5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與管理

李 婷， 鄭勁松， 林 薇

(福州理工學(xué)院 計(jì)算與信息科學(xué)學(xué)院， 福建 福州 350506)

0 引言

高校信息化建設(shè)是貫徹落實(shí)全國(guó)教育大會(huì)精神和《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》的重要組成部分。在信息化條件下，知識(shí)的獲取和傳授方式、教和學(xué)關(guān)系等均發(fā)生了革命性的變化，需要不斷深化信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合[1]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容廣度和深度、延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和空間、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和水平等方面起到了積極作用。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)利用虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互、數(shù)字媒體、數(shù)據(jù)庫(kù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)字化、虛擬化和可視化，是一種開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段[2～4]。

與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不受場(chǎng)地、設(shè)備、自然環(huán)境等因素的影響，具有網(wǎng)絡(luò)資源共享性、交互操作性、透明性、用戶自主性、可擴(kuò)展性以及安全性等特點(diǎn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中能夠有很強(qiáng)的臨場(chǎng)感和沉浸感[5～8]。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)將硬件實(shí)驗(yàn)虛擬化，不僅能夠保證學(xué)生在操作過(guò)程中的安全性，還提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，且在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上更加靈活、易更新、易擴(kuò)展，易于結(jié)合其它在線學(xué)習(xí)，開(kāi)展混合實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的實(shí)驗(yàn)中，為完成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)并驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，需要用到大型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和輔助設(shè)備與材料，價(jià)格昂貴、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、操作過(guò)程要求高。加上移動(dòng)通信發(fā)展快，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備不斷升級(jí)，2020年更是全面進(jìn)入5G商用階段，為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，5G移動(dòng)通信技術(shù)成為移動(dòng)通信教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)校購(gòu)置5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要大量的資金和場(chǎng)地投入。此外，原有的移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室雖然配備了與運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)一致的3G和4G整套設(shè)備，但實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，拆裝設(shè)備需專人操作，數(shù)據(jù)配置上傳需排隊(duì)進(jìn)行且每人耗時(shí)不少于20分鐘，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證更是存在輻射強(qiáng)度大、不能大量進(jìn)行的問(wèn)題。采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻m應(yīng)技術(shù)發(fā)展、解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入過(guò)多、實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求高耗時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化程度。

1 5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)概況

移動(dòng)通信5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程包含一系列虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，涵蓋了5G網(wǎng)絡(luò)基站從站點(diǎn)選址、勘察，到方案設(shè)計(jì)、工程預(yù)算、工程實(shí)施與驗(yàn)收全流程。將工程實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行模擬，從工程師視角引導(dǎo)學(xué)生完成整個(gè)站點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。從方案設(shè)計(jì)開(kāi)始，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以拓?fù)鋱D形式呈現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)界面，可令學(xué)生深刻掌握5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

移動(dòng)通信5G網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程主要面向通信工程、電子信息工程、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)的大三或大四學(xué)生，單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)長(zhǎng)為4學(xué)時(shí)，其中5G基站工程實(shí)施仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括設(shè)計(jì)圖解讀、通信設(shè)備及器材選取、機(jī)房配套安裝規(guī)范和5G基站各網(wǎng)元設(shè)備安裝、連接和配置。5G基站工程實(shí)施虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握5G網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置，掌握基站機(jī)房的布局，掌握基站設(shè)備的安裝方法、安裝步驟和安裝注意事項(xiàng)，理解并掌握5G無(wú)線側(cè)網(wǎng)元設(shè)備的工作原理和基本配置過(guò)程，并最終通過(guò)工程驗(yàn)收。利用虛擬仿真技術(shù)探究5G移動(dòng)通信基站建設(shè)的運(yùn)行流程，為從事實(shí)際工作建立基礎(chǔ)。

