現(xiàn)代交換技術(shù)課程改革探索

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【摘要】現(xiàn)代交換技術(shù)是通信工程專業(yè)的主干課程，傳統(tǒng)的課程教育主要針對各種交換形式的實現(xiàn)展開，隨著語音業(yè)務(wù)下滑，及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的升級換代，課程中一些教育方法已不太適用于當前技術(shù)發(fā)展。本文通過對課程知識結(jié)構(gòu)的分析及其實驗相關(guān)內(nèi)容的分析，提出新形勢下本課程教學(xué)的新思路。一方面強調(diào)學(xué)習各種交換形式的電路實現(xiàn)，另一方面?zhèn)戎赜谛陆粨Q技術(shù)的推廣教學(xué)，更能適應(yīng)通信網(wǎng)發(fā)展趨勢對現(xiàn)代交換技術(shù)課程的要求。

【關(guān)鍵字】交換技術(shù)；程控交換；軟交換；基礎(chǔ)網(wǎng)；MPLSVPN

0引言

現(xiàn)代交換技術(shù)這門課程是通信工程專業(yè)的主干課程，是一門介紹現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中使用的各種交換技術(shù)的原理、相關(guān)協(xié)議及其應(yīng)用的課程，主要涉及紹語音交換技術(shù)、分組交換技術(shù)、幀中繼、ATM、IP及其軟交換技術(shù)等多個領(lǐng)域。隨著主流通信技術(shù)日新月異的變革，程控交換及其基礎(chǔ)網(wǎng)在現(xiàn)網(wǎng)中的作用逐漸弱化，IP、軟交換技術(shù)在通信網(wǎng)中的作用日益強化使得課堂傳統(tǒng)教學(xué)中的側(cè)重點、教學(xué)方法已經(jīng)漸漸不符合培養(yǎng)現(xiàn)代通信網(wǎng)緊缺人才的需求。

1通信行業(yè)現(xiàn)狀分析

隨著電信市場用戶需求發(fā)生快速的變化，以話音業(yè)務(wù)為主營業(yè)務(wù)收入，下降態(tài)勢已經(jīng)形成，基于電路交換的語音通信在現(xiàn)代通信網(wǎng)中的地位已大不如從前，固定網(wǎng)轉(zhuǎn)型成為全球發(fā)展的趨勢；DDN、X.25、幀中繼技術(shù)主要應(yīng)用于行業(yè)用戶專線互聯(lián)，以DDN為代表的數(shù)字電路交換技術(shù)慢慢被分組交換技術(shù)所替代。在分組交換領(lǐng)域，隨著光纖技術(shù)的發(fā)展信道質(zhì)量的提高，早前應(yīng)用于惡劣信道的X.25技術(shù)也逐被幀中繼所替代，而需更大帶寬的專線用戶直接采用基于IP技術(shù)的MPLSVPN技術(shù)來進行虛擬網(wǎng)組網(wǎng)；基于IP的下一代通信，正在以前所未有的速度改變著全世界的通信架構(gòu)和商業(yè)格局。同時，隨著IP技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研究的發(fā)展和VoIP技術(shù)的提出，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信已經(jīng)融入傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)領(lǐng)域，從而形成以語音為核心，以視頻、IM、呼叫中心等其他應(yīng)用為增值業(yè)務(wù)點的巨大IP通信市場。技術(shù)的變革也要求著我們課程知識結(jié)構(gòu)必須進行革新。由于現(xiàn)代交換技術(shù)是一門應(yīng)用型學(xué)科，因此就必然需要跟隨通信網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀不斷地進行相應(yīng)的課程改革。我們從現(xiàn)網(wǎng)發(fā)展前景、科研發(fā)展方向兩方面來論述與現(xiàn)代交換技術(shù)課程知識結(jié)構(gòu)設(shè)置的矛盾。并提出如何調(diào)整課程知識結(jié)構(gòu)體系的幾個論點。

