光纖通信鏈路及傳輸協定虛擬仿真實驗是江西科技師範大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：光纖通信鏈路及傳輸協定虛擬仿真實驗
- 建設院校： 江西科技師範大學
- 課程負責人： 殷志堅
- 授課教師：易小傑、詹春、柳成、許倩倩
課程簡介,課程目標,
課程簡介
正如項目名稱所言， 本項目從基礎原理和實際I程套用兩方面入手，將光纖通信的整個物理和邏輯鏈路的實踐，規劃成一一個完整的實驗項目，讓學生從光纖、光器件、光通信線路等基礎實驗開始進入到光通信領域，並逐步深入到光傳輸協定、光通信網路。此外，結台光通信測試及儀表的使用，我們打造了-一個“全工作過程”的實踐環境，和非常平緩的實踐坡度體系。當然，通過VR等虛擬仿真技術的使用，我們還可以讓學生“沉浸式”地走完整個過程。
課程目標
本實驗將理論知識與實際套用相結合，不僅能夠培養學生專業的基礎理論，還能培養學生的實際工程套用能力，做到所學即所用，為以後從事光纖通信工作打好基礎，提升學生的就業競爭力。具體來說能從以下幾方面達到培養學生的目的:
一、以虛擬現實手段帶給學生身臨其境的實驗體驗
通過最新的VR虛擬仿真技術，對光纖網路中的通信器件、線路及網路進行虛擬仿真，讓每個學生直觀地認知光纖通信傳輸媒介和光纖跳線、光纖連線器、光分路器、光衰減器、光隔離器、光纖耦合器等各種通信器件，了解光纖通信網路的拓撲結構。
二、增強理論原理驗證和學習，掌握光端機性能指標測試方法
在虛擬仿真平台中，學生基於所學的雷射器和光電探測器的原理、特性以及光發射機和光接收機的結構特性，利用虛擬的光發射機、光接收機單元，配合虛擬的光功率計、誤碼測試儀等設備，搭建光端機測試環境，並通過改變信號波形、輸出光功率，調節測試儀器儀表，進行光端機各項性能指標測試。
三、加強對光纖通信鏈路組成的認知和測試,並掌握儀器儀表的使用
結合光纖通信鏈路的組成原理，將各環節知識點歸納提煉，有機分割成一個個獨立 單元，並利用虛擬仿真手段，將光纖通信鏈路中的各環節變成獨立的標準實驗功能模組，配合虛擬示波器、虛擬光功率計、虛擬誤碼測試儀等儀器儀表，分單元分項目地為學生展示和剖析光纖通信鏈路中信源編解碼、復用、線路接口編解碼等變換過程，使抽象數據和波形變得具體化、可視化。
四、解決實體難以示的難點，加強對光傳輸幀結構傳輸協定的學習
通過圖型、表格數據以及色塊的方式，展示STM-1 幀結構，以及幀結構中的開銷欄位含義;通過流程圖的方式，形象展示業務數據是如何復用到STM-1幀的過程;通過文本提示，掌握業務數據速率是如何匹配到最終的高階物理信道速率的過程;通過指針的正負向調整，展示數據存放的位置信息以及定位調整技術和方法。
五面向工程實際，掌握光纖通信鏈路系統的搭建和調試方法,養系統聯調的動手能力
光纖通信收發鏈路的搭建及聯通環節既可以讓單個學生獨立完成，又可以兩個一-組進行協同實驗。以協同實驗為例，一個在虛擬環境中專門負光纖通信傳送系統的搭建，並配置好鏈路中各環節的工作方式;另一一個根據所學的光纖通信鏈路系統原理，配合虛擬示波器、誤碼儀以及光功率計等測試儀器，調用網路單元並調整數據參數，直到能正常恢復出傳送端的數據。
六虛擬仿真實驗教學效果可評估、教學流程可最佳化
構建基於實驗操作步驟過程的質量評價與提升體系。在虛擬試驗中系統自動對每個學生的實驗操作過程數據、實驗結果數據進行採集、分析統計，讓老師全方位多角度的對學生真實實驗情況了解透徹，進行完整的評價，為實驗教學知識點的修正、實驗流程的最佳化提供一個科學的支撐， 方便對實驗過程數據的大數據分析，藉助對每位學生所有實驗的過程記錄數據進行數據分析和挖掘，評估實驗教學效果甚至每個知識點的掌握情況，反哺理論教學和實踐教學，從而針對性地持續改進教學質量提升人才培養效果。
七、實現實驗資源的共享與開放、促進教學模式的轉型
隨著全球網際網路技術套用的急劇膨脹，以及我國“網際網路+”戰略全面推進，通過構建“平台開放、圍繞學生、強化互動、資源分享”為核心理念的專業實驗教學平台，逐步從以教師為中心的教學模式向以學生為中心的教學模式轉變，從而引導和激發學生在學習過程中主動性和自主性。藉助虛擬仿真實驗平台，可加快從排隊進實驗室方式向全天候學習模式的轉變:傳統實驗限制了實驗資源的使用，優秀學生“吃不飽”、後進學生“跟不上”，-般只能整個教學班“齊步走”，難以滿足學生自主學習和個性化培養的要求。而藉助虛擬仿真實驗平台，可實現學生自主選擇學習進度、學習時間和學習內容，還可重複學習，靈活度高，學生可以利用零散時間在實驗室之外進行實驗，從而實現高效率學習。
同時由於場地、.地理位置、交通成本等因素限制，實體實驗設備的共享和輻射效果難免受限。將已有特色優勢的實驗示範中心與虛擬仿真實驗方式有效地虛實結合，可實現遠程實驗，不受場地和地理限制，並發實驗數量大大提高，可更好地服務國內外高校和行業社會。