該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用以學(xué)生為主體的TBL教學(xué)法、案例互動(dòng)式的CBL教學(xué)法、以及理論與實(shí)踐、虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)方法。學(xué)生在了解4G全網(wǎng)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，完成5G實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。首先由教師帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)5G全網(wǎng)設(shè)備實(shí)物，并講述5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、各個(gè)網(wǎng)元的基本原理和設(shè)計(jì)圖紙讀圖方法，然后以學(xué)生為主體進(jìn)行TBL教學(xué)，讓學(xué)生分組討論工程實(shí)施步驟、網(wǎng)元及設(shè)備選取、IP規(guī)劃和業(yè)務(wù)配置，使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的積極性。在進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中采用案例互動(dòng)式CBL教學(xué)法，給出一個(gè)虛擬城市(虛擬化的3D模型)的5G電話業(yè)務(wù)需求以及測(cè)試分析報(bào)告，讓學(xué)生自己找出問(wèn)題，編制網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃報(bào)表。完成前期規(guī)劃后利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)踐操作，包括設(shè)備選型、連接、數(shù)據(jù)配置、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、優(yōu)化等。通過(guò)虛擬方法，讓學(xué)生體會(huì)到真實(shí)的安裝過(guò)程。

仿真平臺(tái)視頻播放功能將為學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)地提供理論支撐和技術(shù)支持，本項(xiàng)目的視頻播放內(nèi)容包括5G無(wú)線側(cè)配置操作業(yè)務(wù)的錄像和機(jī)房主設(shè)備安裝、AAU安裝、天饋安裝、GPS安裝、設(shè)備電源安裝，以及設(shè)備間線纜連接的錄屏操作。增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)提高教學(xué)效果方面，取得實(shí)效。

2 5G基站工程實(shí)施虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的主要內(nèi)容

5G基站工程實(shí)施虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)和虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)兩部分組成。仿真平臺(tái)采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中用到的器材和設(shè)備，提供與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似的實(shí)驗(yàn)環(huán)境；虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)提供全方位的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助功能，包括實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的開(kāi)課管理、實(shí)驗(yàn)庫(kù)的維護(hù)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)考核、實(shí)驗(yàn)成績(jī)統(tǒng)計(jì)查詢等功能，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境提供服務(wù)。

該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)是利用虛擬仿真技術(shù)建設(shè)一個(gè)5G移動(dòng)基站站點(diǎn)，涵蓋移動(dòng)通信技術(shù)無(wú)線側(cè)相關(guān)的工程知識(shí)點(diǎn)，將知識(shí)點(diǎn)生動(dòng)、準(zhǔn)確地傳達(dá)給學(xué)生。學(xué)生能夠進(jìn)行建設(shè)和安裝移動(dòng)基站的操作。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的設(shè)計(jì)如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：將5G基站建設(shè)工程實(shí)施的整個(gè)過(guò)程拆分和細(xì)化，并按照順序演示，搭配相應(yīng)的文字說(shuō)明，能夠?qū)⒁苿?dòng)通信技術(shù)、工程的知識(shí)點(diǎn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確地傳達(dá)給學(xué)生。

圖1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：教學(xué)內(nèi)容中拆分的細(xì)節(jié)都可反復(fù)、自由操作和練習(xí)，如有錯(cuò)誤會(huì)得到提示。

實(shí)踐考核：檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，在無(wú)任何提示的情況下，在該系統(tǒng)內(nèi)完成一個(gè)移動(dòng)基站站點(diǎn)的建設(shè)和開(kāi)通，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配置、各個(gè)網(wǎng)元安裝連接正確、信號(hào)測(cè)試通過(guò)。有操作過(guò)程記錄和考點(diǎn)操作記錄，通過(guò)對(duì)記錄和考點(diǎn)操作的統(tǒng)計(jì)給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路

1)5G網(wǎng)絡(luò)無(wú)線側(cè)相關(guān)硬件認(rèn)知

首先在移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室對(duì)實(shí)際的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備、天饋系統(tǒng)和電源連接等進(jìn)行觀摩，再結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)中涉及的網(wǎng)元設(shè)備、天饋系統(tǒng)材料、電線電源安裝進(jìn)行360°全方位的展示，并搭配文字說(shuō)明可通過(guò)點(diǎn)擊主界面上的某個(gè)實(shí)物圖片獲得該部件的詳細(xì)說(shuō)明資料。

2)動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)搭建過(guò)程

首先配置總體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，然后在機(jī)房外景(一般為鐵塔或樓頂)和空置機(jī)房?jī)?nèi)景中，依照設(shè)備選型、放置、信號(hào)線與電源線的連接將正確的設(shè)備和相關(guān)輔材模型放置在指定位置并保證線路暢通，最終完成一個(gè)5G機(jī)房的搭建過(guò)程。演示以動(dòng)畫(huà)形式開(kāi)展，并配有聲音和文字解說(shuō)。

