（通信与信息系统专业论文）通信专业实验系统的研究与设计.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 近些年来，随着国家经济和社会发展，对人才特别是高校毕业生的实践素质水 平的要求也越来越高，高校根据这种变化正在调整新的人才培养方案。本文提出了 基于现网商用设备作为主体搭建通信实验环境的思路，进行了网络结构的设计。 摒弃以往实验箱式的实验教学方法，本文以现网广泛使用的z x j l 0 、o s n 2 0 0 0 、 t d s c d m a 、i b x l 0 0 0 等大型现网设备组建了一个网络形式多样化、授课方式灵 活的实验教学平台，满足通信专业专业课的实践教学要求。为了使得各平台即可 以独立开展实验，又可以组合交叉进行更为高级和复杂的实验，本文充分考虑各 平台的对接和互联问题，结合现网设备具有离线配置( o f f l i n ec o n f i g u r a t i o n ) 或预 配置( p r e c o n f i g u r a t i o n ) 的功能，采用软件排队的方式提交配置数据。根据数据通信 与网络平台的特殊性，本文设计了一套基于串口服务器的调测网络，使其更加符 合实验教学要求。 文中对该实验室建设方案存在的缺点和不足之处也进行了讨论。缺点一是表 现在和现网网络比较在结构上存在差异，如数据通信与网络的设备调测方式不符 合现网情况；二是为了满足多人同时进行实验而采取的软件排队机制，容易对学 生产生误导，可能会养成其不良的工作习惯；三是未能全面考虑网络安全问题， 不能向公网开放使用，降低设备的使用效率：四是受资金限制没有具备符合现网 运行的冗余备份，可能会造成系统运行不稳定或因单个网元故障导致系统瘫痪。 虽然仍存在各种缺点和不足，但相对与传统的实验教学方式仍具有无可比拟的优 势。 该方案预留了系统扩容接口，使得系统的增容扩建实现简单。本文所设计和 建设的通信全程全网实验室也为未来物联网实验室的建设预留了足额的接口，可 能会为物联网的实验教学和科研工作提供支持。 作为范例，本文设计了三个基于该平台的实验教学项目，分别涉及现代交换 原理、移动通信技术、光通信、数据通信与网络和综合布线等课程。 关键字：实验系统网络设计现网设备 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r ya n dt h en e e do fp e o p l e s a l l r o u n dd e v e l o p m e n t , t h es o c i e t y l a y si n c r e a s i n g l yh i g h e rd e m a n d sf o rt h el e v e lo f p r a c t i c e o ft h e c o l l e g eg r a d u a t e s a c c o r d i n g l y , t h eu n i v e r s i t i e s a n dc o l l e g e sa r e a d j u s t i n gt h e i rt a l e n tt r a i n i n gm o d e s t h et h e s i sp r e s e n t st h ed e s i g no fn e t w o r ks t r u c t u r e b a s e do nt h et h o u g h to fu s i n gt h ec u r r e n tc o m m e r c i a le q u i p m e n t st os e tu pt h e t e l e c o m m u n i c a t i o ne x p e r i m e n te n v i r o n m e n t i n s t e a do fa p p l y i n gt h et r a d i t i o n a le x p e r i m e n tb o xt e a c h i n gm e t h o d s ，t h et h e s i ss e t s o u tt oe s t a b l i s ha ne x p e r i m e n tt e a c h i n gp l a t f o r mw i t l ld i v e r s i f i e dn e t w o r k sa n dt e a c h i n g m o d e sb a s e do nt h ec u r r e n t l ya p p l i e dc o m m e r c i a le q u i p m e n t s ，s u c ha sz x jio 、 o s n 2 0 0 0 、t d s c d m