和非线性方面并没有很大改善。
光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)利用光子带隙(Photonic Band Gap,PBG)来导光。原理如图1所示。PCF纤芯是在周期性的结构中抽取几个空气孔而构成。光波在空气孔形成的缺陷中传播。由于空气传导具有更低的本征散射损耗和吸收损耗,因此PCF的性能参数(色散、损耗、非线性效应等)要小于常规光纤。
图1PBG-PCF
结构合理的PCF具有极宽的通信带宽,可以在几乎全波段内实现单模传输。并且,即使放大光纤的结构尺寸,这种“无截止单模特性”仍能保持。目前,光子晶体光纤的模式面积已经达到普通光纤的十倍以上,这大大降低了光在芯中传输的光功率密度,减小了非线性效应。PCF在低于1.3um波长处可获得反常色散,同时保持单模传输,这是常规光纤无法做到的。改变空气孔的排列和大小,光线的色散和色散斜率会随之剧烈变化。合理设计的PCF可以获得超过-2000ps/nm•k m的色散值。普通单模光纤以二氧化硅为材料,不可避免的本征吸收和瑞利散射使得其能量消耗很高。而PCF具有极低的光波能量损耗(
2掺铒波导放大器
光放大器(optical amplifier,OA)的出现和发展解决了衰减对光网络传输速度和距离的限制、开创了1550nm频段的波分复用,是光纤通信发展史上的一个划时代事件。
掺铒波导放大器(Erbium Doped Waveguide Amplifier,EDWA)是继目前已经获得广泛应用的掺铒光纤放大器、半导体光放大器和光纤拉曼放大器之后的又一种具有发展前途的光放大器。
EDWA是由嵌入非晶体掺铒玻璃基片上的波导组成的。在波导中掺入高浓度的Er3+作为增益介质,利用光波导结构将抽运光能量约束在截面积非常小的区域。从而提高抽运光功率密度和有效作用长度,实现在1550nm波长内单位长度波导的高信号增益。EDWA中的泵浦激光器、泵浦复用器、绝缘器和平坦增益滤波器都可以集成在一个极小的封装之内。最小的EDWA模块体积只有1301mm3。
与半导体光放大器比较,EDWA的噪声指数低,振相关性低且无通道串扰。与掺铒光纤放大器比较,EDWA尺寸更小,成本低,便于集成,在特定节点可提供10dB左右的特定增益。
在接入网和城域网中,波分复用器、隔离器、调制器、光交叉连接器等器件都需要与放大器组合使用来补偿其损耗。在网络的多个地点安装少量的小放大器,显然可以获得更高的性价比。
3基于阵列波导光栅的光复用器和解复用器
DWDM系统中的光复用器和解复用器十分关键。实现方法有很多,有干涉滤光器型、光纤耦合器型、光栅型、集成光波导型等。
阵列波导光栅(arrayed waveguide grating, AWG)复用/解复用器属于集成光波导型,具有波长间隔小、通道平坦、低偏振相关性、低插入损耗性等优点,被认为是DWDM系统中光复用/解复用器最可行的实现方案。AWG是一种平面光波导的无源器件,基于平面光波回路技术,将输入波导、输出波导、阵列波导和两个平板波导(自由传播区域)集成在同一个衬底上制成。
来自输入光纤的多波长信号经过AWG之后,在输出端的各个光纤上可以得到具有一定排列顺序的单波长信号。AWG具有双向传输特性,一个方向输入为复用方式,另一个方向输入为解复用方式。
为了达到DWDM系统的性能要求,复用/解复用器件必须满足插入损耗小、隔离度大、带内平坦、偏振不敏感、温度稳定性好、复用通路数多、尺寸小等特点。
目前AWG的制作技术不断进步,使得其性能有了很大提高。采用氟甲基丙烯聚合物,能够制造出信道间隔为0.65nm、14信道的AWG复用器。其3dB带宽为0.19nm,偏振导致的波长偏差仅为0.3nm,几乎是偏振不相关的。在阵列波导上放置一个有窗口的金属掩膜,可以将信道串扰降低到所希望的水平。采用该技术,在阵列波导数为81,输入/输出波导为32时,获得了10Hz间隔,串扰为-17～-30dB(TE模)和16～-27dB(TE模)的32信道AWG复用/解复器。另外,无热AWG控制技术使得AWG几乎可以做到对温度不敏感。而低损耗槽技术能够在100GHz信道间隔的16信道无热硅基AWG复用/解复用器中获得小于3.2dB的插入损耗。
4基于声光可调谐滤波器的光分插复用器
光交换是未来全光网中最为显著的特点之一,它既克服了电交换产生的速率瓶颈,又为智能光网络提供了技术保障。光交换技术可分为光路交换、光分组交换和光突发交换。
光路交换,又称为波长路由,是目前研究比较成熟的技术。波长路由利用动态路由和波长分配、通过光分插复用(Optical Add-Drop Multiplexes,OADM)设备光交叉连接(Optical Cross Connect,OXC)设备,使信号回避电层处理直接通过透明的波长通道或“虚波长通道”(由波长值不同的一系列波长连接起来的一条光路)到达目的节点。
光分插复用器OADM是针对本地网络的关键节点设备,可以分为固定OADM和可配置OADM(ROADM)。后者能够根据网络环境的变化在一条DWDM链路中随意上下路几个波长,而不影响其它信号的透明传输。较之固定OADM更加灵活。一个功能齐备的OADM节点主要包括分插滤波模块、上/下路控制单元、光功率均衡单元、色散补偿单元、保护倒换模块、网元管理单元和光功率监测单元。波长信道的上下路是OADM节点的核心功能,实现技术已有很多,按组成方式可做如下分类:
