改革视点

分享到微信 ×
打开微信“扫一扫”
即可将网页分享至朋友圈
【研究生精品课程】光纤通信系统与网络:校企携手助力学子迈向产业前沿
文:王晓刚 李川 学生记者团 安然 图:课程组 来源:新闻中心 研究生院 学生记者团 时间:2022-04-08 2127

“F5G(固定网络)”和“5G(移动网络)”怎样携手开启“万物互联时代”?相干光通信经历了什么样的发展历程,又迎来哪些机遇与挑战?……来自产业前沿的精彩内容,让《光纤通信系统与网络》课程又增一份魅力。

“让学生努力站在学术前沿还不够,我们希望同学们向产业前沿再迈一大步!”为了实现这个心愿,信息与通信工程学院江宁教授与华为公司的专家共同携手,从《光纤通信系统与网络》课程入手推进产教融合,努力探索协同育人的新途径。

自2021年起,研究生院与华为公司精诚合作,共同打造首批10门校企产教融合示范课,信息与通信工程学院《光纤通信系统与网络》即是其中之一。来自产业前沿的资深专家进入课堂,介绍光纤通信领域的前沿动态,让成电学子耳目一新。

2022年3月25日 学生记者安然 采访江宁教授.jpg

学生记者安然同学(左)采访江宁教授(右) 

校企携手:为学生打开另一扇窗

江宁教授所在的光纤通信团队在光纤通信领域已经与华为公司开展多年科研合作。2021年4月,双方进一步深化合作,在产教融合协同育人方面再出发,推动课程建设走深走实。

经过多次交流研讨,课程组与华为的专家对课程内容、授课方式、课时数量等各个方面、各个环节都进行了深入讨论,明确了“学生最需要什么?”“企业专家给学生讲什么?”“怎么讲好专题课?”等关键问题。

信息与通信工程学院光纤通信团队由邱昆教授领衔,团队长期深耕光纤通信领域,研究范围囊括了光纤通信器件、传输、交换、网络等完整的技术链、产业链。而在光纤通信产业领域,华为已经在全球独领风骚。对于这次强强联手,双方都充满期待,也充满信心。

经过研究,课程组决定由华为专家讲授两个专题,分别是固定网络(F5G)和相干光通信算法。选择这两个专题是因为:一方面,固定网络与移动网络共同构成了“万物互联”的基础,但大多数高校对固定网络研究较少;另一方面,相干光通信是当前光纤通信发展的核心技术,其中相关算法的研究和突破是重中之重。

“这次合作是一次重要的尝试!”江宁指出,“华为的专家们精心备课、倾囊相授,将补上我们的短板,对课程原有的内容进行重要的拓展和补充。同时,也能让学生领略到产业界在实际工程环境下有效解决问题的理念和方法。这对学生的成长成才十分有益!”

在课时安排上,课程从原来的40个课程中分出8个课时由华为的专家授课。按照循序渐进的规律,江宁先讲授理论基础,最后由华为的专家讲授专题。

华为成研所光产品部部长发言.jpg 

精彩课堂:前沿知识化为精神大餐

2021年秋季学期,课程正式开始。江宁概述了光纤通信的发展历史,介绍了课程的知识体系和架构,详细讲解了光纤传输基础理论、光通信器件、光纤传输系统设计、光纤传输网、光纤接入网等内容。课程最后,由华为专家讲授前沿专题。

在光通信领域,更大的容量、更高的速率、更远的传输距离、更高的集成度、更灵活的软硬件架构,是科技工作者永恒的追求目标。相干光通信系统未来如何进一步逼近“香农定理”揭示的“一定信噪比下频率利用率的极限”,进一步释放光纤通信的潜能?如何以“摩尔”定义站点容量,确保技术进步能够支持站点容量每3年翻一倍?……

在讲授算法专题时,华为的专家从相干光通信的发展历史和主要挑战引入,切入到相干光通信的系统与算法,详细介绍了光电器件的损伤预补偿(包括ICT、ICR和ADC/DAC的损伤与补偿方法)、光纤传输损伤与补偿(包括常见光纤传输损伤的物理概念、数学模型及DSP补偿原理),并拓展介绍了FEC、时钟同步、载波同步等算法。

在讲授固定网络专题时,专家从“F5G与5G共同开启万物互联时代”话题引入,强调了F5G的重要意义,指出“5G是天上一张网,F5G是地上一张网,拥抱千行百业,开启万物互联”,激发了学生的浓厚兴趣。

随后,专家介绍而来全球踊跃跟进F5G、积极进行商业化落地的各种举措,并讲解了F5G技术的定义和三大特征,以及对构建更健康的全光固网产业的重要支撑作用,详解了F5G愿景与应用场景,以及新一代光传送网络与技术、先进光接入网络与技术。

专家还播放了《珠峰上的F5G》《绿色四川中的F5G》《追光者》等多个短视频,让学生直观了解华为公司在F5G方面的重要事件、重要贡献,以及F5G在释放数字经济新动能方面的巨大潜力。最后,专家表示:“我们的愿景是Fiber to Everywhere,打造无处不在的光联接!”