a 、i b x l 0 0 0e t cs oa st om e e tt h en e e do f p r a c t i c et e a c h i n gf o r t h et e l e c o m m u n i c a t i o nm a j o r s i no r d e rt om a k et h ep l a t f o r m sc o n d u c te x p e r i m e n t i n d e p e n d e n t l ya n da tt h es a m et i m ec o m b i n et h ep l a t f o r m st oc o n d u c tm o r ea d v a n c e d a n dc o m p l i c a t e de x p e r i m e n t s ，t h et h e s i st a k e si n t oa c c o u n tt h eb u t ta n di n t e r n e to fa l l t h ep l a t f o r m s ，c o m b i n e d 、 ，i t l lt h ec u r r e n te q u i p m e n t s f u n c t i o no fo t t l i n ec o n f i g u r a t i o n a n dp r e - c o n f i g u r a t i o n ，t op r o v i d et h ec o n f i g u r a t i o nd a t ai nt h ew a yo fs o f t w a r eq u e u e t h et h e s i sd i s c u s s e st h ed e f e c t sa n ds h o r t a g e so ft h el a bc o n s t r u c t i o ns c h e m e t h e f i r s td e f e c tl i e si nt h es t r u c t u r a ld i f f e r e n c ef r o mt h ec u r r e n tn e t w o r k ，s u c ha st h el a b s d a t ac o m m u n i c a t i o na n dt h ee q u i p m e n td e b u g g i n gm o d ea r ed i f f e r e n tf r o mt h ec u r r e n t e q u i p m e n t s t h es e c o n dd e f e c ti st h a tt h es o f t w a r eq u e u em e c h a n i s md e s i g n e dt oe n a b l e m a n ys t u d e n t st oc o n d u c te x p e r i m e n ta tt h es a m et i m em a ym i s l e a dt h es t u d e n t st o s o m eu n d e s i r a b l ew o r k i n gh a b i t s t h et l l i r dd e f e c ti st h ei g n o r a n c eo fn e t w o r ks e c u r i t y , s ot h a ti tc a n tb eo p e n e dt ot h ep u b l i cn e t w o r ka n dt h es e r v i c ee f f i c i e n c yi sl o w e r e d t h ef o u r t hd e f e c ti st h a td u et ot h ef u n dd e f i c i e n c y , t h el a bm a yb el a c ko ft h er e d u n d a n t b a c k u pi n a c c o r d a n c e 、) l ，i mt h ec u r r e n tn e t w o r k ，w h i c hm a yc a u s et h eo p e r a t i o n i n s t a b i l i t yo ft h es y s t e ma n dt h en e t w o r ke l e m e n tl e a d i n gt ot h eb r e a k d o w no fs y s t e m t h e s c h e m er e s e r v e st h es