論綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的探索與實(shí)踐

　　隨著通信技術(shù)的發(fā)展及信息業(yè)務(wù)量的劇增,社會(huì)對(duì)通信專業(yè)人才的需求不斷加大,從近幾年的就業(yè)情況來看,企業(yè)需要的是既有較好的理論基礎(chǔ),又有較強(qiáng)的實(shí)踐能力,并且了解通信行業(yè)技術(shù)的綜合應(yīng)用型人才。因此,高校必須不斷完善通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè),改進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?才能適應(yīng)市場對(duì)人才的需求。我院于2009年提出了建設(shè)綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的計(jì)劃,并獲得了中央地方共建專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的資助。

　　1、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀及建設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的必要性

　　2000年以來我院先后建設(shè)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通信原理、高頻電子、EDA等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室及檢測與控制專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。2004年通信專業(yè)開始招生,為滿足教學(xué)要求,籌建了通信專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。由于當(dāng)時(shí)學(xué)校經(jīng)費(fèi)緊張,制定了通信專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上分兩步走的計(jì)劃：第一步,建設(shè)以滿足教學(xué)需求的基本型專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,主要完成光纖、程控、通信網(wǎng)、移動(dòng)通信等專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案以各種實(shí)驗(yàn)箱及相關(guān)的儀器設(shè)備組成,基本1人1箱,其特點(diǎn)是：技術(shù)成熟,投資少,維護(hù)方便。第二步,建設(shè)綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室。第一步建設(shè)方案已于2006年完成。

　　2006年以來，通信專業(yè)實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中發(fā)揮了其應(yīng)有的作用。但這些設(shè)備各自獨(dú)立,沒有形成網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)性不強(qiáng),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多以演示、驗(yàn)證為主。隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,這類實(shí)驗(yàn)室條件局限性較大,沒有通信全程全網(wǎng)的系統(tǒng)性,學(xué)生對(duì)所學(xué)的專業(yè)課程缺乏系統(tǒng)整體概念,無法滿足對(duì)通信技術(shù)的深入研究及市場對(duì)人才的需求。因此建設(shè)綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是非常必要的。

　　2、綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)思路與目標(biāo)

　　隨著通信行業(yè)的不斷發(fā)展,電信領(lǐng)域正在向著移動(dòng)化、寬帶化的方向不斷融合。因此,綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的基本思路是建設(shè)一個(gè)集傳輸、交換、寬帶接入及有線、無線通信為一體的綜合現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò),是一個(gè)類似于電信系統(tǒng)的全真式網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)模擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,各個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)接,并能夠完成每種設(shè)備平臺(tái)的實(shí)訓(xùn)與研究。通過該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),讓學(xué)生從軟件到硬件全方位感受現(xiàn)代通信的真實(shí)環(huán)境,對(duì)所學(xué)專業(yè)有直觀的認(rèn)識(shí)及深入的了解,提高專業(yè)素質(zhì),鍛煉動(dòng)手能力,把學(xué)生培養(yǎng)成符合社會(huì)需求的綜合型、應(yīng)用型通信技術(shù)人才。

　　3、綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)方案與內(nèi)容

　　建設(shè)方案既要技術(shù)先進(jìn),又要經(jīng)濟(jì)合理,通過反復(fù)多次的論證,提出了適應(yīng)現(xiàn)有資金條件,適合當(dāng)代通信技術(shù)發(fā)展的綜合通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。整個(gè)平臺(tái)由SDH傳輸網(wǎng)、程控交換網(wǎng)、移動(dòng)無線接入網(wǎng)、EPON光接入網(wǎng)、網(wǎng)規(guī)、網(wǎng)優(yōu)等系統(tǒng)構(gòu)成。

　　3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　3.2 光傳輸系統(tǒng)

　　光傳輸系統(tǒng)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的核心,溝通了各模塊之間的通信聯(lián)絡(luò)。系統(tǒng)采用SDH技術(shù),由3臺(tái)STM-1設(shè)備構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。SDH技術(shù)是目前通信網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù),它以其突出的技術(shù)優(yōu)勢為網(wǎng)絡(luò)提供優(yōu)質(zhì)、高效、可靠的通信業(yè)務(wù),能夠滿足寬帶數(shù)據(jù)及視頻圖像等多業(yè)務(wù)的傳輸需求,自愈功能強(qiáng)。掌握傳輸技術(shù)對(duì)通信工程專業(yè)的學(xué)生來說,是非常重要的。

　　傳輸系統(tǒng)選用華為公司的Optix155/622HMetro1000型設(shè)備,主要功能及配置如下：

　　(1)系統(tǒng)高階交叉能力為136×136VC4,低階交叉能力1638×1638VC12。

　　(2)單臺(tái)傳輸系統(tǒng)配置STM-1光接口2個(gè),E1接口21個(gè),FE接口數(shù)量為4個(gè),支持155M至2.5G光速率的在線升級(jí)能力。

