探索高校網絡通信實驗室的建設與應用

摘要:隨著信息技術現代化的高速發展，網絡與通信技術越來越緊密的結合起來，融合各種通信方式受到廣泛的應用，市場急需高校培養出即能懂互聯網絡技術又能懂運營商網絡的網絡通信人才。然而，當今高校的實驗平臺，基本上是建立單一的實驗平臺，沒有有效的融合網絡與通信實驗技術的實驗平臺。因此，此項目著力研究光傳輸技術、數字程控交換技術、無線移動技術與原有互聯網絡實驗平臺的融合，實現有線與無線網絡的數據與語音傳輸，建設一套完整電信運營網絡微型化的現代網絡通信實驗平臺，探索出適合高校網絡通信實驗室建設與教學科研的發展模式。

關鍵詞:融合通信;計算機網絡;語音技術;SDH光傳輸;數字程控交換;全球移動通訊系統;通用分組無線業務

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號: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

隨著信息技術現代化的高速發展，網絡與通信技術越來越緊密的結合起來，市場急需高校培養出即能懂網絡技術又能懂通信技術的網絡通信人才。然而，當今高校的實驗平臺，基本上是建立單一的實驗模式，沒有有效的融合網絡與通信實驗方面的綜合實驗平臺，致使人才培養和社會需求有脫節現象。因此，高校的網絡實驗室應著力于原有互聯網絡實驗平臺的基礎上融合光傳輸技術、數字程控交換技術、無線技術與IP電話技術，探索出適合高校網絡通信實驗教學的發展模式，建成電信運營網絡微型化的現代網絡通信實驗平臺的實驗室。它能讓學生過此實驗平臺，快速了解與學習電信、移動運營商網絡，又不必單獨的建立互聯網絡實驗室，通信(有線與無線的)網絡實驗室。將三個實驗融合成一個實驗室，即節省了成本又能使學生實踐接近營運商所要求的技術，有利于培養出適合現代網絡通信的高級人才，為此，本文設計了高校網絡通信實驗平臺方案。

1 現代網絡通信實驗平臺概況

現代網絡通信實驗網絡平臺是由SDH(干/支線)光傳輸實驗平臺、互聯網絡實驗平臺、程控交換實驗平臺與無線網絡實驗平臺組成。現代網絡通信實驗平臺建設采用設備:一套SDH155M光傳輸環，一套可供多人操作的數字程控交換設備，多套網絡互聯設備(路由器，交換機等)，一套無線移動接入設備。通信實驗平臺整體示意圖如圖1所示。

平臺的整體情況如下:1)整個通信實驗平臺的傳輸載體為SDH技術，速率等級為STM-1(155M)，三臺傳輸設備形成環路保護，體現了通信網SDH傳輸模型。2)程控交換機采用局用數字程控交換機，提供IP語音業務及其它綜合接入業務，用戶電路、中繼電路等交換形式，為通信實驗平臺的交換設備。3)網絡互聯設備采用傳統的網絡設備，路由器(具有語音網關)，防火墻，三層、二層交換機，無線局域網AP，ADSL局用設備。4)無線接入實驗平臺配置GSM/GPRS網絡，包括基戰，基戰管理器、移動接入路由器(具有語音網關)等設備。用戶端包括一般性測試手機[1-2]。

2 單個實驗平臺功能分析

1)光纖傳輸實驗平臺:光纖傳輸實驗平臺采用155光傳輸設備為載體，以 SDH的形式來搭建，提供速率等級為STM-1(155M)SDH自愈環的實驗系統。該系統除提供SDH基本業務外，還可以提供基于MSTP技術的IP、ATM等多業務接入形式，保證后期綜合業務接入的可擴展性。光纖傳輸實驗平臺示意如圖2所示。實驗目標可實現:通過對在線實際光傳輸設備的操作，更透徹了解光通信、SDH等概念;對在線光傳輸通信設備及其原理和實用技術有較系統的認識;熟練使用光傳輸技術原理配置光傳輸設備滿足運營商網絡典型應用需求[3]。

2)數字程控交換實驗平臺:在通信實驗室建設一套數字程控交換機，為各個傳輸單元側提供業務電話，信令交換業務。提供豐富和用戶和網絡接口，其中用戶側提供模擬電話(POTS)和數字電話(ISDN)接口，可以接入模擬電話機、數字電話機、傳真機和其它數字終端設備。網絡側提供2M數字中繼和各種模擬中繼，其中數字中繼可以支持中國一號、中國七號、PRI、V5等信令，模擬中繼支持AT0、EM等多種接口。另外，也支持各種信令方式連接無線網絡平臺(如GPRS、GSM等)，實現有線與無線網絡的互聯互通。本方案中數字程控交換機提供8路模擬用戶，數字中繼4×2M，其中2×2M提供NO.7信令，2×2M提供NO.1信令。網絡拓撲圖如圖3如示。