y s t e mf l a s hi n t e r f a c e ，w h i c hs i m p l i f i e st h es y s t e m c o m p a t i b i l i z a t i o n t h ed e s i g n e dt e l e c o m m u n i c a t i o nh y p e rl a b o r a t o r y a l s or e s e r v e s s u f f i c i e n tp o r t sf o rt h ef u t u r ec o n s t r u c t i o no fi n t e r n e to ft h i n g sl a b o r a t o r y , a n dm a y p r o v i d es u p p o r tf o r t h ef u t u r ee x p e r i m e n tt e a c h i n ga n dr e s e a r c ho fi n t e m e tp ft h i n g s t h et h e s i sd e s i g n st h r e ee x p e r i m e n tt e a c h i n gp r o j e c t sa se x a m p l e sb a s e do nt h e 1 i 山东大学硕士学位论文 p l a t f o r m ，c o v e r i n g t h ec o u r s e sr a n g i n gf r o mm o d e me x c h a n g ep r i n c i p l e s ，m o b i l e c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , o p t i c a lc o m m u n i c a t i o n ，d a t ac o m m u n i c a t i o na n dn e t w o r kt o c o m p r e h e n s i v ew i r i n g k e yw o r d s ：l a b s y s t e m ；n e t w o r kd e s i g n ；c u r r e n tn e t w o r ke q m p m e m i i i 山东大学硕士学位论文 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s c h i n e s ea b s t r a c t i e n g l i s h a b s t r a c t i i c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1a i mo f t _ h ep a p e r 1 1 2p r e s e n ts i t u a t i o na n ds i g n i f i c a n c e 1 1 3t a s k s 4 1 4o r g a n i z a t i o no f t h e s i s 5 c h a p t e r2d e m a n da n dg o a lo ft h el a b s y s t e m 6 2 1s y s t e mo f t h ep r o g r a m c o n t r o l l e de x c h a n g e 6 2 2d a t ac o m m u n i c a t i o nn e t w o r k 7 2 3m o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n 8 2 4o p t i c a lf i b e rc o m m u n i c a t i o n 1 0 2 5c o n v e r g e dc o m m u n i c a t i o n 11 2 6c a b l l n gs y s t e m 11 c h a p t e r 3 d e s i g no fn e t w o r k i n ga n dh a r d w a r e 1 3 3 1o v e r a l ls c h e m e 1 3 3 2k e yt e c h n o l o g y 13 3 3n e t w o r kp r o j e e la n dd e s i g n 17 3 4i m p l e m e n t a t i o ns c h e m e sa n dc o n t e n t s 17 3 5g e n e r i cr e s u l to f t h ed e s i g n 2 1 3 6p a p