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本文詳細(xì)介紹VoIP系統(tǒng)及其相關(guān)協(xié)議棧以及所用VoIP系統(tǒng)的具體情況,對(duì)H.323和SIP協(xié)議分別做了介紹和對(duì)比:重點(diǎn)討論了基于H.323和SIP協(xié)議之間的互通問題,及硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
主要內(nèi)容分析內(nèi)容:不同網(wǎng)絡(luò)之間的尋址與定位;消息的映射預(yù)處理;終端地址的轉(zhuǎn)換;硬件模塊的組成。
具體設(shè)計(jì)了網(wǎng)關(guān)會(huì)話層軟件程序的結(jié)構(gòu)和功能模塊的劃分,給出了實(shí)現(xiàn)互通時(shí)的外部通信流程與內(nèi)部消息流程,及硬件模塊化設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:SIP;H.323;轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)
中圖分類號(hào):TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007—9599 (2012) 14—0000—02
一、SIP與H.323的區(qū)別
(一)協(xié)議的出發(fā)點(diǎn):H.323的傳輸從電路交換方式變更為分組交換方式;SIP協(xié)議主要是完成了基于Internet上IP電話的應(yīng)用同時(shí)增加了QoS呼叫保障機(jī)制。
(二)消息編碼的不同:H.323采用壓縮編碼規(guī)則和ASN.1的二進(jìn)制方法;SIP是基于文本的協(xié)議,與H.323相比具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。
(三)會(huì)話能力的協(xié)商和調(diào)整方法:
H.323利用H.245進(jìn)行能力協(xié)商的會(huì)話控制;
SIP采用SDP協(xié)議描述。
(四)Session管理的方式:
H.323的session由MCU執(zhí)行會(huì)議控制功能,參加會(huì)議的終端全部都向MCU發(fā)送控制消息;H.323設(shè)計(jì)便于計(jì)費(fèi),對(duì)帶寬的管理也比較簡單。
SIP session設(shè)計(jì)為分布式,他具有分布式的多播功能,多播功能能夠?qū)崿F(xiàn)更方便的會(huì)議控制,簡化用戶定位、群組邀請(qǐng)等,節(jié)約帶寬。
通過以上對(duì)比分析,從協(xié)議互通角度考慮,SIP和H.323網(wǎng)絡(luò)互通需要解決以下問題:
H.323和SIP地址的轉(zhuǎn)換;尋址定位的實(shí)現(xiàn);消息映射和呼叫過程同步。
二、H.323地址與SIP地址的轉(zhuǎn)換
SIP和H.323支持的地址格式不同:
H.323支持地址類型:H.323 ID、E—mail地址、IP地址和主機(jī)名,URL地址。
SIP地址由URL定義其結(jié)構(gòu),用以指示主叫、被叫、重定向和請(qǐng)求目的地址,在SIP消息內(nèi)的From,To,Contact字段和Request—URL字段中。
因此,如果完成H.323和SIP網(wǎng)絡(luò)之間的互通,就必須要實(shí)現(xiàn)H.323和SIP網(wǎng)絡(luò)之間的地址解析和映射,當(dāng)網(wǎng)關(guān)收到來自H.323網(wǎng)絡(luò)或SIP網(wǎng)絡(luò)的消息,需要在消息內(nèi)解析所包含的地址單元,再按地址映射表,轉(zhuǎn)換成對(duì)方網(wǎng)地址格式,然后封裝在需要發(fā)出的消息中。
SIP 地址轉(zhuǎn)換成 H.323地址的轉(zhuǎn)換規(guī)則:
(一)e164部分:當(dāng)SIP地址中userinfo為Tel格式例如+86—010—****@IP地址,這部分將被轉(zhuǎn)化成為H.323地址中e164部分,其中的+,—號(hào)會(huì)去掉。地址被轉(zhuǎn)化成H.323地址中e164部分,為“86010****”。
(二)h323—ID部分:SIP地址中的userinfo部分會(huì)直接轉(zhuǎn)成為h323—ID,例如sip:terminal@IP轉(zhuǎn)成h323— ID就是sip:jack@IP地址。
(三)url—ID部分:SIP地址中的存在類似的user@domain,可以直接轉(zhuǎn)化成為H.323 url—ID部分。sip:terminal@bell—轉(zhuǎn)為url—ID就是sip:terminal @bell—。
(四)email—ID部分:SIP地址存在user@group這中email地址格式,那么將email地址轉(zhuǎn)化為h.323地址的email—ID部分,如sip:terminal@IP地址可以轉(zhuǎn) terminal @IP地址。
(五)transport—ID部分:SIP地址中存在IP地址和端口的部分,H.323地址需要用transport—ID表示,如SIP地址如果是sip:terminal@IP,那么轉(zhuǎn)成H.323地址:transport—ID是IPAddress IP地址:端口號(hào)。
從H.323地址轉(zhuǎn)換到SIP地址時(shí):
1.e164部分:e164部分轉(zhuǎn)換成一個(gè)電話號(hào)碼的SIP地址,規(guī)則是:sip:telephone@host:user=phone.
