使用平臺或硬件設備開展教學的構思

使用平臺或硬件設備開展教學的構思基于“軟件+硬件”的現(xiàn)代交換實驗教學系統(tǒng)設計與構建一、當前存在的問題（一）教學內(nèi)容的滯后“現(xiàn)代交換技術”是高職通信技術專業(yè)開設的一門核心課程，在以往的教學中主要是針對基于電路交換的語音交換網(wǎng)絡開展教學，主要教學內(nèi)容圍繞程控交換機的原理和操作來講解，理論知識包括：脈沖編碼調(diào)制、時分多路復用、信號音的產(chǎn)生、發(fā)送和接收、數(shù)字交換網(wǎng)絡、一號信令、七號信令等;實驗知識包括：物理配置、本局通話、對局通話、信令配置與分析、自環(huán)配置等。隨著通信技術的發(fā)展，手機通信已經(jīng)發(fā)展到了5G，固定電話通信也由原來的程控交換演進到了基于IP的語音傳輸（VoiceoverInternetProtocol，VoIP）軟交換，下一代網(wǎng)絡（NextGenerationNetwork，NGN）是一個綜合性的開放網(wǎng)絡，以分組交換技術為基礎、軟交換技術為核心。關鍵技術為軟交換技術、高速路由交換技術、大容量光傳送技術和寬帶接入技術。顯然以往的程控交換內(nèi)容已經(jīng)不適合作為課程主要知識，如何使課程教學內(nèi)容跟上通信網(wǎng)絡發(fā)展的步伐，是當前亟待解決的問題。（二）應該加入的新技術、新知識VoIP基于目前的Internet網(wǎng)（或者包交換網(wǎng)絡）進行語音通信，VoIP系統(tǒng)能提供比傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡要豐富得多的業(yè)務特性。一般而言，部署VoIP系統(tǒng)時涉及3個主要組成部分：IPPBX，VoIP電話（包括軟終端）和VoIP運營商網(wǎng)絡。IPPBX是IP小交換機，有些IPPBX是單獨的硬件設備，也有些IPPBX是純軟件方式的服務器程序。會話啟動協(xié)議（SessionInitiationProtocol，SIP）是由IETF提出并主持研究的一個在IP網(wǎng)絡上進行多媒體通信的應用層控制協(xié)議，被用來創(chuàng)建、修改、和終結一個或多個參加者參加的會話進程，會話包括：Internet多媒體會議、Internet電話、遠程教育以及遠程醫(yī)療等，即所有的互聯(lián)網(wǎng)上交互式兩方或多方多媒體通信活動，統(tǒng)稱為多媒體會話。參加會話的成員可以通過組播方式、單播聯(lián)網(wǎng)方式或者兩者結合的方式進行通信。SIP作為一個應用層的多媒體會話信令協(xié)議，可以被用來發(fā)起會話進程、在會話中邀請其他參加者加入會議，會話本身可以通過基于組播協(xié)議的會話通告協(xié)議（SAP）、電子郵件、網(wǎng)頁通告、以及輕型目錄訪問協(xié)議（LightweightDirectoryAccessProtocol，LDAP）等方式預先通告各個可能的參加者。SIP協(xié)議支持別名映射、重定向服務、ISDN和IN業(yè)務以及個人移動（personalmobility），即終端用戶能夠在任何地方、任何時間請求和獲得已訂購的任何電信業(yè)務。二、基于軟件+硬件的現(xiàn)代交換實驗教學系統(tǒng)構建（一）中山火炬職業(yè)技術學院現(xiàn)有的現(xiàn)代交換技術實驗環(huán)境中山火炬職業(yè)技術學院通信技術專業(yè)實驗室現(xiàn)已配備VoIP軟交換相關硬件設備，以華為公司的一臺U1960作為軟交換的核心，配合多臺綜合接入設備（IntegratedAccessDevice，IAD）和多部模擬電話組建基于軟交換的硬件網(wǎng)絡。U1960是華為公司專門為企業(yè)開發(fā)的軟交換設備，為企業(yè)提供專業(yè)的IP語音解決方案，其采用純SIP軟交換核心，實現(xiàn)了模擬話機和IP話機的混合組網(wǎng)，可通過數(shù)字中繼或模擬中繼以及寬帶的SIP中繼實現(xiàn)與公共交換電話網(wǎng)絡（PublicSwitchedTelephoneNetwork，PSTN）或者專網(wǎng)語音交換設備的連接。IAD位于NGN網(wǎng)絡結構中的邊緣接入層，基于IP的語音/傳真（VoIP/FoIP）接入網(wǎng)關，為運營商、企業(yè)、小區(qū)住宅用戶、公司提供高效、高質(zhì)量的IP話音業(yè)務、視頻、傳真等服務。在NGN網(wǎng)絡中，IAD通過標準的媒體網(wǎng)關控制協(xié)議（MediaGatewayControlProtocol，MGCP）或SIP協(xié)議與軟交換配合組網(wǎng)。目前可做的實驗有IAD業(yè)務配置、號碼變換業(yè)務、緊急呼叫中心（119）配置、限制呼叫業(yè)務配置、SIP信令跟蹤分析、R2中繼出局呼叫（自環(huán)）、PRA信令出局呼叫（自環(huán)）。（二）互聯(lián)網(wǎng)上可以用作現(xiàn)代交換技術的實驗軟件互聯(lián)網(wǎng)上有很多基于SIP協(xié)議的軟件，可以通過軟件、計算機設備、耳麥等工具組建軟交換系統(tǒng)[3]。其中，miniSIPServer是一種專業(yè)純軟件方式的SIP-PBX，能運行在Windows以及Linux等系統(tǒng)，配合SIP客戶端軟件，如easybeam，microSip等，可以做很多基于SIP協(xié)議的軟交換實驗，且非常容易使用。通過實踐總結出可以做的實驗項目有：本機互打電話，兩臺計算機之間的SIP中繼、自動話務員業(yè)務、Callparking與callretrieve業(yè)務、語音郵箱業(yè)務、連選組和呼叫隊列（119）、SIP協(xié)議信令分析等。（三）融合改進方案基于硬件（U1960+IAD+模擬電話機）的軟交換系統(tǒng)和基于軟件（SIP服務器+SIP客戶端）的軟交換系統(tǒng)都可以完成軟交換實驗，實驗證明，兩個系統(tǒng)之間可以通過SIP協(xié)議來互聯(lián)互通，如此，可以做的實驗更多?！败浖?硬件”的現(xiàn)代交換實驗教學系統(tǒng)。用硬件設備IAD通過SIP協(xié)議注冊到軟件miniSIPServer服務器中，再用easybeam客戶端注冊到miniSIPServer服務器中，就可以用計算機撥打固定電話。老師可以配置一個固定電話，讓學生按學號在計算機上配置SIP客戶端，接通電話后，老師可通過電話號碼來記錄學生的實驗成績。同時，SIP協(xié)議的中繼可以用U1960做一個SIP服務器，用miniSIPServer做另外一個服務器，通過配置實現(xiàn)軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的中繼。通過該組合可以構建出許多軟交換實驗，除了可以用SIP協(xié)議做軟交換實驗以外，還可以用H.248協(xié)議做同樣實驗，舉一反三，實現(xiàn)“1+1>2”的效果。學生在基于“軟件+硬件”的現(xiàn)代交換實驗系統(tǒng)中做實