現(xiàn)代交換技術(shù)課程工程性教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)改革

摘要：“現(xiàn)代交換技術(shù)”是電子信息類專業(yè)一門重要的主干專業(yè)課程。在實(shí)際教學(xué)過程中，為了更好地適應(yīng)現(xiàn)代交換技術(shù)所具有的綜合性強(qiáng)和更新快的特點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果，做好實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)至關(guān)重要。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)際，闡述了課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置、考核內(nèi)容和要求、平臺建設(shè)和工程性教學(xué)實(shí)施方案，對課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)改革進(jìn)行了探索性研究。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代交換 教學(xué)改革 實(shí)踐教學(xué) 工程性

0 引言

通信技術(shù)主要包括兩大方面，一是傳輸，二是交換。交換技術(shù)是通信網(wǎng)的核心技術(shù)，交換類課程是通信與信息專業(yè)中富有特色和不可或缺的一門重要專業(yè)必修課程。“現(xiàn)代交換原理”課程主要講授電路交換、分組交換、A TM交換、IP交換、光交換以及軟交換等現(xiàn)代交換技術(shù)[1，2]。

交換技術(shù)的理解和學(xué)習(xí)不僅需要高效的課堂授課，更為關(guān)鍵的是實(shí)踐環(huán)節(jié)的直觀體驗和感受。很多學(xué)生都表達(dá)出對通信類課程的普遍性認(rèn)識，那就是理論內(nèi)容多、邏輯性強(qiáng)、表征抽象、理解難度大，筆者在學(xué)校的大力支持下開展了核心課程建設(shè)的教學(xué)和改革工作，取得了一定成效，在此，主要對課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)改革進(jìn)行分析和說明。

1 交換技術(shù)課程的特點(diǎn)和對實(shí)踐環(huán)節(jié)的基本要求

交換技術(shù)屬于大學(xué)本?？仆ㄐ殴こ痰膶I(yè)課，一般安排在學(xué)生畢業(yè)當(dāng)學(xué)年的第一個學(xué)期，具有以下三個基本特點(diǎn)：①需要大量數(shù)學(xué)和其它相關(guān)通信理論的支撐②側(cè)重理論學(xué)習(xí)，對專業(yè)概念和術(shù)語的理解要求較高③實(shí)驗條件落后，教師和學(xué)生都缺乏實(shí)踐體驗和訓(xùn)練。由此“現(xiàn)代交換技術(shù)”是一門理論性和實(shí)踐性要求較高而又結(jié)合性很強(qiáng)的課程，在教學(xué)過程中非常有必要建設(shè)科學(xué)化的實(shí)踐環(huán)節(jié)支撐，提高教學(xué)質(zhì)量[3]。

2 實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)置

我校的交換技術(shù)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)主要分為兩個部分，即經(jīng)典交換技術(shù)和軟交換技術(shù)，分別占用16學(xué)時，形式為均為綜合性課程設(shè)計。經(jīng)典交換技術(shù)主要為電路交換、分組交換、ATM交換和MPLS交換，在此環(huán)節(jié)中重點(diǎn)分析交換的基礎(chǔ)功能模塊，主要包含時間表調(diào)度實(shí)驗、摘掛機(jī)檢測實(shí)驗、脈沖計數(shù)實(shí)驗、位間隔識別實(shí)驗、軟件送音實(shí)驗和驅(qū)動交換網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗，對分組交換和其它幾種高級的分組交換形式也安排了重點(diǎn)為路由和轉(zhuǎn)發(fā)表構(gòu)造等相關(guān)實(shí)驗內(nèi)容。軟交換技術(shù)主要包含系統(tǒng)配置實(shí)驗，媒體接入實(shí)驗，網(wǎng)關(guān)配置實(shí)驗和業(yè)務(wù)配置實(shí)驗，這個環(huán)節(jié)實(shí)驗內(nèi)容豐富，形式多樣，技術(shù)先進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)諸如視頻通話，長途業(yè)務(wù)，110接警平臺等多項實(shí)驗內(nèi)容。我校的課程設(shè)計定位于綜合性、設(shè)計性實(shí)驗，有明確的設(shè)計主題、設(shè)計目標(biāo)、功能需求、設(shè)計思路提示和考核方式，可最大程度鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題和綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力，提升學(xué)生的課堂理解能力和創(chuàng)新能力。