e r w o r ko f t h ep r o j e c t 2 1 c h a p t e r4s o f t w a r es y s t e md e s i g n 2 2 4 1r e q u i r e m e n ta n a l y s i s 2 2 4 2n e t w o r k i n gm o d ea n dd e s i g nf l o w 2 4 4 3s o f t w a r ed e v e l o p m e n to f t h eq u e u i n ga n dn e t w o r km a n a g e m e n t 2 7 4 4t e s t i n ga n dd e b u g g i n go f t h eq u e u i n ga n dn e t w o r km a n a g e m e n t 2 8 4 5d a t an e g o t i a t i o nr e s u l to f t h et d s c d m as y s t e m 31 c h a p t e r 5p e r f o r m a n c ea n a l y s i sa n de v a l u a t i o n 3 4 5 1r e d u n d a n c ya n db a c k - u p 3 4 5 2n o n - u n i n t e r r u p t e dp o w e rs u p p l y 3 6 一一 生查查堂堡主堂堡垒塞 一_ _ _ - 一 5 3d i f f e r e n tc o n f i g u r a t i o nm e t h o dt oc u r r e n tn e t w o r k 3 7 5 4d i f f e r e n c et oc u r r e n tm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m 3 9 5 5l e s sd e s i g no f t h en e t w o r ks e c u r i t y ”4 0 5 6i ，i m i t a t i o no f n e t w o r kp e r f o r m a n c et e s t i n g 4 0 5 7l e s sn o d e so f t h es d hs y s t e m ”4 l c h a p t e r 6d e v e l o p m e n t so ft h ee x p e r i m e n tp r o j e c t s 4 2 6 1c e n t r e xd e s 窖汹4 2 6 2l i n k a g g r e g a t i o nc o n f i g u r a t i o n 4 9 6 3t r a i n i n gp r o j e c t sd e s i g no fc a b l i n gs y s t e m 5 0 c h a p t e r7c o n c l u s i o na n dp r o s p e c t 5 3 r e f e 聆n c 伪”5 5 a c k n o w l e d g m e n t 5 8 a p p e n d i x “”“”5 9 山东大学硕士学位论文 1 1 论文的目的 第一章概述 本文旨在研究高校通信工程专业实验室的特征和需求，按照通信行业发展现 状、高等教育的教学规律、高等学校实验室建设规范讨论和研究商用设备投入本 科实验室建设的可行性和必要性，提出实验室网络结构的设计方案，形成通信专 业全程全网实验平台，进行必要的设备选型和预算核算，设计具有代表意义的实 验项目，结合教学开展情况，评估方案的有效性。 1 改革通信工程本科专业实践教学模式，突破传统的实验箱、实验台练习拔 插线的实验方法，按照应用型、工程型人才培养的模式，以提高学生综合实践能 力为基本目标，遵循学生能力形成的不同阶段和认识发展的基本规律，将商业大 型设备融入实验教学环节，在实践教学体系中引入工程实践教学，积极探索解决 行业人才匹配失衡问题的途径。 2 搭建完善的复杂网络，网络结构和性能逼近商业网络，开发完善的实验项 目和实训项目，为实践教学、科学研究、教学研究提供平台。 3 必要的概预算。由于商业大型设备稳定性好、系统容量大，其设备造价也 比较高，本文拟充分考虑设备选型等环节，以实现低成本、高性能的网络规划设 计方案。 4 基于平台的实验教学方法的研究。系统平台的设计具有一定的复杂性和灵 活性，因此实验教学方法的设计也具备了多样性、灵活性、交叉性等特点，本文 拟针对该平台设计若干高效、典型的实验教学项目。 5 本文拟根据平台的实际运行情况总结方案设计的优点和缺点，并提出未来 扩建和补充的思路。 