通信與信息系統(tǒng)實驗教學示范中心建設研究論文

時間：2024-10-06 16:38:14 通信工程畢業(yè)論文我要投稿

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　　電子科技大學“通信與信息系統(tǒng)實驗教學示范中心”是2008年獲教育部批準的國家級本科專業(yè)實驗教學示范建設單位。實驗中心依托學�！巴ㄐ趴垢蓴_國家級重點實驗室”、“光纖傳感與通信教育部重點實驗室”，在“211工程”、“985工程”持續(xù)投入的支持下，通過整合通信、信息、網(wǎng)絡等方向原有的專業(yè)實驗室，形成涵蓋通信、網(wǎng)絡、信息、數(shù)字信號處理、通信集成電路、射頻無線電、光通信等學科專業(yè)領域的本科及研究生實驗教學基地。

通信與信息系統(tǒng)實驗教學示范中心建設研究論文

　　實驗中心以學科發(fā)展方向為牽引，以實驗課程建設和實驗教學改革為動力，以系統(tǒng)性、綜合性和實戰(zhàn)性為基點，推動實驗教學平臺建設和資源整合，通過對實驗中心整體架構進行詳細規(guī)劃和設計，構建了集傳輸、交換、接入、信息處理于一體的大型綜合通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，建立了一批與現(xiàn)代技術同步的高水平實驗室，形成了基礎、系統(tǒng)、綜合的多層次實驗教學平臺[1<，為高水平創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了一流的實驗教學環(huán)境。

　　為了加強對學生專業(yè)能力、工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實驗中心進一步實施了實驗教學體系的建設和改革，既保留和規(guī)范了傳統(tǒng)的專業(yè)基礎訓練的實驗項目，又增添和完善了系統(tǒng)級和多系統(tǒng)綜合的應用性、設計性和工程性訓練的實驗項目，提高學生理論到實踐的應用能力及建立全局的系統(tǒng)性觀念。同時，在多系統(tǒng)綜合平臺上開設了綜合性、創(chuàng)新性和工程性實驗內容，構建了“基礎型、應用型、綜合型、設計型、創(chuàng)新型”的分層次、循序漸進的實驗教學體系[4_5]。

　　本文介紹了實驗中心結合“循序漸進、逐步深人”專業(yè)實驗教學的特點，制定的實驗教學體系規(guī)劃和建設工作，分析了通信與信息系統(tǒng)專業(yè)實驗平臺建設需求，提出了實驗平臺與技術同步的可持續(xù)發(fā)展建設思路，并用新建實驗室的實例對該建設思路進行了說明。

　　1實驗中心定位與實驗教學體系改革

　　我校通信與信息系統(tǒng)國家級實驗教學示范中心是教育部批準的為數(shù)不多以專業(yè)命名的示范中心。其知識體系有專業(yè)主線貫穿于專業(yè)基礎、專業(yè)技術、專業(yè)系統(tǒng)、綜合應用和工程實踐中，學生由人門開始，循序漸進、逐步深人學習，最終達到對知識體系融會貫通和靈活運用的目的X。

　　1.1實驗中心定位

　　實驗中心以我校通信與信息系統(tǒng)優(yōu)勢學科為依托、以國內外先進技術為引導、培養(yǎng)學生工程實戰(zhàn)能力，建設專業(yè)能力和掌握國際先進技術的能力;培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的科學思維方法、探索知識與勇于創(chuàng)新的精神;促進學生專業(yè)知識、能力與素質的協(xié)調發(fā)展;培養(yǎng)專業(yè)能力強、工程素質高、創(chuàng)新意識好的通信與信息技術優(yōu)秀人才。

　　1.2實驗教學規(guī)劃設計

　　電子科技大學長期堅持“基礎理論與工程實踐并重”的人才培養(yǎng)理念，規(guī)劃設計了學校的實驗教學系統(tǒng)平臺結構：“公共基礎實驗平臺+多個專業(yè)實驗平臺”[8]。公共基礎實驗平臺提供全校公共基礎課程的教學實驗平臺，專業(yè)實驗平臺提供按專業(yè)方向進行整合的專業(yè)基礎和專業(yè)實驗平臺。按照學校實驗教學的總體規(guī)劃，依據(jù)基礎理論與工程實踐的人才培養(yǎng)理念[9]，實驗中心從以下4方面入手，著重打造通信與信息系統(tǒng)學科的專業(yè)實驗教學平臺和實驗教學體系：

