时间:2023-03-27 16:38:30
导语:在otn传输技术论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
关键词:IP over otn 光网络 路由 生存性
中图分类号:TN929.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)12-0040-01
中国电信业伴随着网络技术迅速崛起,特别是在网络技术改造和升级方面,扩大网络覆盖面、加快网络运行速度的同时,还实施了网络资源优化,以降低网络运行成本。随着WDM网络逐渐向IP over OTN网络过渡,依赖于IP层、OTN设备以及联合路由恢复技术的网络路由与生存性成为重点研究课题。
1 路由技术
计算机网络技术的发展,逐渐实现了WDM运行系统的相互连通,光层的组网能力有所增强,跨层之间的联合路由已经将IP over OTN组网特点充分地发挥出来。网络运行模式不同,路由策略也会有所不同。采用联合路由策略,相比较于重叠模型中的分层路由模式,可以实现网络整体运行效率的提高。为了使路由策略能够满足联合组网模式,需要采用路由协议信息和计算信息,还要将拓扑结构信息涵盖其中,以提高路由的灵活性,提高网络运行中的安全性能。按照传统的IP网络运行模式,所采用的路由策略是逐级转发的形式,数据包之间没有实现有效链接,路由则在数据包之间跳转。这种信息传输的方式只能够满足基本业务需求,而无法从提高服务质量上满足用户需求。IP over OTN组网则有所不同,其会将发挥不同使用功能的OTN设备相互连接起来,对智能光网络中与其相关的功能进行控制,包括OTN设备的相互连通性、智能光网络的功能特性等等。IP over OTN光网络不仅可以在IP层路由,还可以在OTN层路由,建立IP层和OTN层的联合路由模式,根据不同业务需要建立源路由、层次路由,后者为逐级跳转路由,使OTN光网络实现光层组网,充分地发挥平面管理和平面控制技术,依赖于GMPSL协议完成计算功能,实施业务调度,优化网络资源配置[1]。
2 生存性技术
网路的生存性是指网络的保护与恢复性。当网络运行过程中发生故障的时候,网络能够依赖于生存性使运行不会受到干扰,因此,网络的生存性即为网络的抗毁性。为了能够确保网络处于故障时能够正常运行,就要依赖于网络预留资源,为网络运行提供额外的资源保障,其中需要考虑的生存性条件包括网络建设成本、网络业务保障等级、网络运行故障场景等等。生存性条件不同,所需要采取的生存策略也会有所不同,实施维护的成本也会有所不同[2]。网络生存性成本与网络运营维护成本之间存在着矛盾,即只有投入了相应的网络运行维护成本,才能够确保网络的生存性,而网络生存技术不仅要确保网络能够在故障场景中处于正常运行状态,还要将网络运营成本降低,以在提高网络资源利用率的前提下,确保故障恢复效率。
当网络运行处于保护方式下,当网络运行期间出现故障时,由于对可能出现的故障做出了资源预留,且在保护功能设置上设定了路径倒换保护,因此,当网络故障发生的时候,故障业务倒换功能就会启动,将故障业务进行路径倒换,使业务能够在保护资源上正常运行。故障业务虽然在短时间内得以恢复,但是网络资源没有得到充分利用[3]。
IP over OTN光网络的生存性是建立在恢复方式基础上的。当网络运行中出现故障后,需要对网络故障重新建立路由,对业务资源以及传送路径重新分配,由此而提高了资源调度效率。但是,在进行资源分配以及路由重建的过程中,需要较长的保护时间,恢复机制运行较慢,但是资源利用率得以提高。可见,网络的生存性与资源利用率存在着矛盾。
3 建立IP over OTN光网络联合组网
IPoverOTN光网络联合组网改进了光网络节点技术,使光节点设备功能更为灵活,可以实现光层上的IP数据调度,以优化网络资源配置,使网络管理成本降低。IP over OTN光网络联合组网的运行更为注重服务质量。业务运行中,信息的传送、管理和控制都会在网络平面上运行,且IP网络与OTN光网络的信息传输在统一的平面上完成,实现了电层网络与光层网络的融合。IP over OTN光网络联合组网的传送平面与管理平面、控制平面的统一,其中,传送平面可以针对业务的不同质量要求而在IP网络与OTN光网络之间协调。如果传送平面采用MPSL-TP传送架构,控制平面则采用相应的交换协议技术,管理层面则实施跨层面集中管理,并对网络技术以优化。如果对数据传输业务的服务质量没有太高要求,则需要通过OTN光网络ROADM自动调度技术或者OXC技术就可以完成[4]。如果网络业务运行中需要提供语音业务,则要通过光通道层来实现光数据业务的保护与管理。如果对数据传输业务的服务质量具有很高要求,则需要采用多层保护方式,传送平面技术可以选用MPSL-TP技术向OTN光网络映射,在多层保护下数据传送效率得以提高。
4 结语
综上所述,IP over OTN 组网方案的运用,促使OTN设备进入到市场中,充分地发挥了商业能力且提高网络资源的利用率。但是,在IP over OTN 组网运行中,往往会存在IP over OTN光网络路由与生存性问题。通过完善网络控制技术,引入自动交换技术以优化网络资源配置,可以提高业务传送的可靠性。
参考文献
[1]李园.下一代骨干网:融合的高效能T比特光传送[J].通信世界,2012(12):25.
