一、    简述：

通信电子技术飞速发展，各种新技术不断引用，相应的理论教材也在不断更新，因此工程类本科教学的实验设备、实验方法和手段必须作相应调整，即：保留传统的原理性实验，加强系统性实验；要有验证性实验，更需创新扩展性实验；既能完成课程实验，又能跟商用设备结合构成集原理与系统于一体的工程通信系统；从而让学生更能明确学习目的、更早建立实际通信系统的概念、更具竞争力和适应能力。

下一代通信网络NGN主要有：软交换、SDH光传输、接入设备三部分构成，它是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。

通信网络综合实训系统是有南京润众科技有限公司开发的集商用设备与实验设备、原理实验和系统实验、验证实验与扩展实验于一体的新型实验实训设备。实训系统主要有：NGN现代交换技术设备，移动通信设备，SDH光传输设备，宽带接入、PSTN接入、GSM/CDMA接入设备、信令采集与分析设备等构成。系统克服了传统商用设备只能进行终端配置不能动手测试、实验设备无法构成通信系统的缺点，能满足通信工程类学生完成：现代交换技术、移动通信技术、通信原理、SDH技术、通信网络、接入网技术、通信网信令、三网合一技术等实验与实训。

二、 建设方案

通信实验设备经过多年不断的总结与提升，由以前单一孤立的实验箱发展成集原理实验、系统实验、设备实训于一体的综合实验实训系统，从而避免通信实验设备的重复建设，使学校有限的经费更有效。

建议建设方案：

第一步：NGN软交换设备（软交换中心与现代交换技术实验平台）；

支持课程：《现代交换技术》、《NGN技术基础》

第二步：SDH光传输设备（SDH设备与EPON光接入）；

支持课程：《SDH技术》、《EPON/GPON从原理到实践》、《PON技术与应用》、《光纤到户（FTTH）安装调试》

第三步：接入网设备（宽带接入）、数字基带（通信原理）接入、光纤（光纤通信）接入、移动接入（GSM基站接入、3G TD-SCDMA基站接入、4G TD-LTE基站接入）；

支持课程：《宽带接入技术》、《通信原理》、《光纤通信》、《移动通信技术》、《移动通信网络与维护》

第四步：测试设备

注：学校可根据经费分步建或一次性建，接入网设备也可分次购买。

三、仪器配置

四、  主要设备指标

概述：

实训系统以软交换中心为核心，所配原理实验设备在核心网接入模块的支持下，经EPON光接入和SDH光传输至软交换中心，使实训系统实现不同实验设备间、实验设备和商用设备间互连互通，确保实训系统既能完成通信工程学生相应课程的原理性实验（通信原理、现代交换技术、移动通信系统、光纤通信、光接入、SDH传输技术、通信网络等），又能完成实际通信网络实训（网络构建、网络维护、网络协议分析）；

（一）移动通信系统

RZ800X移动通信系统有RZ8001移动终端、RZ8002移动基站、RZ8003移动交换机组成。RZ8001移动终端既可完成基本的移动原理实验且能自成系统完成相当于GSM和CDMA手机的通话与测试实验；也可和移动基站 （RZ8002）、移动交换机（RZ8003）配合构成一个完整的移动通信系统。

☆1．体现移动通信网的框架，以真实的移动通信网为模型，有独立的移动终端（MS）、独立的移动基站（BTS+BSC）、独立的移动交换机（MSC）及PC服务器（HLR、VLR、AUC、EIR等）。四者可以组成一个移动通信网，方便学生理解移动通信网的构建、移动网各主要组成部分（MS、BSS、MSC、HLR、VLR、AUC、EIR）的作用及工作原理，为学生从事移动网络维护打下基础。

2．子系统包含：35个移动终端（终端数可少配）、4个基站、2个移动交换机，四个基站与移动交换机间用光纤相连，并能和SDH适配。

3．移动通信原理实验箱（MS）在完成移动原理实验的同时应能将各模块级联起来构成一个模拟手机，学生可测试各级信号，能观测GSM手机GMSK的突发信号，为学生以后从事手机维护和手机调试打下基础。

