淺析綜合通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺建設的探索與實(shí)踐

關(guān)鍵詞：通信網(wǎng)絡(luò )　實(shí)驗平臺　綜合　建設
　　論文摘要：針對目前通信技術(shù)的發(fā)展狀況及就業(yè)形勢，并結合我院實(shí)驗室現狀，提出了建設綜合通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺的必要性；給出了綜合通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺的拓撲結構；論述了SDH傳輸系統、程控交換系統及EPON光接入等系統的詳細配置情況。
　　
　　隨著(zhù)通信技術(shù)的發(fā)展及信息業(yè)務(wù)量的劇增,社會(huì )對通信專(zhuān)業(yè)人才的需求不斷加大,從近幾年的就業(yè)情況來(lái)看,企業(yè)需要的是既有較好的理論基礎,又有較強的實(shí)踐能力,并且了解通信行業(yè)技術(shù)的綜合應用型人才。因此,高校必須不斷完善通信實(shí)驗室建設,改進(jìn)實(shí)驗模式,才能適應市場(chǎng)對人才的需求。我院于2009年提出了建設綜合通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺的計劃,并獲得了中央地方共建專(zhuān)業(yè)特色實(shí)驗室項目的資助。
　　
　　1實(shí)驗室現狀及建設綜合實(shí)驗平臺的必要性
　　
　　2000年以來(lái)我院先后建設了計算機技術(shù)、電子技術(shù)、通信原理、高頻電子、EDA等基礎實(shí)驗室及檢測與控制專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室。2004年通信專(zhuān)業(yè)開(kāi)始招生,為滿(mǎn)足教學(xué)要求,籌建了通信專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室。由于當時(shí)學(xué)校經(jīng)費緊張,制定了通信專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室的建設在現有基礎上分兩步走的計劃：第一步,建設以滿(mǎn)足教學(xué)需求的基本型專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室,主要完成光纖、程控、通信網(wǎng)、移動(dòng)通信等專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗。該實(shí)驗室建設方案以各種實(shí)驗箱及相關(guān)的儀器設備組成,基本1人1箱,其特點(diǎn)是：技術(shù)成熟,投資少,維護方便。第二步,建設綜合通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室。第一步建設方案已于2006年完成。
　　2006年以來(lái)，通信專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室在實(shí)驗教學(xué)工作中發(fā)揮了其應有的作用。但這些設備各自獨立,沒(méi)有形成網(wǎng)絡(luò ),系統性不強,實(shí)驗內容多以演示、驗證為主。隨著(zhù)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,這類(lèi)實(shí)驗室條件局限性較大,沒(méi)有通信全程全網(wǎng)的系統性,學(xué)生對所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課程缺乏系統整體概念,無(wú)法滿(mǎn)足對通信技術(shù)的深入研究及市場(chǎng)對人才的需求。因此建設綜合通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺是非常必要的。
　　
　　2綜合通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺的建設思路與目標
　　
　　隨著(zhù)通信行業(yè)的不斷發(fā)展,電信領(lǐng)域正在向著(zhù)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)驗平臺建設的基本思路是建設一個(gè)集傳輸、交換、寬帶接入及有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)通信為一體的綜合現代通信網(wǎng)絡(luò ),是一個(gè)類(lèi)似于電信系統的全真式網(wǎng)絡(luò )。該系統能夠實(shí)現模擬網(wǎng)絡(luò )運行,各個(gè)網(wǎng)絡(luò )對接,并能夠完成每種設備平臺的實(shí)訓與研究。通過(guò)該實(shí)驗系統,讓學(xué)生從軟件到硬件全方位感受現代通信的真實(shí)環(huán)境,對所學(xué)專(zhuān)業(yè)有直觀(guān)的認識及深入的了解,提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì),鍛煉動(dòng)手能力,把學(xué)生培養成符合社會(huì )需求的綜合型、應用型通信技術(shù)人才。
　　3綜合通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺的建設方案與內容
　　
　　建設方案既要技術(shù)先進(jìn),又要經(jīng)濟合理,通過(guò)反復多次的論證,提出了適應現有資金條件,適合當代通信技術(shù)發(fā)展的綜合通信實(shí)驗平臺。整個(gè)平臺由SDH傳輸網(wǎng)、程控交換網(wǎng)、移動(dòng)無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)、EPON光接入網(wǎng)、網(wǎng)規、網(wǎng)優(yōu)等系統構成。
　　3.1網(wǎng)絡(luò )拓撲結構網(wǎng)絡(luò )拓撲結構如圖1所示。
　　
　　圖1綜合通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺拓撲圖
　　3.2光傳輸系統
　　光傳輸系統是整個(gè)實(shí)驗網(wǎng)絡(luò )的核心,溝通了各模塊之間的通信聯(lián)絡(luò )。系統采用SDH技術(shù),由3臺STM-1設備構成環(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(mǎn)足寬帶數據及視頻圖像等多業(yè)務(wù)的傳輸需求,自愈功能強。掌握傳輸技術(shù)對通信工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),是非常重要的。
　　傳輸系統選用華為公司的Optix155/622HMetro1000型設備,主要功能及配置如下：
　　(1)系統高階交叉能力為136×136VC4,低階交叉能力1638×1638VC12。
