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摘要:本文結合我院實驗室近年來在通信工程專業建設中的相關成果及經驗，詳細地介紹了基于電信網絡全程全網概念構建通信工程專業培養體系的方案，主要內容包括:結合最新電信網絡的特征完善課程體系;建設全程全網實驗內容———通過實驗實現專業知識的融合并提升解決復雜工程問題的能力。本文對于通信工程專業建設具有借鑒意義。
關鍵詞:全程全網;通信工程;復雜工程問題
0引言
電子信息類通信工程專業近年來一直都是各高校廣泛開設的熱門專業，面對通信及相關信息技術的快速發展，如何在保證鞏固傳統知識又緊跟新技術發展的前提下，提升通信工程專業的培養質量，為通信領域提供合格的人才培養，是目前眾多高校面臨的問題。我院通信工程專業一直處在國內同類專業排名前列，具有優良的傳統。在近年的專業培養體系改革中又取得了較好的成績，2015年成功通過了國家工程教育認證，并代表國內院校接受了國外認證專家(華盛頓協議組織專家)的考察并獲得認可。通信技術在飛速發展，例如，移動通信技術在短短的十幾年間，已經從2G技術發展到了今天的4G技術，目前5G技術也在逐漸成熟。如何完善通信工程專業新的培養體系是保證培養質量的一個關鍵，由于最新的電信網絡匯聚和融合了各種最新的通信技術，可以幫助學生在全程全網的概念上提升對各種專業知識的掌握，因此以電信網絡為參照來完善通信工程專業培養體系是一個很好的舉措［1］。目前國內的電信運營企業(電信、移動和聯通)以及國內的通信設備制造商(華為、中興等公司)都具備了國際先進水平，可以很好地為我們提供豐富的案例參照?？傮w上，以先進的電信網絡為參照構建通信工程專業培養體系，可以很好的呈現各課程之間的關聯，讓學生能夠基于網絡實現知識的融會貫通，提高學生綜合應用知識解決復雜工程問題的能力，滿足工程教育認證中的核心要求。
1電信網絡的發展與專業課程體系調整
電信網絡指的是為提供各種電信業務所構建的各種通信設備的綜合系統，涵蓋了通信領域中的傳輸、交換等各種技術。進入21世紀，我國的電信網絡已經得到了大力發展，傳統電信網絡逐步成型。傳統電信網絡按照功能主要分為三個部分:傳輸網、業務網和支撐網，如圖1所示。(1)傳輸網:完成通信信息的傳輸，包括:骨干傳送網———實現業務節點之間信息傳送，接入網———實現用戶到業務節點之間的信息傳送;(2)業務網:為電信業務提供邏輯控制服務，對于傳統的電信業務主要就是提供交換接續控制，例如:電話網的業務節點就是程控交換機，移動通信網的業務節點就是基站、核心網單元等;(3)支撐網:為電信網絡中各部分的協同工作提供支撐，主要包括:時鐘同步系統、信令系統和網管系統。這個時期雖然電信網絡已經進行了功能分類定義，但是各組成部分相對獨立，因此在這一時期，通信工程專業的培養體系中，針對具體電信業務開設的專業課程較多，例如:“程控交換技術”、“移動通信系統”、“智能網”等課程，這些課程中也會介紹該業務體系的傳輸網絡、支撐網(時鐘、信令和網絡)的內容。近十年隨著分組交換及IP網絡技術的廣泛應用，電信業務融合成為趨勢，基于多種傳輸技術構建的數據通信網成為了一個基礎的網絡通信平臺，各種業務采用分層體系結構來實現，把業務控制、管理、接入分布于各層實現，形成了分層的電信網絡體系結構。新一代的電信網絡根據功能分成了:終端、接入、網絡、控制、業務管理幾個層面，整體上以網絡為中心利用各層面的功能組合實現各種電信業務，在這種網絡結構中充分體現了目前電信網的網絡平臺化、業務融合化的特點，如圖2所示。IP承載網絡已經成為了網絡的核心，它可以支撐多種業務、實現靈活的業務控制和管理，而各種光通信技術、無線通信技術為IP承載網提供了基本的物理支撐。在這種網絡模式下，電信網絡實現了業務的融合，各種業務可以在一個共同的平臺上實現，具體來講就是傳輸的分組化、業務控制基于IP協議的軟件化、用戶接入的多樣化。針對這種變化，通信技術呈現了以下的特點［3］:(1)以新一代移動通信系統為代表的電信業務綜合化———目前的移動通信系統不僅可以提供基于電路交換技術的傳統話音業務，也可以提供基于分組交換技術的網絡信息服務;(2)以光通信為代表的傳輸技術寬帶化———在骨干傳輸中以光通信為主的寬帶傳輸技術發展迅速，同時用戶接入的寬帶化也使得光接入技術日益普及;(3)以IP技術為代表的信息網絡分組化———在電信網絡中IP數據網已經成為基本的承載網絡;基于這三個特點建立的通信工程專業課程體系，不僅可以涵蓋主流通信技術，也可以體現電信網絡層次化的特點———光通信技術提供基礎信息傳輸服務、IP數據網提供基本的網絡承載、移動通信系統體現最新的業務管理與控制技術。