光電信息工程論文范文

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第1篇

光纖通信技術之所以獲得如此高的評價，其原因在于它所擁有的卓越特點：一是通信距離遠，傳輸信息量大。在光纖這種特殊材質的媒介中，光波傳輸的損耗極其微小，在沒有中繼設施的狀態下可以傳輸上百公里，而且信息傳輸量極其巨大。二是抗電磁干擾能力強，光纖通信具有無線電通信所不具備的抗電磁干擾能力，能夠有效保障信號傳輸質量。三是易于施工和運輸。由于光纖體積小，重量輕，對于施工敷設和運輸儲存都很方便。四是光纖的主要成分是玻璃纖維，使用光纖通信技術可以節約大量的有色金屬，有利于環境保護。五是光纖使用壽命長，從而降低光纖通信的維護要求和成本。

2光纖通信技術在電力系統中的應用

隨著經濟的發展，電網規模不斷擴大。當前電力傳輸正向著大容量和長距離方向高速發展。電力企業不斷加強電力通信傳輸網絡的研究力度，以期盡可能地保障信息傳輸安全和通信網絡的高效運行，降低投資成本，提高經濟效益。和其他公共通信網絡相比，電力系統的通信系統有著突出的特點，業務總量巨大，業務單體容量偏小，信息傳遞可靠性要求極高，桿路資源豐富等。在使用光纖技術組建電力系統通信網絡時必須從電力通信自身的實際特點出發，盡可能地運用已有的優勢的基礎開展通信網絡建設工作。現階段電力系統通信網絡中常見的通信光纜有三種類型，分別是架空地線復合光纜(OPGW）、無金屬自撐式光纜(ADSS)、金屬自撐式架空光纜(AD-Lash)。

2.1架空地線復合光纜

架空地線復合光纜簡稱OPGW（OpticalFiberVompositeOver－headGroundWire），該種光纜是專門為電力系統通信而設計開發的，同時具有通信光纜和普通地線兩種特性。架空地線復合光纜具有三層結構，由外至內分別是鋁線、鋼芯和光纖。三層結構采取不同的方式進行組合，從而使OPGW分為層絞式、中心束管式、骨架式3種類型。它具有通信容量大、抗強電干擾能力強、溫度特性好、導電性能佳、機械強度高、安全可靠等特點。以該種光纜架設的架空地線復合光纜通信通道能夠有效節約光纜工程對空間和土地的占用。目前架空地線復合光纜普遍應用于110kV以上高壓線路中。

2.2無金屬自承式架空光纜

無金屬自承式架空光纜以芳綸纖維為抗張元件。芳綸纖維是一種極具彈性的輕質高強度纖維，同時還具有較好的防彈能力和負膨脹系數。芳綸纖維是通過松套層絞填充方式進行套裝而成，里層還有PE內護套、高強度、耐電痕護套等，從而具有很強的整體抗電腐蝕能力。另外，無金屬加強材料的使用，使纖維對于雷電和高溫等惡劣環境有很強的防護能力，電力線運行可靠性好。無金屬自承式架空光纜一般與高壓電力線路同塔架設，在電力系統中應用較多。

2.3金屬自承式架空光纜

金屬自承式架空光纜由多模或單模光纖、搞模量塑料、防水化合物、金屬加強芯、涂塑鋼鋁待、鋼絞線和聚乙烯護套組成。防水化合物能有效提高光纜的耐水解性，聚乙烯護套降低了光纜與其他接觸物體的摩擦，便于安裝施工，同時給光纜提供了良好的抗紫外線輻射能力。

3電力系統光纖通信組網技術

光纖通信組網方式是影響光纖傳輸速率的最主要因素。科學高效的通信組網方式對于對信息傳輸速度要求很高的電力系統通信網絡來說至關重要。當前，在電力系統通信中常用的組網方式是SDH技術、OTN技術、PTN技術和EPON技術有機結合的方式。