3)5G機(jī)房及無(wú)線側(cè)安裝實(shí)驗(yàn)過(guò)程

在安裝過(guò)程中，系統(tǒng)自動(dòng)按照安裝規(guī)范判斷操作者選擇的設(shè)備、輔材、工具以及連接是否正確，若出現(xiàn)錯(cuò)誤則給出問(wèn)題點(diǎn)的提示信息，只有當(dāng)前錯(cuò)誤修正后才能繼續(xù)下一步操作。

4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證

在完成所有設(shè)備和輔材的安裝、連接和配置后，保存實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄和安裝結(jié)果，學(xué)生端和教師端均可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模擬運(yùn)行判斷本次實(shí)驗(yàn)成功與否。若無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不可用，則教師端還可通過(guò)過(guò)程數(shù)據(jù)找出實(shí)驗(yàn)中隱藏的問(wèn)題。

3 實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)過(guò)程

本實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和拓?fù)湓O(shè)計(jì)、設(shè)備安裝與信號(hào)線連接以及電源選擇與電源線連接三項(xiàng)內(nèi)容展開(kāi)仿真實(shí)驗(yàn)。

首先實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)描述，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)劃，主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)5G無(wú)線側(cè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和拓?fù)湓O(shè)計(jì)，根據(jù)預(yù)算容量選擇合適的5G設(shè)備，配置相應(yīng)的參數(shù)并進(jìn)行測(cè)試。此部分主要理清網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、各設(shè)備的IP配置和連接關(guān)系。

電源設(shè)備包括配電箱、開(kāi)關(guān)電源，電源線包括地線、設(shè)備電源線和防雷線的操作。此部分主要為設(shè)備的正常運(yùn)行提供能源和保護(hù)。

設(shè)備安裝和信號(hào)線連接是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重點(diǎn)和主體部分，包括設(shè)備選型、設(shè)備連接、連接線選擇等，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下

1)天饋安裝

工程實(shí)施首先進(jìn)行天饋安裝，此處以樓頂機(jī)房為例進(jìn)行說(shuō)明。進(jìn)入工程實(shí)施界面后，在主界面右側(cè)選擇與設(shè)計(jì)方案圖紙一致的天線設(shè)備(此處為美化方柱)，并按照?qǐng)D紙所定位置拖至樓頂即可，效果如圖2所示。隨后將AAU拖入美化方柱所在位置，并放置GPS、室外接地排，完成天饋安裝。

圖2 天饋安裝界面

2)進(jìn)入機(jī)房

在主界面中單擊最上方的“視角切換”按鈕，切換置“室內(nèi)全景視角”可看到機(jī)房的完整界面，如圖3所示，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，依次從工具箱中選擇開(kāi)關(guān)電源、機(jī)柜、空調(diào)、蓄電池、交流配電箱、防雷保護(hù)器、饋線口、室內(nèi)接地排和走線架，完成設(shè)備擺放，效果如圖3所示。走線架在擺放時(shí)應(yīng)位于機(jī)柜上方。

圖3 機(jī)房室內(nèi)全景界面

3)機(jī)柜內(nèi)部網(wǎng)元的安裝

切換視角，開(kāi)始機(jī)柜安裝。單擊機(jī)柜，打開(kāi)柜門，從工具箱中依次將柜內(nèi)接地排、ODF、SPN、BBU、配電盒拖放到機(jī)柜的黃色框中，設(shè)備指示圖中會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的設(shè)備圖標(biāo)，操作結(jié)果如圖4所示。

將設(shè)備拖動(dòng)到機(jī)柜外，即可刪除該設(shè)備，此刪除操作適用于任何模型。

圖4 機(jī)柜內(nèi)部網(wǎng)元的安裝

4)數(shù)據(jù)鏈路連接

(1)BBU和AAU的連接，在室外全景視角中雙擊天線打開(kāi)AAU界面，工具箱出現(xiàn)線纜，選擇“光纖LC-LC”，點(diǎn)擊AAU的10GE口，如圖5所示，通過(guò)點(diǎn)擊窗口左上角網(wǎng)元拓?fù)鋱D中的BBU，直接進(jìn)入BBU設(shè)備界面，選擇“BP5G”板塊的10GE口，單擊完成線路連接。設(shè)置成功后，界面左上角拓?fù)鋱D的AAU和BBU之間就會(huì)顯示連線，如圖6所示。重復(fù)此步驟，完成所有AAU與BBU的連接。