實驗目標:通過對在線實際程控交換設備的操作，更透徹了解通信、電路交換等概念;對在線通信設備程控交換機及其原理和實用技術有較系統的認識;熟練使用通信技術原理配置程控交換設備滿足運營商網絡典型應用需求。

3)互聯網絡實驗平臺:互聯網絡實驗平臺按照典型的企業網設計模式進行搭建，并增加了ADSL接入與無線局域網技術，以及在路由器上增加了語音網關模塊，能實現VoIP。網絡拓撲圖4所示。實驗目標:通過對在線實際網絡設備的操作，更透徹了解局域網與廣域網技術與配置;通過在線ADSL接入配置，能掌握現在流行的寬帶接入實用技術;熟練使用VoIP技術設計與配置的典型應用需求。

4)無線接入實驗平臺:無線接入實驗平臺以基戰，基戰管理器、移動接入路由器(具有語音網關)等設備為載體，實現無線的語音與數據的傳輸;按照GSM、GPRS的配置模式搭建。實驗平臺拓撲圖5所示。實驗目標:通過對在線實際設備的操作，更透徹了解無線通信、無線交換等概念;熟練使用通信技術原理配置移動接入、基站發送設備的典型應用需求;部分實驗內容包括:基站管理器的管理、無線接入路由器的號碼驗證、基站的無線接入實驗拓撲圖簡單無線廣播、手機號碼的配置與申請等。

3 現代通信實驗平臺整體功能分析

為了實現各實驗平臺功能的相互融合，平臺最關鍵的就是傳輸設備與數字程控交換設備所要達到的需求功能，傳輸設備需要支持SDH技術、寬帶數據接口、2M的程控交換接口等功能的設備;數字程控交換設備需要支持數據通信/Internet、PSTN公用電話網、NO.7信令網、ISDN綜合業務數學網、GSM/GPRS等功能的設備;其次路由必須具有語音網關功能才能實現各實驗平臺的自由接入融合。

實現VoIP語音與數據的傳輸:將程控交換實驗平臺與互聯網絡實驗平臺融合一起，實現PSTN公共電話網與互聯網的話音傳輸與數據傳輸，在電腦上通過ip電話軟件實現與話機的語音傳輸，通過程控交換機的電話線實驗ADSL寬帶接入，實現數據的傳輸。通過這樣的融合，可進行實驗配置，真正掌握VoIP、ADSL接入技術。

實現有線與無線的語音傳輸:無線接入實驗平臺與程控交換實驗平臺融合將實現有線與無線的語音傳輸，無線接入路由器與數字程控交換機結合，讓PSTN公共電話網與無線移動網進行語音通信，讓移動電話通過基站與無線接入路由器，將話音傳送室數字程控交換機，然手傳送到PSTN公共電話網，反之也然。這樣進行逐步的實驗配置，可了解到無線與有線通信的技術。

實現有線、無線的語音、數據傳輸:SDH技術融合有線、無線、程控的語音與數據的交換傳輸，通過SDH傳輸環，實現語音與數據轉換傳輸，語音間的傳輸，數據間的傳輸。體現了通信大網所要求的核心網技術，通過對SDH光傳輸技術的了解與配置，學習到有線與無線的語音數據通信是在傳輸網中是怎樣實現[4]。

4 結束語

改變一成不變的命題式實驗方式，結合理工科專業特色，引入現代通信網絡中實際應用系統級設備，通過建設現代通信實驗平臺是高校網絡實驗室改革的趨勢。本方案能為低年級學生提供認知環境，為中年級學生提供測試環境，為高年級學生及學院老師提供研發環境，整合高校實驗室資源，達到實驗平臺多用途化。本文的設計思想在西南網絡通信專家委員會上得到了專家的高度認可。

參考文獻:

[1] 余浩.下一代網絡原理與技術[M].北京:電子工業出版社，2007.

[2] 萬曉榆.下一代網絡的業務生成技術[M].北京:北京郵電大學出版社，2005.

[3] Matthew J.Castelli網絡工程師手冊[M].北京:人民郵電出版社，2004.

[4] 陳建亞.現代交換原理[M].北京:北京郵電大學出版社，2006.