3.1SDH技術

同步數字體系（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）是一種綜合信息傳送網絡，以網管系統為操作中樞，具有復接、線路傳輸及交換多種功能。在同步數字體系中，不同速度的數位信號具有不同的等級，通過標準的復用方法和映射方法，將低等級的SDH信號復用為高等級的，實現了網絡傳輸的同步，使局部網絡與核心網之間的接入問題獲得有效緩解，大幅提高了網絡帶寬的利用率。同時，SDH系統自我保護能力較好，能夠適應電力通信復雜苛刻的使用環境。

3.2OTN技術

OTN（OpticalTransmissionNet，光傳送網）結合了ASON與DWDM兩種技術的特點，不僅充分發揮了原有DWDM（DenseWavelengthDivisionMultiplexing，密集波分復用）技術的優勢，并在此基礎之上賦予組網和電路調度工作靈活多變的特性。作為針對SDH與WDM網絡的缺陷所開發出來的新型光傳輸技術，OTN全面繼承了SDH和WDM網絡的優點，不僅具有WDM網絡超大容量的帶寬，更具有SDH網絡的運行管理性。同時，它還具有路由功能與信令功能，能夠為業務提供更為安全的保護策略和更高的傳輸效率。OTN的傳送帶寬大顆粒業務最為突出，從而受到廣大用戶歡迎，發展空間極為廣大。從現在電力通信的集中管理模式來看，未來電力通信網業務傳輸特點主要是匯聚，各地區供電局匯聚大量IP業務至省公司可采用OTN方式承載。

3.3PTN技術

PTN（分組傳送網，PacketTransportNetwork）最主要的特征是針對分組業務流量的突發性和統計復用傳送的要求在底層光傳輸媒質和IP業務之間設置一個層面，以分組業務為主，其他多種業務為輔開展工作，從而在保證光傳輸原有特點的基礎上有效降低整體成本。它所具有的光傳輸特點包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網管、可擴展、較高的安全性等。數據業務是PTN的發展重點，可以實現數據業務的無縫對接，具有高效的帶寬管理機制和流量工程。

3.4EPON技術

EPON是一種采用點到多點結構的單纖雙向光接入網絡。它綜合了千兆以太網技術與無源光網絡（PON）的特點，具有樹型、星型、總線型等拓撲結構等多種拓撲結構，可以劃分為網絡側的光線路終端（OLT）、用戶側的光網絡單元（ONU）和光分配網絡（ODN）三個部分。隨著電網智能化程度的提高，配網自動化趨勢日漸明顯。針對配電終端分布分散、通信節點數量眾多、單個節點的通信數據量小，數據實時性要求和配電網停電區故障處理能力的要求高的特點，E－PON采取無源光網絡機制，有效應對上述問題，保障通信質量。另外，使用EPON技術，可以提高配網自動化水平，從而提高整個配電系統的管理水平和工作效率，進一步保障供電安全和供電質量。

4結束語

第2篇

關鍵詞：光電信息工程專業；課程體系；現狀；必要性；策略

光電信息工程專業是一門融合了光學、電子學、機械學、計算機科學的交叉性學科，被廣泛應用于電子信息學、光纖通信、光電子學等領域之中，是我國高校各專業之中，最為重要的理工類專業之一。近年來，隨著國家對教育事業的扶持力度越來越大，在高校專業教育教學方面的要求也更加明確，如何高效培養具有光電信息工程專業知識與專業技能的人才，使其投身于國家各行各業光電信息技術研究、開發、管理等工作中，促使我國光電信息工程技術不斷取得新突破，這已經成為高校光電信息工程專業教學者、管理者、國家教育部門重點關注的工作內容。基于這一點，筆者認為應該首先從開辦有光電信息工程專業的高校，在課程體系方面進行構建與完善，適當增加與刪減專業課程，突出本院校的光電西夏女工程專業特色，結合市場需求進行定向式專業人才培養的課程體系改革。