例如e164ID為86010****轉(zhuǎn)化成SIP地址就是:sip:+86—010—****@host:user=phone。
2.h323—ID部分:這部分可以轉(zhuǎn)化成為SIP地址的userinfo部分, 但是如果地址是terminal @IP地址這種類型的話,需要將mailto轉(zhuǎn)化成sip。
3.email—ID:需要將sip標(biāo)識(shí)符加在email—ID的前面,例如email—ID 是
terminal@IP變換到SIP地址就是:sip:terminal@IP。
4.url—ID :需要將sip標(biāo)識(shí)符加在url—ID的前面,如url—ID是h323:
變換成SIP地址就是:sip:.
5.transport—ID部分:將SIP地址用IP地址和端口表示,如果沒有指定端口,那么用5060代替。例如在H.323地址中,transport ID部分為IP地址:端口轉(zhuǎn)成SIP地址就是 sip:IP地址:端口,而transport ID是IP轉(zhuǎn)成SIP地址就是sip:IP地址:端口
1 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的概念
網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議簡稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,它是一種網(wǎng)絡(luò)通用語言,為連接不同操作系統(tǒng)和不同硬件體系結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提供通信支持。
2 常見的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
局域網(wǎng)中常用的通信協(xié)議主要有:tcp/ip協(xié)議、ipx/spx兼容協(xié)議以及netbeui協(xié)議。
2.1 tcp/ip協(xié)議
tcp/ip協(xié)議實(shí)際上是tcp協(xié)議與ip協(xié)議的集合,是最基礎(chǔ)也是最重要的兩個(gè)協(xié)議。unix系統(tǒng)中最早使用它,得到目前市場上的絕大多數(shù)的廠商和操作系統(tǒng)的支持。在不可靠的互聯(lián)網(wǎng)上,tcp/ip可以提供可靠的端到端字節(jié)流傳輸服務(wù)。首先傳給ip層的數(shù)據(jù)流通過tcp分割成長度適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)段后再進(jìn)行傳送,然后接收端主機(jī)接收來自ip層傳送過來的數(shù)據(jù)包,最后數(shù)據(jù)被一步一步上傳到制定的接收端實(shí)體。目前ip協(xié)議有ipv4協(xié)議和ipv6兩種,其中現(xiàn)階段采用最為普遍的依舊是ipv4協(xié)議,該協(xié)議是一種無連接、可靠性較差的協(xié)議,他規(guī)定了互聯(lián)網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確格式,在整個(gè)tcp/ip協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸都是具有嚴(yán)格的要求。同時(shí)ip軟件可以實(shí)現(xiàn)路由選擇的功能,將一組數(shù)據(jù)選擇好發(fā)送的路徑,通過不可靠分組傳輸?shù)乃枷?將數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸。再加上ip協(xié)議是tcp/ip在互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)中最為基礎(chǔ)的部分,那么協(xié)議的不斷發(fā)展和更新也是時(shí)代進(jìn)步的標(biāo)志。然后相對(duì)于ipv4來說,隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的不斷深入,有限的地址空間必定阻礙互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展,于是被稱為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版的新一代協(xié)議,即ipv6早在1995年底就已經(jīng)誕生,但被廣泛應(yīng)用和重視的程度,卻是近幾年才被突顯其優(yōu)勢的。
所以相對(duì)于ipv4來說,ipv6的優(yōu)勢具體有3點(diǎn):(1)擁有更大的地址空間,也就是ip地址長度從32位擴(kuò)大到128位。(2)擁有更小的路由表,即ipv6的地址分配遵循聚類原則,這就使得路由器可以在路由表中用一條記錄表示一片子網(wǎng),從而大大減小了路由表的長度,提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。(3)增加了自動(dòng)配置的支持功能,這就使得網(wǎng)絡(luò)在管理上更加便捷、安全,而ipv6網(wǎng)絡(luò)中用戶還可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,并對(duì)ip進(jìn)行校驗(yàn),這就更增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全效益。
