張占強(qiáng) 孟克其勞

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)“現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)”課程在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題，為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，建設(shè)了現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心。該中心由數(shù)據(jù)通信、EPON、SDH、NGN四個(gè)子系統(tǒng)組成，分別介紹了四個(gè)子系統(tǒng)的特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并提出了現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心的教學(xué)改革方案。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代通信網(wǎng)；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；工程實(shí)踐中心；實(shí)踐教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：張占強(qiáng)（1975-），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院，講師；孟克其勞（1969-），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院，教授。（內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080）

基金項(xiàng)目：本文系內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2013009）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）06-0141-02

“現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)”是通信工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課，其可以使學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)層面對(duì)通信知識(shí)進(jìn)行全面的了解。學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過學(xué)習(xí)“現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)”課程可以掌握通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、通信設(shè)備之間的互連及配置，從而建立起“全程全網(wǎng)”[1]的概念。目前高校的實(shí)驗(yàn)環(huán)境及課程設(shè)置并不能完全滿足通信行業(yè)發(fā)展對(duì)人才的需求，課程的更新相對(duì)滯后于通信技術(shù)的發(fā)展，理論與實(shí)踐常常存在脫節(jié)的現(xiàn)象。

在傳統(tǒng)教學(xué)過程中實(shí)踐環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱，[2]主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是教學(xué)設(shè)備不能滿足“現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)”課程的需要，課程體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化和系統(tǒng)化的原則，但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以實(shí)驗(yàn)箱為主，只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的通信系統(tǒng)，不能模擬通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、協(xié)議以及通信網(wǎng)的規(guī)程。二是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或仿真實(shí)驗(yàn)為主。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；仿真實(shí)驗(yàn)只是對(duì)課程的理論及原理的驗(yàn)證，不利于學(xué)生動(dòng)手能力的提高。三是傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)備只是對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的驗(yàn)證和演示，不能模擬通信網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的設(shè)備，滿足不了實(shí)用化通信人才培養(yǎng)的需要。

一、現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心的建設(shè)目標(biāo)

通信行業(yè)的發(fā)展日新月異，從傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)到高速寬帶網(wǎng)絡(luò)，從模擬移動(dòng)通信到3G、4G數(shù)字移動(dòng)通信，都體現(xiàn)了通信技術(shù)的不斷進(jìn)步。通信工程是一個(gè)技術(shù)含量高、發(fā)展快、應(yīng)用廣和實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)。因此，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，一方面要系統(tǒng)的學(xué)習(xí)通信基礎(chǔ)理論，另一方面要學(xué)習(xí)設(shè)備的實(shí)際操作，在實(shí)踐中理解理論知識(shí)，提高動(dòng)手能力，適應(yīng)通信技術(shù)的發(fā)展。沒有足夠的實(shí)踐學(xué)習(xí)，就不能很好地掌握通信技術(shù)，因此建設(shè)現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的提高具有重要意義。建設(shè)現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心的主要目標(biāo)[3]包括以下幾方面：

1.建設(shè)模擬現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的工程實(shí)踐中心

根據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，通過整合優(yōu)化設(shè)備和教學(xué)方法的改革，提出了既能模擬現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的設(shè)備，又能滿足教學(xué)需求的建設(shè)方案。為培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和高水平技能的通信綜合人才，建設(shè)了良好的、不需要過渡的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

2.全面深入地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系和教學(xué)方法的改革

“現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)”課程的發(fā)展，強(qiáng)調(diào)課程體系的構(gòu)建，以基礎(chǔ)理論為指導(dǎo)，以技術(shù)應(yīng)用為目標(biāo)，通過對(duì)實(shí)際工作需求的調(diào)研和分析，真正實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。

