空天地一体化网络虚拟仿真实验

空天地一体化网络虚拟仿真实验

实验要求

(1)专业与年级要求

通信工程、电子信息科学与技术;大三、四年级

(2)基本知识和能力要求

学习通信领域工程技术工作所需的相关数学和物理基础知识,具有电子电路、信号与信息处理、电磁场与微波、计算机技术及应用、信息与通信系统等工程和专业基础及通信工程专业系统知识;针对特定需求进行通信软硬件模块或系统的设计与开发,并能够在设计环节中体现创新意识。接受较好的工程实践基本训练,能够将这些知识用于解决通信系统与网络中的工程问题;能够基于科学原理并采用科学方法对通信系统与网络中的复杂工程问题进行研究,设计实验方案,获取、分析处理与解释数据,并通过信息综合得到合理有效的结论;了解企业管理、安全生产、产品工艺与质量等方面的企业需求和企业生产流程;通过工程训练和课程设计全面提高学生的实际动手操作能力。

3)教师可以在系统内上传理论题目作为题库保存在服务器上,考试的时候将考试题目下发给学生,学生完成答题后提交试卷,系统自动评分。


教学成果

步骤1:点击“开始实验”后自动进入到实验选择界面,可供选择实验模块有NGN应用背景、NGN设备及原理认知、对接MGCP/SIP终端业务、C&C08基本业务实现与对接、对接业务数据配置五个实验模块。选中NGN应用背景模块,点击“进入实验”按钮,进入世界场景。首先看到的是世界地图和背景简介内容,对固网NGN技术的应用背景进行了简单介绍。然后可以点击“中国”图标查看中国地图。

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步骤2:点击“中国”图标,切换到“看产品”和“看市场”页面查看固网NGN技术主要运用行业、市场以及场景特点等。

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步骤3:点击界面中闪烁的大庆油田图片按钮,切换到户外场景页面查看各场景与机房间的关系链路图,可通过鼠标点击旋转查看。

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步骤4:点击“原理拓扑”按钮,可打开各主要设备间的原理拓扑图,查看相关流程动画,学习和了解各设备和场景间的链路关系。然后点击“实验选择”按钮可切换到实验选择页面,选择其它实验。


实验背景

随着各种新兴技术如物联网、大数据、虚拟现实、人工智能(AI)、第五代移动通信(5G)等技术的不断涌现,对信息交流与传递提出了更高的需求。特别是近来年 IP 技术的日益成熟,通过分组网络实现端到端融合语音、数据、视频的应用已经表现出在未来市场越来越强的竞争力。目前人们已认识到分离的语音、数据、视频网络必将逐渐融合演变成为集多种业务于一体的、分组IP的、开放的下一代通信网络(Next Generation Net,NGN )。

为了满足现代通信工程教育对实习实训越来越高的需求,解决实验设备过于昂贵而无法普及的问题,以“虚拟仿真+NGN网络”为中心,搭建“NGN数据组网标准技术” 虚拟仿真实验,为我校电子信息类专业提供多网络之间的互连互通虚拟仿真实验。该实验将通信网络所有功能以形象直观的方式,运行在个人电脑上,并以多媒体的方式形象地演示系统组网、硬件实体、数据配置、告警演示、业务实现等功能,让学生亲身体验最真实的硬件环境,模拟设备操作,体验主流通信业务,进而对通信网络之间的互联互通有更加深刻的认识,建立起全程全网的系统思维。该虚拟仿真实验将理论教学、实验教学与工程实践完美结合,适用于现代通信网、现代交换技术、移动通信网、光纤通信、光传输网等课程的实验教学。


设计原则

1. 结合我院建成的“现代通信技术”综合实验室硬件设备,“虚实”结合;投入资金少,维护、更新成本低;

2. 通信仿真设备模块互联互通,后期可随着技术发展扩展新设备模块,与商用技术发展同步;

3. 提供各种3D综合场景,开展综合项目实训,满足我院项目教学、实习、毕业设计的改革需求;

4. 支持VR虚拟现实功能,学生能更真实地熟悉各种场景的硬件安装及应用;

5. 提供教学资源库、个人中心、教师管理模块,方便教学实验管理。

虚拟仿真实验包含:NGN 应用背景、NGN 设备及原理认知、对接MGCP/SIP 终端业务、C&C08 基本业务实现与对接、对接业务数据配置五大实验模块。


实验目标

“NGN 数据组网标准技术虚拟仿真实验”可以完成与《现代通信网技术》、《现代交换原理》、《移动通信》、《光纤通信》等课程教学相关的基础实验内容,也可以通过跨设备之间的组网,灵活定义出场景并根据场景进行相关数据配置,实现多业务、多平台之间的项目实验实训。从实验的NGN 应用背景到相关设备以及原理认知的介绍,再到使用MGCP/SIP 两种不同协议对接终端业务、C&C08 基本业务实现与对接、对接业务数据配置等相关配置操作。引导学生进行学习和操作,形成对VIOP 电话通信各环节的认知闭环,加深对相关课程知识点的学习和理解。


成绩评定

    1.管理端提供管理中心,可以对学生账号进行管理,添加、删除、修改账号信息,可以登录学生账号查看实验情况。实验端提供个人中心,主要实现了用户注册登录的操作过程,能够在服务端提供个人账户进行登录学习、考试等操作。

    2.学生登录系统后,可以查看到相关学习资源如操作指导、操作视频、课件等,帮助学生快速上手操作。

    3.教师可以在系统内上传理论题目作为题库保存在服务器上,考试的时候将考试题目下发给学生,学生完成答题后提交试卷,系统自动评分。