2課程知識結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析

2.1語音交換技術(shù)部分

在固網(wǎng)的業(yè)務(wù)收入增長率出現(xiàn)負增長、傳統(tǒng)固話業(yè)務(wù)用戶流失，固網(wǎng)語音通信正處在一個轉(zhuǎn)型期。而現(xiàn)代交換技術(shù)課程無論是哪本教材，都是以基于固網(wǎng)通信的程控交換技術(shù)為著重點。一般教材將程控交換技術(shù)以這樣幾個章節(jié)展開：（1）電路交換技術(shù)（2）數(shù)字程控交換機的硬件系統(tǒng)；（3）數(shù)字程控交換系統(tǒng)軟件系統(tǒng)；（4）信令系統(tǒng)。是否需要用如此大的篇幅來介紹程控交換技術(shù)知識值得探討。介紹語音交換技術(shù)的幾個主要知識點有：電路交換技術(shù)、交換單元與交換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、程控交換機的硬件結(jié)構(gòu)、呼叫處理程序是要點，對于這些知識點的介紹應(yīng)有所側(cè)重，對此我們提出幾個可供參考的論點。第一，肯定電路交換的基礎(chǔ)知識重要性。雖然近幾年來以IP為代表的分組技術(shù)對傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，但在可預(yù)見的未來，基于電路交換的語音業(yè)務(wù)還將發(fā)揮重要作用，電路交換仍是從事通信工程的技術(shù)人員必須掌握的基本技術(shù)手段。語音信號數(shù)字化、多路時分復(fù)用、PCM30/32路系統(tǒng)等電路交換的基礎(chǔ)知識，仍需在原理上詳細闡述。第二，分方向培養(yǎng)數(shù)據(jù)維護和電路設(shè)計人才。由于我院所培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)為應(yīng)用型本科人才，培養(yǎng)人才部分是針對電路設(shè)計方向，部分是針對通信系統(tǒng)的維護實踐方向。筆者認為針對電路設(shè)計人才培養(yǎng)應(yīng)重視一些對程控交換機硬件設(shè)計方法的知識講解。例如：復(fù)用和分路、串/并和并/串變換的電路實現(xiàn)、交換單元與交換網(wǎng)的電路設(shè)計、用戶線摘掛機識別電路、DTMF信號接收電路等方面技術(shù)的實現(xiàn)。而針對培養(yǎng)通信維護人員來說，具體數(shù)據(jù)維護命令配置較為重要，可以強化呼叫處理程序部分數(shù)據(jù)的配置，強化信令跟蹤等方面知識，更有助于學(xué)生更好的與日后工作對接。第三、重點強化移動通信業(yè)務(wù)介紹。現(xiàn)今固網(wǎng)業(yè)務(wù)逐漸被淘汰，移動通信業(yè)務(wù)占據(jù)大部分的語音通信市場，對于移動通信業(yè)務(wù)所涉及的網(wǎng)元如MSC、HLR、VLR等，及其所涉及的信令，如七號信令的一些MAP，BSSAP等增強型的業(yè)務(wù)應(yīng)用邏輯必須讓學(xué)生重點掌握。必須認識到信令業(yè)務(wù)邏輯的多樣性、無窮性，不要一味重復(fù)的讓學(xué)生識記各種信令交互，但是必須讓學(xué)生了解一種或多種基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)邏輯過程。

2.2分組交換技術(shù)部分

傳統(tǒng)的交換技術(shù)指的是電路交換，隨著通信技術(shù)發(fā)展，一方面信道質(zhì)量不斷提高，另一方面非話音數(shù)據(jù)傳遞的業(yè)務(wù)需求量增大，分組技術(shù)占據(jù)了通信網(wǎng)中更核心的地位?，F(xiàn)代交換技術(shù)這門課的前身是《程控數(shù)據(jù)交換與交換網(wǎng)》，在《程控數(shù)據(jù)交換與交換網(wǎng)》的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)在新的一些分組交換技術(shù)產(chǎn)生了《現(xiàn)代交換技術(shù)》這門課程。本課程主要介紹的分組交換技術(shù)有：幀中繼、ATM技術(shù)、IP技術(shù)。我們結(jié)合這些分組技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀來闡述如何優(yōu)化課程對這部分知識的設(shè)置。第一，現(xiàn)網(wǎng)正大規(guī)模改造各種分組交換技術(shù)，舊的教材仍存在對X.25、幀中繼、ATM等技術(shù)的介紹。這種改造是大勢所趨，多種分組技術(shù)必然被IP協(xié)議所取代。對于各種虛電路分組交換技術(shù)，當前所采用的教學(xué)理念應(yīng)該是讓學(xué)生有一定程度了解的基礎(chǔ)上弱化他們的地位。真正做到與時俱進，技術(shù)更新?lián)Q代。第二，強化軟交換技術(shù)教學(xué)。電路交換由于其實時性，對電路的獨占等特點，無疑是單純語音通信業(yè)務(wù)的極佳解決方案，但是隨著現(xiàn)網(wǎng)層次的簡化，期望將電路交換和分組交換網(wǎng)絡(luò)合并避免重復(fù)建設(shè)的需求日益強烈。隨著網(wǎng)絡(luò)IP化進程推進，分組的延遲情況得到較好的改善，VOIP將成為最好的語音通信解決方案之一。在教學(xué)過程中，建議可以增加SIP服務(wù)器搭建等VOIP語音通信場景的介紹，加強SIP信令的介紹，提高學(xué)生對于軟交換方面知識的掌握。

