通信專業(yè)綜合實驗課程介紹

1、通信工程專業(yè)綜合實驗課程介紹電子信息工程學院國家級電子信息實驗中心電子信息工程學院國家級電子信息實驗中心通信工程專業(yè)實驗室通信工程專業(yè)實驗室1、實驗室概況北京市重點實驗室“通信與信息系統(tǒng)實驗室”是北京市教委于2001年6月4日批準建立的，是由我校與國內(nèi)知名企業(yè)深圳中興通信公司合作建立的科研、教學與實踐基地，占地面積近1520平方米，設備投資總額超過5400萬元；實驗室是目前國內(nèi)院校中通信系統(tǒng)設備種類最多、功能最全的實驗基地之一。實驗系統(tǒng)覆蓋了通信研究的主要領域，包括交換、接入、傳輸及計算機網(wǎng)絡等系統(tǒng)，在科研、教學方面均 發(fā)揮了重要作用。1、實驗室概況北京交通大學電子信息工程學院通信工程專業(yè)20

2、07年首批列入國家“二類特色專業(yè)建設點”，2012年立項成為國家綜合改革試點專業(yè)。作為教學平臺，通信工程專業(yè)實驗室隸屬2013年教育部批準的國家級“ 電子信息與計算機實驗中心”，承擔通信工程專業(yè)實踐教學任務，同時作為學院學科實驗平臺的一部分，為學院的科研工作提供有力的支撐。電子信息工程學院于2014年與中興通訊學院、北京協(xié)力超越科技有限公司簽訂協(xié)議，聯(lián)合共建通信工程專業(yè)實驗室。目前實驗室設備資產(chǎn)達5000萬（學校投入500萬，企業(yè)投入4500萬），建筑面積916平方米。通信工程通信工程專業(yè)專業(yè)實驗室實驗室交換交換& &通通信原理信原理實驗室實驗室1、實驗室概況SDHSDH實驗室

3、實驗室TD-SCDMATD-SCDMA實驗室實驗室LTELTE實驗室實驗室OTNOTN實驗室實驗室PTNPTN實驗室實驗室PONPON實驗室實驗室數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)& &會議會議電視電視實驗室實驗室1、實驗室概況校企聯(lián)合共建實驗室特色：1.具有先進的實踐教學理念；2.具有先進的通信工程專業(yè)實驗教學平臺；3.對外開放，充分發(fā)揮國家級實驗教學中心的示范及輻射作用。1、實驗室概況交換&通信原理實驗室使用面積119平方米，設有40個工作臺，每個工作臺配備電腦，支持網(wǎng)絡連接。實驗室不僅擁有示波器、穩(wěn)壓電源等常用儀表，還擁有H3C網(wǎng)絡交換機路由器、Cisco路由器交換機、程控交換機、軟件無線

4、電USRP，以及基于學院科研成果自主研發(fā)的路由器、協(xié)議分析、協(xié)議開發(fā)實驗平臺、寬帶無線自組通信節(jié)點實驗設備等。1、實驗室概況實驗教學平臺實驗教學平臺實驗教學任務實驗教學任務本科本科 研究生研究生通信原理實驗通信原理實驗通信工程專業(yè)綜合實驗通信工程專業(yè)綜合實驗交換技術課程設計交換技術課程設計移動通信課程設計移動通信課程設計計算機網(wǎng)絡課程設計計算機網(wǎng)絡課程設計數(shù)字通信課程設計數(shù)字通信課程設計移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)課程實驗課程實驗信息網(wǎng)絡基礎信息網(wǎng)絡基礎課程實驗課程實驗無線通信基礎無線通信基礎課程實驗課程實驗智能交換綜合實驗智能交換綜合實驗IPIP網(wǎng)絡綜合實驗網(wǎng)絡綜合實驗通信系統(tǒng)實驗平臺通信系統(tǒng)實

