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论文摘要:早在七十年代,人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的,但它亦有不容忽视的缺点,譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定,由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处,还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差[1],尤其在军事和经济领域,再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析,探讨其通信技术所需拓新之处,并提出建议。
1无线电通信技术的发展历程
1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。
1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。
1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。
1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。
随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来[2]。
随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。
信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。
无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。
2无线电通信技术的特点
近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下:
不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。
具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。
可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。
无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。
3无线电通信技术之通信方法的拓新
21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点:
3.1采用了数字通信技术
提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。
3.2推广通信信息技术宽带化的发展
信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3],尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。
3.3推广个人信息化技术
个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。
3.4拓新接入网络的样式
技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。
3.5过渡电路交换网络
关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是核心关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。
3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器
Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。新晨
3.7推广软件无线电
软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。
3.8提高无线通信网络可持续性
无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。
结束语
回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。
参考文献
[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
【关键词】光纤通信;光信息传播;通信设备
一、光纤通信的应用背景
20世纪90年代以来,我国光纤应用飞速发展,在有线电视网络、能源探测等方面都大量被用到,随着有线电视网络普及率的提升,光纤的优点使其逐渐取代电信号传播。尤其是光纤在广播电视网络中的应用,呈现出剧增的趋势。光纤通信技术有以下两种:光纤接入技术,波分复用技术。光纤接入技术即光纤到路边或用户的宽带网络接入技术,光纤通信极大的满足了家庭和企业的信息通信的要求,所以它成为了电信通信技术的重要替代,尤其光纤到户(FTTH)可以使用户不受限制的进行信息接受与反馈。我国与2003年开始FTTH的推广,到2014年已经在全国30多个城市建立了FTTH网络,遍布家庭、网吧、企业等需求地,发展成果极为显著。波分复用技术是将不同波长的信号整合在一根光纤中进行传输,到达后再区分为不同波长的信号,最终传输完毕。这一技术大大提升了光纤通信的信息传输量,受到了相关领域的广泛关注。
二、光纤通信技术原理
光纤通信利用了光的全反射原理,即当光注入角度满足一定条件时,光可以进行全反射,从而到达远距离传输。在传输过程中,首先利用电信号对光波进行调制,使其成为带有信息的已调光波,然后将已调光波发送到光纤线路中进行传输,光收信机最终将光信号转化为电信号并进行接收。在传输过程中,中继器可以补偿光纤信号的衰减和对失真波形进行正形,无源器件(包括耦合器、光纤连接器等)完成以上各部分的连接。在传输过程中,在技术功能上,分为信号发射、信号合波、信号传输和放大、信号分离、信号接收五个结构。
三、光纤通信的特点
由于光纤通信是以光为载体,用光导纤维进行信息传输,玻璃材料的特性导致其具有以下优良特性:它的频带极宽,通信容量极大,是微波通信的几十倍,满足了用户需求也降低了运输空间,解决了管道拥挤的问题;石英这一介质的损耗低,中继距离长,大大减少了中继站的数量,从而减小了系统复杂性和运输成本,且信息不易失真;由于其材料为绝缘的石英,所以其抗电磁干扰能力强,且不易被腐蚀,也不受自然界的一些电力和太阳黑子活动干扰,而且还能与电力导体进行复合,并运用于军事领域;在传输过程中,光信号只能在纤维中传输,微弱的泄露信号也被外表吸收,所以它无串音干扰,保密性极好;光纤通信的材料使用玻璃为载体,节省了很多的稀有金属材料。它同样具有一些缺点:由于其材料特性,光纤的弯曲半径不能过小;光纤的操作技术、分离、耦合较为麻烦。但它的这些特点同样随着技术发展将一步步得到改进。
四、光纤通信的发展趋势
在光纤通信技术发展上,超高速传输是其主要研究方向,速度越高,信息传输的成本降越低。未来,信息量将越来越大,大数据的发展也需要光纤通信的高速传输进行大力发展。另一方面,高性能光纤也将得到大力发展。在未来发展中,光纤产品需要满足IP业务的长距离甚至超长距离的信息传输,所以高性能光纤的开发是光纤发展的刚性需求。由于光线通信的优良特性,其逐渐取代了传统的电力通信,已经在有线电视、电力通信网络、电信干线传输等方面占据了极大的份额。从20世纪60年代开始,高锟博士的论文已经预见了光纤将取代传统电通信,到如今,光纤已有了极大进展。在21世纪中光纤将如何发展成为了备受关注的话题。光纤通信与移动设备的式结合具有巨大前景,移动设备通信已融入到每一位居民生活中。光纤通信利用其优点渗透进入其中,市场巨大,且具有理论技术支持,和客户需求;另外,光网络与毫米波如果结合成功,也是革命性的进步;再有,制造高精度的光纤陀螺也具有巨大市场,除了未来航空系统,导弹系统,部分汽车也有陀螺;光纤传感器也在一些技术精度要求较高的领域有潜在需求。21世纪以来,我国光纤通信发展迅猛,但自主知识产权的占比仍然极小,大多产品技术含量低,不具备较强的竞争力。但我国仍是光纤运用方面的世界第二大国,因此我们的自主知识产权也将越来越受到重视,知识作为第一生产力将越来越雄厚。另外,光纤通信的其他功能随着其他领域的进步与发展也将一步步被挖掘,随着更多的需求,光纤通信会展现其更多的技术功能。
五、结语
光纤通信以其优良的特性,已逐渐取代传统电信号通信,未来将渗透到生活、军事、航天等领域的方方面面,我国已在世界前列,但仍然需要加强技术研究。
参考文献
[1]吕璠.光纤通信的发展趋势及应用[J].科技信息,2009,23:431-432.
【关键词】信息隐藏 安全 技术
多媒体技术和通信技术带来极大方便,但数字化的多媒体信息很容易受到非法访问、篡改、复制和传播,给人们的生产生活及生命财产带来隐患。魔高一尺道高一丈,信息隐藏技术应运而生。
一、信息隐藏技术及其特征