然而對(duì)于windows中的tcp/ip協(xié)議來說,用戶不但可以通過tcp/ip來組建對(duì)等網(wǎng),還可以很便捷的接入其他的服務(wù)器。如果當(dāng)用戶想直接加入windows nt域的話,那么工作站只安裝了tcp/ip協(xié)議,是不可以登錄和訪問的。即使工作站能夠通過windows nt服務(wù)器上的服務(wù)器來訪問網(wǎng)絡(luò),但卻無法通過windows nt服務(wù)器來登錄到它的域,所以只安裝了tcp/ip協(xié)議的windows用戶,需要加入到windows nt域,就必須在windows上還要安裝netbeui協(xié)議,才能順利訪問到其服務(wù)器的域中去。
同時(shí)由于tcp/ip本身就具有很高的靈活性,可以支持不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),連接所以的服務(wù)器和工作站,但這些靈活性的特點(diǎn)也為其帶來許多的麻煩,比如在使用netbeui和ipx/spx及其兼容協(xié)議時(shí),通常都不需要進(jìn)行配置,但tcp/ip協(xié)議在使用時(shí)卻要進(jìn)行復(fù)雜的一個(gè)設(shè)置過程,且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要一個(gè)ip地址、一個(gè)子網(wǎng)掩碼、一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)及一個(gè)主機(jī)名。而在windows nt中,啊可以自動(dòng)為客戶機(jī)分配接入網(wǎng)絡(luò)所需的信息,減輕互聯(lián)網(wǎng)在工作上的壓力,避免錯(cuò)誤機(jī)會(huì)的產(chǎn)生。再加上ipx/spx及兼容協(xié)議、tcp/ip都是一種可路由的協(xié)議,且tcp/ip的地址是分級(jí)的,那么找到網(wǎng)上的用戶更容易確定其位置,這樣也大大提高了網(wǎng)絡(luò)寬帶的有效利用率。所以當(dāng)有需要時(shí),運(yùn)行tcp/ip協(xié)議中windows nt的服務(wù)器,就可以將其配置成tcp/ip路由器,但與tcp/ip不同的是,ipx/spx協(xié)議中的ipx在使用過程中采用的是一種廣播協(xié)議,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)廣播包堵塞等現(xiàn)象,這就使得網(wǎng)絡(luò)在船傳輸使用過程中無法獲得最佳的帶寬。
2.2 ipx/spx及其兼容協(xié)議
ipx/spx是novell公司為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而開發(fā)的一種通信協(xié)議集,與netbeui的明顯區(qū)別就是ipx/spx比較龐大,在復(fù)雜環(huán)境下也依然具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。正因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)ipx/spx在最初的設(shè)計(jì)中就考慮到多網(wǎng)段的問題,所以具有超強(qiáng)的路由功能,非常適合大型網(wǎng)絡(luò)的使用;另外,由于ipx/spx及其兼容協(xié)議可以通過網(wǎng)絡(luò)地址來辨別各自的身份,且不需要任何的配置,這也是他的優(yōu)勢所在。同時(shí)目前的novell的網(wǎng)絡(luò)地址由兩部分組成,即標(biāo)明物理網(wǎng)段的‘網(wǎng)絡(luò)id’和標(biāo)明特殊設(shè)備的‘節(jié)點(diǎn)id’。其中網(wǎng)絡(luò)id主要集中在netware服務(wù)器或路由器中,而節(jié)點(diǎn)id也就是用戶使用不同網(wǎng)卡的id號(hào)。因?yàn)樗械木W(wǎng)絡(luò)id和節(jié)點(diǎn)id都是獨(dú)有的內(nèi)部ipx地址,也正是具有網(wǎng)絡(luò)地址的唯一性,才給ipx/spx帶來了如此強(qiáng)大的路由功能。
然而在ipx/spx協(xié)議中,ipx是netware自帶的最底層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,它的功能就是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸,但不保證數(shù)據(jù)是否傳輸成功,更不提供糾錯(cuò)服務(wù)。所以當(dāng)ipx在負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸時(shí),如果接收節(jié)點(diǎn)處在同一網(wǎng)段內(nèi),就直接按該節(jié)點(diǎn)的id將數(shù)據(jù)傳給它;如果接收節(jié)點(diǎn)是遠(yuǎn)程的,數(shù)據(jù)將交給netware服務(wù)器或路由器中的網(wǎng)絡(luò)id,繼續(xù)數(shù)據(jù)的下一步傳輸。而spx就是只針對(duì)整個(gè)協(xié)議中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行無差錯(cuò)處理,所以將兩個(gè)協(xié)議合并在
轉(zhuǎn)貼于