[2]蔡庭,黄善国,顾畹仪,等.基于蚁群优化的IP over WDM光纤网络动态生存性映射算法[J].光子学报,2012(12):1400-1405.
论文关键词:光纤通信;城域传送网;光网络
论文摘要:当前信息容量日益剧增,为提高信息的传输速度和容量,光纤通信被广泛的应用于信息化的发展。城域传送网传作为承载城域范围内的固定、移动和数据等多种业务的基础传送网络,在整个光网络中占有不可替代的地位。本文介绍了城域传送网的特点,对主要技术进行了分析,最后探讨了其发展趋势。
1引言
城域传送网是覆盖城区、郊区或者部分规模较小的市县,为城域多业务提供综合传送平台的网络,是承载城域范围内的固定、移动和数据等多种业务的基础传送网络,它一般以多业务光传送网络为基础、以多种接入技术为辅,为多种业务和通信协议提供综合传送承载平台。城域传送网向上与省际和省内干线相连,向下负责综合业务引入,完成集团用户、商用大楼、智能小区的业务接入和电路出租的任务。
2城域传送网的特点
城域传送网是非常复杂的网络,每个城市和每个城市都因现状不同而有所不同,从网络分层结构来说,城域传送网一般分为核心传送层、汇聚层和接入层。对于网络规模较小的城市,可根据实际情况简化网络层次。下面从通用角度分析城域传送网的特点。
多业务。城域传送网需要同时支持多种业务,单一平台支持多种协议和处理混合业务的特征是城域光传送网络获得足够竞争优势的关键因素,也是最重要的特点。多业务支持是城域光传送网络的基石,可为运营商带来许多竞争优势,如后向兼容性(如SDHoverWDM)、成本显著降低(减少了网络分层和设备)、网络管理简化和配置工作量减少等。
安全可命性和可增位性。城域传送网涉及到大量的客户和服务,网络的安全可靠性直接影响到客户,传送网应支持网络节点的备份和线路保护,提供网络安全措施,同时多种生存性有利于运营商向用户提供更好的业务定义。同时城域传送网应当要充分考虑业务扩展能力,能针对不同的用户需求提供丰富的宽带增值业务,使网络可持续赢利。
动态性。与骨干传送网相比,城域传送网的动态性较强,多种数据业务的动态性和不可预见性使得城域传送网的相关需求加强,目前的发展趋势是越来越多的客户需要带宽更灵活的业务。他们需要快速的业务配置、更短期的、可灵活增加的服务合同和基于QoS的价格,将来还可能出现对带宽按需分配等新业务的需求。
网络扩展性。由于受用户需求和地理分布动态变化的影响,城域的数据业务具有多变性,城域传送网要建设成完整统
一、组网灵活、易扩充的弹性网络平台,留有充分的扩充余地,能够随着需求变化,可允许运营商不断地按照业务需求增加带宽,而不需要进行网络整体升级。
3城域网中的相关技术分析
SDH多业务传送平台。SDH多业务传送平台(MSTP)是目前广泛应用的产品。为了适应城域网多业务的需求,SDH从单纯支持2Mb/s,155Mb/s等话音业务接口向支持以太网和ATM等多业务接口演进,将多种不同业务通过YC或VC级联方式映射入SDH时隙进行处理。SDH多业务平台将传送节点与各种业务节点融合在一起,各厂商只是融合程度不同。
MSTP的出发点是将2层或3层的功能作为SDH附加功能来完成的,其对2层或ATM层的处理都是与SDH处理相分离的,但都可以映射到SDH的VC时隙进行重组。从功能上看,MSTP除了具有SDH功能外,还具有2层、MAC层和ATM功能。
MSTP比较适合于已经敷设大量SDH网的运营公司,它可以方便有效地支持分组数据业务,实现从电路交换网到分组网的过渡,适合支持混合型业务特别是以TDM业务为主的混合型业务,同时可以保证网络管理的统一性。
