通信实训基地规划与建设.doc

通信实训基地规划与建设洛阳铁路信息工程学校一、通信实验(实训室)现状分析我校的铁路通信专业是我校的支柱专业，1999年综合电信专业被铁道部科技教育司确定为全路优秀专业点。伴随着铁路通信的发展，我校已经建成使用的通信实训教室有：铁路专用通信实验室、SDH传输实验室、程控交换实训室、通信线路实训室、铁路无线列调实验室等一系列具有铁路特色的通信实训、实验教室。近年来随着通信技术的迅猛发展 特别是我国铁路的大发展，需要一大批熟悉铁路通信的专业维护管理和工程建设人才尤其需要既具有较强理论基础又有着一定实践动手能力的综合应用人才，这就对铁路专业学校的实训教学提出了比较高的要求。而我校原有的实验教学设备及实验教学方法已经不能适应现代铁路通信教学的要求。例如铁路专用数字调度系统已经在2000年左右的时候实现了数字化，调度方式也已经由传统的电话调度方式过渡到具有图像、文字、语音的多媒体调度时代，而我校的数字调度实训实训系统仍然停留在模拟语音通信时代。2000年以后随着高铁技术的快速发展，通信信号一体化的趋势愈发明显，铁道部2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路移动通信的发展方向。我校的铁路移动通信实训系统仍然是传统的列车无线调度通信系统（即无线列调），这一系统属于单信道模拟通信系统，也己经不适应现代铁路运输的需要。二、现有实验室设备状况序号实训室名称设备名称及基本配置数量实训项目1电缆线路实训室QJ-45型电桥4台电缆的接续，施工兆欧表5部电缆耐压测试仪1台电缆智能耦合测试仪1台TDC-3型低频电缆智能测试仪2台3M卡接模块电缆接续机2套干线电缆接续工具一套电缆接头盒10套对称电缆、同轴电缆、泄漏电缆、全塑电缆，各若干米万用表、接地电阻测试仪，各10台扣式接线子、模块式接线子，各若干2光缆线路实训室光纤熔接机、光纤切割刀、光缆工具箱、米勒钳，4套光电缆的认知，光电缆的接续、光电缆的测试、光纤通信原理实验光缆若干米光缆接头盒10个OTDR测试仪3套光源、光功率计3套3数字传输系统实训室SDH155传输设备，3台数字传输的组网与配置、设备维护、测试与故障处理技能鉴定误码测试仪，3台SDH传输分析仪，1台光功率计，3台光纤配线架、数字配线架，各3架光源3台网管系统，1套4铁路专用通信实训室DC-7制式调度电话总机2台铁路专用电话系统实训铁路专用广播通信设备实训DC-7制式调度分机6台CZH-3制式电话集中机1台GC-7制式程控共线主控机1台GC-7制式程控共线电话机4台5铁路移动通信系统实训室机车综合无线通信设备CIR，2套 铁路通信综合实训 列车无线调度通信实训 铁路通信综合实训CIR库检台，1套450MHz机车电台，2套450MHz车站电台，4套光直放站，1套洞口中继器，1套机车天线，4套无线综合测试仪，1台直流电源，2台数字万用表，4台通过式功率计，1台三、建设目标1.建设步骤由上述可知，为了满足行业需要此我们必须在原有的实训平台的基础上进行改造、升级，打造一个能适应现代化铁路通信发展的实训教学平台。给学生营造一个与企业岗位“零距离”接触的实训效果良好的工程环境。通过开设一系列实训课程和工程训练项目，使学生精维护、重调测、懂施工、懂管理、知设计，较好地培养学生的工程实践能力，增强就业竞争力，为最终办成集教学与培训为一体的通信技术教育中心奠定基础。通信专业实验室的建设在现有基础上分两步走的计划：第一步,建设以满足现代教学需求的基本型专业实验室,主要完成光纤、电缆、铁路移动通信等专业课程实验。第二步，建设综合通信实训平台。整个平台主要由以下八个子系统构成：程控交换系统、光网络传输系统、宽带接入系统、铁路综合接入系统、GSM-R移动通信系统、数据通信系统、综合布线系统、铁路数字调度系统。八个子系统共同构建现代语音和数据通信实训网络。各个子系统集成应用、相互关联，同时又相对独立，可以根据具体需求适当裁剪。另外系统还包括电源、电池、配线架等辅助设备。整个工程建成后将提供一个综合语音和数据、传输和接入、有线和无线、固定一体化的先进的现代综合通信实训平台。2.可开展的实训项目在实验项目设计上，充分考虑学生的知识背景和接受能力，设计了基本实践（验证性实践）、提高型实践（综合性、应用性实践）和创新型实践等三种类型的实践项目，以全面培养学生的技术应用能力和综合职业能力。