一起,就是ipx/spx即‘novell的協(xié)議集’。綜上所述, windows?nt網(wǎng)絡(luò)和windows的用戶,可以利用nwlink協(xié)議獲得netware服務(wù)器的服務(wù),然而當(dāng)novell環(huán)境開始轉(zhuǎn)向微軟平臺(tái)時(shí),就會(huì)出現(xiàn)兩種平臺(tái)共存的局面,這時(shí)nwlink通信協(xié)議便是最好的選擇。
2.3 netbeui協(xié)議
netbeui協(xié)議具有速度快、效率高、體積小的特點(diǎn)。netbeui早已經(jīng)成為微軟主流產(chǎn)品的缺省協(xié)議,如windows系統(tǒng)系列中。netbeui的設(shè)計(jì)主要服務(wù)與單網(wǎng)段部門級(jí)小型局域網(wǎng),局域網(wǎng)中互聯(lián)幾臺(tái)至上百臺(tái)的pc機(jī)。netbios是netbeui中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn),主要作用是實(shí)現(xiàn)pc機(jī)之間的互相通信,專門應(yīng)用于小型局域網(wǎng),網(wǎng)內(nèi)pc機(jī)數(shù)不超過30個(gè)。
3 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇原則
3.1 所選協(xié)議要與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能相一致
當(dāng)用戶的網(wǎng)絡(luò)存在多個(gè)網(wǎng)段時(shí),就需要使用具備路由和跨網(wǎng)斷操作功能的netbeui協(xié)議,那么這時(shí)就必須選擇ipx/spx或tcp/ip等協(xié)議。此外,如果你所在的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大,只是為了簡單的設(shè)備共文件享的話,這個(gè)時(shí)候你應(yīng)該最為關(guān)心的是網(wǎng)速問題,所以在此時(shí)你應(yīng)該選擇占用內(nèi)存較小且貸款利用率較高的協(xié)議,即netbeui協(xié)議。但如果你的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的時(shí)候,就應(yīng)該選擇管理性和擴(kuò)充性良好的協(xié)議,即tcp/ip協(xié)議。
3.2 注意協(xié)議的版本
由于發(fā)展和完善過程的不同,每個(gè)的協(xié)議都有它合適的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,那么從整體上來看,版本越高功能和性能相對(duì)就要好些,所以用戶在選擇時(shí),盡量在滿足網(wǎng)絡(luò)需求的前提下,選擇高版本的通信協(xié)議。
3.3 協(xié)議的一致性
要使得兩臺(tái)互聯(lián)的計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)正常的對(duì)話,就需要采用相同的通信協(xié)議,相反未采用一致的協(xié)議就需要一個(gè)中間環(huán)節(jié)的翻譯來進(jìn)行協(xié)議間的轉(zhuǎn)換,這樣做只會(huì)影響通信速度還不利于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。
1 融合的概念
“融合”是幾種不同事物合成一體,使其比單一事物更有價(jià)值或更具效能。網(wǎng)絡(luò)融合,是指各種網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)、業(yè)務(wù)、市場、終端乃至管理制度和政策方面的融合,對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)而言就是在技術(shù)上趨向一致,在網(wǎng)絡(luò)層上互聯(lián)互通,在業(yè)務(wù)層上互相滲透和交叉,在應(yīng)用層上使用統(tǒng)一的IP協(xié)議,在經(jīng)營上互相競爭、互相合作,朝著提供多樣化、多媒體化和個(gè)性化服務(wù)的同一目標(biāo)發(fā)展。即打破傳統(tǒng)的一種通信網(wǎng)絡(luò)只提供一種業(yè)務(wù)的局面,構(gòu)建統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為語音、圖像、數(shù)據(jù)、視頻等提供承載,所有業(yè)務(wù)一律實(shí)現(xiàn)IP化等。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)融合已成為一種發(fā)展的必然趨勢。比如民用通信網(wǎng)中的電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)出技術(shù)趨同,業(yè)務(wù)趨同,結(jié)構(gòu)趨同的現(xiàn)象,從而使得“三網(wǎng)融合”成為大勢所趨。