4．移动子网内能完成移动终端与移动基站间的小区切换实验、子系统间能实现移动终端漫游实验。

☆5．整个移动网的运行状况，移动用户的身份识别，移动用户位置识别、位置登记、位置更新，各终端是否入网、实时状态、主被叫号码、通话时长，各基站的信道占用状况，漫游状况等均能由移动交换机的HLR、VLR管理。

6．应有独立的GSM/GPRS或3G（TD）扩展模块，基于该模块学生可以开发虚拟手机（可完成呼叫通话、短信收发、号码存贮管理等）、熟悉各种AT命令、开发基于公网的分布式数据采集系统，为学生从事测控系统的开发与维护打下基础。

☆7．能实时分析空中接口信令，能实时采集移动A接口（移动基站和移动交换机间）的七号信令数据，七号信令分折软件能解折信令数据每个字节每个比特的含义，并能统计小区业务的位置更新、呼叫响应、切换请求等；

8． 移动通信原理实验类型

l  信源编码实验；

l  声码器实验；

l  信道编码实验（GSM的线性分组、卷积、交织）；

l  扩频解扩、CDMA编码实验、地址码的相关性与信号分解；

l  时分复用与解复用；

l  各种调制解调实验（BPSK、QPSK、OQPSK、GMSK、OFDM）；

l  各单元级联起来组成一个GSM/CDMA手机系统实验（可以拨号通话）；

l  手机模拟系统各模块信号测试实验（语音、信源编码、语音压缩、GMSK调制、20ms射频突发）；  

     9、系统实验类型：

l  移动通信组网认知实验；

l  基站（BTS+BSC）工作原理与作用实验；

l  移动交换机（MSC）工作原理与作用（VLR管理、计费分析、通话记录，鉴权）实验；

l  移动网子系统（NSS）运行管理（HLR管理、EIR、BSC用户等级管理）实验；

l  空中接口信令：GSM 移动终端开机入网和关机信令交换实验；

l  空中接口信令：移动终端主叫信令交换实验；

l  空中接口信令：移动终端被叫信令交换实验；

l  七号信令系统介绍实验；

l  A接口七号信令单元分析实验；

l  移动终端呼叫七号信令流程分折；

l  移动基站切换、漫游实验；

l  GSM模块配置实验；

l  GSM设备短信收发实验；

l  GSM设备呼叫实验；

l  GPRS数据通信实验；

l  基于GSM/GPRS模块的分布式数据采集系统实验

      10．移动基站功能

内置基于MCU和FPGA的信令协议处理、数据同步、数据收发，射频收发模块，光端机等。基站用的频段是无委会开放的频段，即：2.4GHZ，工作时不会影响其它设备；发射功率是：0dbm，有效半径在50M左右，可确保一个教室内正常工作；调制方式为GMSK。    

A）管理业务信道和控制信道；

B）动态查询各移动终端的工作状态；

C）给移动终端分配业务信道资源；

D）向移动终端发送各种信令信号；

E）将各终端所处状态及交换信息打包用光纤发给移动交换机；

F）切换并管理小区间的移动终端；

11．移动交换机功能

内置基于FPGA和MCU的信令协议、交换处理模块、基于USB的信令采集模块、液晶显示模块、四对光端机等

A）接收基站发来的交换信息；

B）转接小区间接续信令；

C）转接移动交换机局间信令；

D）协调分配信道资源；

E）在HLR和VLR数据库中实时登记、分折MS的用户信息和漫游记录，修改主被叫用户类别，优化基站Rach_AC信道控制；

F）鉴权认证，为用户提供：RAND、SRES、Kc三个参数；

G）实时发送A接口的七号信令数据给PC机，学生通过对移动七号信令的分析进一步理解移动网的

（二）现代交换技术（软交换）实验平台

总体要求：以实际商用NGN交换网络为框架，整个系统将硬交换、软交换设备融为一体，系统主要有：现代交换技术实训平台、软交换中心、计算机等组成；硬交换平台有：用户模块、信令信号产生模块、呼叫接续的模块、信令显示与控制模块、路由交换控制模块；软交换系统有：软交换模块，软交换中心、网络交换机、集线器、VOIP话机、可视电话等。整个系统既能完成商用NGN交换网络、商用交换机实验实训，又能满足学生实验开发的需求；