1.光電信息工程專業課程體系構建的現狀

結合有關高校的光電信息工程專業課程體系構建情況與教學工作效率來看，筆者認為當前我國光電信息工程專業課程體系的構建現狀，其主要特點可以歸納為以下三個方面：第一，高校光電信息工程專業課程體系的構建思路與實際工作正在不斷完善與深入中，但是由于受到我國專業教材更新慢、教學基礎設施不完善等問題的影響，導致光電信息工程專業課程體系的構建處于緩慢發展的階段，無法與高速發展的光電信息工程科學與日益迫切需求的市場人才要求相符合，極大的影響了我國高校對光電信息工程專業人才的培養工作。第二，高校光電信息工程專業課程體系主要包括了物理光學、信息光學、電路、基礎電子技術、集成電子技術、信號與系統、數字信號處理、激光原理與技術、光電傳感技術、光電儀器設計、數字圖像處理、光纖通訊、計算機原理、單片機原理、自動控制原理、精密機械學等眾多學科，在課程體系的構建上具有非常大的難度，在這方面，我國高校管理者與光電西夏女工程專業的領頭人、教學者對課程體系構建的能力有待進一步提高。第三，我國光電信息工程專業的課程體系，其制定在當前階段，主要還是考慮到對教師教學工作的合理分配與有序安排，而不是為了更好的搭配教學科目、提高教學效果而進行課程體系構建的，所以，從這一點上來講，高校光電信息工程專業課程體系的目的性不合理，需要在今后我國高校光電信息工程專業的課程體系構建與完善過程中，重視對專業各科目的合理搭配與次序排列，促使教學連貫與相互聯系，使學生對光電信息工程專業的知識學習與技能掌握更加高效。

2.光電信息工程專業課程體系構建的必要性分析

根據各大高校踴躍開辦光電信息工程專業與國外光電信息工程專業的開辦情況來看，筆者認為構建光電信息工程專業課程體系的必要性，主要體現在以下三個方面：第一，加強光電信息工程專業課程體系構建工作，是高校提升自身專業競爭力、教學質量的必要舉措，通過對光電信息工程專業課程的合理選擇與科學排列，促使教學工作環環相扣、井然有序，學生的學習生活也更加的有規律，能夠跟上教師的教學步伐，并提高了學生的學習效率，促使高校培養出的專業人才在知識與技能方面，要優勝于其他高校，使高校自身的專業地位在全國高校中得以提升。第二，光電信息工程專業課程體系的構建與完善，是我國教育部門明確規定的具體要求，隨著近年來高校在光電信息工程專業上的不斷擴展，以及光電信息工程專業內容的不斷豐富，高校的光電信息工程專業課程體系也應當跟上時展的腳步，通過結合高校自身發展的實際情況與教學體系、師資力量的配備，合理的構建課程體系，使光電信息工程專業的教學工作在合理的課程體系下，發揮出積極的教學作用。第三，國外高校光電信息工程專業的課程體系，有別于我國高校的光電信息工程專業的課程體系，由于國外高校的教學專業實施齊全、教學思路開放，所以國外光電信息工程教學更多的傾向于實踐與理論并行的教學方式，在課程體系上自然也是理論課與實踐課相輔相成，而我國光電信息工程專業的教學工作，則受到這一方面的限制，主要是進行理論教學，課程體系上也就過多的偏向于理論課，并且在不同學科的理論課排列上缺乏考慮，經常出現這一堂課與下一堂的教學內容，發生大的跳躍式改變。