5、驗平臺無線通信實驗平臺無線通信實驗平臺光通信實驗平臺光通信實驗平臺通信網(wǎng)與交換實驗平臺通信網(wǎng)與交換實驗平臺計算機網(wǎng)絡平臺計算機網(wǎng)絡平臺信息與網(wǎng)絡安全平臺信息與網(wǎng)絡安全平臺 交換&通信原理實驗室擁有六個方向的實驗教學平臺，主要承擔通信工程專業(yè)課程的實驗教學任務。2、課程基本情況介紹新教學計劃中的專業(yè)課程實踐教學內(nèi)容必修：通信工程專業(yè)綜合實驗選修（ 5選1）計算機網(wǎng)絡課程設計移動通信課程設計交換技術課程設計數(shù)字通信課程設計圖像處理課程設計3.綜合實驗課程內(nèi)容安排基本原則：突出專業(yè)特色：光通信、IP網(wǎng)絡、移動通信等；強調(diào)基本技能：軟硬件應用能力，更深層的應用可以通過課程設計完成；課程內(nèi)容包括

6、計算機綜合網(wǎng)絡基于路由器實驗平臺基于軟件實驗平臺移動通信光通信交換技術（電信網(wǎng)）通信與信息系統(tǒng)的學科目前該學科的主要科研團隊下一代互聯(lián)網(wǎng)(NGI)關鍵技術研究IPV6移動通信技術3G、4G移動通信關鍵技術；移動通信系統(tǒng)在鐵路中的應用研究；信息網(wǎng)絡應用及安全網(wǎng)絡輿情及網(wǎng)絡安全通信網(wǎng)基礎理論研究網(wǎng)絡拓撲、業(yè)務質(zhì)量控制電磁兼容光通信4.綜合實驗課程安排每個班的實驗內(nèi)容都是有三個老師共同完成，因此課程內(nèi)容的安排不同步；（后面有具體的各班進度安排）；目前實驗平臺較為緊張，每組實驗人員為2-3人，基本要求：實驗室嚴格遵守實驗室各項規(guī)章制度，聽從指導教師安排；每次實驗前都要簽到；實驗過程嚴格按照操作規(guī)程，發(fā)

7、現(xiàn)有異常，立即通知實驗指導教師解決；完成后整理好實驗臺，關好全部實驗設備電源；教材，“通信工程綜合實驗教程”北京交通大學出版社（1）實驗內(nèi)容實驗課程總體介紹（第一次課）盧燕飛：基于網(wǎng)絡路由器和交換機的計算機網(wǎng)絡綜合實驗（3個大實驗）；王根英：光通信實驗（2個大實驗）程控交換實驗（1個大實驗室）周春月：移動通信實驗（1-2個大實驗）計算機網(wǎng)絡協(xié)議分析實驗（1-2個大實驗）開放實驗1次課考核1次課(2)實驗平臺分布圖“交換交換& &通信原理實驗室通信原理實驗室”講臺西區(qū)移動通信實驗平臺計算機網(wǎng)絡協(xié)議分析實驗平臺光通信實驗平臺東區(qū)H3C路由器及交換機實驗平臺程控交換實驗平臺（3）實驗

8、課程安排本學期原則上依據(jù)選課系統(tǒng)時間安排實驗，確有課程沖突需要調(diào)整時間課后到教師處登記，但由于實驗儀器有限，不保證可以隨意調(diào)課；點擊打開排課源文件點擊打開排課源文件（3）實驗課程安排每個人的課程安排確定后，請你記住，你來上課的時間及實驗的內(nèi)容（哪個老師指導，在什么區(qū)域完成）。每次實驗課后，主講教師會說明下次實驗的內(nèi)容，方便大家預習實驗；由于課程的安排已經(jīng)避開了小長假時間,原則上不統(tǒng)一安排補做實驗，實驗室開放期間可隨時自行來補；14周統(tǒng)一安排實驗測試(時間地點屆時關注校內(nèi)郵箱通知)。5.課程考核考核平時實驗表現(xiàn) 40%實驗報告 40%測驗 20%實驗內(nèi)容介紹介紹本課程的實驗內(nèi)容及相關實驗平臺一、

9、計算機網(wǎng)絡綜合實驗一、計算機網(wǎng)絡綜合實驗 路由器交換機部分路由器交換機部分負責老師：盧燕飛負責老師：盧燕飛該實驗基于的H3C網(wǎng)絡交換機路由器，以及相關的網(wǎng)絡測試軟件平臺完成；目的：加深學生對于數(shù)據(jù)通信、IP網(wǎng)絡技術等知識的掌握，培養(yǎng)基本的網(wǎng)絡設計管理能力；基于路由器與網(wǎng)絡交換機的實驗平臺基本介紹：本部分實驗主要是基于H3C（華為3com）交換機和路由器進行網(wǎng)絡設計管理的相關實驗。目標：了解網(wǎng)絡交換機和路由器的基本應用特點及使用；掌握網(wǎng)絡管理配置的基本過程；掌握IP網(wǎng)絡中路由、VLAN等應用的設計實現(xiàn)；實驗一：網(wǎng)絡設備的基本操作與連接調(diào)試實驗本節(jié)內(nèi)容的主要目的是使學生了解和掌握網(wǎng)絡設備的基本配置