一、技术指标

1、系统配置：60台“现代交换技术实训平台”、1台软交换中心、3台网络交换机、60台网络集线器、60台VOIP电话机、120个普通电话机；

☆2.实验系统既能完成硬交换的实训与开发实验，又能通过实验平台的软交换模块与系统的软交换中心构成一个真实的软交换系统；交换单元设计成插拨式模块，配有：空分交换模块、MT8980时分交换模块、DSP时分交换模块、CPLD时分交换模块、软交换模块。

3.能完成空分、时分、时分中继等系统实验，交换模块能完全开放，学生不用仿真器可在线调试、下载开发的交换程序；

☆4．实验平台能和软交换服务器、网络交换机构成软交换系统，软交换模块配有一个WAN口，一个LAN口，一个FXS口。FXS口同时支持5个SIP号码，确保硬交换平台4个用户均能实现IP电话业务，软交换系统能完成的实验：

VoIP设备认识；VoIP设备的网络配置；最简软交换系统基本配置及管理；最简软交换系统高级配置；互动式语音应答；呼叫中继；呼入呼出路由；IP网络电话终端注册实验；拨号规则配置；网络传输媒体的协议栈；SIP用户注册的信令流程；呼叫流程分析；信令消息的监控跟踪分析(SIP信令)；会话建立和拆除过程SIP信令分析；呼叫转移过程中SIP信令；语音RTP编码分析；QoS质量分析；语音编码的带宽实验；软交换不同组网方式；异构网融合通信原理实验（可选）；

软交换模块：

支持SIP协议，完美支持ELASTIX1.6及ELASTIX1.6以上版本系统；

支持的语音编码：G.729、G.726、G.723、G.711(u-law\a-law)；

支持号码设定、来电显示、音量调节、回音抑制、T.38传真，支持转接、热线、免打扰、闹铃、号码簿等功能；

WAN口的地址可支持自动获取、手动设定、PPPoE拨号3种模式；

LAN口可配置成NAT（路由）、Bridge (桥接)两种模式；

模块接口包含：一个WAN口，一个LAN口，一个FXS口。每个FXS支持同时配置5个SIP号码（以便和硬交换平台互通），模块接收到语音来电，配置的5个SIP号码可以切换使用，使得被叫的SIP号码处于当前工作状态。LAN口要求具有路由功能。

☆5.USB接口，时分中继的复用时隙、交换时隙均能通过PC机实时配置，时隙配置图能用示波器观测也能在PC机上显示。

6.需有完整的实时示教软件，实验箱的呼叫和交换过程能通过计算机实时显示，便于学生理解呼叫接续的原理；

☆7.时分中继时七号信令的TUP数据能通过USB接口采集至PC机，需配备七号信令分折软件，能完成现代交换技术中有关七号信令的相关实验，使学生通过对七号信令数据的分折理解通信网的构建；

8.有扩展的光纤接口，便于进行时分中继的光纤传输实验；

9.提供DSP时分交换、CPLD时分交换、广播式时分交换的学生开发实例的原程序。

10、网络交换机

24个10/100/1000M自适应RJ45端口所有端口均具备线速转发能力、支持MTU VLAN、Port VLAN和802.1Q Tag VLAN 、支持端口镜像、端口限速、端口汇聚 、支持基于端口优先级和802.1p优先级的QoS 、支持Web管理，提供VCT（线缆检测）及Ping检测等维护手段

11、VOIP话机

支持DHCP 自动分配IP 地址等参数；支持PPPoE 协议（ADSL，Cable Modem 接入时使用）；支持主要的G.711A，G.711μ，G.723，G.729，G.729A，G.729B，G.729AB语音编解码算法；支持H.323协议，SIP协议，MGCP协议；

12、集线器：兼容IEEE802.3以太网协议标准；4个10M RJ-45端口，Uplink级联口,适合网络扩展方便网络扩容;动态LED指示灯,提供简单的工作状态提示及故障排除以保证网络的正常运行；故障端口自动隔离;塑壳迷你型结构设计；外置电源适配器。

（三）软交换中心

1、服务器采用LINUX/UNIX类操作系统，具有高度稳定性，要有完善的用户管理方案，区分用户类别，提高安全性；

2、服务器系统支持标准的SIP、SDP、RTP等协议，有利于学生深入分析网络的各种协议，加深对NGN等协议的理解；

3、软交换服务系统支持服务器网络参数配置，呼入呼出路由设定，分机号码设定，支持通话录音、互动式语音应答（IVR），支持分机号码队列，所有的呼叫通话记录保留，完善的系统日志方案；