同学听课1.jpg 

收效良好:学生反馈意见纷纷好评

在课程设计上,华为的专家通过提问、交流等方式,调动了学生的热情。在算法专题课上,因为疫情原因,课程在线上进行。专家在让学生品味前沿知识“大餐”的同时,还适时地推出两道“甜点”,既激发学生的好奇和兴趣,又作为检验学习效果的“试金石”。这两道“甜点”是:

——假设IQ调制有增益不平衡和相位不平衡,Q路比I路的增益高0.5dB,Q路比I路多了5°的相移,发送数据为16QAM,请计算:1)请给出IQ调制矩阵和预补偿矩阵;2)请完成IQ调制和预补偿的代码,并画出做预补偿和不做预补偿的IQ调制输出星座图。

——色散数学模型中,色散系数乘以传输距离得到色散量D=10,000ps/nm,波长为1550nm,信号带宽为100GHz,请计算:1)带内最低频和最高频的群时延;2)画出相位响应和时域响应。

在固定网络专题课堂上,设置了多个互动提问环节,课堂气氛依然十分活跃。尤其是,在讲解关键知识点时,专家都会结合具体的应用案例,或者通俗讲解,或者播放视频,让学生能够直观感受和理解。

最后,专家把华为的“座右铭”送给大家,鼓励同学们“把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界(Bring digital to every person,home and organization for a fully connected,intelligent world)。”

在企业专家授课的过程中,江宁教授全程参与。课前,他和助教一起准备和调试设备;课中,他认真听课、记录,也参与到专家与学生的讨论当中,帮助学生理解专家所讲内容;课后,他与华为专家一起对学生进行回访调查,并对课程开展过程进行梳理总结,研究课程还存在哪些不足之处。

课程结束后,华为专家通过一个小程序对学生进行了调查了解,学生从“课程内容深度和难度设计合理,我能够理解”“教学设计安排合理,课程中的案例和互动设计能帮助我更好地理解和掌握”“讲师能有效提问、答疑及点评”“老师能深刻理解并清晰传递课程内容”四个方面进行了反馈,并提出了优化改进建议。学生的总体满意度在90分以上。

同学听课2.jpg 

价值引领:激发学生追求卓越的使命感

“这是一次成功的尝试!”江宁表示,“华为的专家所讲的两个专题都博大精深,在8个课时里无法全面、深入地展开。但通过这次合作,同学们极大地开阔了学术视野,更重要的是,进一步激发了学习兴趣和责任使命,这对学生未来的人生选择很有帮助。”

在讲授基础理论内容时,江宁就有机融入了“课程思政”内容,鼓励学生为国家和行业发展努力奉献。他说,“光纤通信问世只有半个世纪,国内外的研究几乎同时起步,我国推出商用系统只比美国晚了两年,今天,我国已经拥有了完全自主的光纤通信网络。在光纤通信领域,中国人是有理由感到自信和骄傲的!”

光纤通信是网络空间的重要基础设施,无论是移动通信、卫星通信还是“空天地一体化网络”,都需要光纤网络提供有力支撑。江宁鼓励同学们,“我们的前辈赵梓森院士在极其艰苦的环境下拉出了具有中国自主知识产权的第一根光纤,到今天我国的光纤产业已经逐步从‘并跑’向‘领跑’转变。站在前辈们的肩膀上,同学们一定要不辱使命,让我国的光纤通信事业更加辉煌!”

在华为专家讲授的专题课程中,学生不仅学到了知识,也通过一个个案例感受到了华为的文化和精神。信通学院2021级研究生李岸染表示:“看到华为把基站送上珠峰,实现5G+F5G信号对珠峰北坡登山线路及峰顶的全覆盖,我受到很大的鼓舞,感到由衷的敬佩和自豪。”

“校企协同育人既是为学校培养人才,也是为行业储备人才,归根结底是为党育人、为国育才!”江宁表示,校企双方将根据课程合作的实际情况,不断探索合作方式、优化授课内容、改进授课方式,并在实践教学等方面进一步巩固、拓展协同育人成果,努力为国家培养更多创新引领性人才。


编辑:王晓刚  / 审核:王晓刚  / 发布:陈伟