光电信息工程论文范文

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第1篇

光纤通信技术之所以获得如此高的评价，其原因在于它所拥有的卓越特点：一是通信距离远，传输信息量大。在光纤这种特殊材质的媒介中，光波传输的损耗极其微小，在没有中继设施的状态下可以传输上百公里，而且信息传输量极其巨大。二是抗电磁干扰能力强，光纤通信具有无线电通信所不具备的抗电磁干扰能力，能够有效保障信号传输质量。三是易于施工和运输。由于光纤体积小，重量轻，对于施工敷设和运输储存都很方便。四是光纤的主要成分是玻璃纤维，使用光纤通信技术可以节约大量的有色金属，有利于环境保护。五是光纤使用寿命长，从而降低光纤通信的维护要求和成本。

2光纤通信技术在电力系统中的应用

随着经济的发展，电网规模不断扩大。当前电力传输正向着大容量和长距离方向高速发展。电力企业不断加强电力通信传输网络的研究力度，以期尽可能地保障信息传输安全和通信网络的高效运行，降低投资成本，提高经济效益。和其他公共通信网络相比，电力系统的通信系统有着突出的特点，业务总量巨大，业务单体容量偏小，信息传递可靠性要求极高，杆路资源丰富等。在使用光纤技术组建电力系统通信网络时必须从电力通信自身的实际特点出发，尽可能地运用已有的优势的基础开展通信网络建设工作。现阶段电力系统通信网络中常见的通信光缆有三种类型，分别是架空地线复合光缆(OPGW）、无金属自撑式光缆(ADSS)、金属自撑式架空光缆(AD-Lash)。

2.1架空地线复合光缆

架空地线复合光缆简称OPGW（OpticalFiberVompositeOver－headGroundWire），该种光缆是专门为电力系统通信而设计开发的，同时具有通信光缆和普通地线两种特性。架空地线复合光缆具有三层结构，由外至内分别是铝线、钢芯和光纤。三层结构采取不同的方式进行组合，从而使OPGW分为层绞式、中心束管式、骨架式3种类型。它具有通信容量大、抗强电干扰能力强、温度特性好、导电性能佳、机械强度高、安全可靠等特点。以该种光缆架设的架空地线复合光缆通信通道能够有效节约光缆工程对空间和土地的占用。目前架空地线复合光缆普遍应用于110kV以上高压线路中。

2.2无金属自承式架空光缆

无金属自承式架空光缆以芳纶纤维为抗张元件。芳纶纤维是一种极具弹性的轻质高强度纤维，同时还具有较好的防弹能力和负膨胀系数。芳纶纤维是通过松套层绞填充方式进行套装而成，里层还有PE内护套、高强度、耐电痕护套等，从而具有很强的整体抗电腐蚀能力。另外，无金属加强材料的使用，使纤维对于雷电和高温等恶劣环境有很强的防护能力，电力线运行可靠性好。无金属自承式架空光缆一般与高压电力线路同塔架设，在电力系统中应用较多。

2.3金属自承式架空光缆

金属自承式架空光缆由多模或单模光纤、搞模量塑料、防水化合物、金属加强芯、涂塑钢铝待、钢绞线和聚乙烯护套组成。防水化合物能有效提高光缆的耐水解性，聚乙烯护套降低了光缆与其他接触物体的摩擦，便于安装施工，同时给光缆提供了良好的抗紫外线辐射能力。

3电力系统光纤通信组网技术

光纤通信组网方式是影响光纤传输速率的最主要因素。科学高效的通信组网方式对于对信息传输速度要求很高的电力系统通信网络来说至关重要。当前，在电力系统通信中常用的组网方式是SDH技术、OTN技术、PTN技术和EPON技术有机结合的方式。

3.1SDH技术

同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）是一种综合信息传送网络，以网管系统为操作中枢，具有复接、线路传输及交换多种功能。在同步数字体系中，不同速度的数位信号具有不同的等级，通过标准的复用方法和映射方法，将低等级的SDH信号复用为高等级的，实现了网络传输的同步，使局部网络与核心网之间的接入问题获得有效缓解，大幅提高了网络带宽的利用率。同时，SDH系统自我保护能力较好，能够适应电力通信复杂苛刻的使用环境。

