探索高校网络通信实验室的建设与应用

摘要:随着信息技术现代化的高速发展,网络与通信技术越来越紧密的结合起来,融合各种通信方式受到广泛的应用,市场急需高校培养出即能懂互联网络技术又能懂运营商网络的网络通信人才。然而,当今高校的实验平台,基本上是建立单一的实验平台,没有有效的融合网络与通信实验技术的实验平台。因此,此项目着力研究光传输技术、数字程控交换技术、无线移动技术与原有互联网络实验平台的融合,实现有线与无线网络的数据与语音传输,建设一套完整电信运营网络微型化的现代网络通信实验平台,探索出适合高校网络通信实验室建设与教学科研的发展模式。

关键词:融合通信;计算机网络;语音技术;SDH光传输;数字程控交换;全球移动通讯系统;通用分组无线业务

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10445-02

Colleges and Universities to Explore the Construction of Network Communication and Application of Laboratory

ZHANG Bo1, LUO Shang-ping1, REN Feng2

(1.School of Computer Science of Leshan Normal University, Leshan 614000, China; 2.Department of nursing of Leshan Vocational and Technical college, Leshan 614000, China)

Abstract: With the rapid development of modern information technology, networking and communications technologies are increasingly closer together, blending a variety of means of communication by the wide range of applications, the market needed a university that can understand the Internet culture technology can understand the network operator's network telecommunications personnel. However, today's colleges and universities experimental platform is basically a single experimental platform, there is no effective converged network and communication platform for experimental technology experiments. Therefore, this project seeks to study optical transmission technology, digital program-controlled switching technology, wireless mobile technology with the existing experimental platform for the integration of the Internet, wired and wireless networks, data and voice transmission, the building of a complete set of telecommunications network miniaturization of modern experimental platform network communications and explore suitable for network communication university teaching and research laboratory construction and development model.

Key words: UC; network; VOIP; full SDH optical transmission; DPBX; GSM; GPRS

随着信息技术现代化的高速发展,网络与通信技术越来越紧密的结合起来,市场急需高校培养出即能懂网络技术又能懂通信技术的网络通信人才。然而,当今高校的实验平台,基本上是建立单一的实验模式,没有有效的融合网络与通信实验方面的综合实验平台,致使人才培养和社会需求有脱节现象。因此,高校的网络实验室应着力于原有互联网络实验平台的基础上融合光传输技术、数字程控交换技术、无线技术与IP电话技术,探索出适合高校网络通信实验教学的发展模式,建成电信运营网络微型化的现代网络通信实验平台的实验室。它能让学生过此实验平台,快速了解与学习电信、移动运营商网络,又不必单独的建立互联网络实验室,通信(有线与无线的)网络实验室。将三个实验融合成一个实验室,即节省了成本又能使学生实践接近营运商所要求的技术,有利于培养出适合现代网络通信的高级人才,为此,本文设计了高校网络通信实验平台方案。

1 现代网络通信实验平台概况

现代网络通信实验网络平台是由SDH(干/支线)光传输实验平台、互联网络实验平台、程控交换实验平台与无线网络实验平台组成。现代网络通信实验平台建设采用设备:一套SDH155M光传输环,一套可供多人操作的数字程控交换设备,多套网络互联设备(路由器,交换机等),一套无线移动接入设备。通信实验平台整体示意图如图1所示。

平台的整体情况如下:1)整个通信实验平台的传输载体为SDH技术,速率等级为STM-1(155M),三台传输设备形成环路保护,体现了通信网SDH传输模型。2)程控交换机采用局用数字程控交换机,提供IP语音业务及其它综合接入业务,用户电路、中继电路等交换形式,为通信实验平台的交换设备。3)网络互联设备采用传统的网络设备,路由器(具有语音网关),防火墙,三层、二层交换机,无线局域网AP,ADSL局用设备。4)无线接入实验平台配置GSM/GPRS网络,包括基战,基战管理器、移动接入路由器(具有语音网关)等设备。用户端包括一般性测试手机[1-2]。

2 单个实验平台功能分析

1)光纤传输实验平台:光纤传输实验平台采用155光传输设备为载体,以 SDH的形式来搭建,提供速率等级为STM-1(155M)SDH自愈环的实验系统。该系统除提供SDH基本业务外,还可以提供基于MSTP技术的IP、ATM等多业务接入形式,保证后期综合业务接入的可扩展性。光纤传输实验平台示意如图2所示。实验目标可实现:通过对在线实际光传输设备的操作,更透彻了解光通信、SDH等概念;对在线光传输通信设备及其原理和实用技术有较系统的认识;熟练使用光传输技术原理配置光传输设备满足运营商网络典型应用需求[3]。