10、管理方法。通過實驗內(nèi)容了解路由器和網(wǎng)絡交換機的操作系統(tǒng)、操作管理模式、存儲設備特性、各種接口的基本特性及它們的基本使用。實驗內(nèi)容網(wǎng)絡設備的基本操作網(wǎng)絡設備的console和telnet登錄；H3C設備的基本操作指令；配置數(shù)據(jù)的管理網(wǎng)絡設備的基本連接實驗端口IP地址配置基本網(wǎng)絡互聯(lián)實驗實驗二：網(wǎng)絡交換機實驗本部分實主要驗內(nèi)容：在掌握實驗一內(nèi)容的基礎上，在網(wǎng)絡交換機上完成對VLAN的配置應用、交換機端口管理實驗；實驗內(nèi)容： 配置配置VLAN掌握VLAN的基本工作原理掌握Acess鏈路端口和Trunk鏈路端口的基本配置交換機端口安全技術交換機端口安全技術掌握802.1x的基本配置掌握端口隔離基本配置

11、掌握端口綁定技術基本配置實驗三：網(wǎng)絡路由實驗本部分實主要驗內(nèi)容：在掌握實驗一內(nèi)容的基礎上，在路由器上實現(xiàn)基本的路由應用，包括：靜態(tài)路由器、動態(tài)路由（RIP和OSPF）。實驗內(nèi)容：IP路由基礎路由基礎掌握路由轉發(fā)的基本原理掌握靜態(tài)路由、缺省路由的配置方法掌握查看路由表的基本命令配置動態(tài)路由協(xié)議配置動態(tài)路由協(xié)議RIP加深對RIP協(xié)議原理及運行機制的理解RIP路由配置RIP路由維護配置動態(tài)路由協(xié)議配置動態(tài)路由協(xié)議OSPF掌握單區(qū)域OSPF配置方法OSPF優(yōu)先級的配置方法二、計算機網(wǎng)絡綜合實驗二、計算機網(wǎng)絡綜合實驗協(xié)議分析部分協(xié)議分析部分周春月老師負責周春月老師負責軟件部分基本介紹：本部分實驗主要是基

12、于Wireshark平臺或西普協(xié)議分析平臺進行網(wǎng)絡分層協(xié)議分析。目標：熟悉網(wǎng)絡協(xié)議分析原理及軟件的使用；通過數(shù)據(jù)包捕獲分析以太網(wǎng)MAC層幀結構；掌握各層協(xié)議的工作過程及分層數(shù)據(jù)包結構； 網(wǎng)絡協(xié)議的概念計算機網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換必須遵守事先約定好的規(guī)則。 這些規(guī)則明確規(guī)定了所交換的數(shù)據(jù)的格式以及有關的同步問題（同步含有時序的意思）。為進行網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標準或約定即網(wǎng)絡協(xié)議(network protocol)，簡稱為協(xié)議。 計算機網(wǎng)絡協(xié)議分層結構5432154321計算機 1AP2AP1計算機 2應 用 程 序 數(shù) 據(jù)應用層首部H510100110100101 比 特 流 110101

13、110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4運輸層首部H3網(wǎng)絡層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部1主界面主界面協(xié)議分析軟件Wireshark界面2網(wǎng)卡選擇網(wǎng)卡選擇3數(shù)據(jù)包捕獲數(shù)據(jù)包捕獲4協(xié)議分析協(xié)議分析實驗一：鏈路層幀格式分析實驗目的熟悉網(wǎng)絡協(xié)議分析原理及分析軟件使用；分析Ethernet V2標準規(guī)定MAC層幀結構，了解IEEE802.3標準規(guī)定的MAC層幀結構和TCP/IP的主要協(xié)議和協(xié)議的層次結構。實驗內(nèi)容通過對截獲幀進行分析，驗證MAC層幀結構；初步了解TCP/IP的