圖3是基于目前新一代電信網絡特點設計的通信工程專業課程體系的基本架構。在具體課程設置時，各專業方向可設置專業基礎課程和專業課程，專業基礎課程采用必修的方式，而專業課程可以讓學生選修，這樣既保證了學生可以建立較完整的專業課程知識體系，也讓學生可以根據自己的情況選擇感興趣的專業方向深入學習。這一課程體系實施時，各?？梢愿鶕陨韮瀯菁疤厣M行適當調整。例如我校在移動通信專業課程中引入了“軌道交通移動通信系統”課程。而在課程內容設置上，為了滿足學生研究能力的培養要求，還可以在每個專業方向中設置一些研究性教學內容，培養學生的研究能力。
2全程全網專業實踐教學內容的建設
專業培養體系中實踐教學也是重要的一部分，實踐教學除了培養學生的實踐動手能力，還可以實現學生知識的綜合應用，這也是現代工程教育中強調的解決復雜工程問題能力的培養。在通信工程專業實踐中，安排全程全網實驗內容可以很好地實現這些目標，這些實驗內容需要學生運用課程體系中多門專業課程的知識才能完成，學生通過實踐把相關知識利用電信網絡中固有的關系聯系起來，提高學生對知識的掌握及解決復雜工程問題的能力。全程全網的實驗就是以電信網綜合應用的模式進行專業工程實踐，實驗內容安排充分體現“業務的全流程”和“網絡的全覆蓋”的全程全網概念。設計的實驗在有限的規模下不僅能夠實現業務應用，同時還能夠體現各種專業知識綜合應用的特征。實驗內容采用模塊化的結構來實現，這樣可以使得實驗內容具有靈活的可裁剪性和廣泛的適用性?；谝陨夏繕?，我們利用與企業共建的實驗室分層設計實現了一個全程全網的電信網絡綜合實驗平臺，包括圖4所示的四個部分:(1)光傳輸基礎網絡:利用光通信產品構建一個基本的光傳輸網絡，網絡可以提供多種速率的光通信數字接口，覆蓋OTN、PON、DWDM、SDH等技術;(2)IP數據網絡:利用網絡路由器、交換機，在光傳輸基礎網絡上構建IP數據網絡，提供多種路由協議(RIP，OSPF，ISIS等)和網絡交換(MPLS)技術的應用實踐;(3)軟交換電話系統:利用軟交換技術，在IP數據網絡上，構建一個IP電話業務系統;(4)移動通信系統:在IP數據網的基礎上把4G移動通信系統的基站系統eNodeB、核心網系統連接在一起，實現手機的上網服務。這個全程全網的實驗平臺不僅涵蓋了目前通信技術中最重要的三個內容:光通信、移動通信和信息網絡技術，同時通過模塊化設計思路，可以使得實驗系統中各個部分既相互融合，又相對獨立，滿足多種實驗課程的需求。例如:在“IP數據網”層進行實驗時，既可以屏蔽掉傳輸網絡層側重完成數據網層面的實驗，也可以利用路由器接口與傳輸網絡層一同完成傳輸技術層面的實驗。實驗平臺的這些特點實現了實驗內容多層次、多專業方向的覆蓋，也就是說該實驗平臺既可以讓學生系統化地了解通信網絡的基本特點，也可以深入地理解各專業方向的知識，讓學生在全程全網的概念中通過實踐掌握專業知識和技能。構建一個全程全網的實驗平臺也面臨一些問題，根據本專業建設過程中的經驗教訓。總體上，一個設計合理、內容完善的全程全網實踐內容對于學生提高通信專業知識的綜合掌握具有很好的意義，它不僅提供一個很好的專業知識實踐應用平臺，也為各種專業知識之間的關聯提供了一個直觀的展示，是整個通信工程專業培養體系的重要支撐。
3結語
本文根據通信技術發展的現狀及通信工程專業建設中的成果，結合電信網絡的特點，提出了利用全程全網概念完善通信工程專業培養體系的建設思路，并對如何設計具有全程全網特點的實驗教學內容進行了分析設計。實踐表明全程全網的概念對于有效更新通信工程專業教學內容、提高學生對于各種通信專業知識的掌握及解決通信工程領域復雜工程問題能力的培養都有積極的意義。
參考文獻:
［1］吳建偉全程全網通信專業實驗的開發與建設［J］．北京實驗室技術與管理2005Vol．22No．10．
［2］中國科協學會學術部下一代網絡及三網融合［M］．北京中國科學技術出版社2010:30-41．
［3］賈軍營面向移動互聯網的統一通信會議［J］．北京計算機系統應用2016Vol25No．6．
［4］曹志剛．通信原理與應用-系統案例部分［M］．北京:高等教育出版社，2015:146-147.
作者:盧燕飛 劉穎 李丞 周春月 單位:北京交通大學