通信专业综合实验课程介绍PPT课件.ppt

通信工程专业综合实验 课程介绍 电子信息工程学院国家级电子信息实验中心 通信工程专业实验室 2020 3 18 1 1 实验室概况 北京市重点实验室 通信与信息系统实验室 是北京市教委于2001年6月4日批准建立的 是由我校与国内知名企业深圳中兴通信公司合作建立的科研 教学与实践基地 占地面积近1520平方米 设备投资总额超过5400万元 实验室是目前国内院校中通信系统设备种类最多 功能最全的实验基地之一 实验系统覆盖了通信研究的主要领域 包括交换 接入 传输及计算机网络等系统 在科研 教学方面均发挥了重要作用 2020 3 18 2 1 实验室概况 北京交通大学电子信息工程学院通信工程专业2007年首批列入国家 二类特色专业建设点 2012年立项成为国家综合改革试点专业 作为教学平台 通信工程专业实验室隶属2013年教育部批准的国家级 电子信息与计算机实验中心 承担通信工程专业实践教学任务 同时作为学院学科实验平台的一部分 为学院的科研工作提供有力的支撑 电子信息工程学院于2014年与中兴通讯学院 北京协力超越科技有限公司签订协议 联合共建通信工程专业实验室 目前实验室设备资产达5000万 学校投入500万 企业投入4500万 建筑面积916平方米 2020 3 18 3 1 实验室概况 SDH实验室 TD SCDMA实验室 LTE实验室 OTN实验室 PTN实验室 PON实验室 数据 会议电视实验室 2020 3 18 4 1 实验室概况 校企联合共建实验室特色 1 具有先进的实践教学理念 2 具有先进的通信工程专业实验教学平台 3 对外开放 充分发挥国家级实验教学中心的示范及辐射作用 2020 3 18 5 1 实验室概况 交换 通信原理实验室使用面积119平方米 设有40个工作台 每个工作台配备电脑 支持网络连接 实验室不仅拥有示波器 稳压电源等常用仪表 还拥有H3C网络交换机路由器 Cisco路由器交换机 程控交换机 软件无线电USRP 以及基于学院科研成果自主研发的路由器 协议分析 协议开发实验平台 宽带无线自组通信节点实验设备等 2020 3 18 6 1 实验室概况 实验教学平台 实验教学任务 本科 研究生 通信原理实验 通信工程专业综合实验 交换技术课程设计 移动通信课程设计 计算机网络课程设计 数字通信课程设计 移动通信系统 课程实验 信息网络基础 课程实验 无线通信基础 课程实验 智能交换综合实验 IP网络综合实验 通信系统实验平台 无线通信实验平台 光通信实验平台 通信网与交换实验平台 计算机网络平台 信息与网络安全平台 交换 通信原理实验室拥有六个方向的实验教学平台 主要承担通信工程专业课程的实验教学任务 2020 3 18 7 2 课程基本情况介绍 新教学计划中的专业课程实践教学内容必修 通信工程专业综合实验选修 5选1 计算机网络课程设计移动通信课程设计交换技术课程设计数字通信课程设计图像处理课程设计 2020 3 18 8 3 综合实验课程内容安排 基本原则 突出专业特色 光通信 IP网络 移动通信等 强调基本技能 软硬件应用能力 更深层的应用可以通过课程设计完成 课程内容包括计算机综合网络基于路由器实验平台基于软件实验平台移动通信光通信交换技术 电信网 2020 3 18 9 通信与信息系统的学科 目前该学科的主要科研团队下一代互联网 NGI 关键技术研究IPV6移动通信技术3G 4G移动通信关键技术 移动通信系统在铁路中的应用研究 信息网络应用及安全网络舆情及网络安全通信网基础理论研究网络拓扑 业务质量控制电磁兼容光通信 2020 3 18 10 4 综合实验课程安排 每个班的实验内容都是有三个老师共同完成 因此课程内容的安排不同步 后面有具体的各班进度安排 目前实验平台较为紧张 每组实验人员为2 3人 基本要求 实验室严格遵守实验室各项规章制度 听从指导教师安排 每次实验前都要签到 实验过程严格按照操作规程 发现有异常 立即通知实验指导教师解决 完成后整理好实验台 关好全部实验设备电源 教材 通信工程综合实验教程 北京交通大学出版社 2020 3 18 11 1 实验内容 实验课程总体介绍 第一次课 卢燕飞 基于网络路由器和交换机的计算机网络综合实验 3个大实验 王根英 光通信实验 2个大实验 程控交换实验 1个大实验室 周春月 移动通信实验 1 2个大实验 计算机网络协议分析实验 1 2个大实验 开放实验1次课考核1次课 2020 3 18 12 2 实验平台分布图 2020 3 