2)数字程控交换实验平台:在通信实验室建设一套数字程控交换机,为各个传输单元侧提供业务电话,信令交换业务。提供丰富和用户和网络接口,其中用户侧提供模拟电话(POTS)和数字电话(ISDN)接口,可以接入模拟电话机、数字电话机、传真机和其它数字终端设备。网络侧提供2M数字中继和各种模拟中继,其中数字中继可以支持中国一号、中国七号、PRI、V5等信令,模拟中继支持AT0、E&M等多种接口。另外,也支持各种信令方式连接无线网络平台(如GPRS、GSM等),实现有线与无线网络的互联互通。本方案中数字程控交换机提供8路模拟用户,数字中继4×2M,其中2×2M提供NO.7信令,2×2M提供NO.1信令。网络拓扑图如图3如示。

实验目标:通过对在线实际程控交换设备的操作,更透彻了解通信、电路交换等概念;对在线通信设备程控交换机及其原理和实用技术有较系统的认识;熟练使用通信技术原理配置程控交换设备满足运营商网络典型应用需求。

3)互联网络实验平台:互联网络实验平台按照典型的企业网设计模式进行搭建,并增加了ADSL接入与无线局域网技术,以及在路由器上增加了语音网关模块,能实现VoIP。网络拓扑图4所示。实验目标:通过对在线实际网络设备的操作,更透彻了解局域网与广域网技术与配置;通过在线ADSL接入配置,能掌握现在流行的宽带接入实用技术;熟练使用VoIP技术设计与配置的典型应用需求。

4)无线接入实验平台:无线接入实验平台以基战,基战管理器、移动接入路由器(具有语音网关)等设备为载体,实现无线的语音与数据的传输;按照GSM、GPRS的配置模式搭建。实验平台拓扑图5所示。实验目标:通过对在线实际设备的操作,更透彻了解无线通信、无线交换等概念;熟练使用通信技术原理配置移动接入、基站发送设备的典型应用需求;部分实验内容包括:基站管理器的管理、无线接入路由器的号码验证、基站的无线接入实验拓扑图简单无线广播、手机号码的配置与申请等。

3 现代通信实验平台整体功能分析

为了实现各实验平台功能的相互融合,平台最关键的就是传输设备与数字程控交换设备所要达到的需求功能,传输设备需要支持SDH技术、宽带数据接口、2M的程控交换接口等功能的设备;数字程控交换设备需要支持数据通信/Internet、PSTN公用电话网、NO.7信令网、ISDN综合业务数学网、GSM/GPRS等功能的设备;其次路由必须具有语音网关功能才能实现各实验平台的自由接入融合。

实现VoIP语音与数据的传输:将程控交换实验平台与互联网络实验平台融合一起,实现PSTN公共电话网与互联网的话音传输与数据传输,在电脑上通过ip电话软件实现与话机的语音传输,通过程控交换机的电话线实验ADSL宽带接入,实现数据的传输。通过这样的融合,可进行实验配置,真正掌握VoIP、ADSL接入技术。

实现有线与无线的语音传输:无线接入实验平台与程控交换实验平台融合将实现有线与无线的语音传输,无线接入路由器与数字程控交换机结合,让PSTN公共电话网与无线移动网进行语音通信,让移动电话通过基站与无线接入路由器,将话音传送室数字程控交换机,然手传送到PSTN公共电话网,反之也然。这样进行逐步的实验配置,可了解到无线与有线通信的技术。

实现有线、无线的语音、数据传输:SDH技术融合有线、无线、程控的语音与数据的交换传输,通过SDH传输环,实现语音与数据转换传输,语音间的传输,数据间的传输。体现了通信大网所要求的核心网技术,通过对SDH光传输技术的了解与配置,学习到有线与无线的语音数据通信是在传输网中是怎样实现[4]。

4 结束语

改变一成不变的命题式实验方式,结合理工科专业特色,引入现代通信网络中实际应用系统级设备,通过建设现代通信实验平台是高校网络实验室改革的趋势。本方案能为低年级学生提供认知环境,为中年级学生提供测试环境,为高年级学生及学院老师提供研发环境,整合高校实验室资源,达到实验平台多用途化。本文的设计思想在西南网络通信专家委员会上得到了专家的高度认可。

参考文献:

[1] 余浩.下一代网络原理与技术[M].北京:电子工业出版社,2007.

[2] 万晓榆.下一代网络的业务生成技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2005.

[3] Matthew J.Castelli网络工程师手册[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[4] 陈建亚.现代交换原理[M].北京:北京邮电大学出版社,2006.