3 實(shí)踐環(huán)節(jié)考核內(nèi)容與要求

實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核主要分為考核目標(biāo)、考核方式、考核內(nèi)容和評分標(biāo)準(zhǔn)四個部分?？己四繕?biāo)主要是根據(jù)課題內(nèi)容來制定，經(jīng)典交換技術(shù)實(shí)驗為單人單組，根據(jù)實(shí)驗層次考核，分為基礎(chǔ)性實(shí)驗和提高性實(shí)驗，基礎(chǔ)性要求掌握基本的交換技術(shù)及系統(tǒng)配置技術(shù)，要求能按照既定計劃完成分模塊內(nèi)容；提高性實(shí)驗則要求自主設(shè)計實(shí)驗過程和設(shè)計方法。軟交換部分則為分組實(shí)驗，由各小組成員分別擔(dān)任不同角色，協(xié)作完成系統(tǒng)配置和功能設(shè)計；考核方式分為現(xiàn)場答辯和實(shí)驗報告兩個部分，分別占有不同的比例，大概4：6左右?？己藘?nèi)容則依據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和模塊內(nèi)容有所側(cè)重，評分標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)所完成的工作量、正確度和實(shí)驗效果有所區(qū)別。

4 實(shí)驗平臺建設(shè)和工程性教學(xué)實(shí)施方案

為充分利用學(xué)校資源，提高實(shí)驗和教學(xué)效果，我們采用了硬軟件結(jié)合的平臺建設(shè)模式，搭建了兩個實(shí)驗平臺，既保證系統(tǒng)仿真的靈活性和直觀性，又保證了交換技術(shù)的實(shí)用性和實(shí)踐意義，經(jīng)典交換部分使用北郵版的現(xiàn)代交換原理仿真實(shí)驗平臺，軟交換部分則實(shí)用了教育部修購項目建設(shè)的現(xiàn)代通信軟交換工業(yè)級業(yè)務(wù)開發(fā)平臺。

4.1 SoftX3000軟交換實(shí)驗平臺 軟交換實(shí)驗平臺，采用U-SYS SoftX3000軟交換系統(tǒng)（以下簡稱SoftX3000）是華為技術(shù)有限公司研制的大容量軟交換設(shè)備，它采用先進(jìn)的軟、硬件技術(shù)，具有豐富的業(yè)務(wù)提供能力和強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，主要應(yīng)用于NGN的網(wǎng)絡(luò)控制層。此外，當(dāng)SoftX3000與華為公司生產(chǎn)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備UMG8900組合應(yīng)用時，還可以用作電路交換機(jī)設(shè)備（CC08 EV）或視頻互通網(wǎng)關(guān)設(shè)備（VIG8920）。NGN（Next Generation Network）是一種業(yè)務(wù)驅(qū)動型網(wǎng)絡(luò)，它采用綜合、開放、融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過業(yè)務(wù)與呼叫控制完全分離、呼叫控制與承載完全分離，從而實(shí)現(xiàn)相對獨(dú)立的業(yè)務(wù)體系，使業(yè)務(wù)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)。NGN具有豐富的業(yè)務(wù)提供能力，可提供語音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)或融合業(yè)務(wù)。根據(jù)華為公司U-SYS整體解決方案，NGN主要由邊緣接入、核心交換、網(wǎng)絡(luò)控制、業(yè)務(wù)管理等四個平面組成。