　　(3)具備多業(yè)務(wù)處理能力,提供多路E1，T1，E3和T3業(yè)務(wù)及各種音頻接口,數(shù)據(jù)接口功能。

　　(4)系統(tǒng)采用MSTP第三代技術(shù),支持以太網(wǎng)信號(hào)的匯聚、二層交換和VLAN。

　　(5)傳輸系統(tǒng)配備了設(shè)備級(jí)管理軟件,在提供完備的網(wǎng)元級(jí)管理功能的同時(shí),提供了網(wǎng)絡(luò)層管理功能,支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的端到端管理。

　　(6)整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制健全,交叉、時(shí)鐘、電源均采用1+1保護(hù)措施,具備強(qiáng)大的告警分析和故障自動(dòng)診斷功能,提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

　　3.3 程控交換系統(tǒng)

　　程控交換系統(tǒng)采用華為公司C&C08程控交換設(shè)備,通過傳輸網(wǎng)絡(luò)及其他配合設(shè)備構(gòu)建一個(gè)完全模擬實(shí)際應(yīng)用的,具有局間交換、遠(yuǎn)端接入功能的完整交換網(wǎng)絡(luò)。主要配置為：

　　(1)系統(tǒng)交換能力為16K×16K,配置模擬電話用戶96路,數(shù)字中繼120DT(最大可擴(kuò)充至50000線模擬用戶及10000線數(shù)字中繼)。

　　(2)提供中國1號(hào)信令、7號(hào)信令,滿足局間通信的要求;提供語音業(yè)務(wù)及其他綜合接入業(yè)務(wù),配置各種接口。

　　(3)提供設(shè)備級(jí)網(wǎng)管軟件,可對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行設(shè)置、配置, 進(jìn)行信令的觀測、跟蹤等。

　　3.4 TD-SCDMA移動(dòng)通信無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

　　TD-SCDMA技術(shù)是目前廣為使用的新技術(shù),大幅提升了數(shù)據(jù)傳輸速率,實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)寬帶,能夠處理圖像、音樂、視頻等多種媒體形式,提供網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。

　　系統(tǒng)由TD-SCDMA無線側(cè)基站控制器單元(RNC)、無線側(cè)基帶處理及射頻單元(Node B)及無線網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心(OMC-R)等主要設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)軟件組成。

　　TD-SCDMA無線側(cè)基站控制器單元(RNC)采用華為公司新一代基站控制器DRNC820型設(shè)備,該設(shè)備集成度高、容量大、可靠性好,可以滿足未來高速分組業(yè)務(wù)發(fā)展,大大提升TD-SCDMA全系統(tǒng)的帶寬和容量。系統(tǒng)采用MAIO(Multiple Access To I n One)技術(shù),統(tǒng)一ATM，TDM和IP交換體系,既支持對(duì)2G傳輸資源的前向兼容,也支持向全網(wǎng)IP的演進(jìn)。設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì),支持單框解決方案與平滑升級(jí);采用雙平面GE Star交換網(wǎng),可提供最大120Gbps的交換容量;接口豐富,可提供多種組網(wǎng)方式。

　　TD-SCDMA無線側(cè)基帶處理及射頻單元采用業(yè)界技術(shù)領(lǐng)先的多形態(tài)統(tǒng)一模塊設(shè)計(jì),具有體積小、容量大、功耗低、安裝靈活的特點(diǎn),最大可支持36載扇的TD-SCDMA基帶處理能力。

　　操作維護(hù)系統(tǒng)主要完成軟件管理、故障管理、性能管理、測試管理、傳輸管理等功能。

　　3.5 EPON光接入系統(tǒng)

　　EPON光接入系統(tǒng)采用華為公司MA5680T型設(shè)備,具備多種豐富的功能特性,可提供大容量、高速率、高帶寬的語音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)接入。設(shè)備為GPON/EPON一體化設(shè)備,滿足用戶擴(kuò)容升級(jí)需要;系統(tǒng)能力滿足背板交換容量為275Gbps,業(yè)務(wù)交換容量雙向?yàn)?8G;單框可支持ONU/ONT數(shù)為7168;支持3層特性,支持RIPV1/V2和OSPF路由協(xié)議;滿足多種FTTx組網(wǎng)應(yīng)用,滿足基站傳輸、IP專線互聯(lián)、批發(fā)等業(yè)務(wù)組網(wǎng)需求。

　　3.6 網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)系統(tǒng)

　　無線網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)選用鼎利公司的測試軟件,具備完善的GSM/GPRS/TD-SCDMA/HSDPA網(wǎng)絡(luò)測試功能。能夠提供多種測試方法。