1 2 现状和意义 1 2 1 对应用型人才培养模式的探索和尝试 人才培养模式创新问题是当前高等教育发展的综合性改革课题研究热点，也 山东大学硕士学位论文 是高等教育研究重大理论和实践问题之一。在我国国家中长期教育改革和发展 规划纲要( 2 0 1 0 2 0 2 0 年) 已经明确提出了要改革人才培养体制一定要进行“创新 人才培养模式”、“探索多种培养方式”、“重点扩大应用型、复合型、技能型人才培 养规模，等问题的研究【1 2 】。 随着社会对人才需求的变化。社会的发展节奏、企业的激烈竞争不再允许企 业提供过长的二次培训周期，而希望届毕业生已经具备了可以立即上岗的专业素 养【1 3 】。因此，高等学校的实践教学应以生产可以直接使用的成品服务社会为前提， 而不是需要进行二次培训的“半成品”。高质量且符合市场需求的产品才是好的产 品。 这一人才匹配性失衡问题已经得到了广泛的重视和关注，从党中央、国务院、 教育部、教育厅、各高校到一线教师，应用型人才的培养已经成为目前一个重大 的教学研究课题【1 4 】。 1 2 2 通信行业的现状和发晨趋势 类似于全球通信行业发展趋势，我国通信行业的发展也呈现出明确的高速率 化、宽带化、i p 化方向，不仅如此，通信行业也表现出了前所未有的激烈的市场 竞争，设备制造商从“巨大金中华，烽火普天下”至中兴华为平分秋色，运营商也 历经了七雄初立、南北拆分、六强鼎立至今三分天下。 1 2 3 通信行业的发展和竞争对通信专业的本科教学提出了新的要求 基于商业的设备的通信实验室建设思路早在2 0 0 0 年前后就已经提出。魏东兴 在现代通信系统实验室建设的探索与实践一文中提出了由卫星通信、光纤通 信、p s t n 程控交换机( m d l 5 0 a ) 、有限电视网组成的现代通信系统实验室；薛礼 妮在通信工程专业实验室建设方案设计与实践一文中提出了由电力线载波机、 s d h 光通信设备、a t m 广域网通信设备、s c d m a 宽带窄带基站、软交换设备等 组成的现代交换实验室；杨俊东在融合通信综合实验室建设与实践能力培养 一文中提出的由光网络、无线通信( 未声明制式和设备选型问题) 、宽带接入、e p o n 和软交换等商业设备构成的通信综合实验室：周海燕等在关于通信网络实验室 建设的探索与思考一文中对通信网络实验室基本功能和要求从多样化开放标准、 运行稳定的网络设备、灵活组网的扩展接口等方面进行了深入的探讨，并强调根 山东大学硕士学位论文 据平台优化实验教学方法。 通信工程专业实验室的转型和建设方案已经得到了广泛的讨论和深入的研 究，很多文献还给出了宝贵的实施经验。 1 2 4 通信专业实验室转型的根源 通信工程专业实验室的转型根源是高校通信工程专业的人才培养模式和通信 行业人才需求的匹配性失衡【15 1 。在市场竞争的巨大压力下，通信行业企业的运作 模式也在发生变化，如不再愿意支付新员工技术培训成本，而是希望到岗即顶岗， 亦即企业所求为人才而非学才，最终造成了通信本科毕业生就业难，而企业的招 聘工作也是难上加难。 造成这一人才匹配性失衡问题的原因来自两个方面。企业自身缩减运营成本 是一方面，而另一方面高校在应用型人才培养方面也存在一些问题【1 6 1 。传统的专 业实验教学多是采用箱式或台式的模拟实验设备，此类设备固有成本低廉、实验 项目开发简单、授课便捷、基本原理清晰明了等优点，但同时这些优点也造就了 其致命的缺点。主要表现在： ( 1 ) 软硬件设计不符合通信行业规范。规范是通信行业的第一准则，如同通 信协议一样，是通信人的工作准则，更是通信人首先应该接受的规则【1 7 1 。传统教 学设备受限于开发商和制造商对协议理解和应用，其设备并不符合通信行业对仪 器设备的规范性要求，各开发商和制造商根据己身的技术特点从教材的角度去解 释原理和协议，最终结果为五花八门的软硬件设计方法、混乱的接口设置、随意 的实验结果解释、逻辑混乱的实验步骤【1 引。 ( 2 ) 箱式实验设备的开发和制造商多为小型企业，利润是其唯一的追求，因 此所投入的研发资本、生产资本、售后服务资本大受限制，主要表现为硬件质量 不过关、软件不完善、实验项目设置混乱、芯片不经老化测试、售后滞后等问题。 ( 3 ) 实验手段的问题。箱式实验设备多采用简单的导线进行连接，虽然由于 传输距离非常短，信号的衰减和干扰并不会过多的影响试验结果，但这种实验方 式本身就抹杀了学生对各类通信介质认知和了解的机会。诸如限定信号输入条件、 输出结果无法解释等问题也是层出不穷。 1 2 5 卓越工程师计划 山东大学硕士学位论文 温家宝总理在报告中提到“两个不适应”，即我国当前教育“不适应经济社会发 展的要求，不适应国家对人才培养的要求。”，在我国国家中长期教育改革和发 展规划纲要( 2 0 1 0 2 0 2 0 年) 中也提出了“两个不适应”的问题。因此需要改革当前 的人才培养模式问题，以期解决人才培养不适应、应用型人才培养的不适应的当 前教育存在的根本性问题。 