信息隐藏技术利用载体数据的冗余性以及人的感官局限性,将一个特定信息隐藏在另外一个被称为载体的信息中。信息隐藏技术融合电子工程、计算机科学、信号处理、通信、多媒体技术等多学科,是新兴技术体系。信息隐藏所用载体可以是文本、图像、音频、视频,甚至可以是某个信道或某套编码体制。信息能够隐藏在载体中,载体数据本身具有很大的冗余性,未压缩的多媒体信息编码效率是很低,将某些信息嵌入到该载体信息中进行秘密传送完全可行,不会影响多媒体信息本身的传送和使用;人的感觉器官对于所接收信息都有一定掩蔽效应,如人耳对不同频段声音敏感程度不同,可将信息隐藏到载体中而不被觉察。
信息隐藏技术的特征明显:不可察觉性,嵌入信息后,要求不会引起载体发生可感知变化;不可检测性,嵌入隐藏信息后,计算机不能发现和检测;安全性,嵌入信息后,必须拥有相关信息才能够提取所嵌入内容;纯正性,提取操作时,即便载密文件受到损压缩、解压缩、滤波、转换等扰动,也能提取隐藏信息;稳定性,隐藏信息能“永久”存在;安全性,第三方在不知道隐藏算法和隐藏密钥情况下,不能获取信息相关数据。信息隐藏技术按载体分为,基于文本、图像、音频、视频、超文本、网络层、图形等媒体的信息隐藏技术;按嵌入域分为基于空域(或时域)和变换域的隐藏技术;按嵌入策略分为替换调制、模式调制和扩频叠加调制等技术;按提取要求分为盲隐藏技术和非盲隐藏技术;按作用分为隐蔽通信和数字水印技术;按密钥分为无密钥隐藏和有密钥隐藏。
二、信息隐藏技术的研究及演进
信息安全事关个人利益,也事关国家安全、社会稳定以及经济发展,各国政府无不重视信息和网络安全。密码技术一直是保障信息安全的重要手段,但这并不能解决问题。截获者发现网络文件加密,往往会引起注意,并激发其破解欲望,即使不能成功破解,也能轻易拦截并破坏秘密信息,干扰通信进行。针对密码技术的局限性,上世纪90年代国际上出现了信息隐藏技术(InformationHiding)。
现代信息隐藏研究主要集中在静态图像领域,目前信息隐藏所用载体已扩展到文字、图像、声音及视频等领域。在全球信息化、数字化迅猛发展时代背景下,对知识产权保护、隐密通信等需求激发了对信息隐藏技术的研究热潮。国际上研究信息隐藏的机构主要有剑桥大学、麻省理工学院、NEC美国研究所、IBM研究中心等,已提出了一些优秀隐藏算法。我国于1999年在何德全、周仲义、蔡吉人等三位院士大力倡导下召开了第一届信息隐藏学术研讨会,我国对信息隐藏的研究也取得重要成果。目前在信息隐藏中无论是数字水印还是隐密通信,都得到越来越广泛应用。应用领域不断扩大,从最初静态图片发展到文本、音频、视频、电脑文件、流媒体、网页及网络传输中的数据包,甚至是无线通信领域中的语音通信和手机彩信等领域。我国对信息隐藏的研究取得了很多成果,基本与世界水平保持一致。如今信息隐藏研究已出现百花齐放、百家争鸣局面。
三、信息隐藏技术的应用
随着信息技术飞速发展,人类利用的信息越来越丰富,通信技术发展使人们能够方便、快捷、灵活地使用文本、语音、图像与视频等多种方式通信;各种数字化信息处理技术使得网络中传输任何类型的文件(如文本、图像、音频和视频等)都可被数字化,极大方便了对各种信息数据压缩、存储、复制、处理和利用。
信息隐藏技术主要有隐写术和数字水印。目前,信息隐藏技术的应用主要在以下方面:一是隐密通信。通过隐写术将秘密信息嵌入在公开媒体文件中传播消息。早期的隐密通信,接收方和发送方甚至不必交换电子邮件,直接交互文件或登录特定计算机和账户。随着网络及通信技术发展,隐密通信所用通信方式从简单数据文件交互到互联网以及无线通信领域。二是版权保护。通过数字水印技术在媒体文件中嵌入特定数字标识或签名,标识媒体文件所有权和版权信息等。三是数据完整性保护。防护篡改、完整性保护中所采用的数字水印为易损水印或脆弱水印,任何对媒体文件修改都会从隐藏数据中反映出来。四是印刷品防伪。印刷品印刷之前嵌入一定标识信息,印刷后作品可经过扫描再次输入计算机,通过特定水印提取和鉴别方法来鉴别作品真伪。五是拷贝控制。控制媒体文件拷贝次数,防止大规模盗版或非法复制。
信息隐藏技术重点运用领域是移动通信领域。移动通信网络方便快捷,在军事和商业通信中广泛应用。移动通信领域多媒体短信将文本、图片、音频、视频等组合成多媒体消息进行发送。移动通信领域中多媒体短信以其特有的直观性、生动性和集成性,面市以来得到广泛关注。多媒体短信即彩信的最大特色是支持多媒体功能,可将不同的媒体,如文本、图片、音频、视频等组合在一起进行发送。彩信标准并没有对彩信所支持的文件格式给出具体限制,理论上只要在封装打包时为彩信所包含的各媒体文件设置好适当类型参数即可;但实际上具体的彩信所支持媒体格式还是有限的,这主要与手机终端彩信软件和MMSC支持传送媒体格式有关。随着3G普及以及手机终端行业发展,彩信所支持的媒体文件格式将更丰富多样,为信息隐藏技术在彩信中的应用提供了更为广阔的空间。
【参考文献】
[1]刘宏.信息隐藏技术在遥感影像中的应用.信息工程大学硕士学位论文,2008.
