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1、虚拟仿真在宽带通信网教学中的应用 摘 要：论文首先概述了虚拟仿真在探讨生宽带通信网教学中应用的意义，然后阐述了虚拟仿真在宽带通信网教学中详细实施内容，其中包括在宽带光传输网、4G宽带移动通信网、宽带数据通信网以及VOIP电话网的操作内容。最终说明通过该实践教学环节，能够使抽象理论与实际应用有机的结合起来，对学生工程实力的培育具有主动意义。 关键词：虚拟仿真 MSTP IP数据网 VOIP 一、虚拟仿真在宽带通信网教学中应用意义 目前虚拟仿真技术在高校实践教学环节中越来越被广泛关注和运用，虚拟仿真技术可以模拟实际环境完成系统设计。尤其在实际条件不具备的状况下，虚拟仿真可以让学习者或探讨人员在更多
2、的、更困难的状况下学习探讨驾驭更多的相关内容。 宽带通信网是我院探讨生通信与信息系统专业、电子与信息工程专业的一门学问面广、综合性强、技术含量高、实践性强的课程。因此要上好这门课，除了完整、系统地讲授通信基础理论，如宽带交换原理、宽带数据通信协议、宽带传输技术、宽带移动通信技术外，还需强化实践环节。实践环节可以结合虚拟仿真软件，让学生在仿真环境下进行宽带网络设计。从而使学生能更好地理解理论学问，提高实践实力。 二、虚拟仿真在宽带通信网教学中实施内容 1.虚拟仿真在宽带传输网中实施内容 ZXONM-E300是中兴光网络MSTP设备虚拟仿真平台，支持中兴ZXMP S360、ZXMP S385、ZX
3、MP S380/S390、ZXMPWM-32等多种型号的光网络MSTP设备及WDM波分复用设备的设计管理，可以联机运用，也可以脱机运用。其中ZXMP385、ZXMP380/390是中兴MSTP系列产品较高型号的设备，可以设计实现10Gb/s的光网络传输，适合大容量信息传输系统。ZXMPWM-32可以实现32波的波分复用系统。所以利用ZXONM-E300虚拟仿真软件可以实现高速率，大容量的光网络设计。 详细实施内容有：光网络节点的建立。依据网络拓扑须要，依据IP地址的不同，选择节点设备型号，可以敏捷设置多个光网络节点。 光传输设备单板的安装。依据网络传输环或传输链速率的要求，选择安装设备单板。如
4、ZXMP390设备，OL64单板可供应10Gb/s的光接口，OL16可供应2.5Gb/s的光接口。 光网络系统时钟的建立。将中心局设成主时钟源，其他局所设置成从时钟源，主时钟源的时钟设置有外时钟和内时钟，从时钟源可设置线路提取时钟和内时钟，从时钟源跟踪主时钟源。 光网络各节点勤务电话的实现。选择中心局为勤务电话限制点，每个光节点配以不同的电话号码，便利工程师进行网络开通和调试时通信运用。 光网络各节点间业务连接实现。依据节点到节点业务量需求，配置节点间业务，实现端到端的电路连接。 光网络自愈环网的建立。可设置通道爱护环，实现节点间业务爱护。也可设置复用段爱护环，实现路径及线路爱护。 2.虚拟仿
5、真在宽带移动网中实施内容 深圳市艾优威科技有限公司开发的IUV-4G 全网规划仿真软件内容覆盖无线接入、PTN网络承载、OTN网传送、核心网设计四个学问模块，是探讨生学习宽带移动通信网很好的移动网络仿真平台。学生通过模拟实际的用户容量需求，无线接入环境背景，计算信号传输功率衰减状况，设计基站资源。再依据基站容量设计PTN分组传送网、OTN网及核心网设计，最终完成全4G移动通信网络设计。 详细项目实施内容有：网络拓扑规划，容量规划，设备配置，数据配置，业务调试。 网络拓扑规划依据4G网络分层结构将整个网络分为接入层、汇聚层、和核心层部分。无线基站通过接入层PTN网络设备连接到汇聚层，汇聚层主要通
6、过PTN和OTN连接至核心层，核心层由省骨干网和核心层移动交换设备组成。 容量规划分为无线接入网容量规划，核心网容量规划和IP承载网容量规划。 无线接入网容量规划：依据本地话务模型的选择，分别计算出单用户移动上网业务忙时平均流量，本地4G总移动用户数，本地规划区域总吞吐量，单基站点吞吐量，最终依据容量估算须要部署的站点数。同时要兼顾覆盖估算，依据覆盖区域特点选择站型，获得相应小区覆盖半径，从而计算单站最大覆盖面积，依据规划区域面积除以单站最大覆盖面积，得到满意覆盖的站点数。最终从两种站点数中选择最大值为规划的基站站点数量。 核心网容量规划：包括建立核心网的话务模型，MME设备容量估算，SGW容
