《程控交换与通信网》课程中的实践教学探讨

江晓明

摘要: 电子通信行业的技术发展对该专业大学生的实践能力提出了较高的要求,而《程控交换与通信网》作为电子通信专业类十分重要的专业课程,本身就具有较强的实践性。在该课程的教学过程中,教师可以通过课堂教学的实践引导、实验教学的与时俱进、实习基地的现场体验等行之有效的改进措施,来提高学生的实践动手能力,以真正做到学以致用。实际情况证明,通过以上这些改进方法的实施,该课程的教学工作取得了更加良好的效果。

关键词: 《程控交换与通信网》课程实践教学实践能力

一、前言

《程控交换与通信网》是高等院校通信与电子信息类专业的一门实用性较强的核心专业课程,内容涉及电信级通信网络的基本概念、建网规则、技术实现方法和运行分析方式等多个方面。这些知识广泛应用于各类通信网及电子通信设备的工程、开发、管理及维护。该课程具备较强的实践性,与学生将来从事电子通信的工作联系十分紧密,因此能加强学生的实践能力,特别是提高学生对当前电信级通信设备的认识和操作水平,提高学生毕业后从事电子通信行业的动手能力和就业信心,帮助学生真正实现学以致用。

笔者多年来在从事《程控交换与通信网》课程的教学和科研工作中,一直致力于提高学生对各类通信网络设备的认识和实践动手能力。通过不断摸索、实践和体会,笔者认为在该课程教学过程中教师可以通过以下三个具体的有效途径来提升学生实践动手的能力:一是教师努力提高自身对通信网新技术的认识和实践操作水平。在课堂教学中,教师除了要讲清楚各类网络的基本概念和技术外,应该多启发学生思考在通信网建设的实际工程和具体通信设备的配置维护中,该如何来运用教科书中的技术。二是教师要构建接近于当前实际电信网络的网络硬件实验环境和软件配置开发平台,增加实验教学和课程设计在该课程教学中的比重,并结合具体情况,制作既有验证性又有开发性的实验及课程设计指导书,给学生充分实践动手和体会消化的机会。三是教师可与当地的电信运营商建立联系,共同建设通信网实习基地,通过技术讲座、网络参观、业务体验,以及对一些电信设备和电信管理软件的操作,进一步加强《程控交换与通信网》课程的实践教学,全面提升学生的实践能力。

二、课堂教学中的实践引导

《程控交换与通信网》主要分为三个部分:第一部分是介绍当前各类电信级通信网的基本概念、建网规则和主要组网技术;第二部分是讲解TST、CLOS、ATM、软交换等交换网络的工作原理与控制方法;第三部分是使用概率论和爱尔兰公式等数学工具对通信网的话务性能和控制能力进行一定的分析。学生理解了这三个部分的主要原理并能应用于实际的通信网络,就能较好地掌握该课程的知识,以指导将来的实践工作。

教师在课堂教学过程中,第一部分的内容主要是先讲通信网的概念和组成,然后介绍公用电话网PSTN、数字传送网(PDH/SDH/WDM)、综合业务数字网ISDN、公共陆地移动通信网PLMN、智能网IN、接入网AN、各类数据网(如DDN)等多种通信业务网的技术和组网情况,最后讲解公共信道信令网CCSN、数字同步网DSN、电信管理网TMN三种通信支撑网对以上通信业务网的控制和管理。比如在讲解最基本通信业务网PSTN的基本技术后,笔者建议教师可向学生介绍电话通信设备的开局、扩容、改造、升级等软硬件技术流程;在讲解智能网IN建网的基本原理后,笔者建议教师介绍实际通信网络中电话卡、电话投票与查询、被叫集中付费800等智能业务数据配置的建立和撤销过程,突出体现该网络业务的灵活性和增值性等特点;在讲解支撑网中的公共信道信令网CCSN时,可以介绍如何通过信令分析软件来管理电话和手机的接续,来判断和定位通信故障点,在说明数字同步网DSN技术时,可以介绍用GPS卫星系统进行全球数字同步与全球定位的区别等等。总之,在通信网理论和技术的讲解中,教师应多引导学生联系实际,加强理论知识和实际使用技能的联系。

第二部分TST等交换网络的内容是程控交换的基础,在讲解的过程中教师应该多使用图例,最好是通过制作不同角度的Flash动画来加深学生对电路时隙交换的认识和理解;在讲解ATM等宽带交换方式时,教师可以联系ADSL宽带交换接入的实例和仪器设备来分析DMT和CAP等重要的调制复用技术;在讲解软交换时,教师可多联系固定和移动通信网络中的实际使用到的软交换媒体网关的工作过程,通过实际的智能业务分析来说明软交换中业务控制和承载控制相分离的主要特点。