　　1)構建與國內外一流企業(yè)合作的聯(lián)合培養(yǎng)模式：建立一批國內外一流企業(yè)密切合作的聯(lián)合實驗室，不斷引進新技術和新設備，保持實驗設備與技術同步發(fā)展的實驗條件和手段。

　　2)科研成果向實驗項目轉化：利用學科科研團隊的技術力量和科研環(huán)境，實現(xiàn)科研成果向實驗項目的轉化，為學生營造探索、創(chuàng)新實驗環(huán)境。

　　3)建設一流的專業(yè)實驗教學平臺：構筑一個集現(xiàn)代通信技術、網(wǎng)絡技術、信息處理技術為一體的，技術先進、功能比較齊全的國內一流的“通信與信息系統(tǒng)實驗平臺”;配置品質精良、結構合理、數(shù)量充足的儀器設備，滿足本學科通信技術、網(wǎng)絡技術、信息技術類專業(yè)的實驗教學需要。

　　4)多層次人才培養(yǎng)的實驗體系：強調綜合性、設計性、開放性實驗教學，加強學生實踐能力、設計能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng);促進學生的知識、能力、素質綜合協(xié)調發(fā)展的實驗教學體系。

　　1.3實驗教學體系建設

　　實驗中心根據(jù)本科專業(yè)實驗教學循序漸進、逐步深入的特點，對實驗教學進行總體設計，把四年的實驗教學作為一個整體來統(tǒng)一考慮，著力打造了“三種實驗平臺、四類教學形式、五層次實驗內容”的實驗教學體系。

　　1)三種實驗平臺：專業(yè)基礎實驗平臺、專業(yè)系統(tǒng)實驗平臺、工程與創(chuàng)新實驗平臺。

　　2)四類教學形式：課程實驗、實驗課程、專項實驗、科技制作。

　　3)五層次實驗內容：基礎型、應用型、綜合型、設計型、創(chuàng)新型。

　　為配合學生逐步深人學習專業(yè)知識，實驗中心提供了與之相適應的從原理驗證性實驗到系統(tǒng)性、綜合性和創(chuàng)新性實驗。通信射頻電路、通信ASIC、通信信號處理、嵌人式系統(tǒng)、通信與交換系統(tǒng)、通信網(wǎng)技術、接入網(wǎng)技術、網(wǎng)絡互聯(lián)與路由技術等一系列的實驗成為實驗中心的核心實驗內容。

　　整體實驗體系改變了一門課一個實驗、缺少整體匹配、教學內容既交錯重疊又有空隙的問題。對實驗教學進行了總體設計，把四年的實驗教學作為一個整體來統(tǒng)一考慮。

　　層次化實驗從基礎性的驗證型實驗到綜合性、創(chuàng)新性的研究型實驗，構建了層次多樣的實驗體系，達到了對學生基礎研究、專業(yè)技能、工程素養(yǎng)三方面均衡能力培養(yǎng)的目的。

　　為適應新技術的發(fā)展需要，讓學生了解和掌握當前最先進的專業(yè)技術，中心借助先進的軟硬件基礎設施，依托高水平的科研項目，根據(jù)實際需要不斷對實驗內容和實驗項目從以下3個方面進行調整和更新。

　　1)加大設計型實驗比例：在確�；A型、應用型實驗質量的同時，通過各種方式增加綜合型、設計型、創(chuàng)新型實驗的比例。學生通過參加各級各類比賽或提交實驗報告和實驗成果的方式完成創(chuàng)新實驗。

　　2)增加學科發(fā)展方向的新實驗：減少驗證性實驗項目，借助科研成果，增加反映學科發(fā)展方向的新實驗和融研究、創(chuàng)新、實踐于一體的實驗項目。

　　3)利用科研成果豐富實驗內容：加大科研成果向實驗轉化的力度，研制高水平實驗設備，設計高水平實驗內容。

　　2科學規(guī)劃，建設一流的實驗教學環(huán)境

　　1994年電子科技大學集中了通信、信息和網(wǎng)絡等方向的專業(yè)實驗室，正式成立了通信與信息系統(tǒng)實驗中心。實驗中心包括了通信工程實驗室、計算機通信網(wǎng)實驗室、信號與系統(tǒng)實驗室、廣播電視工程實驗室、無線電技術實驗室以及微機原理實驗室。2.1把握學科發(fā)展方向，樹立可持續(xù)性發(fā)展的建設思路