“三網(wǎng)融合”將開拓出一個(gè)以IP為基礎(chǔ)的新一代網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享、互聯(lián)互通和技術(shù)創(chuàng)新。在軍事通信領(lǐng)域,以網(wǎng)絡(luò)為中心的信息化戰(zhàn)爭要求各類通信系統(tǒng)之間互聯(lián)互通,對(duì)已建的通信系統(tǒng)按橫向一體化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信息化改造,實(shí)際上就是實(shí)現(xiàn)軍事通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)融合。軍事通信網(wǎng)與民用通信網(wǎng)都是國家通信網(wǎng)的組成部分,在技術(shù)體制、發(fā)展方向、網(wǎng)際關(guān)系等方面具有一致性。單就技術(shù)體制而言,兩種網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都趨于一致,如體系構(gòu)成上均可分為接入層、承載層、控制層和業(yè)務(wù)層,網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上都實(shí)現(xiàn)了信號(hào)數(shù)字化、協(xié)議IP化和業(yè)務(wù)分組化,逐漸向IP協(xié)議的匯聚已成為下一步發(fā)展的共同趨向?;贗P技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的可分離性,網(wǎng)絡(luò)融合正是建立在網(wǎng)絡(luò)可分離的前提下,因而軍、民通信網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)融合方面也具有一致性。
2 融合基礎(chǔ)
目前有以下幾項(xiàng)技術(shù)在軍、民通信網(wǎng)絡(luò)融合方面起到重要作用:數(shù)字技術(shù)、光通信技術(shù)、TCP/IP通信協(xié)議、密碼技術(shù)和軟交換技術(shù)。數(shù)字技術(shù)借助一定的設(shè)備將圖像、文字、聲音、視頻等各種信息編碼成由二進(jìn)制數(shù)字0,1組成的數(shù)據(jù)流在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸和交換,數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中都成為統(tǒng)一的0/1比特流。這一技術(shù)使得各類網(wǎng)絡(luò)有了共同的語言。光通信技術(shù)的發(fā)展,為傳送各種業(yè)務(wù)信息提供了必需的帶寬和傳輸質(zhì)量,光通信的發(fā)展使傳輸成本大幅度下降,使通信成本最終成為與傳輸距離幾乎無關(guān)的事,因而在傳輸平臺(tái)上具備了融合的技術(shù)條件。TCP/IP通信協(xié)議的最初目的就是實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的互連互通,TCP/IP通信協(xié)議的普遍采用,使得各種以IP為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)都能在不同的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)互通,屏蔽了下層具體的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。而基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)最大特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的可分離性,即業(yè)務(wù)與控制分離,控制與承載分離,這種分離使業(yè)務(wù)的多樣性和綜合性得以實(shí)現(xiàn),并提供了一個(gè)開放的信息平臺(tái),使得無論何種終端、何種接入方式都可以共享同一承載網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP通信協(xié)議是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合的技術(shù)基礎(chǔ)和前提。
軟交換的基本含義是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來,通過軟件實(shí)現(xiàn)原來交換機(jī)的控制接續(xù)和業(yè)務(wù)處理等功能,從而實(shí)現(xiàn)呼叫傳輸與呼叫控制的分離,為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。軟交換是網(wǎng)絡(luò)呼叫與控制的核心,其核心思想是硬件軟件化。軟交換技術(shù)可以在基于各種不同技術(shù)、協(xié)議和設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)間提供無縫的互操作性,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是在媒體設(shè)備和媒體網(wǎng)關(guān)的配合下,通過計(jì)算機(jī)軟件編程的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種媒體流進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換,并基于分組網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)各類網(wǎng)絡(luò)的互連,以提供與電路交換機(jī)具有相同功能并便于業(yè)務(wù)增值和靈活伸縮的設(shè)備。