第三部分内容主要是借助概率论和排队论等数学模型,分析当前各类通信网话务特性。以电话网的网络特性和对应的分析工具爱尔兰公式为例,该内容主要是分析用户电话话务量、呼损率和交换设备线数三者的重要关系,教师可以联系实际从三个方面进行举例说明。如对应某电话网已知用户数和交换设备线数,来确定用户呼损率是否符合通信行业的要求;又如根据呼损要求和已有交换设备容量及性能,来确定可以接入多少用户,进而确定放出的电话号码数;再如可以根据建网当地的用户话务量和服务呼损要求,来确定采购多大容量和什么性能的电话交换机及传输设备,以此作为技术数据供网络的投资商来决策。

可见,在《程控交换与通信网》课程的课堂教学中,教师应该在讲明白基本理论的同时,多联系实际工程中的设计、管理和维护,开阔学生的眼界,提升学生的学习兴趣,为学生在该课程后面的实验、实习及毕业后的相关工作打下一定的实践基础。

三、实验教学和课程设计的改进

对于《程控交换与通信网》课程的实验教学,大多数普通高校的课程学时以前不超过8个,实验设备和实验过程也都比较简单,绝大多数借助于简陋的程控交换实验箱,甚至把普通电话机的组装和测试这些技术含量较低的操作作为非常重要的实验内容。随着中兴、华为等国内通信设备制造商的崛起,许多高校构建了较完整的包含实际通信网中使用的交换和传输等设备的专业实验室。同时一些高校通过增加对应课程的实验学时,修改实验操作软件平台与实验指导书,引导学生取得了更理想的实践效果。

以我校通信专业为例,2007年该课程的专业实验室已建设完毕,包含程控交换、SDH传输和宽带数据接入三类网络的重要硬件实验设备和软件实验平台。我校增加了交换传输设备硬件组装和配置、各类信令数据的制作和跟踪分析、SDH环网的网络设计、交换机计费查询及话务统计的制作、数据通信设备宽带上网调测等近十个既有验证性又有设计性的实验。另外,为了指导这些新型教学实验和课程设计工作的开展,根据该专业实验网络设备的功能,我校通信专业制作和改进了相应的实验和课程设计指导书,还鼓励学生根据指导书上的提示,自己动脑动手设计实验。比如该专业根据学生自己构想来设计一些增值通信业务和新型通信方式,如三方通话、电话投票、免打扰、恶意呼叫追查等。与此同时,我校《程控交换与通信网》课程的教学计划也作了大的调整,实验学时从原来的6个学时增加到15个学时,并在学期结束的时候只针对该课程安排一周的课程设计任务。在任课和实验老师的指导下,学生充分认识和理解了这些设备和对应的网络技术,学会了从硬件网络和软件平台两个方面来操作和管理这些设备和网络。以上实验教学和课程设计的改进措施增强了学生对该课程所学理论知识的理解力,大大提高了学生对与该课程有关的通信业务的实践动手能力。

《程控交换与通信网》专业实验室的建立,以及该课程实验教学和课程设计的改进工作,使我校通信专业学生的对该课程的学习兴趣大大加强,学习效果明显提高。学生对该课程的教学满意度也有了很大的提高,从2006年的82%上升至现在的95%。

四、电信实习基地的建立

高校投入的实验经费是有限的,能构建的网络实验室也只能涵盖通信网中部分重要的设备和技术,而通信网设备和技术的发展是非常迅速,如当前传输网络中的智能光交换网络ASON、波分复用传输WDM,下一代网络NGN中的各类网关设备,等等。因此高校要让学生对这些与《程控交换与通信网》课程相关的新兴技术有所了解和进行实践学习,就必须与当地各个电信运营商建立良好的合作关系,给学生提供稳定的实习基地,创造条件让学生更多地接触当前的先进设备和先进技术。

以我校为例,结合该课程的课堂教学和专业实验室的实验和课设,我校组织学生到当地的电信公司、移动公司、联通公司、广电集团等单位实习,使他们能接触到更多最新的网络技术和技能。比如本地的电信分公司,硬件设备很多:光缆装置、光接收与发射机、数字电路测试架、华为及富士通程控交换机、UT小灵通交换机、中兴ADSL宽带接入设备、3G移动控制中心设备、模拟电路测试架、通信保险架及电源设备,等等。在实习现场,学生可以在电信工程师的指导下进行传统电信通信业务和新型的3G通信业务的体验,还可以进行一系列的硬件安装操作和软件控制管理的实习。学生通过这样的体验和实习能更加理解该课程的理论知识,并能使自己的实践操作水平得到进一步的提高。

五、结语

电子通信行业由于技术发展和人才竞争,对该专业学生的要求愈来愈高,只有既有扎实理论基础又有较强实践动手能力的大学毕业生才有更强的市场竞争力。因此在该专业的核心专业课程《程控交换与通信网》的理论教学和技术实践中,技术实践显得尤为重要。教师通过在该课程中课堂教学的实践引导、实验教学的与时俱进、实习基地的现场体验等行之有效的措施,可以较好地解决本专业学生在学习该课程过程中理论和实践脱节的严重矛盾。我校对最近两届电子通信类专业毕业学生进行了问卷调查,发现:90%的学生反映以上的实践教学的改进让他们对《程控交换与通信网》课程所学知识掌握得更加牢固,对毕业后从事相关通信网络行业的实际工作更有信心。

参考文献:

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