大连海洋大学是我国北方地区唯一的一所以海洋和水产学科为特色,多学科协调发展的涉海高等院校,为振兴辽宁老工业基地,适应辽宁省及全国沿海省市对海洋渔业通信工程发展的需要,发展区域经济,满足我国和全省经济建设对海洋渔业通信工程专业人才的需求,大力发展信息产业建设,通信工程专业自2003年开始招生。在开办的这十二年时间里,我们下大力气,狠抓专业建设规范,注重教学质量。随着本专业师资力量的逐步增强,我们对本专业的发展现状、发展规律的深入研究把握,对专业定位的认识逐步统一,大连海洋大学通信工程专业的特色目标和人才培养目标逐步清晰明确。
1培养目标
大连海洋大学信息工程学院通信工程专业是从学校的学科专业结构特点和学科特色出发,合理配置学校的教学资源,在电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术、船舶与海洋工程和航海技术的学科交叉基础上设立的专业。学校以提升人才培养质量为核心,立足辽宁,面向黄、渤海,辐射全国,为区域经济建设服务,为国家水产和海洋事业服务,致力于培养德、智、体、美全面发展,知识面宽,基础扎实,综合素质高,具有创新精神和实践能力,敬业、专业、乐业、创业的复合性应用型人才的人才培养战略。在人才培养过程中注重培养学生的自主性、研究性学习的能力和分析问题、解决问题的能力,结合地方经济社会发展需要确定本专业的培养目标、任务和要求,加强海洋渔业通信方面的特色教育。在多年办学经验的基础上,经多方调研,结合本校实际,制定并逐步完善了通信工程专业的培养目标:以培养德、智、体、美全面发展,熟练掌握通信技术、通信系统和通信网络的基本理论、基本知识和基本技能与方法,并具备电子和计算机技术等方面知识,具有较强的工程实践能力,能够从事固定通信、移动通信及船舶通信等现代通信系统及设备的研究、设计、开发与应用的,具有海洋、渔业科学背景的人才。
2课程体系的改革和优化
课程体系主要包括课程设置、教学内容及课程结构,是教学思想、教育理念的具体化,也是实现创新能力培养与综合素质提高的保证。课程设置是否科学,教学内容是否合理,直接影响创新能力的培养与综合素质的提高。按照我校建设“蓝色大学”理念,构建了通信工程专业蓝色人才培养方案。培养方案坚持“加强通识教育、拓宽学科基础、凝练专业方向、提升实践能力、培养创新精神”的人才培养原则,优化人才培养过程,构建课内、课外一体化的培养模式,依照“浅蓝、蔚蓝、湛蓝、深蓝”的蓝色课程体系,用蓝色课程元素来承载水的精神与海的文化,延伸至涉海涉水教学内容要素。(1)浅蓝(通识课程)包括公共基础课(思想政治理论课、大学外语、大学计算机基础、高等数学、大学物理、体育等),公共选修课(军事理论、健康与安全教育、选修课),公共集中实践环节(军训)。通识课程虽然不一定与通信专业有直接联系,但它是培养具有远大的理想、高尚的情操、科学的思维、可持续发展的能力和健康的心里的人才,为进一步学习提供方法论的不可缺少的课程。基于学校开展课程建设的“双百工程”,从公共选修课着手,打造了蓝色海洋类、人文与社科类、艺术与体育类、自然科学与技术类共100门校级精品视频公开课。其中蓝色海洋类公共选修课有利于进一步加深学生的海洋知识背景。(2)蔚蓝(学科基础课)包括复变函数、电路理论、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、数字信号处理、微机原理与应用、电磁场与电磁波、单片机原理与接口技术、通信原理等。