弹性分组环技术。正在由IEEE802.17工作组制定的弹性分组环(RPR)技术,吸收了吉比特以太网的经济性、SDH系统50ms环保护特性。RPR采用类似以太网的帧格式,结合丝丝标记,基于MAC高速交换,简化IP前传。RPR技术可以支持更细的带宽粒度,网络成本较低,可以承载具有突发性的IP业务,同时支持传统语音传送,有比较好的带宽公平机制和拥塞控制机制。RPR环是在整个环上实现公平机制而不是在单独链路上,容易实行全局的公平机制。服务供应商可以利用源节点发送数据包的速率来控制上游节点和下游节点的速率。带宽策略允许在无拥塞的情况下,把环上任意两个节点之间所有的带宽分配给这两个节点,没有SDH那种固定电路系统的不灵活性,同时又比点到点的以太网更加有效。
目前RPR标准尚未完成,其中的一个重要问题是对时钟的透明传输,RPR同步机制与SDH不同,必须确保TDM时钟可以透明传输到对端。第二个挑战来自RPR定义的是一个环网结构下的技术,无法工作在复杂的网络环境下(甚至是环间互联),而实际的城域网络环境则是十分复杂的。
RPR技术适合于以数据业务为主、TDM业务为辅的网络,其应用范围将逐渐扩大,适合于新建网络。
城域WDM光网络。WDM技术不仅提高了光纤利用率,而且在业务信号复杂多变的城域网中对信号具有透明性,它可以对从不同设备出来的信号不进行速率和帧结构调整,直接进行透明传输。这可给用户、特别是租用波长的用户以最大的灵活性。同时,不同波长间的信号互不干涉,每个波长都可以自己灵活上下。WDM技术主要应用于城域骨干网。城域OADM环网可以承载大量客户的多种协议和多种速率的业务,每个波长承载一种业务的方式将很快耗尽波长,为提高每个波长的带宽利用率,应尽量避免低速率业务单独占用一个光波长通道。一种新兴的经济有效的方法是将多个低速率客户信号复用到一个波长信道中,该技术被称为子波长复用,从而实现了每个波长携带多种业务。这种子波长复用器降低了城域网WDM系统的应用门槛,可以直接容纳低速率信号,给组网带来了灵活性。WDM环网解决了两个重要问题:光纤短缺和多业务的透明传输。成本是限制其应用的重要因素,目前它主要用来保护那些SDH还无法保护的业务,如ESCON,FiberChannel等。
在目前的光网络中,数据业务的提供需要经过4层处理:首先将业务映射进IP包,并以ATM信元封装,然后将ATM信元映射进SDH帧,最后转换为光信号在光网络上传送(采用WDM/DWDM方式)。随着IP业务的飞速发展,这种结构的缺点日益暴露.人们开始研究将ATM层和SDH层从4层结构中剥离出去,将其功能融合到IP/MPLS层和WDM/OTN(光传送网)层中,将IP业务直接在WDM光路上传送(即IPoverOptical,目前主要为IPoverWDM/DWDM)。在传统的光网络中引入信令控制和动态交换功能,将IP层和光网络层置于同一控制平面下,对光网络实施配置连接管理,在此思想下,一种能够自动完成网络连接的新型网络ASON(自动交换光网络)应运而生。
自动交换光网络。ASON是在IPoverDWDM基础上发展起来的,底层仍为OTN,主要的不同就是在OTN上引入了控制平面。控制平面通过信令交换完成对传送平面的动态控制。控制平面的引入带来了以下好处:迅速实现业务提供,允许网络资源动态分配路由和带宽;容易管理,业务提供者无需为新的传输技术系统的配置管理而开发维护操作支持系统软件;具有扩展的信令能力,增加了补充业务;在出现故障时可实现快速的保护与恢复,比通常的传送网节省了冗余容量和资源;控制平面的协议比管理平面的协议有更丰富的原语组,可用于各种传输技术。
4通用标签交换(GMPLS)技术
为了使MPLS适应时分复用、波分复用等不同的应用环境,以支持在电路交换网中建立连接,IETF对MPLS中标签的概念和形式进行了相应的扩展,将时分系统和空间交换系统涵盖了进来,推出了通用标签交换--GMPLS。其具有许多新功能:
时隙、虚通道和波长等均可作为标签。GMPLS所管理的对象不仅是分组,还可以是FR.ATM,SDH和WDM等,且这些设备上的接口还可以细分为PSC(分组交换功能)、TSC(TDM交换功能)、LSC(波长交换功能)和FSC(光纤交换功能)等多种类型。