国家中长期教育改革和发展规划纲要( 2 0 1 0 2 0 2 0 年) 和国家中长期人 才发展规划纲要( 2 0 1 0 2 0 2 0 年) 对高校的应用型人才培养提出了实质性的要求。 教育部于2 0 1 0 年6 月2 3 日，在天津召开了“卓越工程师教育培养计划”启动仪 式，联合清华大学、北京大学、天津大学、山东大学等部分高校及工信部等部门， 共同实施“卓越计划”。 1 3 拟完成的任务和工作 1 3 1 平台建设目标 使用商业化设备规划和设计一套满足通信工程专业本科教学的通信网，经过 对设备的改造和集成，使其符合教学规律；覆盖数据通信、移动通信、现代交换 原理、宽带接入、有源无源光网、融合通信、视频会议等课程；交叉组合派生无 线网络勘查、无线网络优化、网络规划与设计、综合布线实训、3 g 增值业务开发、 网络测试与计量；系统要求稳定运行，为科学研究工作提供强有力的平台支持； 基于平台开发符合于本科教学规律的实验项目；为后续建设预留接口和扩展空间。 1 3 2 平台网络功能和性能测试 测试该平台的性能和功能，评估与商业网的差异，得出结论，并完成部分优 化工作。 1 3 3 支援科研方面 形成灵活组合、便于搭建的网络结构，提供试运行和测试方面的支持；形成 第三代移动通信覆盖小区2 个；提供各类网络性能测试仪器仪表和网络分析工具。 1 3 4 校企共建提升核心竞争力 校企联合研究企业人才需求、高校应用型人才的培养模式。 4 山东大学硕士学位论文 1 4 论文的章节安排 第一章说明本文拟完成的任务及相关现状和意义，对本文章节进行整体说明。 第二章根据通信实验系统的特点，分析系统设计的需求和目标。主要从目前 主流的通信技术出发，将其改造以适合实验教学【4 】。 第三章对网络结构和硬件进行设计。核心内容是网络和硬件的设计符合实验 教学和科研需求，设计了排队机制( 软件) 、串口服务器，改进了数据通信与网络的 实验教学方式。 第四章在基于前述硬件条件的基础对软件行了设计。在v i s u a lb a s i c6 0 编程 环境下，使用a c c e s s 数据库，结合w m s o c k e t 、组播技术，实现了运行在数据网 络配置服务器上软件。通过类似方法，以c s 架构，实现了数据配置的排队机制。 第五章主要是对整个系统进行性能分析和测试，其中重点是研究和讨论了该 实验系统与商用通信系统之间的区别，对该实验系统存在的问题和缺陷进行了讨 论。 第六章主要是基于所设计的软硬件平台，结合通信工程本科实践教学的特点 开发了三个示范性实验教学项目。这三个实验教学项目已经得到应用，并取得了 显著的教学效果。 第七章对实验系统的优缺点的总结，并阐述了对物联网教学和科研环境的支 持。 山东大学硕士学位论文 第二章实验系统的需求和目标 根据明确的目标，本章主要研究网元需求和最终需达成的目标。 2 1 程控交换 2 1 1 主要设鲁需求 配置一台符合商用标准的程控数字交换机。以期实现p s t n 用户的基本业务 功能及附加业务功能。采用分层模块化结构进行软件设计。模块间的通信需要按 相关的协议及规定接口。具有可以完成单局端到端的信令接通功能，而且能够提 供用于辅助实验教学的仿真教学系统。在完整的缩小化的商用网络实验平台基础 上，满足2 4 名学生同时进行相关实验操作，并能够进行数据的上传下载且验证， 以及一些基本的设备维护。 2 1 2 具体指标设计 1 对一个目标局，交换机可选路由数1 2 个。 2 提供局码限制功能，可限制9 6 个局码式号码，同时具备正限与反限功能。 3 8 k $ k 的交换能力，7 2 用户模拟电话，4 路数字中继，具备7 号信令和中 国l 号信令。 4 单局独立成局，即单局中继自环，并可进行中国1 号和7 号信令的出入局。 5 内部具有7 号信令观测仪。 6 独立成局，单一模块可满足9 6 0 0 a s l 12 0 0 d t 。 7 在不增加或修改硬件设备的前提下，交换机满足集中用户交换业务。 8 单块模拟用户板2 4 路模拟用户线；单块数字中继板4 个p c m 3 0 3 2 系统， ( 1 2 0 d t 的中继能力) ；单块七号信令处理板具有8 路h d l c 。 9 符合国标y d t11 2 9 2 0 0 1 电话交换设备总体技术规范要求。交换机关 键单板和模块支持主备份热备份。 1 0 调试监测计费数据和话务统计。 6 山东大学硕士学位论文 2 2 数据通信与网络 2 2 1 总体需求 根据高等学校人才培养方案及教学大纲的要求，在满足数据网络基本原理及 使用现网网络设备的前提下，选择主流数据通讯设备，实现可完全模拟现网的能 够满足3 0 - 4 0 名学生教学实验教学的i p 网络实训环境。具备灵活的组网规划以及 设计、实验室管理平台，配套环境简单明了。 