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摘要:本文结合我院实验室近年来在通信工程专业建设中的相关成果及经验，详细地介绍了基于电信网络全程全网概念构建通信工程专业培养体系的方案，主要内容包括:结合最新电信网络的特征完善课程体系;建设全程全网实验内容———通过实验实现专业知识的融合并提升解决复杂工程问题的能力。本文对于通信工程专业建设具有借鉴意义。
关键词:全程全网;通信工程;复杂工程问题
0引言
电子信息类通信工程专业近年来一直都是各高校广泛开设的热门专业，面对通信及相关信息技术的快速发展，如何在保证巩固传统知识又紧跟新技术发展的前提下，提升通信工程专业的培养质量，为通信领域提供合格的人才培养，是目前众多高校面临的问题。我院通信工程专业一直处在国内同类专业排名前列，具有优良的传统。在近年的专业培养体系改革中又取得了较好的成绩，2015年成功通过了国家工程教育认证，并代表国内院校接受了国外认证专家(华盛顿协议组织专家)的考察并获得认可。通信技术在飞速发展，例如，移动通信技术在短短的十几年间，已经从2G技术发展到了今天的4G技术，目前5G技术也在逐渐成熟。如何完善通信工程专业新的培养体系是保证培养质量的一个关键，由于最新的电信网络汇聚和融合了各种最新的通信技术，可以帮助学生在全程全网的概念上提升对各种专业知识的掌握，因此以电信网络为参照来完善通信工程专业培养体系是一个很好的举措［1］。目前国内的电信运营企业(电信、移动和联通)以及国内的通信设备制造商(华为、中兴等公司)都具备了国际先进水平，可以很好地为我们提供丰富的案例参照。总体上，以先进的电信网络为参照构建通信工程专业培养体系，可以很好的呈现各课程之间的关联，让学生能够基于网络实现知识的融会贯通，提高学生综合应用知识解决复杂工程问题的能力，满足工程教育认证中的核心要求。
1电信网络的发展与专业课程体系调整
电信网络指的是为提供各种电信业务所构建的各种通信设备的综合系统，涵盖了通信领域中的传输、交换等各种技术。进入21世纪，我国的电信网络已经得到了大力发展，传统电信网络逐步成型。传统电信网络按照功能主要分为三个部分:传输网、业务网和支撑网，如图1所示。(1)传输网:完成通信信息的传输，包括:骨干传送网———实现业务节点之间信息传送，接入网———实现用户到业务节点之间的信息传送;(2)业务网:为电信业务提供逻辑控制服务，对于传统的电信业务主要就是提供交换接续控制，例如:电话网的业务节点就是程控交换机，移动通信网的业务节点就是基站、核心网单元等;(3)支撑网:为电信网络中各部分的协同工作提供支撑，主要包括:时钟同步系统、信令系统和网管系统。这个时期虽然电信网络已经进行了功能分类定义，但是各组成部分相对独立，因此在这一时期，通信工程专业的培养体系中，针对具体电信业务开设的专业课程较多，例如:“程控交换技术”、“移动通信系统”、“智能网”等课程，这些课程中也会介绍该业务体系的传输网络、支撑网(时钟、信令和网络)的内容。近十年随着分组交换及IP网络技术的广泛应用，电信业务融合成为趋势，基于多种传输技术构建的数据通信网成为了一个基础的网络通信平台，各种业务采用分层体系结构来实现，把业务控制、管理、接入分布于各层实现，形成了分层的电信网络体系结构。新一代的电信网络根据功能分成了:终端、接入、网络、控制、业务管理几个层面，整体上以网络为中心利用各层面的功能组合实现各种电信业务，在这种网络结构中充分体现了目前电信网的网络平台化、业务融合化的特点，如图2所示。IP承载网络已经成为了网络的核心，它可以支撑多种业务、实现灵活的业务控制和管理，而各种光通信技术、无线通信技术为IP承载网提供了基本的物理支撑。在这种网络模式下，电信网络实现了业务的融合，各种业务可以在一个共同的平台上实现，具体来讲就是传输的分组化、业务控制基于IP协议的软件化、用户接入的多样化。针对这种变化，通信技术呈现了以下的特点［3］:(1)以新一代移动通信系统为代表的电信业务综合化———目前的移动通信系统不仅可以提供基于电路交换技术的传统话音业务，也可以提供基于分组交换技术的网络信息服务;(2)以光通信为代表的传输技术宽带化———在骨干传输中以光通信为主的宽带传输技术发展迅速，同时用户接入的宽带化也使得光接入技术日益普及;(3)以IP技术为代表的信息网络分组化———在电信网络中IP数据网已经成为基本的承载网络;基于这三个特点建立的通信工程专业课程体系，不仅可以涵盖主流通信技术，也可以体现电信网络层次化的特点———光通信技术提供基础信息传输服务、IP数据网提供基本的网络承载、移动通信系统体现最新的业务管理与控制技术。