18 13 3 实验课程安排 本学期原则上依据选课系统时间安排实验 确有课程冲突需要调整时间课后到教师处登记 但由于实验仪器有限 不保证可以随意调课 点击打开排课源文件 2020 3 18 14 3 实验课程安排 每个人的课程安排确定后 请你记住 你来上课的时间及实验的内容 哪个老师指导 在什么区域完成 每次实验课后 主讲教师会说明下次实验的内容 方便大家预习实验 由于课程的安排已经避开了小长假时间 原则上不统一安排补做实验 实验室开放期间可随时自行来补 14周统一安排实验测试 时间地点届时关注校内邮箱通知 2020 3 18 15 5 课程考核 考核平时实验表现40 实验报告40 测验20 2020 3 18 16 实验内容介绍 介绍本课程的实验内容及相关实验平台 2020 3 18 17 一 计算机网络综合实验 路由器交换机部分 负责老师 卢燕飞该实验基于的H3C网络交换机路由器 以及相关的网络测试软件平台完成 目的 加深学生对于数据通信 IP网络技术等知识的掌握 培养基本的网络设计管理能力 2020 3 18 18 基于路由器与网络交换机的实验平台 基本介绍 本部分实验主要是基于H3C 华为3com 交换机和路由器进行网络设计管理的相关实验 目标 了解网络交换机和路由器的基本应用特点及使用 掌握网络管理配置的基本过程 掌握IP网络中路由 VLAN等应用的设计实现 2020 3 18 19 实验一 网络设备的基本操作与连接调试实验 本节内容的主要目的是使学生了解和掌握网络设备的基本配置管理方法 通过实验内容了解路由器和网络交换机的操作系统 操作管理模式 存储设备特性 各种接口的基本特性及它们的基本使用 2020 3 18 20 实验内容 网络设备的基本操作网络设备的console和telnet登录 H3C设备的基本操作指令 配置数据的管理网络设备的基本连接实验端口IP地址配置基本网络互联实验 2020 3 18 21 实验二 网络交换机实验 本部分实主要验内容 在掌握实验一内容的基础上 在网络交换机上完成对VLAN的配置应用 交换机端口管理实验 2020 3 18 22 实验内容 配置VLAN掌握VLAN的基本工作原理掌握Acess链路端口和Trunk链路端口的基本配置交换机端口安全技术掌握802 1x的基本配置掌握端口隔离基本配置掌握端口绑定技术基本配置 2020 3 18 23 实验三 网络路由实验 本部分实主要验内容 在掌握实验一内容的基础上 在路由器上实现基本的路由应用 包括 静态路由器 动态路由 RIP和OSPF 2020 3 18 24 实验内容 IP路由基础掌握路由转发的基本原理掌握静态路由 缺省路由的配置方法掌握查看路由表的基本命令配置动态路由协议RIP加深对RIP协议原理及运行机制的理解RIP路由配置RIP路由维护配置动态路由协议OSPF掌握单区域OSPF配置方法OSPF优先级的配置方法 2020 3 18 25 二 计算机网络综合实验 协议分析部分 周春月老师负责软件部分基本介绍 本部分实验主要是基于Wireshark平台或西普协议分析平台进行网络分层协议分析 目标 熟悉网络协议分析原理及软件的使用 通过数据包捕获分析以太网MAC层帧结构 掌握各层协议的工作过程及分层数据包结构 2020 3 18 26 网络协议的概念 计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则 这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题 同步含有时序的意思 为进行网络中的数据交换而建立的规则 标准或约定即网络协议 networkprotocol 简称为协议 2020 3 18 27 计算机网络协议分层结构 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 计算机1 AP2 AP1 计算机2 应用程序数据 10100110100101比特流110101110101 注意观察加入或剥去首部 尾部 的层次 应用程序数据 2020 3 18 28 1 主界面 协议分析软件Wireshark界面 2 网卡选择 3 数据包捕获 2020 3 18 29 4 协议分析 2020 3 18 30 实验一 链路层帧格式分析 实验目的熟悉网络协议分析原理及分析软件使用 分析EthernetV2标准规定MAC层帧结构 了解IEEE802 3标准规定的MAC层帧结构和TCP IP的主要协议和协议的层次结构 