3課程實驗上的研究分析

3.1程控交換實驗的改進研究

在《現(xiàn)代交換技術(shù)》這門課的配套實驗的安排上一般有兩種方式：一是利用實驗箱來完成實驗，二是利用程控交換機作為實驗設(shè)備來完成實驗。我們列出多個學(xué)院采用實驗箱完成的幾個實驗1、程控交換原理實驗系統(tǒng)及控制單元實驗；2、用戶線接口電路及二\四線變換器實驗；3、程控交換PCM編譯碼實驗；4、多種信號音及鈴流信號發(fā)生器實驗；5、雙音多頻DTMF接收實驗；6、時分復(fù)用與時分交換原理實驗。與此同時，我們也列出利用程控交換機完成的幾個實驗：1、centrex群虛擬網(wǎng)實驗；2、本局用戶基本呼叫數(shù)據(jù)配置；3.、計費數(shù)據(jù)調(diào)試實驗；4、小交換機業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)調(diào)試實驗；5、NO,7TUP/ISUP信令調(diào)試實驗等從上面實驗內(nèi)容可以看出，如果利用實驗箱，由于硬件的限制是無法完成數(shù)據(jù)的配置，只能完成原理上的知識驗證。我們將利用實驗箱和程控交換機作為實驗設(shè)備的兩組學(xué)生作對比發(fā)現(xiàn)，第二組學(xué)生在技術(shù)識記、知識運用和學(xué)習興趣上遠優(yōu)于第一組。要實施啟發(fā)式教學(xué)，關(guān)鍵在于創(chuàng)設(shè)問題情境。我們利用程控交換機這樣一個現(xiàn)網(wǎng)所使用的設(shè)備讓學(xué)生進行呼叫數(shù)據(jù)配置、計費數(shù)據(jù)配置、信令配置等實驗，就相當于創(chuàng)設(shè)了一個具有一定難度，需要學(xué)生努力克服又力所能及的學(xué)習情境，這種方式有利于強化學(xué)生的學(xué)習動機。筆者認為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的角度而言，數(shù)據(jù)配置遠比電路原理對于學(xué)生而言更重要。從實際實驗中我們也發(fā)現(xiàn)，利用程控交換機來做實驗的形式更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，能靈活運用所學(xué)知識配置設(shè)備，學(xué)生求知探索的學(xué)習動機明顯加強。而驗證性的實驗對于學(xué)生的激勵程度不足，讓學(xué)生反而覺得實驗無意義。

3.2在實驗中增加分組交換技術(shù)

傳統(tǒng)的現(xiàn)代交換技術(shù)課程實驗通常都只涵蓋語音部分，對于非語音的分組交換技術(shù)甚少融入實驗大綱。在課程上提高分組交換技術(shù)的論點上面已經(jīng)闡述，因此在實驗內(nèi)容上也需要增加分組交換技術(shù)的實驗項目，對于幀中繼、ATM、MPLSVPN技術(shù)皆需要設(shè)計實驗。這對《現(xiàn)代交換技術(shù)》這門課的實驗設(shè)備提出挑戰(zhàn)。目前可預(yù)知的實驗設(shè)備有：程控交換機、ATM交換、幀中繼交換機。對于幀中繼實驗，需要讓學(xué)生學(xué)會對幀中繼設(shè)備的配置，理解DLCI的作用；對于ATM交換實驗，需要讓學(xué)生理解VPI、VCI的作用；而MPLSVPN實驗需要了解隧道技術(shù)及其RT、RD、VRF的概念。目前，學(xué)生對于自己所接受的教育教學(xué)質(zhì)量特別關(guān)心和敏感。教育教學(xué)質(zhì)量關(guān)系到學(xué)生的成就感，特別是學(xué)生的就業(yè)，成為影響高校學(xué)生心態(tài)和情緒的最敏感的問題之一，也成為影響高校穩(wěn)定的最重要的因素之一。

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作者:盧佳佳 朱秀娥 蘭其斌 單位:福建師范大學(xué)協(xié)和學(xué)院