通信综合实训平台主要用于学校的专业课程实践教学、在校实训和顶岗实习。可为学生提供验证性实训、设计性实训，为即将走向工作岗位的毕业班学生提供顶岗实习。平台可提供如下几个方向的实训：（1）通信线路实训。提供通信光、电缆施工、维护等项目的实训。（2）传输系统实训。提供PCM、SDH、PDH等实训。（3）交换系统实训。电路交换、报文交换、分组交换、软交换等实训。（4）接入系统实训。有线ADSL2+、宽带认证计费等实训。（5）移动通信实训。提供GSM-R或CDMA系统的BTS、BSC等设备的配置与维护实训以及铁路综合无线系统(CIR)的实训。（6）数据通信实训。主流路由器、三层交换机、及二层交换机的配置与各类组网实训。（7）铁路数字调度系统实训。（8）综合布线实训。模块打接、打配线架、光纤熔接、结构化布线安装、综合布线管理等训练科目。四、校内实验实训基地建设总体原则 1.标准开放性通信技术体系的复杂性、多样化及个别厂商技术的私有性，可能导致多个网络之间的互联互通受到局限，不利于通信网络技术的长远发展。作为一个集教学、实训、研究、培训多功能性质的实训平台，现代通信技术中心需要向同学们和教师提供的是一个标准化的、开放型的技术平台，以利于接受国际标准的通信技术教育，提高学生就业的竞争力。2.功能多样性作为一个多功能的实验、实训网络平台，现代通信技术中心的设计重点是利用有限的设备资源模拟多样化的通信网络环境。要实现多样化的实验组网，实验设备必须提供丰富的功能特性，支持多种实用通信功能。3.设备真实性组建通信实训基地要为同学们提供与实际网络环境高度一致的实训网络，以便学生毕业后能够尽快地适应实际环境，有效避免所学知识与实际环境的脱节。因此，组建实训网络平台的设备必须是主流通信设备厂商生产的、目前在实际通信网络中广泛应用的专业级设备。4.运行稳定性稳定性是一切系统正常工作的基础，作为一个为学生提供实训环境的平台性网络，需要支撑大量的实训课程。因此，组建该实训网络的设备必须提供高可靠性和高稳定性，为课程提供长期稳定的支持。5.组网灵活性整个通信实训网络涉及多种专业技术，如SDH、程控交换、宽带接入、数据通信等，不仅需要各专业设备能够独立成网，提供专业实训平台，还要求各设备之间能够灵活组合，模拟复杂的、多业务的大型网络平台，以拓展学生视野，使同学们对通信网络架构有一个完整的认识。6.技术先进性通信技术发展迅猛，更新速度极快，该实训平台不但要保证能够模拟现有常用通信技术，还要具有一定的先进性，提供对新技术的支持能力。在保障投资的同时为同学们提供新技术研究和实训的平台环境，随着通信技术的发展而发展，随着通信技术手段的增加而增加。这样，可以保护学校现有资金投入，提高实训设备的利用率。真正有效的实训平台管理和实训业务管理为了提高实训室的利用效率，通过对实训平台实训管理软件的控制，所有设备均可以达到多人并行操作的目的，非常适合大批量学生的实训。7.接口扩展性随着实训平台规模的不断扩大和实训人数的不断增加，平台的扩建工作势在必行。为保护原始投资，本次组建实训平台网络的设备必须具备一定的扩展性，以便二期工程可在当前基础上进行扩建。五、教学方法、手段与教学组织形式建设 教学方法、手段教学标准中多门课程主要以项目为载体按理论与实践一体化要求组织教学，项目来源于工作实践，提取在实际的企业岗位工作任务中选择其中一些关键的、典型的、符合职业教育课程开发目标的工作任务作为学习项目。这些学习项目，既与真实的工作任务基本一致，又必须具备容纳技术知识的功能。每门专业核心课程都应采取项目课程设计思路，努力以典型任务为载体，融合理论知识与实践知识，以更好地培养学生综合职业能力。教师充分利用校内实训室设备，设计“教、学、练”教学方法。每门具体课程的课程标准和教学大纲，要完全反映这一设计思路。 教学组织形式分组分批教学：铁路通信涉及很多大型、昂贵的通信设备，在校内实训基地中有些设备只能配置12套，因此在实施项目教学的实践教学环节时，可将学生分组、分成不同的时段进行实训，确保每个学生都有实际动手训练的机会。现场教学：对于有些与现场环境密切相关的通信设备，例如机车综合无线通信设备的安装、调试、出入库检测等环节，可以组织学生分派班组跟随现场技术人员参观实习，体验实际的工作过程。(3) 教学评价在学生能力评价中，引入过程评价机制、自评与互评、企业参与评价机制、职业技能鉴定机制。