可以为离散单位分配带宽,因为时隙、波长和光纤等都是离散单位。
具有下行按需标签分配和使用上行标签的双向LSP建立能力,并且可以通过从上游节点向下游节点传送建议标签来简化倒换过程、减少双向LSP的建立时延。
可以设置标签组,以缩小下游标签的选择范围。当然,在引入GMPLS控制平面后,对传统数据通信网络(DCN)也提出了新的要求,特别是电路交换网络。首先,DCN必须保证能为控制器之间提供控制信息的传送,能够直接或间接地为两个LSR提供交换控制信息的信道:其次,所提供的信道必须是可靠的、安全的:最后,DCN必须支持IP,且必须具有较高的可靠性和QoS,以避免用户数据业务出错而影响控制数据,确保控制信息的顺利发送。
参考文献
[1]韦乐平《光同步数字传输网》人民邮电出版社2002
关键词:ASON,晋江电力,Mesh组网
一、ASON网络的特性以及为什么要建设ASON网络
近年来自然灾害频发,电网经历了数次考验。电力系统通信对电网的安全运行起着至关重要的作用,在飓风、雨雪等紧急情况时,一旦电力通信网络发生故障,会直接影响电网的稳定,造成重大的经济损失。因此,健壮的通信网络是支撑业务数据采集和指挥协调的基础设施,在有效整合现有通信网络,突破“数据孤岛”的弊病,发挥举足轻重的作用。按照国家电网公司建设“一强三优”电网的战略发展要求,实现调度系统智能化和电网经营、维护、管理数字化以及市场营销网络化的目标,需要有强大的通信网络的支持。伴随着复用的继电保护、安全自动装置等通信通道的增加,通信系统与电网安全生产结合更加紧密,对通信网安全性、可靠性要求也更高,因此全国诸多省份电网通信系统逐步引入了ASON技术。
ASON (Automatic Switched Optical Network 自动交换光网络)即:通过能提供自动发现和动态连接建立功能的分布式(或部分分布式)控制平面,在OTN或SDH网络之上,可实现动态的、基于信令和策略驱动控制的一种网络。
从ASON概念的提出至今,ASON技术、标准和产品历经十年发展,从标准框架完成、标准内容完善到产品全面商用,ASON已成为下一代传送网中的必备元素。中国电信集团总工程师韦乐平在《面向未来业务实施全面转型》一文中指出,ASON沿用在IP网中行之有效的选路和信令协议并加以改进,以适应光网络的应用需要,有效地解决了IP层与光网络层的融合问题,代表了下一代光网络的重要发展方向。
二、晋江电力作为福建电力智能网络试点工程,以下介绍ASON在晋江电力系统的应用规划及展望
随着晋江电网的不断建设发展,电力光缆应用的规模也越来越大。目前光纤网络在大部分地区已经初步形成了MESH网络格局,这就为ASON技术的应用提供了最基础的物理平台。此外,从电力系统SDH传输网络中传送的业务来看,尽管业务类型比较复杂,不同网络规模的传输网络间差别也较大,但传输网主要承载保护、语音、数据等业务,这些业务基本都是以2Mbit/s~155Mbit/s为主。
为了适应电网安全运行和经营管理对通信网的运行可靠性提出的越来越高的要求,在2009年晋江电力将ASON网络建设纳入规划中,适时地将ASON等功能的应用纳入到SDH光纤骨干网建设的考虑之中。在本次工程中,采用的SDH设备都是基于ASON平台,以保证将来光缆路由具备开通ASON的条件后,经过对设备简单的软件升级即可开通。这样可保证所选择的设备既可满足目前电网安全生产的需求,同时也为将来适应更高的要求打下了基础。
目前业内智能业务开展是基于VC4级别,考虑到晋江电力622M的带宽现状,通过合理的规划,各站之间建立VC4银级智能服务层业务,实现业务“源”“宿”之间分段的业务拼接,实现电力VC12业务的传送和保护。
那么什么是拼接隧道?