2 2 2 具体需求 1 三层智能以太网交换机 ( 1 ) 大于3 0 g 背板带宽； ( 2 ) 大于1 0 g 交换容量； ( 3 ) 包转发率大于9 m p p s ； ( 4 ) 2 4 个百兆千兆自适应固定端口和2 个千兆扩展插槽，支持扩展； ( 5 ) 路由协议包含r i p l 2 、o s p f 、b g p 、i s i s ； ( 6 ) 端口速率可以控制；能够把端口和m a c 地址进行捆绑；风暴抑制，连续 调节抑制能力：满足链路聚合的要求1 3 4 】； ( 7 ) 支持i e e e8 0 2 3 流量控制协议族；支持r a d i u s 、8 0 2 1 x 透传；支持二层 协议v l a n 、l a c p 、s t p 、r s t p 、m s t p 等；支持i g m ps n o o p i n g 。支持r i p 、 o s p f 、b g p 、i s i s 等多种路由协议。支持i g m p 、p i m 等组播路由协议。支持s n m p 、 r m o n 、z g m p 集群管理、t e l n e t 、w e b 等多种网络管理协谢3 7 1 。 ( 8 ) c o n s o l e 和t e l n e t 管理方式，软件升级方式为t f t p f t p 。 2 二层智能以太网交换机 ( 1 ) 交换容量之1 9 2 g 。 ( 2 ) 整机转发能力6 5 m p p s 。 ( 3 ) 用户接口2 4 个1 0 1 0 0 b a s e t x ( p o e ) 支持m d i m d i x 自适应，2 个g e 光电口。 ( 4 ) 支持r f c 2 2 3 6i g m ps n o o p i n g ；与边界私有v l a n 配合，支持跨v l a n i g m p s n o o p i n g ；支持i g m p 源端1 3 检查，适应多种组播环境，防止非法组播源任 7 山东大学硕士学位论文 意播放；支持广播风暴抑制，抑制能力连续可设3 8 1 。 ( 5 ) 支持端口与i p 和m a c 地址的绑定。 ( 6 ) 支持端口入口和出口镜像；支持端e l 入口、出口速率限制，从6 4 k 起连续 可设。 ( 7 ) 支持i e e e8 0 2 3 、i e e e8 0 2 3 u 、i e e e8 0 2 3 z 、i e e e8 0 2 3 x 、i e e e8 0 2 1 q 、 i e e e8 0 2 1 x ；i e e e 8 0 2 1 xr a d i u s 认证；i e e e 8 0 2 1 x 透传；支持i e e e8 0 2 1 多生 成树协议；遵循i e e e 8 0 2 3 a d 【3 9 】。 ( 8 ) 舢强欺诈的端口核查。 ( 9 ) 支持c o n s o l e t e l n e t 管理。 ( 1o ) 支持i n t e m e tg r o u pm a n a g e m e n tp r o t o c o ls n o o p i n g ，2 5 6 个组播组，结合 v l a n 支持跨v l a n 的互联网组管理协议窥探。 3 集成多业务路由器 ( 1 ) c p u 主娩3 0 0 m h z 。 ( 2 ) 包转发性能r 2 6 0 k p p s 。 ( 3 ) 两个模块插槽数量。 ( 4 ) 支持c o n s o l e t e l n e t 管理；可以进行远程网管和软件版本升级。 ( 5 ) 支持i p v 4 i p v 6 双协议栈，支持高速i p v 4 v 6 过渡机制：手工通用隧道和自 动6 t 0 4 隧道、6 p e 、n a t - p t 等。 ( 6 ) 支持o s p f v l v 2 v 3 、r i p r i p n g 、i s i s v 4 v 6 、b g p 4 b g p 4 + 等路由协议。 ( 7 ) 支持i g m p v 2 v 3 ，d v m r p ，p i m s m 、m l d v 2 等组播协议。 ( 8 ) 支持c a r 、策略路由，支持i p s e c 、防d o s 攻击、u r p f ，支持高性能的 n a t 功能，支持基于标准列表( s a 、d a ) 、扩展列表( t c p u d p 端口号) 的a c l ， 支持d i f f s e r vq o s t 2 2 1 。 4 网络配线架、理线架、网络跳线若干。 2 3 移动通信 2 3 1 镧式选择 目前第三代移动主流制式有中国移动运营的我国拥有自主知识产权的 山东大学硕士学位论文 t d s c d m a 制式、中国联通运营的w c d m a 制式、中国电信运营的c d m a 2 0 0 制式、w i m a x 。其中，t d s c d m a 、w c d m a 、c d m a 2 0 0 制式具备教学条件，考 虑建设成本，从这三种制式中选择一种作为规划基准。 