通信技術(shù)、密碼技術(shù)具有很強(qiáng)的滲透性和軍民兩用性,其共用性、通用性、替代性的特點(diǎn)為軍、民通信網(wǎng)絡(luò)的融合提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
3 融合模式
通信網(wǎng)絡(luò)的融合,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的層次不同,可分為業(yè)務(wù)融合、控制融合、承載融合、終端融合四類,每種融合均有不同的融合方式。軍事通信網(wǎng)與民用通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)融合,也必須要解決是在哪個(gè)層次上的融合問題。綜合考慮軍事通信網(wǎng)與民用通信網(wǎng)的一致性與差異性,認(rèn)為在承載層實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合是現(xiàn)實(shí)可行的,即軍、民通信網(wǎng)有一個(gè)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)承載層。實(shí)現(xiàn)軍事通信網(wǎng)和民用通信網(wǎng)在承載層的融合,從技術(shù)角度講有以下兩種融合模式。
3.1 集成模式
集成模式,也稱技術(shù)集成模式,是指在原有民用通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,不添加任何硬件設(shè)備,通過綜合運(yùn)用密碼技術(shù)、通信技術(shù)等多種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)安全服務(wù),從而使不安全的民用通信網(wǎng)能夠傳輸軍事信息的一種融合模式。
LANI,LAN2為軍網(wǎng)中的兩個(gè)安全的局域網(wǎng),在民用不安全網(wǎng)絡(luò)中通過綜合運(yùn)用密碼技術(shù)、通信技術(shù)等多種手段實(shí)現(xiàn)安全服務(wù),就可以利用不安全網(wǎng)絡(luò)來傳輸軍事秘密信息。該模式的主要特點(diǎn)有:
(1)原有民用通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不變。集成模式中,對(duì)原有的民用通信網(wǎng)絡(luò)不改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),不添加任何硬件設(shè)備,只對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)改造,或進(jìn)行簡單的軟件配置。(2綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段。為了在不安全的民用通信網(wǎng)絡(luò)中安全、可靠地傳輸軍事信息,必須實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全服務(wù),包括認(rèn)證服務(wù)、數(shù)據(jù)機(jī)密、數(shù)據(jù)完整、訪問控制服務(wù)、不可否認(rèn)。網(wǎng)絡(luò)安全中的絕大多數(shù)安全服務(wù)和安全機(jī)制都是建立在密碼技術(shù)基礎(chǔ)之上的,通過現(xiàn)代密碼學(xué)方法對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加密和解密可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全的目標(biāo)要求,一個(gè)或多個(gè)安全機(jī)制的運(yùn)用與實(shí)現(xiàn)便構(gòu)成一種安全策略。
3.2 疊加模式
疊加模式,是指依托現(xiàn)有民用通信網(wǎng)絡(luò),通過軍隊(duì)自建配套專用通信設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等,構(gòu)建方便靈活、安全高效的傳輸環(huán)境,實(shí)現(xiàn)軍、民通信網(wǎng)絡(luò)融合的一種模式。LANI,LAN2為軍網(wǎng)中的兩個(gè)安全的局域網(wǎng),AAA為認(rèn)證、授權(quán)、計(jì)費(fèi)服務(wù)器,R為路由器,KDC為密鑰分發(fā)中心。通過在民用不安全網(wǎng)絡(luò)中軍隊(duì)自建配套專用通信設(shè)備,實(shí)現(xiàn)在不安全網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中傳輸軍事秘密信息的目的。
該模式的主要特點(diǎn)有:
(1)軍隊(duì)自建專用通信設(shè)備。由于軍隊(duì)和地方追求的效益目標(biāo)不盡相同,完全由地方通信網(wǎng)保障軍事通信存在一些技術(shù)和管理層面的問題:一是在網(wǎng)絡(luò)控制上,民用網(wǎng)對(duì)用戶提供平等服務(wù),在突發(fā)事件引起網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí),難以保障軍隊(duì)指揮通信的順暢;二是在保障范圍上,民用網(wǎng)在邊海防等偏遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋范圍小,通信能力弱,對(duì)有些政治、軍事敏感熱點(diǎn)地區(qū)甚至存在覆蓋盲區(qū);三是軍隊(duì)利用民用網(wǎng)進(jìn)行指揮通信,需要加裝專用保密設(shè)備;四是在組織運(yùn)用上,部隊(duì)在遂行作戰(zhàn)指揮、反恐維穩(wěn)和搶險(xiǎn)救災(zāi)等任務(wù)時(shí),利用野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式通信系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度功能,是軍事通信的基本組織運(yùn)用方式,現(xiàn)有的民用通信網(wǎng)難以提供相應(yīng)的功能。疊加模式中,依托地方現(xiàn)有通信網(wǎng),通過安裝軍隊(duì)自建專用通信設(shè)備,可以解決上述問題。
