模拟现网环境的现代电信技术实验室设计
2011-11-28朱振宇
朱振宇
(浙江水利水电专科学校，浙江 杭州 310018)
0 引言
通信行业无论是在传输、交换还是移动等各个领域的人才需求越来越多.通信是一门技术含量高、覆盖面广、发展快的综合性、实践性强的专业.要全面地掌握这一领域的知识，一方面需要完整、系统的通信理论知识的学习，如数字程控交换技术、数据通信技术、光传输技术、移动通信技术等.另一方面还要结合设备进行实训操作，从实践中理解理论知识，积累实际工作经验，以适应技术的发展.可以说如果没有足够的实训过程，学习者无法真正掌握通信技术.但学校传统的教学模式，注重理论知识的传授，实验项目大多停留在验证的基础上，很难满足现在通信市场的人力需求.因此建立一套完整的通信实验平台对教学和科研有很重要的意义［1］.
1 实验室建设目的
本实验室为了更好的为学校服务，专门根据中国电信网络现网的运行状态出发，通过简化、汇集、典型性的研究，对各种实训室进行了模拟现网运行的研究，并且通过对设备对接的融合，最大程度的模拟现网运行，从而提供良好的实训环境.实验室建设目的是:
(1)满足通信专业学生实验的要求，提高学生的实际动手能力.
(2)满足高端教研人员，对技术进一步提升，进行深层次学术研究的要求.
(3)满足职业技术培训的要求.
2 实验室总体架构
本实验室采用SDH网络，TD-SCDMA无线侧网络，数据网络平台以及相关的仿真教学系统、通讯电源系统，组成一个互联互通的小型基础电信业务平台，见图1.能够实现模拟网络运行，各个网络对接，并能够完成对每种设备平台的实训与研究.同时，为了更好的满足进行通信设备实验以及实训的要求，实验室还选用了专为满足学校通讯教育要求的通讯仿真软件，包括TD-SCDMA RNS仿真软件、WCDM RNS仿真软件、CDMA-BSSB仿真软件、程控交换仿真软件.
图1 现代电信技术实验室拓扑图
2.1 SDH课程及其实习实训
本课程详细介绍了SDH的传输技术发展的过程，SDH的传输技术原理和应用以及传输技术在未来发展的趋势，在授课的同时将相关的内容在现有的设备上进行实际操作，真正做到了理论联系实际的教学方法.课程内容还包括了当前通信行业传输维护人员的岗位职责.同时考虑到将来传输技术的发展，课程最后还安排了一些先进传输技术的介绍.使所学者对整个SDH传输从理论到实践有一系统的认识，并对将来传输技术的发展有一定的了解.
光纤传输实验平台采用三台中兴主流局用机架式速率为STM-4的光传输设备(ZXMP325)为载体，以SDH的形式来搭建，提供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［2］.
2.1.1 主要特点
(1)模拟中国现有SDH网络运行，展现出光传输网络的经典模式;
(2)多级别设备的组网连接;
(3)多种业务，E1、以太网等业务的透明传输;(4)灵活的组网规划以及设计;
(5)完美的实验室管理方案，提供能够使20－30人同时进行实验的实验管理平台;
(6)科研教育培训方案的完美融合.
2.1.2 SDH平台可提供的实验内容
(1)设备的认知及操作，光纤的识别、光纤损耗、色散的测量，光衰减器的使用，有源和无源器件的作用;
(2)开销字节的测试，SDH光电口的测试，HDB3码观察，误码率、抖动、码间干扰、光功率、灵敏度、动态范围的测量;
(3)SDH网元维护操作，MSTP业务E1配置，公务配置，时钟源配置，业务配置(时隙配置)，组网配置(链形网、点对点、环行网Mash网、相切环相交环的组网)，通道保护配置，复用段保护配置，子网连接保护配置;
(4)告警设置、查询功能实习，性能设置、查询功能，查询登录用户信息;
(5)测试功能维护实习，时间维护管理，NCP操作、安全日志;
(6)数据库备份和恢复，数据库容量设置，数据库配置数据的自动备份，数据库历史数据归档，数据库下载、上载;
(7)当前告警性能事件报表，历史告警性能事件报表中继配置;
(8)联机业务设置环回，共享光纤虚拟路径保护，VPR、RPR 实验;
(9)业务中断故障，误码故障，时钟故障，公务故障，网管连接故障，设备对接故障.
2.2 数据通信网络课程及其实习实训
本课程从实际角度出发，系统的介绍了数据通信网络基础、局域网的构建与扩展、路由网络的构建、相关协议的应用及广域网的扩展技术、网络安全认证技术.
实验室解决方案采用中兴通讯最新网络技术而为高校节省建设成本，提高实验室质量，增加业务的综合性以及完整性、完全模拟现网运行的一种IP网络设计方案.系统可分为接入层、汇聚层、核心层三层结构，有效保证数据通信的安全性，更保证了业务的可扩展性［3］.
2.2.1 主要特点
(1)综合性
为基础网络实验与多种业务应用信息网络提供统一的综合业务传送平台.