14、主要協(xié)議和協(xié)議的層次結構?；緦嶒灧椒ㄟ\行ping命令產(chǎn)生網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀并捕獲；對網(wǎng)絡協(xié)議數(shù)據(jù)的結構進行分析實驗二：網(wǎng)絡層協(xié)議分析實驗目的分析ARP協(xié)議報文首部格式，掌握ARP協(xié)議工作原理；分析IP報文格式；了解ICMP協(xié)議的工作過程實驗內(nèi)容運行ping命令產(chǎn)生ARP解析過程，捕獲網(wǎng)絡數(shù)據(jù)幀；對ARP、IP、ICMP網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)包結構進行分析ARP包分析包分析網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)（選做）實驗三：高層協(xié)議分析實驗目的分析TCP、UDP協(xié)議報文首部格式，比較兩種協(xié)議的不同；掌握TCP連接建立、數(shù)據(jù)傳輸、連接釋放的過程；通過觀察打開網(wǎng)頁的過程，熟悉應用層協(xié)議HTTP的工作過程。三、光纖傳輸系統(tǒng)實驗三、光纖

15、傳輸系統(tǒng)實驗負責老師：王根英負責老師：王根英該實驗基于光纖試驗箱完成，目的是對加深學生對于光傳輸技術的掌握； （一）、數(shù)字電路處理模塊。（一）、數(shù)字電路處理模塊。該模塊主要由下列功能模塊組成：該模塊主要由下列功能模塊組成：1 1、用戶電話接口模塊、用戶電話接口模塊2 2、DTMFDTMF（雙音多頻）信令模塊（雙音多頻）信令模塊3 3、PCMPCM語音編語音編/ /譯碼器模塊譯碼器模塊4 4、幀傳輸復接模塊（、幀傳輸復接模塊（E1E1成形模塊）成形模塊）5 5、幀傳輸解復接模塊（、幀傳輸解復接模塊（E1E1解復接模塊）解復接模塊）6 6、加擾、加擾/ /解擾碼模塊解擾碼模塊7 7、CMICMI光

16、纖線路編光纖線路編/ /譯碼模塊譯碼模塊8 8、5B6B5B6B光纖線路編光纖線路編/ /譯碼模塊譯碼模塊9 9、數(shù)字傳輸主控模塊、數(shù)字傳輸主控模塊一、一、JH5002JH5002光纖通信系統(tǒng)的構光纖通信系統(tǒng)的構成成（二）、基本光通信實驗收發(fā)端機。收發(fā)信機主要由下列功能模塊（二）、基本光通信實驗收發(fā)端機。收發(fā)信機主要由下列功能模塊組成：組成：1 1、13101310nmnm波長光發(fā)送波長光發(fā)送/ /接收機模塊（單模，接收機模塊（單模，F(xiàn)CFC型光接口）型光接口）2 2、15501550nmnm波長光發(fā)送波長光發(fā)送/ /接收機模塊（單模，接收機模塊（單模，F(xiàn)CFC型光接口）型光接口）（三）、擴展

17、型綜合應用實驗光收發(fā)端機。收發(fā)端機主要由下列功（三）、擴展型綜合應用實驗光收發(fā)端機。收發(fā)端機主要由下列功能模塊組成：能模塊組成：1 1、13101310nm/nm/15501550nmnm波長光發(fā)送波長光發(fā)送/ /接收一體化模塊（一對，接收一體化模塊（一對， SCSC型光接口）型光接口）2 2、自適應以太網(wǎng)光纖收發(fā)模塊（一對）、自適應以太網(wǎng)光纖收發(fā)模塊（一對）3 3、副載波頻率調(diào)制（、副載波頻率調(diào)制（PFMPFM）/ /解調(diào)模塊（一對）解調(diào)模塊（一對）（四）函數(shù)信號發(fā)生器模塊。該模塊可用于產(chǎn)生作為測試信號的函（四）函數(shù)信號發(fā)生器模塊。該模塊可用于產(chǎn)生作為測試信號的函數(shù)波形，包括正弦波、三角波、