专业核心课程把形成性评价和总结性评价结合起来，将考核的重点放在教学情境（教学单元）评价之中，变原来的期末考试为综合能力测试，即应用所学专业知识解决实际工作流程中的问题，强调创新实践能力的考核，培养学生从业规范和良好的职业素质。以考核评价与能力展示为导向，激发学生的内在潜力和需求，更好地培养学生的沟通能力、团队合作能力、创新能力，增强安全意识和竞争意识六、各个实训子系统建设规划 1. 光网络传输系统光网络传输平台采用OptiX2500和Metro3000设备与OptiX155/622H(Metro1000)设备联合组网，形成1个2.5G环和一个155M环，共同组成综合通信实验平台的基础承载网，实现交换子系统、接入网系统、数据通信、铁路数字调度等业务的全数字化传输。此承载网由目前通信主流MSTP光网络设备组成，满足综合通信实训平台后期扩容实验课程的开展，完全满足其他平台的扩容需求。此平台可从直至STM-16级别信号中直接分插各种等级的PDH信号或比特率较低的SDH信号，并提供各接口间的灵活交叉调配能力，可接入各种级别SDH业务以及ATM/IP，实现了多业务的同平台传输；能够方便地实现传输网络的业务调度和带宽管理，可应用于各种层次的网络。 2.宽带接入系统宽带网络平台分为三个层面：接入层、汇聚层和骨干层。接入层采用华为Quidway和SmartAX系列二层以太网交换机、宽带接入设备提供LAN、xDSL、WLAN等丰富的接入方式。汇聚层采用华为Quidway系列三层以太网交换机或宽带接入设备内置服务器（BAS）实现接入数据在三层的汇聚。网络层采用华为Quidway系列路由器，实现与校园网以及语音交换平台的数据和VoIP业务互通（后期建设）。视讯系统平台采用华为ViewPoint8000系列视讯系统，包括GK和软、硬终端设备建设视讯系统平台。（1）接入层采用华为Quidway系列二层以太网交换机提供LAN接入，采用华为SmartAX系列宽带接入设备提供ADSL、VDSL等丰富的接入手段：其中MA5300多业务接入设备可提供ADSL、G.SHDSL和VDSL的混合接入。（2）汇聚层采用华为Quidway三层以太网交换机实现接入层数据在三层的汇聚。如考虑提供认证、管理、计费等业务功能，可以采用华为MA5300内置的宽带接入服务器。（3）骨干层采用华为Quidway系列模块化路由器，配置数据接口、路由，实现宽带网络平台与校园网的互联互通。另外还可配置华为QuidwayEudemon系列硬件防火墙，保障网络安全，并可实现ALG、VPN等功能。3. 数字程控交换系统语音交换平台主要完成数字程控交换相关实训和应用，核心设备可以采用华为公司C&C08数字程控交换机，实现语音接入和交换。C&C08提供丰富的用户和网络接口，其中用户侧提供模拟电话（POTS）和数字电话(ISDN)接口，可以接入模拟电话机、数字电话机、传真机和其它数字终端设备。网络侧提供2M数字中继和各种模拟中继。C&C08可以通过一号或者七号信令与学校现有交换机相接，或者直接接入运营商PSTN网络，实现实验室通信网络与学校语音交换网和运营商PSTN网的互联互通。系统提供V5.2接口与综合接入网平台互通，实现接入网系统语音和数据的接入，还可通过模拟中继或数字中继方式与宽带网络平台侧的路由器连接，实现Voip业务互通。4.铁路综合业务接入系统 综合接入系统提供传输、接入的一体化应用，采用华为HONET系列综合接入网设备进行构建，主要由OLT（光线路终端）、ONU（光网络单元）、光传输网和网管系统四部分组成：（） OLT采用GV5-III接入设备，通过标准的V5接口与语音平台的C&C08交换机连接，互通语音和数据。（）ONU采用华为ONU512A一体化ONU设备，可以提供POTS模拟电话、ISDN数字电话、子速率业务、N*64k业务、xDSL业务等接入，内置电源、电池、配线架等。本次采用POTS模拟电话业务实验平台。（）光传输网采用华为OptixMetro1000集成型传输设备构建光网络数据传送系统，Metro1000支持MSTP（多业务传送平台）技术，不但可以实现2M业务传输，还可以提供ATM和IP业务的接入和传输。（）网管系统采用华为N2000和T2000网管系统实现对传输和接入设备的集中统一管理。5. GSM-R铁路移动通信实训室实训室采用GSM设备，模拟组建GSM-R移动通信网络。