　　從2000年開始，我們重新整理實驗中心的建設思路，重點關注如何更好地保持實驗中心的實驗系統(tǒng)環(huán)境與技術發(fā)展同步?如何加強學生在系統(tǒng)性和工程性方面的訓練等問題?各個獨立的實驗平臺難以在技術發(fā)展中持續(xù)發(fā)揮作用，也難以提供多系統(tǒng)綜合的實驗環(huán)境和工程實踐環(huán)境。為此，我們提出了“規(guī)范基礎實驗訓練、統(tǒng)一實驗系統(tǒng)架構、保障可持續(xù)發(fā)展”的實驗中心建設思路。經過充分論證和和詳細設計，我們確定了實驗中心通過建設一個實驗系統(tǒng)共享平臺，以此平臺為基礎，將多個獨立的實驗系統(tǒng)有機整合為大型綜合性系統(tǒng)實驗平臺，形成可持續(xù)性發(fā)展的實驗系統(tǒng)架構的建設規(guī)劃。

　　通信與信息系統(tǒng)學科各專業(yè)的一個共同點是：幾乎所有的專業(yè)技術都與通信信道有直接或間接的關系，實驗條件也幾乎都涉及一種或多種信道。信道資源是該學科各專業(yè)的共性資源，并且是學科技術持續(xù)發(fā)展不可或缺的資源〇因此，我們設計了一種集傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)、IP網(wǎng)、接入網(wǎng)為一體的大型綜合通信系統(tǒng)——骨干傳輸系統(tǒng)，作為實驗中心的共享實驗平臺，提供模擬信道、數(shù)字信道、電路交換與分組交換網(wǎng)等多種類型的信道和網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)實驗平臺的整合，所構成的以骨干傳輸系統(tǒng)為基礎的實驗系統(tǒng)架構如圖1所7K。

　　該共享平臺需要具備如下特點：

　　1)資源共享性。為各實驗系統(tǒng)平臺提供基礎'資源共享的能力。

　　2)平臺組合性。各個系統(tǒng)既是獨立的實驗平臺，又是綜合實驗平臺的組成部分。

　　3)持續(xù)發(fā)展性。較強的擴展能力，為實驗系統(tǒng)架構可持續(xù)發(fā)展需要提供保證。

　　4)系統(tǒng)整合性。能實現(xiàn)多系統(tǒng)的有機整合，構成反映現(xiàn)代技術的大型綜合性系統(tǒng)。

　　5)發(fā)展繼承性。共享平臺的擴展能力使得在新建或擴建實驗平臺時，能充分利用共享平臺和其他原有平臺的實驗資源。

　　通過與國內外著名通信和網(wǎng)絡設備廠商如CISCO、Motorola、TI、ALTERA、華為、中興、邁普等共建實驗室的方式，實驗中心建設了骨干傳輸系統(tǒng)共享實驗平臺[圖1(a)]。平臺采用成熟的商用系統(tǒng)，按照電信工程規(guī)范設計建設，提供了與運營商真實系統(tǒng)完全一致的實驗教學環(huán)境。在實驗室環(huán)境中為學生提供了接觸、研究和操作真實系統(tǒng)的工作體驗和工程實踐條件[圖1(b)]。該平臺傳輸網(wǎng)采用三節(jié)點的SDH構成，提供豐富的多種速率的傳輸信道;電路交換網(wǎng)采用兩臺商用程控交換機通過SDH系統(tǒng)構成，提供豐富的電路交換的模擬信道資源;IP網(wǎng)絡采用多個廠商的路由器以太網(wǎng)交換機和無線AP接人點，在SDH上分別構建了廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和無線局域網(wǎng)系統(tǒng);接人網(wǎng)采用撥號Modem和ADSL接入通過程控交換網(wǎng)構成。為學生提供了語音、數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)、接人網(wǎng)、無線網(wǎng)等多種業(yè)務的多系統(tǒng)綜合多功能實驗環(huán)境和工程實踐環(huán)境覆蓋了通信與信息系統(tǒng)的絕大部分的主流應用系統(tǒng)，是實驗中心提供信道和網(wǎng)絡通信資源的共享平臺。在該共享平臺基礎上，實驗中心對各專業(yè)實驗骨干傳輸系統(tǒng)具備的“便于平臺整合、易于系統(tǒng)擴充，共享通信資源、統(tǒng)一實驗架構、可持續(xù)發(fā)展能力”的特點，在其后實驗中心的建設發(fā)展過程中得到印證。2008年以來新建和計劃建設的實驗平臺，同時需要考慮與原有平臺的有效整合時，骨干傳輸系統(tǒng)起到了重要支撐作用。