(2)BBU與SPN連接，在BBU界面，選擇“光纖LC-LC”，與SPN相連應(yīng)該選“SW5G”板塊，選擇其中一個(gè)25GE端口。在左上角拓?fù)鋱D中點(diǎn)擊SPN，進(jìn)入SPN界面，選擇對(duì)應(yīng)的25G的端口，點(diǎn)擊“4×25G”其中任意一個(gè)端口即可完成連接，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲蠦BU與SPN的連線也隨之出現(xiàn)。

圖5 AAU設(shè)備示意圖

圖6 BBU設(shè)備示意圖

5)業(yè)務(wù)鏈路連接

(1)SPN與ODF連接，SPN與ODF連接，即數(shù)據(jù)向上連接到匯聚機(jī)房，此時(shí)應(yīng)采用速度/帶寬更高的端口，選擇50G端口，光纖選擇“光纖LC-FC”。在拓?fù)鋱D點(diǎn)擊ODF，將光纖的另一端接入ODF，效果如圖7所示。

圖7 SPN與ODF連接

(2) GPS與SPN連接，用1/2饋線將GPS與SPN連接，SPN接口中只有一個(gè)可連接饋線的端口，按上述步驟即可完成此步操作。

6)設(shè)備供電線路連接

首先應(yīng)完成所有設(shè)備的接地(包括室外、室內(nèi)和柜內(nèi)接地)，然后再進(jìn)行其它線路連接。用“AC電纜35mm2”從交流配電箱(AC)將市電引入開(kāi)關(guān)電源(DC)，開(kāi)關(guān)電源用“DC電纜25mm2”連接到機(jī)柜的配電盒(DCDU)，由配電盒將直流電供給AAU和BBU，連接時(shí)要注意與設(shè)備所需的電流大小相對(duì)應(yīng)。SPN供電由DC直接提供，蓄電池也直接連接在DC上，形成UPS。供電線路的連接如圖8粗線所示。

圖8 網(wǎng)元拓?fù)浜凸╇娋€路示意圖

7)工程驗(yàn)收

工程實(shí)施完成后，可直接點(diǎn)擊工程驗(yàn)收，界面中會(huì)出現(xiàn)一臺(tái)測(cè)試儀，點(diǎn)擊“開(kāi)始測(cè)試”即可進(jìn)行工程驗(yàn)收。若連接無(wú)誤，則會(huì)顯示測(cè)試通過(guò)。如圖9所示。

圖9 工程驗(yàn)收界面

由于5G網(wǎng)絡(luò)正式商用不久，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面的工程實(shí)踐還需要積累。

基站建設(shè)全部完成后，可點(diǎn)擊菜單中的“系統(tǒng)評(píng)分”獲得本次操作的各項(xiàng)指標(biāo)及評(píng)分，如圖10所示。

圖10 系統(tǒng)評(píng)分示意圖

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目研發(fā)技術(shù)和架構(gòu)

5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)依托于開(kāi)放式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)和5G全網(wǎng)規(guī)劃與部署仿真系統(tǒng)的支撐，采用C/S架構(gòu)，后臺(tái)服務(wù)運(yùn)行在服務(wù)器端，用戶通過(guò)客戶端連接服務(wù)器進(jìn)行相關(guān)實(shí)訓(xùn)仿真操作。同時(shí)平臺(tái)提供面向用戶智能指導(dǎo)，使用戶能夠在無(wú)教師指導(dǎo)的情況下開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，從而提高實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)放服務(wù)能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和仿真實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)開(kāi)發(fā)的主要技術(shù)和工具如表1所示。

表1 項(xiàng)目和平臺(tái)的開(kāi)發(fā)技術(shù)和工具

實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的技術(shù)架構(gòu)如圖11所示。

圖11 實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的技術(shù)架構(gòu)

開(kāi)放式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用面向服務(wù)的軟件架構(gòu)開(kāi)發(fā)，集實(shí)物仿真、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、智能指導(dǎo)、虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理于一體，具有良好自主性、交互性和可擴(kuò)展性。