图3是基于目前新一代电信网络特点设计的通信工程专业课程体系的基本架构。在具体课程设置时，各专业方向可设置专业基础课程和专业课程，专业基础课程采用必修的方式，而专业课程可以让学生选修，这样既保证了学生可以建立较完整的专业课程知识体系，也让学生可以根据自己的情况选择感兴趣的专业方向深入学习。这一课程体系实施时，各校可以根据自身优势及特色进行适当调整。例如我校在移动通信专业课程中引入了“轨道交通移动通信系统”课程。而在课程内容设置上，为了满足学生研究能力的培养要求，还可以在每个专业方向中设置一些研究性教学内容，培养学生的研究能力。
2全程全网专业实践教学内容的建设
专业培养体系中实践教学也是重要的一部分，实践教学除了培养学生的实践动手能力，还可以实现学生知识的综合应用，这也是现代工程教育中强调的解决复杂工程问题能力的培养。在通信工程专业实践中，安排全程全网实验内容可以很好地实现这些目标，这些实验内容需要学生运用课程体系中多门专业课程的知识才能完成，学生通过实践把相关知识利用电信网络中固有的关系联系起来，提高学生对知识的掌握及解决复杂工程问题的能力。全程全网的实验就是以电信网综合应用的模式进行专业工程实践，实验内容安排充分体现“业务的全流程”和“网络的全覆盖”的全程全网概念。设计的实验在有限的规模下不仅能够实现业务应用，同时还能够体现各种专业知识综合应用的特征。实验内容采用模块化的结构来实现，这样可以使得实验内容具有灵活的可裁剪性和广泛的适用性。基于以上目标，我们利用与企业共建的实验室分层设计实现了一个全程全网的电信网络综合实验平台，包括图4所示的四个部分:(1)光传输基础网络:利用光通信产品构建一个基本的光传输网络，网络可以提供多种速率的光通信数字接口，覆盖OTN、PON、DWDM、SDH等技术;(2)IP数据网络:利用网络路由器、交换机，在光传输基础网络上构建IP数据网络，提供多种路由协议(RIP，OSPF，ISIS等)和网络交换(MPLS)技术的应用实践;(3)软交换电话系统:利用软交换技术，在IP数据网络上，构建一个IP电话业务系统;(4)移动通信系统:在IP数据网的基础上把4G移动通信系统的基站系统eNodeB、核心网系统连接在一起，实现手机的上网服务。这个全程全网的实验平台不仅涵盖了目前通信技术中最重要的三个内容:光通信、移动通信和信息网络技术，同时通过模块化设计思路，可以使得实验系统中各个部分既相互融合，又相对独立，满足多种实验课程的需求。例如:在“IP数据网”层进行实验时，既可以屏蔽掉传输网络层侧重完成数据网层面的实验，也可以利用路由器接口与传输网络层一同完成传输技术层面的实验。实验平台的这些特点实现了实验内容多层次、多专业方向的覆盖，也就是说该实验平台既可以让学生系统化地了解通信网络的基本特点，也可以深入地理解各专业方向的知识，让学生在全程全网的概念中通过实践掌握专业知识和技能。构建一个全程全网的实验平台也面临一些问题，根据本专业建设过程中的经验教训。总体上，一个设计合理、内容完善的全程全网实践内容对于学生提高通信专业知识的综合掌握具有很好的意义，它不仅提供一个很好的专业知识实践应用平台，也为各种专业知识之间的关联提供了一个直观的展示，是整个通信工程专业培养体系的重要支撑。
3结语
本文根据通信技术发展的现状及通信工程专业建设中的成果，结合电信网络的特点，提出了利用全程全网概念完善通信工程专业培养体系的建设思路，并对如何设计具有全程全网特点的实验教学内容进行了分析设计。实践表明全程全网的概念对于有效更新通信工程专业教学内容、提高学生对于各种通信专业知识的掌握及解决通信工程领域复杂工程问题能力的培养都有积极的意义。
参考文献:
［1］吴建伟全程全网通信专业实验的开发与建设［J］．北京实验室技术与管理2005Vol．22No．10．
［2］中国科协学会学术部下一代网络及三网融合［M］．北京中国科学技术出版社2010:30-41．
［3］贾军营面向移动互联网的统一通信会议［J］．北京计算机系统应用2016Vol25No．6．
［4］曹志刚．通信原理与应用-系统案例部分［M］．北京:高等教育出版社，2015:146-147.
作者:卢燕飞 刘颖 李丞 周春月 单位:北京交通大学