3.培養(yǎng)通信行業(yè)所需的應(yīng)用型人才

可以幫助學(xué)生清晰地理解通信設(shè)備的原理、接口和設(shè)備的配置，使學(xué)生盡快熟悉通信行業(yè)的工作；可以幫助學(xué)生更快地適應(yīng)通信企業(yè)對(duì)人才的技術(shù)需求，從而提供快速融入通信行業(yè)的通道。多平臺(tái)的設(shè)備與新的課程體系可以使學(xué)生加深對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的理解，從而勝任通信行業(yè)各類工作。

二、現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心的建設(shè)

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)綜合考慮了通信網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，在充分調(diào)研和考查的基礎(chǔ)上，制定了現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心的建設(shè)目標(biāo)，在2012年年底建成了現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心。

1.網(wǎng)絡(luò)總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心由光傳輸SDH平臺(tái)、EPON接入網(wǎng)平臺(tái)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、NGN軟交換平臺(tái)以及通信電源系統(tǒng)組成，是一個(gè)面向教學(xué)的小型電信業(yè)務(wù)平臺(tái)。統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng)可以管理學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的組織。圖1是現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心總體拓?fù)鋱D，各部分不是孤立的系統(tǒng)，是可以互相融合，組成綜合性的網(wǎng)絡(luò)。[4]

2.數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)采用中興通訊的成熟商用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。系統(tǒng)分為接入層、匯聚層、核心層三層結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)組網(wǎng)的原則是：綜合性、高可靠性、高性能、安全性、擴(kuò)展性、開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用性、易管理。數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)包括二層交換機(jī)、三層交換機(jī)、路由器、無線AP、學(xué)生機(jī)等。

數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)的核心層采用中興智能集成多業(yè)務(wù)路由器ZXR10 1800，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由表的維護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)與廣域網(wǎng)的互聯(lián)。匯聚層采用的是中興三層智能以太網(wǎng)交換機(jī)ZXR10 3950，它提供高密度百兆接入和千兆上行接口，具備全面的二層交換和三層路由能力，匯聚層設(shè)備提供了用戶流量控制及其他的策略管理功能，還提供了必要的服務(wù)層面的功能。接入層采用的是中興二層智能以太網(wǎng)交換機(jī)ZXR10 2850，負(fù)責(zé)學(xué)生終端設(shè)備的接入。該子系統(tǒng)可以完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有：IP地址規(guī)劃、VLAN的配置、RIP路由實(shí)驗(yàn)、OSPF路由實(shí)驗(yàn)、無線接入網(wǎng)實(shí)驗(yàn)和模擬城域網(wǎng)實(shí)驗(yàn)等。

3.EPON通信子系統(tǒng)

EPON是最廣泛的網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)Ethernet和無源光網(wǎng)絡(luò)PON結(jié)合的產(chǎn)物，是“三網(wǎng)合一”的主流技術(shù)之一。EPON通信子系統(tǒng)由視頻服務(wù)器、OLT、ODN、ONU等組成。

OLT采用中興ZXA10 C200，其屬于中小容量OLT，最大支持連接640個(gè)ONU，無中繼傳輸距離可達(dá)20公里，OLT可以通過網(wǎng)管服務(wù)器來配置。OLT提供了EC4GM（交換主控板）和EPFC/4（線卡）。EC4GM有兩個(gè)GE光口和兩個(gè)10/100/1000Base_T電接口，上連口從交換主控板上引出，連接到IP城域網(wǎng)和組播視頻服務(wù)器，完成EPON的業(yè)務(wù)接入。EPFC/4提供4路EPON光接口，光接口可以下連1∶8分光器，分光器與ONU對(duì)接，將業(yè)務(wù)下發(fā)到桌面設(shè)備上。ODN是光配線網(wǎng)由分光器組成。ONU的主要作用是光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)的分路功能。該子系統(tǒng)可以完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有C200的基本業(yè)務(wù)配置、EPON的網(wǎng)管配置實(shí)驗(yàn)、EPON VLAN配置實(shí)驗(yàn)、組播業(yè)務(wù)的開通等。

4.SDH傳輸子系統(tǒng)