比如有下面三个设备A、B、C。每两个网元之间只有两个vc4可用。而我们需要配置一条vc12业务由A->B,还需要一条vc12业务由A->C。这时候我们可以选择在A、B之间配置一条银级隧道,在B、C之间配置一条银级隧道来承载A->B、A->C的两条vc12业务。每两个设备之间剩下的一个vc4资源预留给隧道重路由使用。
晋江电力隧道业务的智能网络形成后,实现了ASON的智能保护,业务接入更方便;可选择保护路由更多,网络安全性更高,抗风险能力更强,以后的维护工作更加简单。即:ASON可以较方便地实现全网的优化。科技论文,Mesh组网。。通过平滑的网络扩容和升级从而形成了生命周期的闭环:避免了传统传输网络受设备容量和组网技术的限制。采用堆叠方式进行网络扩容,难于优化,陷于资源利用率降低、生命周期缩短的困境。科技论文,Mesh组网。。
所以ASON的引入将会使电力通信网的光传送网体系结构、管理维护发生重大变化,必须做好全面的规划和充分的技术准备,才能保证ASON网络的平滑演进。ASON智能的提出和实践为光传送网络由单纯的信息传送平台向业务提供平台演进带来了机会,以ASON代表的智能光网络必将成为近几年光通信网络建设和发展的主导方向。
三、晋江电力ASON组网架构介绍
随着晋江电网的不断建设发展,光缆应用的规模也越来越大。目前光纤网络在大部分地区已经初步形成了MESH网络格局,这就为晋江电力ASON技术的应用提供了最基础的物理平台。此外,从晋江电力SDH传输网络中传送的业务来看,尽管业务类型比较复杂,不同网络规模的传输网络间差别也较大,但传输网主要承载保护、语音、数据等业务,这些业务基本都是以2Mbit/s~155Mbit/s为主。
为了适应晋江电网安全运行和经营管理对通信网的运行可靠性提出的越来越高的要求,在2009年晋江电力将ASON网络建设纳入规划中,适时地将ASON等功能的应用纳入到SDH光纤骨干网建设的考虑之中。
在本次工程中,采用的SDH设备都是基于ASON平台,以保证将来光缆路由具备开通ASON的条件后,经过对设备简单的软件升级即可开通。这样可保证所选择的设备既可满足目前电网安全生产的需求,同时也为将来适应更高的要求打下了基础。目前晋江电力陆续完善其城网的ASON功能。科技论文,Mesh组网。。优化后的晋江电力ASON网络拓扑如下图所示:
晋江电力光缆资源比较丰富。电力大楼、陈埭变、龙湖变、安海变等30个站点均开通ASON功能,生成智能光网络。其中电力大楼、陈埭变、龙湖变、安海变作为汇聚站点组成核心MESH网络,每两个站点之间2.5Gbit/s带宽;其余26个站点带宽622Mbit/s,通过分段拼接隧道的方式实现小颗粒业务传送到电力大楼。
目前业内智能业务开展是基于VC4级别,考虑到晋江电力622M的带宽现状,通过合理的规划,各站之间建立VC4银级智能服务层业务,实现业务“源”“宿”之间分段的业务拼接,实现电力VC12业务的传送和保护。
四、晋江电力ASON网络的优势
晋江电力建设ASON网络,这是福建电力通信由SDH网络向智能化演进策略的具体实施,就技术而言智能光网有三方面优势:
1、传统的SDH网络只能依靠2个光缆路由,形成环形网络,无法抗拒网络2点光缆中断的故障,存在多个站点通信失灵的危险。科技论文,Mesh组网。。而在两通信节点具有多路由特征时,光缆资源无法直接利用而浪费。科技论文,Mesh组网。。采用ASON技术以后,光缆资源得到了充分利用,依靠MESH网格型结构,只要2节点间存在光缆路由,即可保证网络的安全性,因此抗击光缆中断能力明显增强。为实现“无论发生何种电力通信故障,均不应该影响到电网安全生产和管理”打下坚实基础。
2、在本工程中,首次实现了针对福建电力网络和业务的特点,发挥了多路由光缆的优势,对不同业务进行了钻石级、金级、银级、铜级、铁级等多种保护级别划分,首次实现了电力信息通道科学调度、精益化管理的具体表现。并在晋江通信滚动规划中,提出了光缆建设的进一步要求。
3、本次所用设备已经具备智能光网络的硬件基础,同步采用了智能化软件,一次性进行工程施工,客观上节省了一部分工程投资费用。
总之,晋江电力引入智能特性后,整个网络可抗多次断纤,便于维护和和业务配置,提供差异化的业务服务,光网络将从廉价的带宽传送网转向直接提供智能服务和应用的业务网,更为重要的是为网络的安全可靠提供了较高的保证。