3.構建與完善高校光電信息工程專業課程體系的理性策略

3.1通過國家教育政策與地方教育部門，加強高校光電信息工程專業課程體系構建與完善工作的監管力度

我國光電信息工程專業課程體系的構建與完善，其最有效的動力就是國家政策的合理規定與地方教育部門的有效監督管理，如果脫離了這兩個方面的幫助與監管，我國高校光電信心工程專業的課程體系改革工作，就常常會成為紙上談兵，只喊口號不作為。因此，筆者認為我國教育部門，應該針對我國各大高校光電信息工程課程體系的具體情況，提出合理的改進意見，并由地方教育局對本地區高校的課程體系改革工作進行監督管理，確保光電信息工程專業課程體系改革的有序進行。作為我國高校光電信息工程專業課程體系監管的主要力量，國家及地方教育部門要切實履行自身的教育工作監督與管理的職責，及時發現必指出光電信息工程專業課程體系構建的不足之處，結合相關教育專家的意見，提出完善建議。

3.2加強高校師資力量建設，豐富高校光電信息工程專業課程內容，加深對國內外高校課程體系的經驗交流與學習

我國光電信息工程專業的課程體系構建與完善，應當從自身的教師團隊上尋找原因，由于從事光電信息工程專業教學的人員在專業能力與課程規劃能力上的不足，以及各科教師的缺乏，導致課程體系的制定偏向于教師教學任務的分配，忽視了利用課程的合理搭配來提升教學質量，所以必須要加強高校的師資力量建設，確保光電信息工程專業教師的充足。另外，應當結合目前國際中最新的光電信息專業的知識與技術，及時對教學教材與教學知識進行更新與完善，像學生傳遞最新的專業知識與技能。同時，結合國外高校在光電信息工程專業課程體系上的優勢進行分析，發現自身的不足之處，加深國內外對課程體系構建的經驗交流與學習，進一步完善我國高校光電信息工程專業的課程體系，使其更加合理化、高效化。

4.總結

我國高校光電信息工程專業課程體系的構建與完善，應當深入了解我國各大高校在光電信息工程專業課程體系構建上方面的實際情況，明確課程體系構建的重要性，通過國家教育政策與地方教育部門，加強高校光電信息工程專業課程體系構建與完善工作的監管力度，加強高校師資力量建設，豐富高校光電信息工程專業課程內容，加深對國內外高校課程體系的經驗交流與學習等措施，進一步完善我國光電信息工程專業的課程體系，從而取得更好的教學效果，為我國輸送更多的具有扎實專業知識與技能的光電信息工程專業人才。

參考文獻

[1] 劉文耀，王晉疆，“光電信息工程”學科專業課程體系的構建[A]，光電技術與系統文選――中國光學學會光電技術專業委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術與系統學術會議論文集[C]；2005.

第3篇

關鍵詞 光電信息 實踐教學 實驗室建設

中圖分類號：G424 文獻標識碼：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

按照國家專業目錄的指導思想，我校光電信息工程專業的培養目標為：培養既具有扎實的數理基礎，又熟練掌握光電技術、光學工程、信號處理、計算機應用與控制方面的知識和各種實驗測試技能，了解有關光學工程、光纖通信技術、電子技術、光電圖像處理等方面的基礎知識，能在光電系統與信息處理、光纖通信與傳感及其相關領域從事科研教學、科技開發、工程技術及生產管理的綜合型人才。①與機械、電氣、電子、材料等專業相比，光電信息工程專業具有非常鮮明的特點，就是其知識的廣泛交叉性。②③本專業學生不僅在光電信息的獲取、傳遞、處理及應用等方面具有堅實的理論基礎，同時還需在光電信息處理、光電系統設計、光電技術及其應用等專業領域具有扎實的專業知識和熟練的實踐技能。④

針對本專業實踐教學中普遍存在的實驗課課時數不足、學生開展自主創新實驗機會不多、學生實驗動手能力不強以及實驗教學內容明顯落后于技術發展等問題，本文提出以行業和社會需求為導向、鼓勵學生自主探究和創新、專業實驗與專業實踐環節相結合的實踐教學理念，構建科學的實踐教學內容，建立分層次、多模塊、系統的實踐教學環節，進一步優化和完善學生知識結構體系，培養學生的創新精神和實踐能力。