学科基础课是通信工程专业学生必须具有的基本知识结构,为专业课程提供有效的支撑,使学生具备本专业的基础理论和基本工程应用能力,有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力及开拓创新精神,为学生后续学习专业方向课打下坚实的基础。(3)湛蓝(专业课)包括专业必修课(电子线路仿真、电子线路CAD、移动通信、计算机通信、DSP技术与应用)、专业方向课、专业任选课(C++高级语言程序设计、随机信号处理、电视原理与技术、现代通信系统仿真技术、计算机网络安全、嵌入式系统开发技术、数据结构C、扩频通信、通信工程专业英语)。通过对其他高校相同专业的大量调研,反复论证比较,通信工程专业设立两个专业方向:通信工程(程控交换技术、船舶通信、光纤通信)、计算机通信(数字通信、多媒体通信技术、计算机网络技术)。通信专业依托海洋信息技术,在船舶通信、船舶导航、海洋渔业3S技术等方面进行了卓有成效的尝试,同时,紧随时代的发展,对部分课程进行压缩和调整,开设一些学生喜爱的,又能与现实接轨的课程,如扩频通信、嵌入式系统开发技术等选修课。(4)深蓝(专业集中实践环节)包括模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、电子线路仿真课程设计、电子线路CAD上机、高频电子技术课程设计、现代通信系统仿真技术上机、通信原理课程设计、单片机原理与接口技术课程设计、通信工程专业教学实习、通信工程专业实习、通信工程专业毕业设计(论文)等。专业集中实践环节对培养通信专业逐步树立工程观念、提高解决工程实际问题的能力和创新能力,有着极为重要的作用。
3强化实践环节,培养提高创新能力
通信工程专业将实践环节作为培养学生创新精神和实践能力的主要途径,制定了科学合理的实践教学方案,构建了多层次、全程化实践教学体系,较好地保证了通信工程专业实践教学的需要。坚持实践教学与理论教学并重、实践教育与创新教育结合,对构成实践教学的各个要素进行整体设计,所有的实践环节围绕培养学生实践动手能力和创新能力而展开,把实践环节分成实验教学、课程设计、实习、毕业论文(设计)、科技创新五个模块,模块之间衔接紧密、层层推进,为学生从入门到提高再到创新夯实基础。
3.1实验教学
实验教学模块主要依托辽宁省海洋信息技术重点实验室、辽宁省实验教学示范中心,以提高实验动手能力为主线,以掌握基本实验技能和方法、融会贯通科学知识、促进创新思维为主要教学目标。加强基础课、主干课实验;实验内容优化配合,避免重复或脱节;增加设计性、综合性实验的比重,形成基本实验、选做实验、设计性和综合性实验组成的立体化实验结构;对含有实验的课程,加大实验教学在整个课程考核中的比例;鼓励学生自主设计实验。在2013版培养方案和教学大纲中都有体现。针对不同课程的特点,有选择地在教学过程中引入仿真实验环节,以缓解实验设备和空间的紧张情况,有效扩展实验空间和时间,节省资金。
3.2课程设计
课程设计着眼点是把理论学习与工程实践相结合,让学生初步掌握设计的程序和方法。一般以单门课或课程群为主选择题目,它是毕业设计的初级阶段。课程设计教学中压缩验证性课题,增加能够体现设计型、综合型和创造性的课题。在课程设计教学设计过程中,鼓励学生自主选题,自行讨论方案,自己组织实施,给予学生自我发挥的余地,充分激发学生的创造性思维,为学生个性的发挥和创造能力的锻炼创造条件。
