Page 30 - 网络电信2022年9/10月刊

光 通 信

虚实结合的光通信网络实验教学改革与实践

孙铁刚 李志军 刘 丹
吉林大学 通信工程学院

摘要: 为适应通信工程专业人才培养的多层次实验教学需求，
从硬件、软件两个维度建设了光通信实验教学体系。总结了全真式
光通信网络实验教学面临的问题，建立了高逼真度的无源光网络设
备虚拟仿真模型。将复杂综合的通信业务开通过程流程化，构建大
空间跨度的宽带接入应用实训场景，开发了无源光网络虚拟仿真实
验。结合 3 个无源光网络实训阶段的特点，设计了虚实结合的实训
教学模式，实践表明，该模式提高了学生解决光通信网络工程应用
问题的综合能力。
关键词: 光通信网络; 实验教学; 无源光网络; 虚拟仿真实验

在高速光接入与光传输技术的规模化应用背景下，通信领 图1 光通信实验教学体系架构
域对既掌握扎实的通信基本理论，又具备通信工程实践能力的
应用型创新人才的需求旺盛。培养符合通信行业发展需求的高
素质专业人才，提高在理论和应用之间起桥梁和纽带作用的实
验教学质量势在必行，各高校也在积极探索提高光通信人才培
养质量的实验教学改革方案 ［1-3］ 。吴建伟等 ［4］ 和卢燕飞等 ［5］
提出建设以真实电信网络为参照的具有产学结合特色的通信工
程实验教学体系，云刚等 ［6］ 和武一等 ［7］ 运用 OptiSystem 光
通信仿真软件设计了光纤通信系统仿真实验，维敬等 ［8］ 以光纤
熔接机为原型开发了光缆接续虚拟仿真实验。为顺应疫情防控
常态化下信息化教学改革与新工科建设发展需求，结合学科专
业实验教学的特点，人们在推进构建虚实结合的实验教学课程 在光通信实验硬件建设方面，统筹分析激光原理、信息
上得到了广泛共识 ［9-12］ 。
光学处理、光通信原理、光纤传感技术、光通信综合实验、生
笔者立足于光通信方向的多层次实验教学需求，从硬件、
产实习等教学环节的实验需求，从实验室条件建设项目、产学
软件两个维度建设了光通信实验教学体系。针对全真式光通信
合作协同育人项目、教学及科研项目等渠道积极筹措实验室建
网络实验教学面临的诸多问题，设计开发了无源光网络虚拟仿
设资金，陆续配置了激光原理实验系统、信息光学实验系统、
真实验，探索建立了虚实结合的无源光网络实训教学模式。
光通信原理实验箱、光纤传感系统、光通信专业仪器仪表和光
通信网络实训系统，有效保障了基础性、综合性的光通信实验
一．光通信网络实验教学现状 教学项目运行。由于光通信实验硬件建设具有经费投入高、时
1．现有光通信实验教学体系 间周期长、维护更新难度大等缺点，而光通信仿真软件在光通
我院通信工程专业入选2019年度首批国家级一流本科专
信模型构建及特性分析方面具有强大功能，因此光通信仿真软
业，其三大特色专业方向分别为计算机应用与网络、通信与信
件被应用于各类空间光学系统、光纤通信系统、光纤光栅传感
息处理和光通信。围绕光通信方向从基础性、综合性到设计性
器、模式干涉传感器、光子晶体光纤传感器、多通道薄膜滤波
的多层次实验教学需求，实验教学团队从硬件、软件两个维度
器等设计分析工作中，从而有力支撑了开放性创新实验、毕业
逐步推进光通信实验教学体系的建设，整体架构如图1所示。
设计、大学生创新创业竞赛等教学环节中综合性、创新性的光
52 网络电信 二零二二年九，十月