　　實驗中心的共享實驗系統(tǒng)架構的建設思路，成為國內多所高校通信與信息系統(tǒng)實驗室建設的仿效對象。深圳訊方公司以此系統(tǒng)架構為藍本，推出了高校通信與網(wǎng)絡實驗系統(tǒng)產品。據(jù)訊方公司統(tǒng)計，國內已有近百所高校及高專的通信與網(wǎng)絡實驗室的建設采用該系統(tǒng)產品。

　　2.2緊跟技術發(fā)展，建設先進的實驗教學環(huán)境

　　科學技術的不斷發(fā)展，要求實驗中心的實驗環(huán)境能跟上技術發(fā)展的步伐，為實驗教學提供與技術發(fā)展先進水平相適應的實驗教學平臺，讓學生能不斷接觸先進技術的前沿領域，開展研究分析，實現(xiàn)創(chuàng)新探索。

　　實驗中心要及時將先進技術的最新成果和系統(tǒng)納入到中心的共享平臺架構中，不斷發(fā)展、更新和整合實驗教學平臺，在新建和擴建實驗平臺時，為使實驗平臺能發(fā)揮最大效用和充分利用原有實驗平臺的資源，應把握和遵循了以下4個原則：

　　1)與學科發(fā)展方向和趨勢保持一致;

　　2)能反映當代技術最新發(fā)展的特征;

　　3)能提供多功能多層次的實現(xiàn)環(huán)境;

　　4)能與實驗中心的現(xiàn)有平臺進行有效整合。2008年以來，針對通信與信息系統(tǒng)學科在通信技術、網(wǎng)絡技術、DSP技術、嵌人式技術方向的室平臺系統(tǒng)進行整合，互聯(lián)與路由、計算機通信和程控交換三個實驗平臺歸并到骨干傳輸系統(tǒng)實驗室中。所形成的統(tǒng)一實驗系統(tǒng)架構如圖2所示。

　　發(fā)展現(xiàn)狀，實驗中心陸續(xù)新建和擴建了“網(wǎng)絡工程”、“通信系統(tǒng)”，“綜合接入網(wǎng)”和“微處理器與嵌入式設計”等實驗平臺，保持了實驗中心的實驗環(huán)境能及時反映當前最新技術發(fā)展的現(xiàn)狀。

　　限于篇幅，在此僅簡要介紹新建的“網(wǎng)絡工程”和“綜合接人網(wǎng)”兩個實驗平臺整合到實驗中心共享平臺實驗體系架構中的建設思路。

　　1)網(wǎng)絡工程實驗平臺建設思路

　　網(wǎng)絡工程實驗平臺(圖3)應為學生展現(xiàn)當前多種網(wǎng)絡技術相互滲透、相互融合的技術和發(fā)展趨勢。實驗平臺應能夠靈活實現(xiàn)多種類型組網(wǎng)形態(tài)，為學生提供組網(wǎng)的規(guī)劃、設計、建設、測試、評價等多方位的綜合設計和實驗環(huán)境，訓練學生的知識綜合運用能力和工程實踐能力。

　　網(wǎng)絡工程實驗平臺由6個平臺節(jié)點組成(圖3(a))。每個節(jié)點平臺包含了4臺路由器和4臺以太網(wǎng)交換機，自身就可組建一個小型網(wǎng)絡系統(tǒng)，可提供小組的內部級別的組網(wǎng)實驗。平臺節(jié)點又通過共享系統(tǒng)的SDH信道實現(xiàn)連接。利用SDH可靈活改變連接關系的特性，這6個節(jié)點組成的實驗平臺形成一種可靈活組建各種形式的廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)等實驗平臺。在此平臺上可進行多網(wǎng)互聯(lián)、內部/外部路由等專業(yè)技術方面的實驗，提供園區(qū)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、運營網(wǎng)、廣域網(wǎng)等組網(wǎng)架構和工程技術方面的實驗，還可提供大型網(wǎng)絡性能模型、流量模型等方面的理論分析的實驗驗證。圖3(b)展示了用該平臺構建的一種企業(yè)網(wǎng)實驗環(huán)境。