SDH傳輸子系統(tǒng)由3個(gè)中興ZXMP S325網(wǎng)元組成，3個(gè)網(wǎng)元組成一個(gè)環(huán)形網(wǎng)。ZXMP S325支持的最高速率為STM-16，ZXMP S325主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的接入層。設(shè)備可接入E1、T1、E3、T3等業(yè)務(wù)，適合于業(yè)務(wù)種類多、業(yè)務(wù)量較小、對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合。

ZXMP S325設(shè)備由各種單板組成，其中有系統(tǒng)接口板、業(yè)務(wù)接口板、業(yè)務(wù)處理板、交叉時(shí)鐘線路板、網(wǎng)元控制板。該子系統(tǒng)可以完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有SDH業(yè)務(wù)配置、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)配置、ATM業(yè)務(wù)配置、DWDM設(shè)備業(yè)務(wù)配置等。

5.NGN軟交換子系統(tǒng)

軟交換子系統(tǒng)采用中興ZXECS IBX1000綜合業(yè)務(wù)交換設(shè)備，設(shè)備可以為多用戶提供多種業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、VOIP語音、圖像業(yè)務(wù)融合和網(wǎng)絡(luò)融合。

ZXECS IBX1000設(shè)備可擴(kuò)充硬件接口，通過硬件接口接入PSTN網(wǎng)絡(luò)、Internet網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)；可以連接模擬電話、IP電話、PC等終端設(shè)備。IAD的主要功能是完成終端用戶語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的接入，作為下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）用戶接入設(shè)備。該子系統(tǒng)可以完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有7號(hào)信令網(wǎng)組網(wǎng)、PRI信令組網(wǎng)、H.323組網(wǎng)、SIP組網(wǎng)等。

三、現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心的教學(xué)改革

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和工程能力的重要環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際、培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法和提高動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。結(jié)合專業(yè)理論和現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心，構(gòu)建相對(duì)完整的綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。[5]

1.探索“現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)群”的教學(xué)模式，編制切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，推進(jìn)人才培養(yǎng)和社會(huì)需求相結(jié)合

在通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上可以開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程有“數(shù)據(jù)通信”、“光纖通信”、“現(xiàn)代交換”、“移動(dòng)通信”、“接入網(wǎng)”等，這些課程之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系。“實(shí)驗(yàn)群”是各個(gè)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合體，而不是幾門課程實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單相加?！皩?shí)驗(yàn)群”內(nèi)部實(shí)驗(yàn)之間相互聯(lián)系，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析比較，刪除相同的內(nèi)容，再進(jìn)行融合分解，形成新的實(shí)驗(yàn)體系，達(dá)到整體大于各門實(shí)驗(yàn)課程之和的目的。

2.重視學(xué)生創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)

在現(xiàn)有的現(xiàn)代通信網(wǎng)工程實(shí)踐中心下，鼓勵(lì)實(shí)施大學(xué)生科技活動(dòng)項(xiàng)目、大學(xué)生科研與創(chuàng)新項(xiàng)目計(jì)劃。在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生為主體開展科學(xué)研究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和素養(yǎng)，提高創(chuàng)新能力。鼓勵(lì)學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

3.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

通過選派教師到科研院所、企業(yè)參加工程實(shí)踐等手段，打造一支適應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師隊(duì)伍，提升專業(yè)教師的工程素養(yǎng)、強(qiáng)化工程背景。積極與中興公司聯(lián)系進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的更新，包括課程的更新，結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)相關(guān)課程內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充與替換；對(duì)教師進(jìn)行再培訓(xùn)，保證教師的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)和行業(yè)最新的技術(shù)發(fā)展相同步。

四、結(jié)語

該實(shí)踐中心模擬了通信網(wǎng)的現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備，設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)滿足教學(xué)的需要，經(jīng)過一年的教學(xué)試運(yùn)行，收到了良好的效果，為培養(yǎng)從事通信行業(yè)的人才，建設(shè)了良好的、不需要過渡的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

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（責(zé)任編輯：孫晴）