2020 3 18 31 实验内容 通过对截获帧进行分析 验证MAC层帧结构 初步了解TCP IP的主要协议和协议的层次结构 基本实验方法运行ping命令产生网络数据帧并捕获 对网络协议数据的结构进行分析 2020 3 18 32 实验二 网络层协议分析 实验目的分析ARP协议报文首部格式 掌握ARP协议工作原理 分析IP报文格式 了解ICMP协议的工作过程 2020 3 18 33 实验内容 运行ping命令产生ARP解析过程 捕获网络数据帧 对ARP IP ICMP网络层数据包结构进行分析 ARP包分析 网络层数据 2020 3 18 34 选做 实验三 高层协议分析 实验目的分析TCP UDP协议报文首部格式 比较两种协议的不同 掌握TCP连接建立 数据传输 连接释放的过程 通过观察打开网页的过程 熟悉应用层协议HTTP的工作过程 2020 3 18 35 三 光纤传输系统实验负责老师 王根英 该实验基于光纤试验箱完成 目的是对加深学生对于光传输技术的掌握 2020 3 18 36 一 数字电路处理模块 该模块主要由下列功能模块组成 1 用户电话接口模块2 DTMF 双音多频 信令模块3 PCM语音编 译码器模块4 帧传输复接模块 E1成形模块 5 帧传输解复接模块 E1解复接模块 6 加扰 解扰码模块7 CMI光纤线路编 译码模块8 5B6B光纤线路编 译码模块9 数字传输主控模块 一 JH5002光纤通信系统的构成 2020 3 18 37 二 基本光通信实验收发端机 收发信机主要由下列功能模块组成 1 1310nm波长光发送 接收机模块 单模 FC型光接口 2 1550nm波长光发送 接收机模块 单模 FC型光接口 三 扩展型综合应用实验光收发端机 收发端机主要由下列功能模块组成 1 1310nm 1550nm波长光发送 接收一体化模块 一对 SC型光接口 2 自适应以太网光纤收发模块 一对 3 副载波频率调制 PFM 解调模块 一对 四 函数信号发生器模块 该模块可用于产生作为测试信号的函数波形 包括正弦波 三角波 方波等 各信号的频率 输出幅度均可调整 在JH5002A 光纤通信综合实验系统中 电源插座与电源开关在机箱的后面 电源模块在该实验平台电路板的下面 它主要完成交流 220V到 5V 5V 12V 12V 48V的直流变换 给整个硬件平台供电 一 JH5002光纤通信系统的构成 2020 3 18 38 二 JH5002光纤通信系统的面板分布 2020 3 18 39 三 光纤通信传输系统实验面板图 四 实验仪器设备及实验内容 2020 3 18 40 一 实验仪器及设备 1 JH5002A实验箱 光功率计 万用表 光分路器 波分复用器 二 JH5002A实验箱的总体认识 模块的组成 测试孔 可调电位器 连接器 跳线的设置 三 光传输系统实验1 半导体激光器P I特性测试 2 光端机发送功率测试 3 光端机消光比测试 四 光无源器件特性测试及波分复用器件性能光无源器件特性测试 1 光分路器分路损耗测试 2 分光比测试 3 合波定向特性测试 波分复用器件性能测试 1 波长隔离度测试 2 光串扰测试 2020 3 18 41 四 程控交换实验负责老师 王根英 该实验基于中兴公司zxj10交换机完成 目的是加深学生对于整个电信网络及核心设备的了解 进一步掌握程控交换技术 2020 3 18 42 1 智能交换系统基本实验环境 2020 3 18 43 2 程控交换系统的组成 1 ZXJ10程控交换机 2 服务器 3 维护终端 4 局域网 5 ZXJ10程控交换机系统软件 1 程控交换系统的组成 2020 3 18 44 二 外围交换模块PSM的构成 2020 3 18 45 三 实验内容 一 确定8K外围交换模块的物理配置1 模块 确定PSM单局成局组网模块2 机架 确定机ZXJ10程控交换机机架型号3 机框 确定各机框种类及型号 4 单元 确定单元的种类5 单板 确定实际机架面板单板的分布及类型 二 程控交换机基本数据的配置1 用户号码的确定 2 用户板位和序号的确定 3 用户线改号 4 用户号改线 5 一机多号 6 删除号码 恢复原号码 2020 3 18 46 五 移动通信实验 周春月老师负责基于移动试验箱完成移动通信过程一些基本操作过程的信令内容分析 及通过AT指令控制手机工作的基本实验 2020 3 18 47 移动通信实验 基本介绍 本部分实验内容主要是在JH5005移动通信实验箱 小电话交换机平台上完成基本的GSM移动通信系统主被叫