4、服务器系统管理方便，具有易于操作的界面，软交换服务器中配置数据，用户状态等数据信息可以直观的在WEB页面中体现出来。服务器支持软

（四）SDH传输设备

1、SDH多业务接入平台，最多支持19个插卡(可选STM-1光盘、8E1接口盘、以太网卡等) ；强大的交叉连接能力（32*32VC4, 2016*2016VC12）；业内MSAP平台中交叉能力最大；支持VC12/VC3/VC4等各级别的交叉连接；

2、内置误码测试功能；

3、支持各种保护方式（板内保护，板间保护，通道保护，1+1MSP保护等）；

4、支持网管盘和单元盘的远程在线升级；

5、支持两个汇聚插卡，每汇聚板卡支持两个光方向；

6、支持14个支路通用插卡，包括SDH,E1,V.35和以太网等线路和业务接口；

7、最多支持32个光方向；以太网业务支持GFP封装，支持VC12虚级联及LCAS，符合MSTP标准；

8、强大的网络拓扑能力支持（环网，星型，树型，Mesh等）；

9、提供SDH帧结构分析软件，能完成SDH段开销字节观察实验、SDH高阶通道开销字节观察实验、SDH低阶通道开销字节观察实验、SDH帧的复用与定位等实验

（五）移动接入

1、能对GSM基站的各项基本参数进行配置：包括基站色码、网络色码、国家号码MCC、运营商号码MNC、小区位置码、基站ID、基站名称、基站的工作频段、基站的工作频点、接入服务类型。

2、商用手机能在该基站入网并能相互通话，GSM基站将从空中接口发现新开机的移动台并且获取移动台的一些相关信息。获取用户号码IMSI，并且注册IMSI号码，在外接的显示器上显示交互信令。；

3、配套完善友好的友好的人机界面，能展示移动台和基站间的各种空中接口信令；

4、基站内置VOIP网关，能和IPPBX互连互通，从而实现移动网和固网通信；

（六）通信原理

总体要求

采用主板加模块结构，实验平台除基本的通信原理实验外，需有各种信道编译实验、现代调制技术（软件无线电）实验、信道均衡等实验；平台系统性要强：需能实现平台间的频带通信系统、基带通信系统、基于软件无线电技术的通信系统；需提供信道编译码、软件无线电等二次开发例程；

技术指标

*1、DDS信号源，能产生：正弦波、三角波、占空比可变的抽样脉冲信号、扫频信号、半波、全波；可对语音进行调制的AM、FM、DSB等；

2、  采用主板加模块形式，所有单元实验均采用插拨式模块结构，便于学校升级或定制；

3、  能完成多种的复用解复用系统实验：线路成形与频分复用、时分复用、码分复用、波分复用（需配光端机）；

*4、实验平台系统性强：

频带通信系统1：信源、信源编码、数字调制（FSK、DPSK、OQPSK）、信道仿真、传输、数字解调、信源译码、信宿的频带传输过程；

频带通信系统2（软件载线电）：信源、信源编码、软件无线电（DSP或FPGA）数字中频调制（FSK、DPSK、OPSK、OQPSK、MSK、GMSK、16QAM、16OFDM）、传输、（DSP或FPGA）数字解调（数字COSTAS环载波同步、FIR滤波、位同步、再生）、信源译码、信宿的频带传输过程；

基带通信系统：信源、信源编码、时分（码分）复用、信道编码（汉明、交织、卷积、循环、RS）、光纤传输、帧同步位同步、纠错译码、时分（码分）解复接、信源译码、信宿的基带传输过程。

*5、信道编译码部分需将编码、线路仿真加错、纠错译码分成三个模块，使学生有真实感；同时既可做自定义数据的原理性编译码实验（卷积、汉明、交织、循环编码、RS），又可对PCM或CVSD等数据进行信道编译码从而构成真实的基带传输系统；