3.2OTN技术

OTN（OpticalTransmissionNet，光传送网）结合了ASON与DWDM两种技术的特点，不仅充分发挥了原有DWDM（DenseWavelengthDivisionMultiplexing，密集波分复用）技术的优势，并在此基础之上赋予组网和电路调度工作灵活多变的特性。作为针对SDH与WDM网络的缺陷所开发出来的新型光传输技术，OTN全面继承了SDH和WDM网络的优点，不仅具有WDM网络超大容量的带宽，更具有SDH网络的运行管理性。同时，它还具有路由功能与信令功能，能够为业务提供更为安全的保护策略和更高的传输效率。OTN的传送带宽大颗粒业务最为突出，从而受到广大用户欢迎，发展空间极为广大。从现在电力通信的集中管理模式来看，未来电力通信网业务传输特点主要是汇聚，各地区供电局汇聚大量IP业务至省公司可采用OTN方式承载。

3.3PTN技术

PTN（分组传送网，PacketTransportNetwork）最主要的特征是针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求在底层光传输媒质和IP业务之间设置一个层面，以分组业务为主，其他多种业务为辅开展工作，从而在保证光传输原有特点的基础上有效降低整体成本。它所具有的光传输特点包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。数据业务是PTN的发展重点，可以实现数据业务的无缝对接，具有高效的带宽管理机制和流量工程。

3.4EPON技术

EPON是一种采用点到多点结构的单纤双向光接入网络。它综合了千兆以太网技术与无源光网络（PON）的特点，具有树型、星型、总线型等拓扑结构等多种拓扑结构，可以划分为网络侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）三个部分。随着电网智能化程度的提高，配网自动化趋势日渐明显。针对配电终端分布分散、通信节点数量众多、单个节点的通信数据量小，数据实时性要求和配电网停电区故障处理能力的要求高的特点，E－PON采取无源光网络机制，有效应对上述问题，保障通信质量。另外，使用EPON技术，可以提高配网自动化水平，从而提高整个配电系统的管理水平和工作效率，进一步保障供电安全和供电质量。

4结束语

第2篇

关键词：光电信息工程专业；课程体系；现状；必要性；策略

光电信息工程专业是一门融合了光学、电子学、机械学、计算机科学的交叉性学科，被广泛应用于电子信息学、光纤通信、光电子学等领域之中，是我国高校各专业之中，最为重要的理工类专业之一。近年来，随着国家对教育事业的扶持力度越来越大，在高校专业教育教学方面的要求也更加明确，如何高效培养具有光电信息工程专业知识与专业技能的人才，使其投身于国家各行各业光电信息技术研究、开发、管理等工作中，促使我国光电信息工程技术不断取得新突破，这已经成为高校光电信息工程专业教学者、管理者、国家教育部门重点关注的工作内容。基于这一点，笔者认为应该首先从开办有光电信息工程专业的高校，在课程体系方面进行构建与完善，适当增加与删减专业课程，突出本院校的光电西夏女工程专业特色，结合市场需求进行定向式专业人才培养的课程体系改革。

1.光电信息工程专业课程体系构建的现状

结合有关高校的光电信息工程专业课程体系构建情况与教学工作效率来看，笔者认为当前我国光电信息工程专业课程体系的构建现状，其主要特点可以归纳为以下三个方面：第一，高校光电信息工程专业课程体系的构建思路与实际工作正在不断完善与深入中，但是由于受到我国专业教材更新慢、教学基础设施不完善等问题的影响，导致光电信息工程专业课程体系的构建处于缓慢发展的阶段，无法与高速发展的光电信息工程科学与日益迫切需求的市场人才要求相符合，极大的影响了我国高校对光电信息工程专业人才的培养工作。第二，高校光电信息工程专业课程体系主要包括了物理光学、信息光学、电路、基础电子技术、集成电子技术、信号与系统、数字信号处理、激光原理与技术、光电传感技术、光电仪器设计、数字图像处理、光纤通讯、计算机原理、单片机原理、自动控制原理、精密机械学等众多学科，在课程体系的构建上具有非常大的难度，在这方面，我国高校管理者与光电西夏女工程专业的领头人、教学者对课程体系构建的能力有待进一步提高。第三，我国光电信息工程专业的课程体系，其制定在当前阶段，主要还是考虑到对教师教学工作的合理分配与有序安排，而不是为了更好的搭配教学科目、提高教学效果而进行课程体系构建的，所以，从这一点上来讲，高校光电信息工程专业课程体系的目的性不合理，需要在今后我国高校光电信息工程专业的课程体系构建与完善过程中，重视对专业各科目的合理搭配与次序排列，促使教学连贯与相互联系，使学生对光电信息工程专业的知识学习与技能掌握更加高效。