7、量估算，PGW容量估算。核心网话务模型参数有线用户比、附着激活比、SI-MME接口每用户忙时平均信令流量、S11接口每用户忙时平均信令流量、S6a接口每用户忙时平均信令流量、本地单用户忙时业务平均吞吐量、本地4G总用户数。MME容量估算：与MME连接主要有三种接口SI-MME、S11、S6a接口。MME容量等于三个接口忙时信令流量之和。每一接口忙时容量等于该接口每用户忙时平均信令流量SAU用户数。SAU附着用户数等于本地总用户数在线用户比。SGW容量估算主要由SGW支持的EPS上下报文数、系统业务处理实力以及系统吞吐量确定。EPS承载的上下报文数=SAU数/附着激活比;SGW系统处理实力即SG
8、W系统处理的全部流量=单用户忙时业务平均吞吐量SAU数;SGW系统进/出吞吐量=1/2，两个接口流量=该接口单用户忙时业务平均吞吐量SAU数。同理PGW容量估算主要由SGW支持的EPS上下报文数、系统业务处理实力以及系统吞吐量确定。 IP承载网容量规划：包括参数规划，接入层容量计算，汇聚层容量计算和核心层容量计算。参数规划有：单站平均吞吐量，MIMO单站三扇区吞吐量，基站数，基站带宽预留比，链路工作带宽占比。核心、接入带宽收敛比，汇聚、接入层带宽收敛比，汇聚环上汇聚设备数，接入环上接入设备数。大型、中型、中小型网络单汇聚设备所带基站数。接入层容量计算：基站预留带宽=单站平均吞吐量/基站带宽预留
9、比;接入设备数量=基站数;选择接入层网络拓扑结构;接入设备上行链路带宽=MIMO单站三扇区吞吐量/链路工作带宽。汇聚层容量计算：汇聚层设备数量=基站数/单汇聚设备带基站数;选择汇聚层网络结构;汇聚链路工作带宽=单汇聚设备带基站数汇聚环上汇聚设备数基站预留带宽汇聚、接入层带宽收敛比;汇聚链路带宽=汇聚链路工作带宽/鏈路工作带宽比;汇聚环数量=汇聚层设备数量/汇聚环上汇聚设备数。核心层容量计算：核心层设备吞吐量=基站数基站预留带宽核心、接入层带宽收敛比。 依据4G网络各层容量规划进行设备配置和数据配置，最终用虚拟仿真软件进行系统联调。这样有效的熬炼了学生的工程实践实力，将学到的理论学问与工程实践做
10、到了有机结合。 3.虚拟仿真在宽带数据网实施内容 基于中兴数据通信设备ZXR10路由器，S3228、S32101三层交换机等实现静态路由配置，VLAN配置，PVLAN网络配置。基于中兴软交换IBX1010和VOIP IAD I508C 综合接入网关设备网管，实现VOIP电话网络通信。 详细项目实施内容有： 虚拟仿真在宽带数据通信网实施内容：常用IP网络设备基础操作，组建小型局域网，VLAN的建立，路由网络的路由配置，访问限制列表管理操作，网络交换和路由设计。学生通过数据通信路由器的运用，路由配置，可以实现虚拟局域网和专用虚拟局域网的建立。 虚拟仿真在宽带VOIP交换中实施内容：软交换及VoIP
11、网络电话实现技术分析。通过实际的硬件设备组成，软交换网管参数配置，使同学驾驭软交换技术实质，VoIP网络电话实现原理，为设计开发打下良好基础。语音网关基本应用。配置语音网关，驾驭IP电话SIP协议。端到端的VoIP网络电话实现。进行拨号策略配置，路由设定，信令配置，实现端到端的VoIP网络电话通信。学生通过电信级设备网管软件的操作和运用，可以驾驭软交换工作原理，驾驭VOIP网络电话的设计及实现过程，为成为卓越工程师夯实了基础。 结语 虚拟仿真在探讨生宽带通信网课程教学中，用电信网虚拟仿真软件代替昂贵的通信设备，即节约了设备投资、损耗，又能够便利敏捷、功能齐全地实现现代网络设计。即符合通信生产的
12、须要，又能很好的跟踪前沿技术，且易操作性强，每人可独立进行，随时随地学习。一方面可以强化学生的理论基础学问，另一方面可以有效提高学生科学实践应用实力，同时也能够激发学生学习爱好及潜在的科技开发实力。所以在探讨生宽带通信网课程教学中，通过虚拟仿真实践教学环节，有助于提高教学效果。对通信与信息系统、电子与通信工程领域人才的培育具有的主动意义。 参考文献 1成建平，李飛，沈建华.虚拟仿真技术及其在光纤通信课程试验教学中应用的探究与实践J.课程教化探讨，2022，：254-255. 2王琼，王冬霞，牛芳琳.卓越通信工程师人才培育模式的思索与探究J.辽宁工业高校学报：社会科学版，2022，101-101. 3薛小平，张芳，郭爱煌，徐娟.探讨生课程“宽带无线通信”教学改革的探讨与实践J.教化教学论坛，2022：128-130. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页