SoftX3000作為大容量、高性能的軟交換產(chǎn)品，屬于第二類電信設(shè)備（即位于中心機(jī)房、無用戶線接口的設(shè)備），主要應(yīng)用于NGN的網(wǎng)絡(luò)控制層，完成基于IP分組網(wǎng)絡(luò)的語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的呼叫控制和連接管理等功能。SoftX3000具有豐富的業(yè)務(wù)提供能力和強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，在傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)向NGN網(wǎng)絡(luò)的融合發(fā)展過程中，可以具有端局（C5局）、匯接局（C4局）、長途局、關(guān)口局、SSP等多種用途。

4.2 實(shí)驗平臺配置 我校的軟交換實(shí)驗平臺與SDH實(shí)驗平臺并行部署，可以基于IP網(wǎng)絡(luò)和SDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大范圍、跨平臺、跨業(yè)務(wù)的實(shí)驗。SDH實(shí)驗節(jié)點(diǎn)則配置了三個，實(shí)現(xiàn)了一條622M和兩條155M鏈路，從而為實(shí)現(xiàn)大容量、高速率、高帶寬類業(yè)務(wù)，尤其是多媒體和視訊業(yè)務(wù)提供了良好硬件基礎(chǔ)和保障。

我校的SoftX3000軟交換實(shí)驗平臺設(shè)立了32臺工作站，學(xué)生可以將配置數(shù)據(jù)先行在工作站上處理，做必要的腳本配置、分析和修改工作，然后根據(jù)需要選擇優(yōu)先級或排隊方式到服務(wù)器驗證，最大程度地實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗靈活性和效率的平衡。

4.3 實(shí)驗內(nèi)容規(guī)劃 系統(tǒng)支持多國家碼和多區(qū)號、多信令點(diǎn)、雙歸屬、關(guān)口局與匯接局、SSP、IPTN、就遠(yuǎn)入網(wǎng)和平等接入等組網(wǎng)功能，支持多媒體端局組網(wǎng)、NGN分層路由組網(wǎng)、C4/5組網(wǎng)、與H.323/IN/SIP/Parlay/3G多媒體網(wǎng)絡(luò)的互通，可實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的實(shí)驗配置。

SoftX3000 向用戶提供業(yè)務(wù)的方式主要有以下兩種：

4.3.1 SoftX3000 獨(dú)立提供的業(yè)務(wù)這部分業(yè)務(wù)包括基本語音業(yè)務(wù)、傳真業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、IP Centrex 業(yè)務(wù)等。

4.3.2 SoftX3000與其他設(shè)備配合提供的增值業(yè)務(wù)

①SoftX3000與SCP智能平臺配合提供的增值業(yè)務(wù)，如 CCS 呼叫卡號業(yè)務(wù)、APS固定預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)、FFPH 家庭被叫付費(fèi)業(yè)務(wù)、虛擬專用網(wǎng)（VPN）業(yè)務(wù)等。②SoftX3000與SIP應(yīng)用服務(wù)器配合提供的業(yè)務(wù)。SoftX3000通過SIP協(xié)議與SIP應(yīng)用服務(wù)器互連，可提供融合語音、多媒體、Internet等業(yè)務(wù)于一體的增值業(yè)務(wù)，如一號通彩鈴、UC業(yè)務(wù)等。③SoftX3000與第三方或虛擬運(yùn)營商的應(yīng)用服務(wù)器配合提供的業(yè)務(wù)。SoftX3000通過Parlay網(wǎng)關(guān)與這些應(yīng)用服務(wù)器互連，可提供第三方或個性化的業(yè)務(wù)，如企業(yè)工作流、企業(yè)Schedule、個人Schedule、企業(yè)套件等。④SoftX3000與SHLR組網(wǎng)，并通過SCP、應(yīng)用服務(wù)器配合，提供的全網(wǎng)智能化業(yè)務(wù)。

經(jīng)過為期3年的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革，學(xué)生學(xué)習(xí)效果改善明顯，學(xué)習(xí)質(zhì)量明顯提高，對課堂教學(xué)的認(rèn)可度也有很大提升，因此下大力氣做好實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革的深入研究是必要而且緊迫的重要任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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