1 實踐教學體系的設計

1.1 實踐教學層次設計

根據本專業實踐教學的要求、功能及特點，實驗教學內容可由基礎演示型、應用提高型、綜合設計型以及研究創新型等四個不同層次的實驗組成。

基礎演示型實驗：實驗教學內容與光電專業基礎理論課內容相對應，進行基本的專業技能訓練。通過開展這類實驗項目，幫助學生加深對所學專業課程內容的理解與掌握，并使學生有機會學習正確使用本學科領域的常用儀表和設備。

應用提高型實驗：它是基礎演示型實驗的提高和拓展，根據本專業發展方向和實驗室特點，主要實驗內容應包括光纖通信與傳感技術、光電檢測技術以及激光技術等。通過開展這類實驗項目幫助學生了解光電專業知識在實際生產生活中的應用領域、光電技術的應用原理和測量方法，提高學生解決實際問題的能力，增強學生的就業競爭能力。⑤

綜合設計型實驗：它涉及的專業知識內容較廣泛，包括光電檢測與傳感的部分實驗，光纖通信的部分實驗以及激光技術的部分實驗。這類實驗內容比較豐富，實驗儀器比較復雜，開展這類實驗可以培養學生利用所學專業知識解決復雜問題的能力。實驗可在老師指導下，由學生自行設計實驗方案、實驗步驟，并由學生自行實施完成。

通過以上三個層次實驗課程的學習，學生學習如何做好實驗，掌握研究光電規律和分析光電實驗現象的思想和方法，學會分析和評價實驗結果，達到激發學習熱情、變被動學習為主動學習的目的。由以前教師安排好實驗、準備好實驗儀器、學生來做實驗的狀態，過渡到學生在老師的指導下，自己設計實驗，自己準備實驗儀器完成實驗，從而培養和提高學生的綜合思維和創造能力。

研究創新型實驗：主要安排融合各分支學科和交叉學科的綜合創新性實驗。特別是突出光電技術與計算機技術、信息前沿科學發展的融合。部分實驗項目采用項目式管理模式，題目由學生自由選擇，實驗時間不受限制，實驗室對學生實行全方位開放。由學生自己查閱資料、設計實驗方案、選擇實驗儀器、獨立完成實驗、撰寫總結報告并口頭交流，注重創新意識和創新能力的培養，為學生提供發展個性和施展才能的機會。

1.2 實踐教學模塊設計

本專業的實踐教學模塊可分為四類，如表1 所示。第一類是基礎實驗，主要開設在大一、大二學年。這一環節的實驗內容主要有計算機語言程序設計、物理實驗、數電模電實驗以及工程基礎訓練。這一實驗模塊主要是學生自己動手進行實物制作，從而提高動手能力。第二類是專業課程設計，包括光電檢測與信號處理課程設計、電子線路設計與PCB、光學軟件設計、光電子系統課程設計等。課程設計內容與專業理論課知識相銜接，使學生將理論課中學到的知識應用到實踐中去。大三年級以后，每學期都開設有專業課程設計環節，而且課程設計的內容逐步與生產實踐相結合。第三類是專業綜合類實驗，包括學科基礎實驗、光電子學專業實驗、畢業設計等。通過這類專業綜合實驗，來系統訓練學生的光電信息專業知識，提升學生的光電信息專業素養。第四類是社會生產實踐，包括生產實踐、畢業實習等。這類實驗包括大學生光電設計競賽、大學生電子設計大賽、大學生數學建模大賽、寒暑期勤工儉學、畢業實習等。通過統籌安排這些實踐內容，使學生盡快了解、認識社會、企業對光電信息專業的實際需求，真正理解專業學習目的，以增加學生畢業后的就業競爭力。