(1) 分波器+波长交换单元+合波器
(2) 耦合单元+滤波单元+合波器
(3) 波导型OADM
(4) 基于阵列波导光栅
(5) 基于声光可调谐滤波器(acousto-optic tunable filter,AOTF)
基于AOTF的可配置OADM是目前的研究热点。基于LiNbO3晶体的波导型声光滤波器由嵌在LiNbO3晶体中的钛波导组成。结构如图2所示,包括两个对称的偏振分束器(polarization beam splitter,PBS),中间是声光模式转换器。输入光被第一个偏振分束器分为两个方向相互垂直的偏振态(TE/TM)沿着波导两臂传播。射频信号将声波引入波导并沿声表面波导传播,引起光波导折射率呈周期性的调制,折射率的变化引起被选择的波长偏振方向发生变化,TE模式变为TM模式,TM模式变为TE模式,其它光的偏振模式不变。波长的选择由声波的频率决定。第二个偏振分束器用来将被选择的光从入射光中分离出来经下路端口输出,而其他光经直通端口输出。上路波长经上路端口输入,在相应频率声波作用下,模式转换后由直通端口输出。从当输入多个声波频率时,还能实现多路波长同时上下路。
图2AOTF工作原理图
较之其他的OADM方案,基于AOTF的OADM波长寻址范围大、没有可移动的部件、调谐速度快而且隔离度高。AOTF便于集成,有利于减小OADM系统的体积。
5基于光纤Bragg光栅的光交叉连接器
光交叉连接(OXC)能够使不同输入链路间的波长在光域上实现交叉连接,使单独的DWDM网和链路连接起来,形成全局性的DWDM网络。OXC节点的主要功能是实现波长级的波长选路和交叉连接。在此基础上实现波长指配(根据需要为进入光交叉连接的节点的光通道提供合适的波长,建立波长通道连接或者虚波长通道连接)、波长恢复和网络的重构。
基于光纤Bragg光栅(fiber Bragg gratings,FBG)的OXC能够将任何一条入口光纤上的任何一路波长交叉连接到任何一条出口光纤的一路相同波长上。这种波长选择交叉连接功能目前在网络中应用十分广泛。
一种新型的基于FBG的OXC基本结构如图3所示:
图3 新型的2无阻碍交换
一个环形器和两个可调FBG组成了2的OXC。通过调节FBG可以实现任意两路波长信号无阻碍地的平行或交叉连接。
波长为 1、 2的输入信号经输入端口1进入环形器,调节两个FBG使其布拉格反射波长分别为 1、 2,则波长、经FBG反射由输出端口1输出。当FBG的布拉格反射波长均偏离 1、 2时波长 1、 2经FBG透射,由输出端口2输出。若调节其中一个FBG布拉格反射波长为 1或者 2,可使得一个波长相对于输入交叉输出,另一个则平行输出。
以上述2的OXC为基本单元可以组成4的OXC结构如图4。完成任意四路波长信号无阻碍地平行或交叉连接。
图4新型的4无阻碍交换
这种结构OXC具有插入损耗小、使用器件少、可重构性好等优点。
6 结束语
DWDM技术在新的光纤通信系统中获得了越来越多的应用,正在从骨干网向城域网、接入网渗透。但光器件技术的局限影响了DWDM网络的普及和发展。国内外很多公司如Alcatel、华为,中兴等均致力于新型光器件的研究和开发,并不断取得新的进展。未来功能强大、性能优越、价格低廉的新型器件必将促进DWDM网络的发展,加快全光网络进程。
参考文献:
[1]王显亮. DWDM技术应用研究[D].南京:南京邮电大学工程硕士研究生论文,2008.1-3.
[2]王文轩,杨国锋.光子晶体光纤技术及其在DWDM系统中的应用[J].电子元器件应用,2007,9(7):68-77.
[3]巩青志.光子晶体光纤耦合特性的研究[D].南京:南京邮电大学硕士论文,2007.2-3.
[4]郝寅雷,吴亚明.掺铒波导放大器(EDWA)技术及应用[J].激光与电子学进展,2003,40(11):45-51.
[5]徐荣,龚倩,张光海.城域光网络[M].北京:人民邮电出版社,2003.17-31.
[6]杜思伟.阵列波导光栅(AWG)的理论研究与优化设计[D].成都:电子科技大学硕士论文,2008.5-16.
[7]张瑞君.阵列波导光栅复用/解复用器新技术[J].电子与封装,2003,3(1):22-25.
[8]A.Kaneko,S.Kamei,etal.Athermal silica based arrayed waveguide grating(AWG)multi/demultiplexers with new low loss groove design[J]. Electron. Lett, 2000, 36(4).318-319.
[9]C.F.Lam,N.J.Frigo,M.D.Feuer. A Taxonomical Consideration of Optical Add/Drop Multiplexers.Photonic Network Communication,2001,3(4):327-333.
[10]吴磊,郑远,齐江. LiNbO3 声光可调谐滤波器(AOTF)在OADM中的应用[J].光通信研究,2001,4:55-57.
[11]崔建民,冯立辉,崔芳.集成LiNbO3 声光可调谐滤波器及其在WDM光网络中的应用[J].光通信技术,2003,11:36-38.
[12]吴春华.光纤声光耦合器和光环形器构成的新型光分插复用器的研究[D].上海:上海大学硕士论文,2005.15-38.
购物车(0)