作为一种完全兼容传统SDH技术的新型光网络技术,ASON是建立在SDH之上的创新而非革命。科技论文,Mesh组网。。在原来传送平面和管理平面的基础上增加了控制平面后,光网络被赋予了灵活机动的智能,在业务种类、业务调度、失效保护、操作维护、网络管理等方面凸现出全方位的优势,可以说,晋江传统光网络向智能光网络发展是一种必然。
论文关键词:课程体系;集成化通信实验教学平台;通信网络;质量工程;应用能力
21世纪是网络的时代,数字化、宽带化、移动化、个性化、智能化的网络已经成为人类社会的基础设施。飞速化发展的通信网络基础设施对高等学校的教学改革、课程设置尤其是实验室建设提出了挑战。虽然目前国内许多高校都办有通信工程专业和电子与信息工程专业,并建立了条件较好的基础实验室,为培养社会需求的电子与通信人才创造了良好的教学环境和条件。但是专业实验室的匮乏尤其是通信网络实验教学条件的匮乏严重制约了课程体系的建设和教学效果的保证。
目前对于通信技术的学习主要是侧重于讲述某一特定技术,如:程控交换、光纤通信、微波技术、移动通信、接入技术、通信网等,学生很难由此建立起通信的整体概念。本研究项目从全局出发,优化课程体系,从全程全网的角度讲述各类通信技术,对所涉及的通信技术进行详细的讨论,构建具有科学性、准确性、系统性、完整性、新颖性和实用性的知识结构和内容体系,主要内容包括现代通信的概念和发展概况,通信业务与通信终端,通信传输系统,通信交换系统,通信网和新一代通信技术。不仅使学生在全程全网概念的基础上学习到各类通信技术知识,还强调工程方法论的学习,培养学生掌握科学的研究方法和迅速学习新技术的能力。
面向网络时代飞速发展的通信领域人才需求,研究、设计并实现一个有利于培养学生全程全网概念和具有现代通信技术基本素质、有利于鼓励学生自主思维和努力创新的教学平台,以体现现代通信与全程全网教学的整体内涵,体现课堂教学与实验教学的有机融合,体现培养模式的优化为研究目的。最终办出信息与通信工程类专业的特色,培养出高素质的应用型IT技术人才。
一、构建完整的“现代通信技术”课程体系,培养创新型、应用型通信工程专门人才
1.指导原则
以全面提高素质为根本,以建立宽厚的知识平台为基础,以培养创新能力、实践能力和科学综合能力为核心,以教学内容和课程体系的改革为重点,以教育模式和教学方法的改革为保障。
培养目标:培养在信息科学技术领域内具有创新精神、实践能力、全面素质的宽口径专门人才,能从事信息科技领域的研究、设计、制造、运行维护和经济管理等工作。
2.培养规格多样化
以培养工程技术型和应用型人才为主,兼顾经营管理型的有信息工程背景的复合型人才。
3.培养模式
实行面向创新的系统理论教学和面向创新的系统实践训练相结合。实行柔性培养计划和个性化教学,加大选修课比例,适应不同规格、不同爱好的人才的培养。我们同深圳润天智图像技术有限公司合作,采用“3+1”的人才培养模式,为企业实现订单式培养,第一批20名学生已于2008年7月毕业,其中70%的学生经过双向选择留在这家企业工作。并受到用人单位的好评。2008年我们又与冠捷科技集团武汉分公司合作开展人才培养的工作,选拔学生参加了冠捷公司有关液晶显示器的生产、调试、研发工作,提出学校与企业相结合的“系统创新训练”方案,均取得良好效果。目前,冠捷显示科技有限公司已吸纳我校多名学生就业。其中一名毕业生在该公司已担任总工程师,在该公司工作的许多学生均受到好评。
4.特色定位
随着互联网的普及,通信网络所承载的业务也从传统的以语音业务为主发展到多种不同带宽需求的业务并存,网络结构日益扁平化、IP化,各种现代通信技术发展迅速,其生命周期也长短不一,因此在通信工程人才培养方案中,除了设置各门专业基础课和专业课外,我们还系统地安排了能够反映目前主流通信技术的发展方向的选修课和技术讲座,对NGN、软交换、IMS、IPV6、第三代、第四代移动通信技术、ASON、OTN、G-PON等在现有通信网中逐渐应用甚至已成为主流的新技术进行全面的介绍。通过对电信行业发展深入细致的调查了解,我们认识到:经过十多年的电信业改革,我国的电信市场运营已经从一家垄断到了全行业充分竞争的市场格局。