1 带宽和理论速率方面。 w c d m a 由于占有最大的带宽因此提供的理论传输速率略高于t d c d m a 和 c d m a 2 0 0 0 。c d m a 2 0 0 0 的带宽次之，从理论上可以得出c d m a 2 0 0 0 的理论传输 速率可以远远超出其他两种制式，但因3 x 协议就已经过于复杂，商业化运作困难， 前景不容乐观。t d s c d m a 由于使用了时分双工技术( t d d ，t i m ed i v i s i o nd u p l e x ) 技术，占有最小带宽，但传输速率中规中矩。 2 t d s c d m a 的总体优势 采用了t d d 技术，占有1 6 m h z 的独立带宽，优于c d m a 2 0 0 0 ( 1 2 5 m h z x 2 ) 和w c d m a ( 5 m h z x 2 ) ；无需双工器，系统和终端的成本降低；智能天线、联合检 测结合；时隙配置灵活，适合下行数据传输速率高于上行的非对称业务。 3 w c d m a 的总体优势 w c d m a 是欧洲制式，因此在终端方面的优势明显。至今市场上主流的移动 终端都w c d m a 制式的，虽然t d s c d m a 制式的移动终端的种类和数量也在增 加，但市场份额仍是捉襟见肘。 早在g s m 系统正式推出商用的时候，欧洲就已经开始w c d m a 的协议制定 工作，w c d m a 技术相对成熟。 综上所述，t d s c d m a 制式虽然存在各种问题，但因其率先采用了t d d 技 术，较适合于实验教学的可持续性。加之我国对t d s c d m a 用于独立的知识产权， 因此本文拟选用t d s c d m a 制式商用设备作为移动通信实验平台的主体。 4 需求规划 以在局普遍应用的主流产品为主体，符合t d s c d m a 协议规定r r u 、n o d e b 、 r n c 、核心网p s 域、核心网c s 域网络结构嘲，形成2 个全向小区，r n c b b u 之 间用光纤( s t m 1 ) 连接，b b u r r u ( 基带拉远) 光纤( s t m 1 ) 3 1 】，完成端到端的通 信解决方案，通信的可靠性达到现网级别。 ( 1 ) m s c 全i p 硬件平台，3 g p pr 5 r 6 、兼容r 4 r 9 9 ，i p a t m t d m 接口。支持全制 9 山东大学硕士学位论文 式无线网络混合接入，如g s m w c d m a t d s c d m a i m s 等。窄带n o 7 信令接 1 3 、s i g 删信令接口、a t m 信令接口、网管接口、计费接口、同步时钟接口。 宽带信令承载不少于16 0k b p s ；分组交换容量不低于1 0 g ；不少于2 4 个15 5 ma t m 光口，不少于2 4 个千兆网口，不少于1 6 个g e 口，不少于5 1 2 个2 m 口。 ( 2 ) m g w 全p 硬件平台， 3 g p pr 5 r 6 、兼容r 4 r 9 9 ，i p a t m t d m 接口，。支持全 制式无线网络混合接入，如g s m w c d m a t d s c d m a i m s 等。接口能力：4 8 路 1 5 5 m b p sa t m 接口： 9 6 路高速以太网接口；2 4 路千兆以太网接口：5 1 2 路两兆 e 1 ；8 0 路1 5 5 m b p ss d h 接口。交换能力：不低于2 5 6k t d m 交换能力；不低于8 0 g b p s 的m 分组交换能力。 ( 3 ) h l r 动态用户容量5 0 0 万，静态用户容量1 0 0 0 万；1 0 0 0 条6 4 k b i t s 链路；1 2 8 条 e l 链路；1 6 个2 m 接口；4 个高速以太网接口；2 个千兆以太网接口。 2 4 光通信 由三台s t m - 4s d h 设备组成标准环路，e 1 、以太网业务透明传输。 1 交叉能力：高阶交叉不低于1 6 1 6v c 4 ，低阶交叉不低于1 0 0 8 x 1 0 0 8 v c l 2 ，支持v c 4 c 3 c 1 2 的全交叉。 2 2 m 上下能力：2 m 电路业务支持8 0 个；2 m 数据业务支持3 1 5 个 3 光纤方向能力：支持4 x s t m - 4 或1 6 x s t m 1 的光纤方向。 4 多业务处理能力：2 m 电路业务支持8 0 x e l 、2 m 数据业务支持3 1 5 x e l 、 1 0 5 x t l 、5 e 3 t 3 。 5 业务接入能力及种类：支持2 0 x f e 、1 0 x g e 以及1 5 路6 4 k 音频数据业务。 6 兼容e 1 、百兆、千兆和a t m 接口。 7 带宽管理基于v l a