5 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的管理

根據(jù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的發(fā)展理念，遵循“能實(shí)不虛、虛實(shí)結(jié)合、服務(wù)三多”的原則來(lái)建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及相應(yīng)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為了將在線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，采取以下管理措施：

(1)教學(xué)管理。堅(jiān)持實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)依舊是實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)的重點(diǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)作為實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)在空間和時(shí)間上的延伸：在移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室詳細(xì)了解移動(dòng)機(jī)房真實(shí)環(huán)境，完成虛擬仿真項(xiàng)目熟悉外景和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工程全過(guò)程。面向?qū)W生實(shí)踐能力培養(yǎng)，融合課堂與課下教學(xué)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地自主學(xué)習(xí)與個(gè)性化學(xué)習(xí)，學(xué)生實(shí)踐能力提升成效顯著；吸納學(xué)生參與項(xiàng)目庫(kù)建設(shè)、平臺(tái)使用效果評(píng)價(jià)、平臺(tái)開(kāi)發(fā)與改進(jìn)，多方位支撐學(xué)生中心教學(xué)理念的落地。

(2)開(kāi)放管理。充分考慮不同學(xué)生接入實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的需求，建立硬件虛擬、軟件仿真、云平臺(tái)支撐，確保穩(wěn)定、安全的實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能與特性豐富的信息通信虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)放運(yùn)行模式。以低成本實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)室的擴(kuò)展與補(bǔ)充，系統(tǒng)具有較高的可用性、可擴(kuò)展性、安全性和靈活性。合作開(kāi)發(fā)虛擬中心技術(shù)平臺(tái)中的核心功能部件，包括路由交換互連引擎、虛擬互連網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室引擎的第三方設(shè)備支持?jǐn)U展、Activity(教學(xué)活動(dòng))庫(kù)等，以及利用私有云技術(shù)構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)底層平臺(tái)。提供24小時(shí)在線實(shí)驗(yàn)，達(dá)到多學(xué)校、多學(xué)生、多地方共享教學(xué)資源。

(3)評(píng)價(jià)管理。將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)納入物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)群各專業(yè)培養(yǎng)方案和相關(guān)課程，制定仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)價(jià)和改進(jìn)機(jī)制。探索建立高校間相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目成績(jī)互認(rèn)、學(xué)分轉(zhuǎn)換機(jī)制。引入優(yōu)質(zhì)企業(yè)資源參與中心建設(shè)，強(qiáng)化中心建設(shè)的工程應(yīng)用內(nèi)涵與特色；依托校企協(xié)同、教學(xué)與科研協(xié)同、教學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐協(xié)同，建立一支教學(xué)與研究、開(kāi)發(fā)與管理并舉的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理隊(duì)伍。

6 結(jié)語(yǔ)

本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)設(shè)，實(shí)現(xiàn)了課程實(shí)踐與工程實(shí)際的同步，也解決了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)用真實(shí)的設(shè)備操作帶來(lái)的成本過(guò)高，設(shè)備易損，臺(tái)套數(shù)太少，實(shí)驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題。采用“虛實(shí)結(jié)合”的方法，以精確對(duì)實(shí)體設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)短的講解和操作，加上學(xué)生動(dòng)手利用虛擬的環(huán)境進(jìn)行實(shí)踐，使學(xué)生生動(dòng)而真實(shí)地學(xué)習(xí)到企業(yè)級(jí)機(jī)房的布局情況，加深對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、數(shù)據(jù)配置及其基站設(shè)備、輔材的認(rèn)知與掌握。通過(guò)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)外設(shè)備的模擬安裝和開(kāi)通實(shí)驗(yàn)，學(xué)生易于掌握基站建設(shè)與開(kāi)通移動(dòng)基站站點(diǎn)的過(guò)程。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已取得了良好的教學(xué)效果：學(xué)生對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有了全方位了解，在第四屆“經(jīng)世IUV杯”5G移動(dòng)通信應(yīng)用競(jìng)賽中斬獲全國(guó)二等獎(jiǎng)；學(xué)生的工程實(shí)踐能力顯著提升，用人單位普遍反饋學(xué)生能快速投入工程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、系統(tǒng)管理等工作崗位。在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)移動(dòng)通信系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、核心網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)等項(xiàng)目，仿真管理平臺(tái)也需不斷更新，為國(guó)家、社會(huì)培養(yǎng)更多的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。