　　2)綜合接入網(wǎng)實驗平臺建設思路

　　綜合接人網(wǎng)實驗平臺反映了當前接入網(wǎng)技術呈現(xiàn)的多種接人方式并存、接入控制手段繁復的現(xiàn)狀。實驗平臺為學生建立多種接人方式的實驗環(huán)境’建立各種接人方式的控制以及綜合的接入控制實驗環(huán)境。

　　平臺建設根據(jù)“電信接入網(wǎng)”和“IP接人網(wǎng)”在體系架構標準上的發(fā)展趨勢，在原有的ADSL接入和撥號接入的基礎上，擴充了新的駐地網(wǎng)、無線網(wǎng)、無源光網(wǎng)絡(EPON)等接入方式。自主設計實現(xiàn)了綜合接人控制系統(tǒng)，構成了一種與接人網(wǎng)標準發(fā)展趨勢相吻合的綜合接人技術實驗平臺(圖4)，為學生提供了一種認知、分析和研究探索接人網(wǎng)最新發(fā)展的實驗實踐環(huán)境。

　　過整合，將骨干傳輸系統(tǒng)的資源和已有實驗平臺的部分資源納人到了綜合平臺中。綜合接人網(wǎng)結構中的匯聚網(wǎng)、核心網(wǎng)、駐地網(wǎng)、專線接人、無線接人均是原有的實驗平臺資源，僅新增了EPON接人系統(tǒng)，在不影響原有系統(tǒng)平臺實驗功能的條件下，通過簡單整理組合，以較少的投資實現(xiàn)了接人手段相對齊全、接人體系結構完整的綜合接人網(wǎng)平臺。

　　3結束語

　　通信與信息系統(tǒng)學科既是一個古老又是一個新興的學科。它的古老在于它的歷史悠久，它的新興在于它的新陳代謝十分活躍，使該學科的專業(yè)實驗室建設和持續(xù)發(fā)展既有機遇又有挑戰(zhàn)。本文對該學科“循序漸進、逐步深人”的專業(yè)實驗教學體系進行了分析，討論了實驗平臺建設可持續(xù)發(fā)展的思路，提出了以共享平臺為基礎的實驗中心平臺建設方案。通過將多個獨立實驗平臺整合形成統(tǒng)一的綜合實驗平臺系統(tǒng)架構，在實驗平臺間形成資源共享、繼承和擴展關系，實現(xiàn)實驗中心平臺保持與技術同步的可持續(xù)發(fā)展。

　　結合實驗中心新建的“網(wǎng)絡工程”、“綜合接人系統(tǒng)”實驗平臺實例，介紹了新建實驗平臺在共享實驗平臺上的共享、繼承和擴展的建設思路。

　　參考文獻

　　[1]錢潔，劉志學，唐吉吉，等.開放式研究型實驗教學平臺建設[J].實驗室研究與探索，2009,28(6):I55-159.

　　[3]周旭章.多學科共享實驗教學平臺建設與實踐[J]?實驗技術與管理，2009,26(11):196-199.

　　[3]嚴金華，高校共享實驗平臺的建立.江蘇教育學院學報：自然科學版，2009(4):69-70.

　　[4]張國安，徐晨，楊永杰，等，現(xiàn)代通信網(wǎng)絡系統(tǒng)實驗室的構建[J].電氣電子教學學報，2004,26(4):81-85.

　　[5]李中云.綜合通信網(wǎng)絡實驗平臺建設的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011(11):52-54.

　　[6]孫孟軍.常貫超，積極探索實驗教學改革，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[I]?健康必讀，2011(7):436-436.

　　[7]馮林，吳振宇，于麗英.大學生綜合創(chuàng)新實驗中心建設的探索與實驗[J]?實驗技術與管理，2011,28(8):110-113.

　　[8]李淑華.實驗教學信息化平臺建設與實踐[J].山西科技，2011，26(5):132-133.

　　[9]安建，張鵬，形神兼?zhèn)浣ㄔO國內一流實驗教學中心——專訪華中科技大學基礎醫(yī)學實驗教學中心主任李和教授[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011(13):6-8.

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