　　(2)單臺傳輸系統配置STM-1光接口2個(gè),E1接口21個(gè),FE接口數量為4個(gè),支持155M至2.5G光速率的在線(xiàn)升級能力。
　　(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,數據接口功能。
　　(4)系統采用MSTP第三代技術(shù),支持以太網(wǎng)信號的匯聚、二層交換和VLAN。
　　(5)傳輸系統配備了設備級管理軟件,在提供完備的網(wǎng)元級管理功能的同時(shí),提供了網(wǎng)絡(luò )層管理功能,支持傳統業(yè)務(wù)的端到端管理。
　　(6)整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò )保護機制健全,交叉、時(shí)鐘、電源均采用1+1保護措施,具備強大的告警分析和故障自動(dòng)診斷功能,提高了網(wǎng)絡(luò )系統的安全性和可靠性。
　　3.3程控交換系統
　　程控交換系統采用華為公司CC08程控交換設備,通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò )及其他配合設備構建一個(gè)完全模擬實(shí)際應用的,具有局間交換、遠端接入功能的完整交換網(wǎng)絡(luò )。主要配置為：
　　(1)系統交換能力為16K×16K,配置模擬電話(huà)用戶(hù)96路,數字中繼120DT(最大可擴充至50000線(xiàn)模擬用戶(hù)及10000線(xiàn)數字中繼)。
　　(2)提供中國1號信令、7號信令,滿(mǎn)足局間通信的要求；提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)及其他綜合接入業(yè)務(wù),配置各種接口。
　　(3)提供設備級網(wǎng)管軟件,可對硬件設備進(jìn)行設置、配置,進(jìn)行信令的觀(guān)測、跟蹤等。
　　3.4TD-SCDMA移動(dòng)通信無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統
　　TD-SCDMA技術(shù)是目前廣為使用的新技術(shù),大幅提升了數據傳輸速率,實(shí)現了移動(dòng)寬帶,能夠處理圖像、音樂(lè )、視頻等多種媒體形式,提供網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話(huà)會(huì )議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。
　　系統由TD-SCDMA無(wú)線(xiàn)側基站控制器單元(RNC)、無(wú)線(xiàn)側基帶處理及射頻單元(NodeB)及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )操作維護中心(OMC-R)等主要設備及相關(guān)系統軟件組成。
　　TD-SCDMA無(wú)線(xiàn)側基站控制器單元(RNC)采用華為公司新一代基站控制器DRNC820型設備,該設備集成度高、容量大、可靠性好,可以滿(mǎn)足未來(lái)高速分組業(yè)務(wù)發(fā)展,大大提升TD-SCDMA全系統的帶寬和容量。系統采用MAIO(MultipleAccessToInOne)技術(shù),統一ATM，TDM和IP交換體系,既支持對2G傳輸資源的前向兼容,也支持向全網(wǎng)IP的演進(jìn)。設備采用模塊化設計,支持單框解決方案與平滑升級；采用雙平面GEStar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(wú)線(xiàn)側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)統一模塊設計,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。
　　操作維護系統主要完成軟件管理、故障管理、性能管理、測試管理、傳輸管理等功能。
　　3.5EPON光接入系統
　　EPON光接入系統采用華為公司MA5680T型設備,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(yǔ)音、數據和視頻業(yè)務(wù)接入。設備為GPON/EPON一體化設備,滿(mǎn)足用戶(hù)擴容升級需要；系統能力滿(mǎn)足背板交換容量為275Gbps,業(yè)務(wù)交換容量雙向為68G；單框可支持ONU/ONT數為7168；支持3層特性,支持RIPV1/V2和OSPF路由協(xié)議；滿(mǎn)足多種FTTx組網(wǎng)應用,滿(mǎn)足基站傳輸、IP專(zhuān)線(xiàn)互聯(lián)、批發(fā)等業(yè)務(wù)組網(wǎng)需求。

3.6網(wǎng)規網(wǎng)優(yōu)系統
　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )測試系統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(zhuān)用e-bridge實(shí)驗軟件
　　由于本次實(shí)驗平臺選用的硬件設備均為商用設備,所以要考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統如何適合于學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗,一般來(lái)說(shuō),實(shí)際商用設備的管理終端數只有一個(gè),這樣對于有40名學(xué)生的班級來(lái)說(shuō),需要分40組,顯然不現實(shí)。訊方公司研發(fā)的專(zhuān)用e-bridge實(shí)驗軟件,解決了多人操作的問(wèn)題,滿(mǎn)足每個(gè)系統平臺可以40名學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗操作,把商用設備轉化為適合高校教學(xué)的實(shí)驗設備。
　　專(zhuān)用e-bridge實(shí)驗軟件具備實(shí)驗過(guò)程控制功能,實(shí)驗教師可靈活分配實(shí)驗項目和實(shí)驗時(shí)間,可以調整每組學(xué)生的實(shí)驗時(shí)間,軟件能同時(shí)滿(mǎn)足多人多次上機實(shí)驗的要求。
　　綜合實(shí)驗平臺系統組成除配置以上設備、軟件外,還考慮設置了通信電源設備、光纖配線(xiàn)架、數字配線(xiàn)架、音頻配線(xiàn)架等其他配合設備。
　　
　　4實(shí)驗項目?jì)热?
　　
　　整個(gè)實(shí)驗系統通過(guò)通信網(wǎng)管軟件,可滿(mǎn)足40個(gè)學(xué)生終端進(jìn)行實(shí)驗操作,可開(kāi)展的主要實(shí)驗項目?jì)热萑缦拢?
　　(1)SDH光傳輸系統：①傳輸設備配置實(shí)驗：通過(guò)傳輸網(wǎng)管軟件對設備進(jìn)行操作加載及維護；硬件數據配置、分配功能模塊資源等；②組網(wǎng)實(shí)驗：可進(jìn)行SDH鏈型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)組網(wǎng)配置；③通道保護實(shí)驗：通過(guò)對傳輸光口