各运营商之间为争夺客户,获取更高的市场份额,在市场营销方面各展拳脚,客户不断被细分,差异化服务日趋明显,多种针对性强的业务不断推出。而通信工程专业的课程设置一向重技术轻业务、轻经营,而目前专业营销人才是我国电信业最需要的人才。因此,我们让学生通过讲座、社会调研、社会实践等形式充分了解目前电信市场的新业务种类和特点、市场竞争态势、主要营销手段及其利弊得失等,使我们的毕业生能够更适应行业的需求。我们与中国电信武汉分公司、武汉电信工程有限公司、湖北电信工程有限公司等单位保持长期的合作关系。聘请了电信工程有限公司有关领导和多名技术人员做我们的校外特聘教授,为学生的实习就业奠定了良好基础。
5.课程体系优化
我们以培养具有创新精神和实践能力的应用型人才为目标,以课程体系和教学内容改革为核心,优化信息通信类课程体系,从全程全网的角度讲述各类通信技术,构建具有系统性、完整性、实用性和新颖性的知识结构和内容体系。不仅使学生在全程全网概念的基础上学习各类通信技术知识,更重要的是培养他们掌握科学的研究方法,成为具备高素质的应用型人才。我们从传授知识、培养能力、提高素质三大目标出发,通过对信息通信类专业现代通信技术相关课程内容的深入研究和改革,结合各门课程教学的特点、难点和需求,建立了当前可实现的“知识平台”,按照整体优化原则调整课程的内外接口,减少交叉重复,精简学时,协调各相关课程内容之间的衔接,充实新内容。我们采用主教材、辅教材、CAI课件、教学仪器、教学实验和课程设计、远程网络课件等综合配套措施,形成了“理论、抽象、设计”三个过程相统一的课程教学体系,保证了教学质量,取得了良好的教学效果。以此为指导思想,我们在2009年完成了信息通信类课程大纲的重新修订工作,2010年完成了课程简介的编写工作。
二、理论联系实际,构建通信技术全程全网实验平台
21世纪的高等教育,教育方式应从应试教育向素质教育转变,人才观念应从单一专业型向复合型、创新型转变。要实现这两种转变,实践教学起着至关重要的作用,它是实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节。实验教学相对于理论教学具有实践性、综合性与创新性等特点,在加强对学生的素质教育与创新能力培养方面起着重要的、不可替代的作用。而目前大多数针对信息与通信学科学生开设的实验多为专业基础实验,通信专业实验则较为薄弱,学生的学习范围主要集中在基础理论,对实际的通信设备与通信环境缺乏足够的接触与操作经验。因此建立通信专业实验室,开设通信专业实验,开拓学生视野,增强学生实际经验,提高学生的工程素质,使学生尽可能地不出校门就可以从实用角度理解并掌握通信技术。本成果通过建设一个尽可能覆盖实际通信网环境(包括数据网、电信网、移动网、智能网、接入网、信令网、同步网、传输网)等特点的全程全网通信专业实验室,开设出既与专业知识理论学习相关联,又与实际通信网络及设备相联系的实验课程,创建一个良好新型的具备通信专业特色的实验教学环境,提高实验教学水平,使学生能够通过实验环节,开拓视野,充分发挥主观能动性,理论联系实际,理论和实践有机结合,充分提高综合素质和创新能力,锻炼其组织能力、沟通能力,培养并提高学生的工程素质。
我们建设全程全网的现代通信实验平台的思路是:参考并利用国际国内知名公司以及著名学者所提供的现代通信网络专业实验室建设方案,立足于信息学院学生进行“现代交换”、“现代通信网”、“计算机网络”、“移动通信”、“光纤通信”、“NGN网络”等专业课程的实验教学基本需求,利用有限的经费尽量覆盖从物理层到应用层各个网络层次,从有线到无线、从电到光各种信道方式,从局域网到广域网各种网络形式的宽阔而广泛的实验内容,形成包括数据配置、维护管理、网络数据观测与分析、软件开发、硬件设计、网络设计与建设等基础型、综合设计型、研究探索型3层次专业实验教学模式。在基础型实验中,提供对有关课程的基本原理与基本问题的验证性、探索性实验,帮助学生理解、掌握、验证课程的基本原理、学习课程相关的基本实验方法,探索并找到学习难点的结果和方案;在综合设计型实验中,以Assignment(任务)的形式,由教师提出要求,学生独立完成实验项目的分析、设计、元器件采购、实现、调试、与实验报告撰写等工作,最后由教师验收和评判。在研究探索型实验中,采用Project(项目)的形式,由来自企业界的实际项目,教师科研项目与学生创新基金资助项目的形式确定项目研究方向和研究内容,由几个学生分工协作,每个学生独立承担一部分内容,在教师的指导下共同完成。