18、方波等，各信號的頻率、輸出幅度數(shù)波形，包括正弦波、三角波、方波等，各信號的頻率、輸出幅度均可調(diào)整。均可調(diào)整。在在JH5002A+JH5002A+光纖通信綜合實驗系統(tǒng)中，電源插座與電源開關在機箱的后面，光纖通信綜合實驗系統(tǒng)中，電源插座與電源開關在機箱的后面，電源模塊在該實驗平臺電路板的下面，它主要完成交流電源模塊在該實驗平臺電路板的下面，它主要完成交流 220V220V到到+5V+5V、- -5V5V、+12V+12V、-12V-12V、-48V-48V的直流變換，給整個硬件平臺供電。的直流變換，給整個硬件平臺供電。 一、一、JH5002JH5002光纖通信系統(tǒng)的構成光纖通信系統(tǒng)的構成二、二、J

19、H5002JH5002光纖通信系統(tǒng)的面板分布光纖通信系統(tǒng)的面板分布三、光纖通信傳輸系統(tǒng)實驗面板圖三、光纖通信傳輸系統(tǒng)實驗面板圖四、實驗儀器設備及實驗內(nèi)容四、實驗儀器設備及實驗內(nèi)容 ( (一一) )實驗儀器及設備：實驗儀器及設備：1 1、JH5002AJH5002A實驗箱；光功率計；萬用表；光分路器；波分復用器實驗箱；光功率計；萬用表；光分路器；波分復用器（二）、（二）、JH5002AJH5002A實驗箱的總體認識；實驗箱的總體認識；模塊的組成、測試孔、可調(diào)電位器、連接器、跳線的設置；模塊的組成、測試孔、可調(diào)電位器、連接器、跳線的設置；（三）、光傳輸系統(tǒng)實驗（三）、光傳輸系統(tǒng)實驗1 1、半導體激

20、光器、半導體激光器P-IP-I特性測試；特性測試；2 2、光端機發(fā)送功率測試；、光端機發(fā)送功率測試；3 3、光端機消光比測試；、光端機消光比測試；（四）、光無源器件特性測試及波分復用器件性能（四）、光無源器件特性測試及波分復用器件性能 光無源器件特性測試：光無源器件特性測試： 1 1、光分路器分路損耗測試；、光分路器分路損耗測試； 2 2、分光比測試；、分光比測試； 3 3、合波定向特性測試；、合波定向特性測試； 波分復用器件性能測試：波分復用器件性能測試：1 1、波長隔離度測試；、波長隔離度測試； 2 2、光串擾測試；、光串擾測試；四、程控交換實驗四、程控交換實驗負責老師：王根英負責老師：王

21、根英該實驗基于中興公司zxj10交換機完成，目的是加深學生對于整個電信網(wǎng)絡及核心設備的了解，進一步掌握程控交換技術；1、智能交換系統(tǒng)基本實驗環(huán)境、智能交換系統(tǒng)基本實驗環(huán)境2、程控交換系統(tǒng)的組成、程控交換系統(tǒng)的組成（1）ZXJ10程控交換機程控交換機（2）服務器）服務器（3）維護終端）維護終端（4）局域網(wǎng)）局域網(wǎng)（5）ZXJ10程控交換機系統(tǒng)軟件程控交換機系統(tǒng)軟件1、程控交換系統(tǒng)的組成、程控交換系統(tǒng)的組成數(shù)字中繼單元用戶單元MFCDTMFTONE8Mb/s光接口SNMCOMMCOMMV5.2No.78Mb/sMP0MP12Mb/s主主 控控 單單 元元2Mb/s SDH單元交換單元8K8K二、外

22、圍交換模塊二、外圍交換模塊PSMPSM的構成的構成 三、實驗內(nèi)容三、實驗內(nèi)容（一）確定（一）確定8K8K外圍交換模塊的物理配置外圍交換模塊的物理配置 1 1. . 模塊：確定模塊：確定PSMPSM單局成局組網(wǎng)模塊單局成局組網(wǎng)模塊 2.2.機架：確定機機架：確定機ZXJ10ZXJ10程控交換機機架型號程控交換機機架型號 3.3.機框：確定各機框種類及型號。機框：確定各機框種類及型號。 4.4.單元：確定單元的種類單元：確定單元的種類 5.5.單板：確定實際機架面板單板的分布及類型。單板：確定實際機架面板單板的分布及類型。（二）程控交換機基本數(shù)據(jù)的配置（二）程控交換機基本數(shù)據(jù)的配置 1 1、用戶號碼的確定；、用戶號碼的確定； 2 2、用戶板位和序號的確定；、用戶板位和序號的確定； 3 3、用戶線改號；、用戶線改號； 4 4、用戶號改線