表1 光電信息工程專業實踐教學模塊

2 實踐教學內容的實施

2.1 基礎實驗

在大二年級之前完成全部基礎類實踐教學環節，主要是關于儀器、儀表的使用、基本量測量、基本實驗技能的訓練和基本測量方法等，設計物理、電子學以及計算機技術實驗的一些基本實驗技能和基本知識點，培養學生的觀察能力、分析能力和判斷能力。除了傳統的演示實驗，還包含學生自己動手操作完成的實驗，讓學生在實驗中通過探索獲取知識和經驗。

通過該實踐教學環節，可以使學生具備基本實驗技能，學會基本測量儀器的使用，掌握基本的實驗方法和經驗，為下一階段的學習打下良好的基礎。⑥

2.2 課程設計

課程設計是實踐教學體系的重要環節，是理論課程的互補，理論課程中抽象的理論知識可以在課程設計中直觀地反映。指導老師根據所學專業課內容給出多個設計題目，學生選擇后自己查閱相關資料對所選題目做出課程設計報告。課程設計分布在第2學年與第3學年，這一階段學生已經有了一定的理論基礎及實踐基礎，可以完成相關課程設計要求。

通過課程設計這一實踐教學環節，可以提升學生的思維能力，尤其是鍛煉學生應用理論知識解決實際問題的能力。

2.3 專業實驗

充分利用現有實驗室設備設計專業實驗，可將專業實驗劃分到多個實驗室，指導教師在固定實驗室指導，學生分組完成規定的實驗，有效地克服了實驗設備臺數不足的問題。畢業設計是教學過程中最重要的實踐性教學環節，是本專業學生畢業前的一個重要的綜合性實踐環節。該實踐環節的任務是，通過指導教師對學生有針對性的指導，讓學生系統完成選題、文獻檢索、文獻綜述、開題、實證研究、論文撰寫、論文修改、答辯等各個具體環節，深入探討專業知識，綜合運用專業技能，學會選用合適的研究方法，從而完成畢業論文。畢業設計的目的在于通過這些環節，使學生鞏固所學的光電專業知識和各項技能，對培養學生開拓務實的工作學習作風、拓寬專業視野、鍛煉專業技能有很好的幫助作用。

2.4 社會實踐

社會實踐是本專業教學計劃中非常重要的實踐性教學環節之一，實踐形式包括校內實踐和校外實踐。通過社會實踐讓學生真正接觸、了解社會實際。一方面讓學生認識到光電信息專業在社會經濟建設中的地位和作用，了解光電信息技術的發展前沿;同時增加學生對光電信息專業的認識和理解，通過本專業知識在實際生產中的應用來鞏固所學習的理論知識，培養學生分析和解決工程實際問題的能力;最后通過社會實踐讓學生熟悉工程技術人員的工作職責和工作程序，學習組織和管理生產的初步知識，培養學生嚴謹認真的科學態度和嚴謹求實的工作作風。

3 結束語

根據光電信息工程專業知識結構特點和社會對本專業學生的要求，結合我校實際對光電信息工程專業實踐教學體系進行優化，在拓展學生專業知識面的同時，更加注重現代光電信息領域的高、新、尖技術，并且充分利用校內外教學資源，提高學生的綜合素質，促進教學改革、科研和產業的發展。

基金項目：三峽大學教研項目（J2014069）

注釋

① 中華人民共和國教育部高等教育司.中國普通高等學校本科專業設置大全[M].北京：高等教育出版社，2003：201-202.

② 郁道銀，蔡懷宇，葛寶臻，李清，陳曉冬.光電信息工程專業建設的探索與實踐[J].光學技術，2007（S1）：293-294.

③ 劉向東，劉旭，劉玉玲.從高等教育的發展到光學工程類專業研究型人才培養方案再調整的思考[J].光學技術，2007（S1）：276-277，279.

④ 劉蓉，侯宏錄，陳海濱.電子科學與技術專業實踐教學體系優化建設的探索[J].科級信息，2011（19）：198-199.