目前已建成的全程全网实验室包括:
(1)计算机40套;《通信原理》教学实验设备20套;《移动通信》教学实验设备10套;《光纤通信》教学实验设备10套;《现代通信网》教学实验设备4套;《程控交换》教学实验设备20套。
(2)数字电视系统5套,由视音频A/D,D/A模块,视音频信源编码、解码模块,TS流形成与解复用模块,DVB SPI收发接口等模块组成。
(3)微波设备3套,其中SD3100射频电路实验训练系统,是以300MHz可测量S参数的频率特性测试仪、DDS合成信号发生器、通用计数器和电视(TV)收、发系统为基础,进行射频通信设备及射频电路的实验系统。SD3200微波通信实验训练系统,是以1000MHz TV收发系统,进行图象和话音的微波传输为基础,进行微波通信设备及微波电路和器件的实验系统。可利用网络分析仪、频谱分析仪等测量仪器,开展对微波电路及器件特性参数的测量。SD3300移动通信射频工程实验训练系统,是以800-2500MHz可测量S参数的微波反射计、微波功率计、频谱分析仪、微波合成信号发生器和微波功率信号发生器、通用计数器及通信设备——直放站、干线放大器等为基础,进行移动通信网络优化的试验,同时,提供一套移动通信网络优化工程的实验——室内天线覆盖系统,开展移动通信射频工程的系统实验。SD3400微波中继传输实验训练系统,是以射频/微波TV收发信机和微波中继站组成的微波中继传输系统为基础,进行微波频率中继传输电视信号实验。
(4)接入网设备一套。本接入网实训系统依据实际的宽带接入应用,组织相应的典型设备,包括交换局端的部分设备、线路、以及用户接口设备,从机房、线路、到终端尽可能进行完整展现。
三、利用现代化教学手段提高教学效率
构建全程全网通信实验教学平台的在线系统,制作电子素材库,供学生利用校园网进行学习。充分利用多媒体技术开展基于计算机、网络的通信技术实验研究,精心选择具有代表性的实验,使学生可以通过网络浏览、熟悉和回顾实验内容,尽量利用多媒体方式和网络资源来表达实验内容,将现金、具体的教学手段引入到教学中,是的抽象的概念和理论更形象、生动和直观,提高实验环节的质量和效率。
四、研究的特色和应用情况
1.研究的特色
(1)随着通信技术的发展与社会需求日益多样化,现代通信网正处在变革与发展之中,本教改项目拟在改变以往授课方法,从新的网络构架入手,采用了网络分层的结构(应用层、业务网、传送网和下一代网)来讲述相关通信技术。
(2)根据通信技术类课程特点,从全局出发,对网络分层中所涉及的通信技术进行较详细的论述,目的是使学生建立起全程全网的概念,从而加强学生对现代通信技术的认识和全程全网的了解,在此基础上可根据专业和个人情况,今后就某一个专业技术方向进行更深入的学习。
(3)“全程全网现代通信网络”教学实验平台整合了多种通信技术,以实用设备构建出真实的通信网试验环境,突出通信全程全网的整体性,与课堂学习有机结合,相辅相成,实验内容从简单验证型向自主设计型过渡;实验教材由参考产品手册、资料光盘完成实验指导书的;实验方式以点带面,触类旁通,以专项通信实验促进专业课的学习,使学生有效建立起通信大网络的观念。
2.项目的创新点
(1)实现实验教学理念的改革: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,可实现如下功能: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。
(2)提高学生的理论知识与实践能力:摆脱传统的被动性验证性实验,通过师生们积极主动地设计实验拓扑,搭建实验平台,使理论和实践相结合,更好地掌握通信理论知识及通信业务发展的先进技术。
(3)为教师提供开发测试平台:目前,随着通信设备制造技术的日益成熟,在硬件上,业界的产品都大同小异,现今的重点是在软件和增值服务方面的发展。而“全程全网现代通信”实验平台为教师和学生提供了一个开放的、真实的开发环境和测试环境。
3.应用情况