*6、需有DSP和FPFA完成的软件无线电的调制和解调模块，能完成：FSK、PSK、QPSK、OQPSK、GMSK、16QAM、16OFDM、跳频等调制解调实验；能基于软件无线电模块实现完整的通信过程（中频512KHZ，基带可选16K/b、32K/b、64K/b）：模拟信号——信源编码64Kb/s——DSP（或FPGA）调制——平台间传输——DSP（或FPGA）解调——信源译码——终端。

7、  USB接口，能基于PC机实现虚拟误码仪功能（虚拟误码仪由LABVIEW编程实现，可设置码型、速率等，可提供VI函数供学生开发；）、虚拟频谱仪功能，能完成频带信道的性能测试；

*8、能完成信道均衡实验，信道性能、均衡参数可由PC机通过USB在线实时设置，PC机上能显示仿真的均衡效果，示波器能实时测试基带信号均衡前后效果。

9、  模块总线接口开放，方便学生自主开发实验单元模块；基带信号产生、码形变换、位同步帧同步、时分复用解复用、信道编译码、软件无线电调制解制等模块均有二次开发接口；

10、      需内置光端机接口，可通过光纤构成异地的真实的通信系统；同时又可扩展光纤通信实验；

*11、平台内置误码仪，基于STM32处理器，对输出输入随机码进行校验，判断频带信道是否有误码，并在LCD显示误码数，性价比高。

*12、基于ARM和彩色液晶，能形象展示信源编译码“带限”、“抽样”、“量化”、“编码”原理。

（七）光纤通信

总体要求：实验箱应能完成光器件、光端机性能测试实验；光通信码型变换实验；光通信系统实验，平台需配置2路电话接口，两路PCM时隙可由PC机任意配置，能实现两个实验平台间的呼叫拔号和4方语音通信功能；系统应具备：信源至电通路、电通路至光端机、光端机至光通路自由组合联线功能，从而满足学生二次开发实验；光端机需有多种形式：收发一体化的和分立式的便于不同类学生的研究需求；内置误码仪，方便光器件性能测试。

技术指标

1.光端机三对：1310、1550、850各一对（850为多模，选配）；光收发模块能完成：无光告警、自动功率控制APC、消光比测试、PI曲线测试、平均发光功率测试、光端机接收灵敏度测试等实验

2.1310用收发一体式；1550用LD激光器和LD光检测器及分立元件组成；850用LED发光器和检测器及分立元件组成；实验箱光端机配置齐全。

。既有一体化光端机，又有分立器件组成的光收发模块；

。有数字光收发模块，有模拟光收发模块端；

。有单模光纤传输模块，有多模光纤传输模块；

3.实验箱信源至电接口、电接口至光接口、光接口至光通路均分开，有助学生理解通信系统；

4.实验箱内置误码仪，方便进行光器件性能测试，性价比高；

5．内置光功率计模块，方便学生测量和实验室管理；

6.二个电话接口、一个计算机串口、一个USB接口、一个开关量设置口、一个信令接口，可以进行不同数据源的时分复用，PDH数据时隙可以由PC机设置；

7.带液晶和键盘，可以通过人机对话方式进行实验内容选择、数据设置；

8.两个实验箱间可进行组网通信或通话；

9.可以和本公司程控交换设备、SDH设备、通信原理设备、微波通信设备互联互通；

10.能进行光通信信道编码、USB（或RS232）数据通信、光接收端数字锁相环、误码检测、光网络构建等二次开发；

11.内置模拟信号源，可进行LED光端机和LD光端机的模拟信号和视频信号传输；

12.需提供SDH示教分析软件，能进行实验SDH段开销字节观察实验、SDH高阶通道开销字节观察实验、SDH低阶通道开销字节观察实验、SDH帧的复用与定位等实验

（八）EPON光接入

可以插入4 个PON 板；配60个ONU单元；配1:16分光器4个；管理接口板提供Q 接口，A 接口，STC1 接口和STC2 接口。网管管理Q 接口用来与网管互联，接受网管的配置、维护、性能查询等管理，接口形式为10/100 M 自适应；系统的业务汇聚单板支持主备，也可同时承担4 GE 光接口或2 GE 光接口+2 电接口的上联接口板作用。具有68 G 的交换能力，用于交换、汇聚各线卡的以太网数据业务，对系统中各个PON 线卡的数据进行无阻塞交换，同时也承担系统控制功能，完成整个系统的管理