3.3实习
以校内外实习基地为平台,以使学生学会理论联系实际、建立工程意识和锻炼实际操作技能为主要教学目的,并且通过接触社会,增强学生的劳动观念和社会责任感。目前,通信工程专业校外实习基地2个(人民4810厂,北京尚观科技有限公司大连分公司),合作的企事业单位有18个(渤海船舶重工有限责任公司等),同时学校也正在积极运作与通信公司合作。到企业参观实习和请企业技术专家来校讲座,通过参观和专家公开课的形式,使学生对企业文化、船舶通信及导航设备的发展现状与趋势和本行业领域的前沿技术等有所了解,有利于学生学习目标的确定和职业素质的提高。
3.4毕业论文
(设计)以学院各类实验室、校内外实习基地为平台,学生通过完成毕业论文(设计),在综合运用专业知识能力、外语和计算机应用能力、信息资料检索和收集能力、论文撰写能力和解决实际问题等能力上有较大提高。为切实保障毕业论文(设计)的质量,从以下几方面进行加强:①精心设计备选题目,组织开题报告。学生选题后,在指导教师指导下,查阅文献和撰写文献综述,并精心组织好开题报告,以保证毕业论文的先进性、可行性;②加强毕业论文的中期检查,以保证毕业论文在有限的时间内按质按量完成;③建立毕业论文答辩规范和质量标准,在毕业论文答辩期间开展“毕业论文检查周”活动,有效提升了毕业论文的质量。④学校出台了《大连海洋大学本科生学位论文学术规范检测暂行办法》,针对毕业的本科生的学位论文进行了学术不端行为的检测,有效地杜绝了学术不端行为。
3.5科技创新
以各类兴趣小组和科技社团、大学生科技创新基地、科研实验室为平台,学生通过参加大学生创新创业训练计划项目、科学研究等活动,使创新意识和能力得到进一步培养和提高。低年级的学生专业基础还比较薄弱,鼓励他们参加兴趣小组或者科技社团,以增加学生对创新的认识,提高学生对创新的兴趣;高年级的学生参加各种校内外的竞赛,使学生在竞赛过程中自主学习、自我探索、自我发现。目前,通信工程专业学生在教师有针对性的训练下,参加了“飞思卡尔杯”全国大学生智能汽车竞赛、“大唐杯”全国大学生移动通信技术大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生电子设计大赛等,并取得了优异的成绩。
4结语
大连海洋大学通信工程专业作为涉海高校的“非特色”专业,在复合性应用型培养目标的前提下充分利用和挖掘自己的优势资源,发挥地方特色、行业特色;在加强学生思想道德教育和身心素质培养的同时,主动适应国家和辽宁省沿海经济带发展的新需求,抓住实践能力和创新精神培养的核心,对通信专业的人才培养模式进行调整,使之更好地符合学校的定位与专业培养目标的要求,从而更好地适应社会需要,符合高等教育的发展趋势,并在实践中不断探索与发展。
主要参考文献
[1]李松松,郭显久,等.电子信息工程专业人才培养模式的探索与实践[J].中国电力教育.2011(22):51-52.
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[3]江海,田春艳.机械类应用型本科人才培养模式的探索与实践[J].装备制造技术,2010(3):159-160.
[4]焦冬莉,李晋生,等.应用型通信人才培养的实践教学体系改革[J].实验室研究与探索,2012,31(9):128-130.