2.光电信息工程专业课程体系构建的必要性分析

根据各大高校踊跃开办光电信息工程专业与国外光电信息工程专业的开办情况来看，笔者认为构建光电信息工程专业课程体系的必要性，主要体现在以下三个方面：第一，加强光电信息工程专业课程体系构建工作，是高校提升自身专业竞争力、教学质量的必要举措，通过对光电信息工程专业课程的合理选择与科学排列，促使教学工作环环相扣、井然有序，学生的学习生活也更加的有规律，能够跟上教师的教学步伐，并提高了学生的学习效率，促使高校培养出的专业人才在知识与技能方面，要优胜于其他高校，使高校自身的专业地位在全国高校中得以提升。第二，光电信息工程专业课程体系的构建与完善，是我国教育部门明确规定的具体要求，随着近年来高校在光电信息工程专业上的不断扩展，以及光电信息工程专业内容的不断丰富，高校的光电信息工程专业课程体系也应当跟上时展的脚步，通过结合高校自身发展的实际情况与教学体系、师资力量的配备，合理的构建课程体系，使光电信息工程专业的教学工作在合理的课程体系下，发挥出积极的教学作用。第三，国外高校光电信息工程专业的课程体系，有别于我国高校的光电信息工程专业的课程体系，由于国外高校的教学专业实施齐全、教学思路开放，所以国外光电信息工程教学更多的倾向于实践与理论并行的教学方式，在课程体系上自然也是理论课与实践课相辅相成，而我国光电信息工程专业的教学工作，则受到这一方面的限制，主要是进行理论教学，课程体系上也就过多的偏向于理论课，并且在不同学科的理论课排列上缺乏考虑，经常出现这一堂课与下一堂的教学内容，发生大的跳跃式改变。

3.构建与完善高校光电信息工程专业课程体系的理性策略

3.1通过国家教育政策与地方教育部门，加强高校光电信息工程专业课程体系构建与完善工作的监管力度

我国光电信息工程专业课程体系的构建与完善，其最有效的动力就是国家政策的合理规定与地方教育部门的有效监督管理，如果脱离了这两个方面的帮助与监管，我国高校光电信心工程专业的课程体系改革工作，就常常会成为纸上谈兵，只喊口号不作为。因此，笔者认为我国教育部门，应该针对我国各大高校光电信息工程课程体系的具体情况，提出合理的改进意见，并由地方教育局对本地区高校的课程体系改革工作进行监督管理，确保光电信息工程专业课程体系改革的有序进行。作为我国高校光电信息工程专业课程体系监管的主要力量，国家及地方教育部门要切实履行自身的教育工作监督与管理的职责，及时发现必指出光电信息工程专业课程体系构建的不足之处，结合相关教育专家的意见，提出完善建议。

3.2加强高校师资力量建设，丰富高校光电信息工程专业课程内容，加深对国内外高校课程体系的经验交流与学习

我国光电信息工程专业的课程体系构建与完善，应当从自身的教师团队上寻找原因，由于从事光电信息工程专业教学的人员在专业能力与课程规划能力上的不足，以及各科教师的缺乏，导致课程体系的制定偏向于教师教学任务的分配，忽视了利用课程的合理搭配来提升教学质量，所以必须要加强高校的师资力量建设，确保光电信息工程专业教师的充足。另外，应当结合目前国际中最新的光电信息专业的知识与技术，及时对教学教材与教学知识进行更新与完善，像学生传递最新的专业知识与技能。同时，结合国外高校在光电信息工程专业课程体系上的优势进行分析，发现自身的不足之处，加深国内外对课程体系构建的经验交流与学习，进一步完善我国高校光电信息工程专业的课程体系，使其更加合理化、高效化。

4.总结

我国高校光电信息工程专业课程体系的构建与完善，应当深入了解我国各大高校在光电信息工程专业课程体系构建上方面的实际情况，明确课程体系构建的重要性，通过国家教育政策与地方教育部门，加强高校光电信息工程专业课程体系构建与完善工作的监管力度，加强高校师资力量建设，丰富高校光电信息工程专业课程内容，加深对国内外高校课程体系的经验交流与学习等措施，进一步完善我国光电信息工程专业的课程体系，从而取得更好的教学效果，为我国输送更多的具有扎实专业知识与技能的光电信息工程专业人才。

参考文献

[1] 刘文耀，王晋疆，“光电信息工程”学科专业课程体系的构建[A]，光电技术与系统文选――中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C]；2005.

