“交換技術(shù)”課程教學(xué)改革探索

陳美娟，張 穎，許 嵐，楊國民

(南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，江蘇南京 210003)

交換系統(tǒng)成為集信息交換、信息處理和信息數(shù)據(jù)庫為一體的大型復(fù)雜設(shè)備?！敖粨Q技術(shù)”課程涉及多種交換技術(shù)，內(nèi)容較復(fù)雜。為了幫助學(xué)生深入理解各種交換技術(shù)的本質(zhì)，并對其進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，這是我們的教學(xué)工作重點(diǎn)。本文針對交換技術(shù)課程，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)、知識(shí)單元類型劃分和教學(xué)方法，以及課外拓展和課程考核等方面進(jìn)行了探索。

1、 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

在本課程教學(xué)中，我們選用文獻(xiàn)［1］作為教材，文獻(xiàn)［2-6］作為相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的主要參考書籍。針對一些最新的技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)和應(yīng)用，我們還指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)或通過校園網(wǎng)的圖書館資源獲取知識(shí)。

“交換技術(shù)”課程講述交換技術(shù)和交換網(wǎng)絡(luò)。其中，電路交換和分組交換的概念是本課程的基礎(chǔ)，由此引出面向連接和無連接、同步時(shí)分和異步時(shí)分、物理連接和邏輯連接等相關(guān)概念;而電信交換包含的四項(xiàng)基本技術(shù)，即互連技術(shù)、接口技術(shù)、控制技術(shù)和信令(局間信令及用戶線信令)技術(shù)，后續(xù)章節(jié)將圍繞這四項(xiàng)基本技術(shù)展開。各專業(yè)可根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)選擇相關(guān)的內(nèi)容。

2 知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)

我們以如圖2所示的線索串聯(lián)前后內(nèi)容，對于學(xué)生從整體上掌握交換技術(shù)架構(gòu)具有較好的效果。

圖2 交換技術(shù)知識(shí)串聯(lián)

圖中有連線的知識(shí)點(diǎn)，前后具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，后續(xù)內(nèi)容需要在前面知識(shí)的基礎(chǔ)上講授。交迭的知識(shí)點(diǎn)按照出現(xiàn)的先后順序介紹。數(shù)字程控電話交換和七號(hào)信令系統(tǒng)是其他交換技術(shù)的基礎(chǔ)，故序號(hào)3、4、5穿越七號(hào)信令和數(shù)字程控電話交換。

電路交換和分組交換及其相關(guān)概念貫穿整個(gè)課程，同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)將學(xué)生帶進(jìn)交換設(shè)備的核心;添加外圍接口電路和相應(yīng)的呼叫處理能力以及信令處理能力，采用電路交換方式的程控電話交換機(jī)，可以讓人們能打普通固定電話。

交換機(jī)之間采用TUP信令，用戶線傳輸模擬信息;對模擬用戶線數(shù)字化之后，交換機(jī)的用戶接口電路發(fā)生了改變，交換方式不但提供電路交換而且提供分組交換能力。此時(shí)的交換機(jī)不但可以打電話，而且還可以低速上網(wǎng)，成為ISDN交換機(jī)。ISDN交換機(jī)的用戶網(wǎng)絡(luò)接口UNI采用1號(hào)數(shù)字用戶信令系統(tǒng)DSS1和節(jié)點(diǎn)—節(jié)點(diǎn)接口NNI，信令采用綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)用戶部分ISUP。目前多數(shù)程控交換機(jī)都是ISDN交換機(jī);將用戶接入從有線變?yōu)闊o線后，移動(dòng)通信網(wǎng)出現(xiàn)了，交換機(jī)也換為移動(dòng)交換機(jī)，沒有了模擬用戶接口電路，其他功能依然存在。此時(shí)的交換機(jī)不僅分析被叫電話號(hào)碼，也分析漫游號(hào)碼等其他號(hào)碼，除了支持與其他交換機(jī)之間的TUP/ISUP信令外，還支持與數(shù)據(jù)庫(HLR/VLR)之間的移動(dòng)應(yīng)用部分MAP信令，還有無線側(cè)過來的信令;基于交換機(jī)的增值業(yè)務(wù)提供還存在很多缺陷，于是產(chǎn)生了將呼叫控制與業(yè)務(wù)控制相分離的思想，智能網(wǎng)業(yè)務(wù)交換技術(shù)便出現(xiàn)了記賬卡、VPN業(yè)務(wù)和800等業(yè)務(wù)提供給用戶。但是，智能網(wǎng)最終并沒有實(shí)現(xiàn)其開放式業(yè)務(wù)提供的初衷，因?yàn)闃I(yè)務(wù)的提供還是基于電信網(wǎng)專用INAP/CAP等協(xié)議。