关键词 光纤通信 优势 传输 发展趋势
中图分类号:TP929.11 文献标识码:A
1当前光纤通信的优越性
1.1频带非常宽,传输容量非常大
目前,在光纤通信系统中,光纤的传输带宽比电缆大很多,单模光纤就具有几十GHz・km的带宽距离积。采用多种复用技术能提升线路传输容量;最简单的是采用空分复用,光纤外径只有几十 m,一根光缆就可以容纳几百根光纤,传输容量成百倍增长;对于单根光纤,可以采用光复用技术,正在研究开发的光复用技术有波分复用(WDM)、光码分复用(OCDM)和光时分复用(OTDM),而主要采用的是波分复用(WDM),目前人们采用的密集波分复用(DWDM)能增加可使用波长数量,同时利用光纤损耗谱平坦,扩大可利用的波长转换技术和窗口技术,实现波长再利用等使单根光纤由单波长传输的传输速率几Gbps,达到多波长传输几十Tbit/s;另一方面,减小光源谱线宽度和采用外调制方式,同样能极大提升传输容量。
1.2抗电磁干扰性能强,泄露小,保密性好,无串话
由于光纤是非金属的光导纤维(目前主要采用石英(SiO2)),光纤通信线路不会受普通的高、低频电磁场的干扰和闪电雷击等的损坏,抗电磁干扰性能好。光纤的设计独特无比,在光纤中传输的光被严格局限于光纤的纤芯与包层邻近进行传输,泄露极其微弱;即使在弯曲半径十分小的地方,光泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光缆之外的光信号基本上没有,如果没有专用的特殊工具,光纤无法分接;以及长途光缆等通常埋在地下。由此可知:光纤通信保密性能极好,也不会产生电缆通信中常见的串话现象。这对现代政治、军事和经济均有重要意义。
1.3光纤重量轻、纤芯细,铺设简单,资源丰富
光纤一般直径只有几微米至几十微米之间,相同容量话路光缆,要比电缆轻90%~95%(光缆的质量仅为电缆的1/10~1/20),直径小于电缆的1/5;光纤柔软性十足,铺设简单;这顺利解决通信传输系统占用较大的空间致地下管道拥挤等难题,同时极大的节省了通信地下管道的投资成本;光纤通信应用于航天领域,能够有效减轻卫星、飞船与飞机等的重量,提升通信质量的同时降低制造成本。制造光纤的原料石英(SiO2),更是资源丰富且价格便宜,因此光纤通信的发展及全面普及具有巨大前景。
2光纤通信发展现状及趋势
2.1超高速、超大容量、超长距离系统发展
光纤通信经过数十年的发展,目前商用系统传输速率已能达到10Gbps以上;随着传输需求不断提升,超高速、超大容量、超长距离的光纤通信系统发展成为必然。单一的采用光时分复用(OTDM)或波分复用(WDM)对信道传输速率的提升是有限的;因此,可以采用将多个光时分复用(OTDM)信号集中进行波分复用(WDM)的办法来实现信道传输能力最大化。
2.2新型光纤不断发展
在传统的G.652光纤已无法满足超高速长距离传输网络发展需求的状况下,新型光纤的开发成为下一代网络基础设施工作的重要部分。光纤通信传输速率的提高主要通过:(1)提高传输速率;(2)增加传输的光波数量。因此,开发尽可能宽的可用波段的全波光纤成为关键。目前全国光纤通信运用在C(1530~1565nm)与L(1565~1625nm)波段,而全波光纤能将波长扩展至1260~1675nm;若按波长间隔为50HZ(0.4nm)开通DWDM系统,以目前单信道传输速率80 Gbps计算,单纤通信容量高达1000X80 Gbps以上。其它诸如非零色散光纤,空心光纤等新型光纤也陆续出现。
2.3光纤孤子通信发展
光纤孤子通信是一种全光非线性通信方案,主要利用光纤折射率的非线性效应对光脉冲压缩,使其与群速色散激发的光脉冲展宽平衡,光孤子能在光纤的反常色散区与脉冲光功率密度足够大前提下进行长距离不变形传输。这种传输方式在大幅度提升传输距离的同时保证了传输质量。理论上,光孤子通信容量没有限制,可高达1000Gbps;近些年随着色散补偿和色散管理的实施及相关技术的深入研究,光孤子运行速率已能从10~20 Gbps提高至100 Gbps;并采用再生、重新定时等降低自发发射,使传输距离高达100000km以上。
3结语
自从1966年英籍华人高锟博士提出光纤作为传输介质的概念,1970年美国康宁公司根据高锟论文的设想,使用改进型化学汽相沉淀法,制造出世界上第一根超低损耗光纤,其在1 m附件波长区将光纤损耗降低到20dB/km。由于光波通信技术的巨大发展,现在世界通信传输业务的90%需经过光纤传输,并且目前业务量还在不断快速增长;随着光纤通信技术的不断发展,光纤通信应用的范围将越来越广。
参考文献