考虑到实训室建设的资金能力有限，而职业学校通信人才就业的岗位群主要集中在无线基站的安装、调试、管理、维护及无线网络的测试和优化等方面，所以移动通信系统只需建设无线侧部分（BTS、BSC），并使用最小配置，就可以满足学生实验实训的需要，且可节省大量资金。该系统能满足下列两个方面的需要：（1）教学需要。能满足40组学生同时实训的需要，包括课内生产实践、验证、毕业设计。（2）实习需要。能较好地满足毕业班学生实习的需要。能完成的实训功能有：（1）MSC系统配置、数据配置、中继配置和管理、号码分析配置、HLR/AUC配置与管理、HLR数据配置、系统联调。（2）BSC/BTS硬件数据配置、无线数据规划以及配置、无线资源管理、测试管理、（3）移动通信频点配置、无线网络优化、信号场强测定和信号源布置、无线基站的安装、调试、管理、维护及无线网络的测试和优化（4）BTS功率控制、移动基站维护演练实训，移动通信机务员培训、考证。6.数据通信实训室建设实训室基本建设要求为：城域网的完美仿真、多级别网络交换设备的完美连接、灵活的组网规划以及设计、完善的实训室管理平台、配套环境简单、提供设备管理控制系统、负责设备统一连接、密码清除，设置恢复。考虑到未来升级为基于IP网络的综合实验平台，本实训室将包括IP监控、IP视频、IP语音、无线网络、IP存储等内容。现实验室按照10个组配备，每组2台路由器、2台三层交换机、一台二层交换机、一台防火墙为基本配置，计算机4台。（2）具体实训项目开设1）常用IP网络设备基础操作2）组建小型局域网3）路由网络的基本操作4）路由网络的OSPF单域操作配置5）路由网络的OSPF跨域操作配置6）用访问控制列表管理IP通信7）网络地址转换8）广域网互联PPP实训9）广域网互联HDLC实训10）广域网互联FR实训11）网络交换和路由设计实训12）综合实习：组建城域网13）VPN技术教学应用14）安全技术教学应用（3）主要设备配置要求如下表所示：主要设备单位数量三层智能以太网交换机台12二层智能以太网交换机台20多业务路由器台20无线路由器台12无线上网卡套50配套实训工具套12防火墙台12标准机柜个12数网控制器台5交换机台2服务器端软件、网关端软件、用户端软件套17.铁路专用调度通信系统（1）系统总体结构系统分为两大部分：枢纽主系统和车站分系统 。计划建设时设置一个模拟枢纽主系统以及2-3个车站分系统进行组网。枢纽主系统一般位于各个铁路分局或指挥调度中心，车站分系统一般位于铁路分局所管辖的各个车站或小的调度指挥中心，两者之间通过数字传输通道构成通信网络。在网络内部实现语音、数据等业务。系统架构如图1所示。枢纽主系统后台由多层机架组成，采用先进的大规模集成电路，模块化结构设计。包括主控层、数字模块层、模拟模块层和扩展模块层。每层由多块不同的电路板组成。数字模块层、模拟模块层和扩展模块层可根据需要进行配置相应电路板，主控层与各模块层之间以自定义总线连接。枢纽主系统调度台，与后台之间通过2B+D接口连接，后台能够对前台远程供电。当前台与后台距离较远时，可以通过相近的车站分系统接。枢纽侧每一块主数字板提供2个E1数字接口，通过传输通道，与某一个车站分系统的E1数字接口连接，实现该车站通信的数字接入。每一个车站分系统数字板一般也提供2个E1数字接口，当2个E1接口同时和枢纽数字板的E1接口连接时，形成一个保护通道。一个E1传输出现故障，不影响该车站业务。枢纽主数字板的2个E1接口也可分别接入两个分系统,分系统使用其中的任意一个E1接口，即点对点的接入。枢纽侧提供12块数字板，可接入12个或24个车站分系统，每个车站分系统对应于主系统都有自己独立的2M通道，完成语音及数据业务等。每种业务均可独享2M通道时隙，实现区段调度及站场业务。 图1（2）主要设备配置要求如下表：实训室名称实训项目设备名称及数量铁路专用通信实训室枢纽FAS侧硬件构成，车站FAS侧硬件构成，电话放号与开通，操作台使用及维护方法，各单板、主板状态检查，网管系统维护，各功能板块快速诊断，维护台显示告警及故障处理，枢纽FAS1车站FAS3网络管理终端1调度操作终端1车站操作终端2光线路终端1光网络单元2SDH传输设备2综合配线架38. 综合布线课程实训室 （1）实训室功能综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连,也能使这