軟交換不僅實(shí)現(xiàn)了上層的呼叫控制與業(yè)務(wù)控制相分離，而且也實(shí)現(xiàn)了下層的呼叫控制與承載控制的分離。軟交換網(wǎng)絡(luò)真正成為一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò)，軟交換網(wǎng)絡(luò)也是電路交換網(wǎng)向分組交換網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)階段。最初的ISDN網(wǎng)絡(luò)只提供低速的上網(wǎng)業(yè)務(wù)，ATM交換機(jī)則是為寬帶綜合業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的。IP路由技術(shù)與ATM交換技術(shù)同時(shí)代出現(xiàn)，很多人選擇了簡單方便的IP路由技術(shù)?，F(xiàn)在，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和泛在網(wǎng)正被大家所研究。

3 知識(shí)單元類型劃分

交換技術(shù)是一門工程性很強(qiáng)的課程，在教學(xué)中，我們將課程里許多的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類，各部分知識(shí)單元分為基礎(chǔ)理論、工程應(yīng)用和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等類型。以下舉例說明知識(shí)單元的劃分。

1)移動(dòng)交換部分

其基礎(chǔ)理論包括:移動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、編號(hào)計(jì)劃和移動(dòng)臺(tái)呼叫流程、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、漫游和切換等;工程應(yīng)用包括:無線側(cè)接口信令、SS7的事物處理能力應(yīng)用部分TCAP和SS7的MAP;系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括移動(dòng)交換機(jī)設(shè)計(jì)、手機(jī)呼叫過程的MAPTUP/ISUP配合。

2)智能網(wǎng)交換部分

其基礎(chǔ)理論包括:智能網(wǎng)核心思想和智能網(wǎng)概念模型(即智能網(wǎng)體系結(jié)構(gòu));工程應(yīng)用包括:SS7的智能網(wǎng)應(yīng)用部分INAP和SS7的CAMEL應(yīng)用部分CAP;系統(tǒng)設(shè)計(jì)是智能業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)、智能業(yè)務(wù)呼叫過程涉及到的TUP/ISUP與INAP流程、智能業(yè)務(wù)呼叫過程涉及到的MAP與CAP流程。

4 課外拓展和考核

我們在授課過程中應(yīng)穿插自己的科研和本學(xué)科的前沿技術(shù)或最新應(yīng)用，學(xué)生課后可以通過校園網(wǎng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，拓寬知識(shí)面豐富自己的專業(yè)知識(shí)。

我們將系統(tǒng)設(shè)計(jì)類型的知識(shí)單元布置為小論文或者大型作業(yè)。例如，利用開源SIP協(xié)議棧制作SIP電話和用Matlab仿真同步時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)等［7］。

傳統(tǒng)的筆試可用網(wǎng)絡(luò)考試代替，網(wǎng)絡(luò)中的題庫就是平時(shí)學(xué)生練習(xí)的題目。通過設(shè)置，每次自動(dòng)生成不同的試卷，學(xué)生可選擇適宜的時(shí)間參加考試?？荚嚱Y(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)給出成績并進(jìn)行分析，教師必須關(guān)注題庫的建設(shè)。

5 結(jié)語

本文探索了“交換技術(shù)”課程教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置。為了更生動(dòng)地掌握多種交換技術(shù)，我們采用一些線索把知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，把知識(shí)單元?jiǎng)澐譃椴煌愋?，針對不同類型采用不同的教學(xué)方法。同時(shí)我們還對學(xué)生的課外拓展內(nèi)容和課程考核方法進(jìn)行了探討。這些方法已經(jīng)用于08級(jí)通信工程專業(yè)學(xué)生的教學(xué)，發(fā)現(xiàn)它不僅能改善教學(xué)效果，而且對教師學(xué)術(shù)水平的提高也起到了促進(jìn)作用。

［1］ 糜正琨.交換技術(shù)［M］.北京:清華大學(xué)出版社.2006.7

［2］ 陳建亞.現(xiàn)代交換原理［M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社.2006.5

［3］ 桂海源.信令系統(tǒng)［M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社.2008.5

［4］ 王柏編.智能網(wǎng)教程［M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社.2000.7

［5］ 廖建新.移動(dòng)智能網(wǎng)［M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社.2000.11

［6］ 趙慧玲.以軟交換為核心的下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)［M］.北京:人民郵電出版社.2003.11

［7］ 陳美娟.交換技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探討［J］.成都:實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù).2007.10