第3篇

关键词 光电信息 实践教学 实验室建设

中图分类号：G424 文献标识码：A

Optical Engineering Professional Practice Teaching

System Construction and Exploration

XIAO Yanshan， WANG Fei， HE Huiling

（College of Science， China Three Gorges University， Yichang， Hubei 443002）

Abstract According to Optical Engineering expertise structural characteristics and social requirements， combined with our school practice for Optical Engineering practice teaching system optimization， raised my school Optical Engineering Professional Practice teaching training objectives， build professional practice teaching content， build professional practice teaching hierarchical， multi-module， the system architecture to further improve students 'knowledge， cultivate students' innovative spirit and practical ability， so that students can better serve the photovoltaic industry and the local economic and social development.

Key words optical; practice teaching; laboratory construction

0 引言

按照国家专业目录的指导思想，我校光电信息工程专业的培养目标为：培养既具有扎实的数理基础，又熟练掌握光电技术、光学工程、信号处理、计算机应用与控制方面的知识和各种实验测试技能，了解有关光学工程、光纤通信技术、电子技术、光电图像处理等方面的基础知识，能在光电系统与信息处理、光纤通信与传感及其相关领域从事科研教学、科技开发、工程技术及生产管理的综合型人才。①与机械、电气、电子、材料等专业相比，光电信息工程专业具有非常鲜明的特点，就是其知识的广泛交叉性。②③本专业学生不仅在光电信息的获取、传递、处理及应用等方面具有坚实的理论基础，同时还需在光电信息处理、光电系统设计、光电技术及其应用等专业领域具有扎实的专业知识和熟练的实践技能。④

针对本专业实践教学中普遍存在的实验课课时数不足、学生开展自主创新实验机会不多、学生实验动手能力不强以及实验教学内容明显落后于技术发展等问题，本文提出以行业和社会需求为导向、鼓励学生自主探究和创新、专业实验与专业实践环节相结合的实践教学理念，构建科学的实践教学内容，建立分层次、多模块、系统的实践教学环节，进一步优化和完善学生知识结构体系，培养学生的创新精神和实践能力。

1 实践教学体系的设计

1.1 实践教学层次设计

根据本专业实践教学的要求、功能及特点，实验教学内容可由基础演示型、应用提高型、综合设计型以及研究创新型等四个不同层次的实验组成。

基础演示型实验：实验教学内容与光电专业基础理论课内容相对应，进行基本的专业技能训练。通过开展这类实验项目，帮助学生加深对所学专业课程内容的理解与掌握，并使学生有机会学习正确使用本学科领域的常用仪表和设备。

应用提高型实验：它是基础演示型实验的提高和拓展，根据本专业发展方向和实验室特点，主要实验内容应包括光纤通信与传感技术、光电检测技术以及激光技术等。通过开展这类实验项目帮助学生了解光电专业知识在实际生产生活中的应用领域、光电技术的应用原理和测量方法，提高学生解决实际问题的能力，增强学生的就业竞争能力。⑤

综合设计型实验：它涉及的专业知识内容较广泛，包括光电检测与传感的部分实验，光纤通信的部分实验以及激光技术的部分实验。这类实验内容比较丰富，实验仪器比较复杂，开展这类实验可以培养学生利用所学专业知识解决复杂问题的能力。实验可在老师指导下，由学生自行设计实验方案、实验步骤，并由学生自行实施完成。

通过以上三个层次实验课程的学习，学生学习如何做好实验，掌握研究光电规律和分析光电实验现象的思想和方法，学会分析和评价实验结果，达到激发学习热情、变被动学习为主动学习的目的。由以前教师安排好实验、准备好实验仪器、学生来做实验的状态，过渡到学生在老师的指导下，自己设计实验，自己准备实验仪器完成实验，从而培养和提高学生的综合思维和创造能力。

研究创新型实验：主要安排融合各分支学科和交叉学科的综合创新性实验。特别是突出光电技术与计算机技术、信息前沿科学发展的融合。部分实验项目采用项目式管理模式，题目由学生自由选择，实验时间不受限制，实验室对学生实行全方位开放。由学生自己查阅资料、设计实验方案、选择实验仪器、独立完成实验、撰写总结报告并口头交流，注重创新意识和创新能力的培养，为学生提供发展个性和施展才能的机会。