　　3.7 專用e-bridge實(shí)驗(yàn)軟件

　　由于本次實(shí)驗(yàn)平臺(tái)選用的硬件設(shè)備均為商用設(shè)備,所以要考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如何適合于學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一般來說,實(shí)際商用設(shè)備的管理終端數(shù)只有一個(gè),這樣對(duì)于有40名學(xué)生的班級(jí)來說,需要分40組,顯然不現(xiàn)實(shí)。訊方公司研發(fā)的專用e-bridge實(shí)驗(yàn)軟件,解決了多人操作的問題,滿足每個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)可以40名學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,把商用設(shè)備轉(zhuǎn)化為適合高校教學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

　　專用e-bridge實(shí)驗(yàn)軟件具備實(shí)驗(yàn)過程控制功能,實(shí)驗(yàn)教師可靈活分配實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)時(shí)間,可以調(diào)整每組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間,軟件能同時(shí)滿足多人多次上機(jī)實(shí)驗(yàn)的要求。

　　綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)組成除配置以上設(shè)備、軟件外,還考慮設(shè)置了通信電源設(shè)備、光纖配線架、數(shù)字配線架、音頻配線架等其他配合設(shè)備。

　　4、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容

　　整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過通信網(wǎng)管軟件,可滿足40個(gè)學(xué)生終端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,可開展的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容如下：

　　(1)SDH光傳輸系統(tǒng)：①傳輸設(shè)備配置實(shí)驗(yàn)：通過傳輸網(wǎng)管軟件對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作加載及維護(hù);硬件數(shù)據(jù)配置、分配功能模塊資源等;②組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)：可進(jìn)行SDH鏈型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)組網(wǎng)配置;③通道保護(hù)實(shí)驗(yàn)：通過對(duì)傳輸光口、邏輯系統(tǒng)、保護(hù)制式的設(shè)定,實(shí)現(xiàn)通道保護(hù)和復(fù)用段保護(hù)機(jī)制的實(shí)驗(yàn);④網(wǎng)管操作實(shí)驗(yàn);⑤開銷分析實(shí)驗(yàn)：⑥傳輸復(fù)用解復(fù)用字節(jié)分析實(shí)驗(yàn)等。

　　(2)程控交換系統(tǒng)：①交換機(jī)硬件配置實(shí)驗(yàn)：通過交換機(jī)網(wǎng)管軟件對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作加載及維護(hù);分配各個(gè)功能模塊資源;②用戶實(shí)驗(yàn)：配置、分析用戶及號(hào)碼;本局用戶新業(yè)務(wù)設(shè)定及注冊等;③電話呼叫處理實(shí)驗(yàn)：觀察呼叫處理過程、信號(hào)流程;④局間中繼信令系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：包括NO1和NO7中繼調(diào)試,局向設(shè)置、路由選擇,觀察計(jì)發(fā)器信令流程及出局呼叫過程;⑤計(jì)費(fèi)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn);⑥全局綜合業(yè)務(wù)實(shí)驗(yàn)等。

　　(3)RNC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：①數(shù)據(jù)配置實(shí)驗(yàn)：對(duì)RNC設(shè)備狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行配置;②鏈路、通道信息配置;③小區(qū)參數(shù)配置、優(yōu)化、參數(shù)測試實(shí)驗(yàn);④RNA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn);⑤手機(jī)注冊、呼叫、切換流程分析等實(shí)驗(yàn)。

　　(4)網(wǎng)優(yōu)、路測實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：①手機(jī)終端的測試：包括呼叫、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、手機(jī)強(qiáng)制測試等;②室內(nèi)、樓宇、樓層測試、數(shù)據(jù)分析;小區(qū)覆蓋測試分析;③鄰區(qū)優(yōu)化測試,2G/3G系統(tǒng)間鄰區(qū)優(yōu)化分析;④網(wǎng)優(yōu)綜合測試實(shí)驗(yàn)等。

　　(5)其他操作實(shí)驗(yàn)：線纜布放、光纖接續(xù)、光纜終端盒接續(xù)等實(shí)驗(yàn)。

　　5、綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特色

　　(1)技術(shù)新,功能強(qiáng),適用面寬。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),集傳輸、交換、移動(dòng)通信于一體,可進(jìn)行通信工程課程實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)等綜合實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

　　(2)內(nèi)容廣泛、系統(tǒng)性強(qiáng)。以往的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本以驗(yàn)證為主,綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建成,提供了豐富、寬泛的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,可開展大量的綜合型、設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn),為師生提供了全程全網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

　　(3)系統(tǒng)配置高、操作性好。整個(gè)平臺(tái)硬件設(shè)備技術(shù)先進(jìn),軟件管理功能全面,可為學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)操作條件。

　　綜合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè),從方案確定到設(shè)備選型、系統(tǒng)配置,思路明確、定位準(zhǔn)確,建立了完善的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),提升了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合程度,促進(jìn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合,必將為提高學(xué)生的創(chuàng)新思維、綜合能力,提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量起到重要的作用。