(2)扩展性
易于增加新设备、新用户，易于和各种公用网络连接，随系统应用的逐步成熟不断延伸和扩充，充分保护现有投资利益.
(3)开放性
符合开放性规范，方便接入不同厂商的设备和网络产品.
(4)实用性
具有良好的性能价格比，经济实用，拓扑结构和技术符合教学网络的特点.
(5)易管理
为达到集中管理的目的，网络平台支持虚拟网络，并可与路由器、骨干和局域网交换机配合，整个网络可以进行远程控制.
2.2.2 数据网络平台可提供的实验内容:
(1)认识网络，组建小型局域网，常用IP网络设备基础操作;
(2)路由网络的基本操作，路由网络的OSPF单域及跨域操作配置;
(3)用访问控制列表管理IP通信;
(4)网络地址转换，网络交换和路由设计实验;
(5)广域网互联PPP、HDLC、FR IPV6的相关应用实验;
(6)IP+MPLS技术、路由协议、二层协议技术教学应用;
(7)VPN技术、冗余备份技术、QoS技术、隧道技术、网管教学应用.
2.3 TD-SCDMA课程及其实习实训
实验室通过与现网的完全模拟以及对业务的多业务组网设计，为学校提供高质量的专业、完整的实验室解决方案:无线侧网络采用最先进的光纤基带拉远的光纤到塔顶宏基站解决方案:利用一根光纤来代替传统基站需要大量馈缆进行连接的方式，彻底解决了TD-SCDMA传统宏基站存在的工程问题.实验室选择了基于BBU+RRU技术的“光纤到塔顶宏基站”和“分布式微基站”产品，考虑到高校试验网用户量非常少，但是要兼顾到教学试验的需求，本次配置一套B8300+R21，全面支持HSDPA以及HSUPA技术，使得整体平台达到3.5 G的标准;同时全面支持SDR软基站最新技术，使得整体平台可以平滑升级到LTE(3.9 G)标准，具一定的前瞻性，完全再现现网真实环境［4－5］.
考虑到3G移动网络实验室的建设费用较昂贵，因此两子系统模块化设计，可根据各自的需求进行无线或核心网子系统平台的搭建.以便达到以下实验目的:
(1)采用TD-SCDMA现网设备，最大限度的模拟现网运行;
(2)无线侧满足天馈功率增益的要求;
(3)满足30～40个实验平台，连接到OMC网管平台进行系统实验的要求.
2.3.1 TD-SCDMA平台可提供的实验内容
(1)RNC、Node B硬件观察试验，天馈系统与Node B电缆连线观察;
(2)RNC配置管理，RNC物理设备配置，RNC局向配置，RNC无线参数相关配置，RNC动态数据管理，公共资源配置，ATM通信端口配置，TD移动手机测试实验;
(3)Node B系统结构分析，Node B动态数据管理，BBU基站配置;
(4)信令跟踪分析，综合故障排查实验;
(5)LMT客户端IP的设置，LMT的设置，利用LMT对NODEB状态观察.
2.4 网络通信综合实验实训平台教学管理资源分配系统
2.4.1 解决方案
利用一个专用配置服务器CCS(Configure and Control Server).对于不需要console口的系统，可以只提供网络网关和路由功能.通过一个高速计算机或者服务器来实现.针对特定的系统开发实验软件，提出多媒体教学以及配置仿真系统;开发实验管理软件.实现教师的超级管理，实现学员的登录，配置预约，排队，状态现实，进度显示等功能.起到自动管理的功能.这些系统将为网络通讯教学，以及其他使用大量计算机的实验管理提供最好的解决方案.图2基于全网的总体逻辑结构.
图2 现代电信技术实验室总体逻辑结构
3 结语
为了培养具有扎实的计算机技术、通信技术及电子技术有关的专业基础知识和工程实践能力，掌握通信技术领域专业基本理论与技能，熟悉通信设备和通信终端产品;具有计算机通信与移动通信相结合的应用能力的高等通信技术应用型专门人才.为了更好的提高学校在通讯领域的教研、教学的成就，并为通讯专业提供更专业的教育条件，学校还将引入企业化的通讯教育理论以及企业化通讯专业课程，完善该实验室，从而将通信专业提升为学校的名牌专业.
［1］段渝龙，张 欣.通信技术课程实验指导［M］.北京:中国电力出版社，2010:5－15.
［2］中兴通讯股份有限公司.H001 ZXMP S325设备手册［EB/OL］.2010 －08 －04［2011 －11 －28］.http://support.zte.com.cn/support.
［3］高传善.数据通信与计算机网络:习题解答与实验指南［M］.北京:高等教育出版社，2005:50－136.
［4］中兴通讯NC教育管理中心.TD-SCDMA移动通信技术原理与应用——原理/设备/仿真实践［M］.北京:人民邮电出版社，2010:106－308.
［5］中兴通讯股份有限公司.ZXTR_RNC硬件描述［EB/OL］.2010－10－04［2011 － 11 － 28］.http://support.zte.com.cn/support.