1.2 实践教学模块设计

本专业的实践教学模块可分为四类，如表1 所示。第一类是基础实验，主要开设在大一、大二学年。这一环节的实验内容主要有计算机语言程序设计、物理实验、数电模电实验以及工程基础训练。这一实验模块主要是学生自己动手进行实物制作，从而提高动手能力。第二类是专业课程设计，包括光电检测与信号处理课程设计、电子线路设计与PCB、光学软件设计、光电子系统课程设计等。课程设计内容与专业理论课知识相衔接，使学生将理论课中学到的知识应用到实践中去。大三年级以后，每学期都开设有专业课程设计环节，而且课程设计的内容逐步与生产实践相结合。第三类是专业综合类实验，包括学科基础实验、光电子学专业实验、毕业设计等。通过这类专业综合实验，来系统训练学生的光电信息专业知识，提升学生的光电信息专业素养。第四类是社会生产实践，包括生产实践、毕业实习等。这类实验包括大学生光电设计竞赛、大学生电子设计大赛、大学生数学建模大赛、寒暑期勤工俭学、毕业实习等。通过统筹安排这些实践内容，使学生尽快了解、认识社会、企业对光电信息专业的实际需求，真正理解专业学习目的，以增加学生毕业后的就业竞争力。

表1 光电信息工程专业实践教学模块

2 实践教学内容的实施

2.1 基础实验

在大二年级之前完成全部基础类实践教学环节，主要是关于仪器、仪表的使用、基本量测量、基本实验技能的训练和基本测量方法等，设计物理、电子学以及计算机技术实验的一些基本实验技能和基本知识点，培养学生的观察能力、分析能力和判断能力。除了传统的演示实验，还包含学生自己动手操作完成的实验，让学生在实验中通过探索获取知识和经验。

通过该实践教学环节，可以使学生具备基本实验技能，学会基本测量仪器的使用，掌握基本的实验方法和经验，为下一阶段的学习打下良好的基础。⑥

2.2 课程设计

课程设计是实践教学体系的重要环节，是理论课程的互补，理论课程中抽象的理论知识可以在课程设计中直观地反映。指导老师根据所学专业课内容给出多个设计题目，学生选择后自己查阅相关资料对所选题目做出课程设计报告。课程设计分布在第2学年与第3学年，这一阶段学生已经有了一定的理论基础及实践基础，可以完成相关课程设计要求。

通过课程设计这一实践教学环节，可以提升学生的思维能力，尤其是锻炼学生应用理论知识解决实际问题的能力。

2.3 专业实验

充分利用现有实验室设备设计专业实验，可将专业实验划分到多个实验室，指导教师在固定实验室指导，学生分组完成规定的实验，有效地克服了实验设备台数不足的问题。毕业设计是教学过程中最重要的实践性教学环节，是本专业学生毕业前的一个重要的综合性实践环节。该实践环节的任务是，通过指导教师对学生有针对性的指导，让学生系统完成选题、文献检索、文献综述、开题、实证研究、论文撰写、论文修改、答辩等各个具体环节，深入探讨专业知识，综合运用专业技能，学会选用合适的研究方法，从而完成毕业论文。毕业设计的目的在于通过这些环节，使学生巩固所学的光电专业知识和各项技能，对培养学生开拓务实的工作学习作风、拓宽专业视野、锻炼专业技能有很好的帮助作用。

2.4 社会实践

社会实践是本专业教学计划中非常重要的实践性教学环节之一，实践形式包括校内实践和校外实践。通过社会实践让学生真正接触、了解社会实际。一方面让学生认识到光电信息专业在社会经济建设中的地位和作用，了解光电信息技术的发展前沿;同时增加学生对光电信息专业的认识和理解，通过本专业知识在实际生产中的应用来巩固所学习的理论知识，培养学生分析和解决工程实际问题的能力;最后通过社会实践让学生熟悉工程技术人员的工作职责和工作程序，学习组织和管理生产的初步知识，培养学生严谨认真的科学态度和严谨求实的工作作风。

3 结束语

根据光电信息工程专业知识结构特点和社会对本专业学生的要求，结合我校实际对光电信息工程专业实践教学体系进行优化，在拓展学生专业知识面的同时，更加注重现代光电信息领域的高、新、尖技术，并且充分利用校内外教学资源，提高学生的综合素质，促进教学改革、科研和产业的发展。

基金项目：三峡大学教研项目（J2014069）

注释

① 中华人民共和国教育部高等教育司.中国普通高等学校本科专业设置大全[M].北京：高等教育出版社，2003：201-202.

② 郁道银，蔡怀宇，葛宝臻，李清，陈晓冬.光电信息工程专业建设的探索与实践[J].光学技术，2007（S1）：293-294.

③ 刘向东，刘旭，刘玉玲.从高等教育的发展到光学工程类专业研究型人才培养方案再调整的思考[J].光学技术，2007（S1）：276-277，279.

④ 刘蓉，侯宏录，陈海滨.电子科学与技术专业实践教学体系优化建设的探索[J].科级信息，2011（19）：198-199.