(2)軍隊(duì)用戶實(shí)行獨(dú)立管理。疊加模式中,依托民用通信網(wǎng)就是以民用通信網(wǎng)作為信息交換的傳輸層,而流程控制、認(rèn)證授權(quán)、密鑰分發(fā)等均通過軍隊(duì)自建專用通信設(shè)施提供,因而能夠?qū)崿F(xiàn)軍隊(duì)用戶的獨(dú)立管理。
技術(shù)集成模式中采取先進(jìn)的密碼技術(shù)、通信技術(shù)對(duì)原有民用通信網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造,配置簡單高效,融合周期短,因此適用于在應(yīng)急情況下采用該融合模式。疊加模式中軍隊(duì)自建配套專用通信設(shè)備,建設(shè)周期長,網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,但融合后的網(wǎng)絡(luò)可以為軍隊(duì)作戰(zhàn)指揮、處突維穩(wěn)、搶險(xiǎn)救災(zāi)行動(dòng)等提供保障并且可以與軍隊(duì)野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)融合,因此可以成為網(wǎng)絡(luò)融合的常態(tài)化模式。此模式的典型代表是軍隊(duì)CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)。
4 結(jié)語
本文在闡述網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了軍、民通信網(wǎng)絡(luò)融合的集成模式和疊加模式兩種模式,并針對(duì)兩種模式分別給出了融合的方案。對(duì)于如何利用民用通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和資源,實(shí)現(xiàn)軍民通信網(wǎng)絡(luò)融合有一定的參考價(jià)值。
目前,國際上IP網(wǎng)絡(luò)通信的主要標(biāo)準(zhǔn)有H.323和SIP,兩者都對(duì)IP電話系統(tǒng)信令提出了完整的解決方案。但兩者的設(shè)計(jì)風(fēng)格各有千秋,H.323采用的是傳統(tǒng)電話信令模式,包括一系列協(xié)議; 而SIP借鑒互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,采用基于文本的協(xié)議。
當(dāng)采用H.323協(xié)議時(shí),各個(gè)不同廠商的多媒體產(chǎn)品和應(yīng)用可以進(jìn)行互相操作,用戶不必考慮兼容性問題; 而SIP協(xié)議應(yīng)用較為靈活,可擴(kuò)展性強(qiáng)。兩者各有側(cè)重。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)差異
首先,從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上分析。在H.323系統(tǒng)中,終端主要為媒體通信提供數(shù)據(jù),功能比較簡單,而對(duì)呼叫的控制、媒體傳輸控制等功能的實(shí)現(xiàn)則主要由網(wǎng)守來完成。H.323系統(tǒng)體現(xiàn)了一種集中式、層次式的控制模式。
而SIP采用Client/Server結(jié)構(gòu)的消息機(jī)制,對(duì)呼叫的控制是將控制信息封裝到消息的頭域中,通過消息的傳遞來實(shí)現(xiàn)。因此SIP系統(tǒng)的終端就比較智能化,它不只提供數(shù)據(jù),還提供呼叫控制信息,其他各種服務(wù)器則用來進(jìn)行定位、轉(zhuǎn)發(fā)或接收消息。這樣,SIP將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性推向了網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備,因此更適于構(gòu)建智能型的用戶終端。SIP系統(tǒng)體現(xiàn)的是一種分布式的控制模式。
相比而言,H.323的集中控制模式便于管理,像計(jì)費(fèi)管理、帶寬管理、呼叫管理等在集中控制下實(shí)現(xiàn)起來比較方便,其局限性是易造成瓶頸。而SIP的分布模式則不易造成瓶頸,但各項(xiàng)管理功能實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜。
應(yīng)用領(lǐng)域之分
H.323 和 SIP 都是實(shí)現(xiàn) VoIP 和多媒體應(yīng)用的通信協(xié)議。H.323協(xié)議的開發(fā)目的是在分組交換網(wǎng)絡(luò)上為用戶提供取代普通電話的VoIP業(yè)務(wù)和視頻通信系統(tǒng)。 SIP的開發(fā)目的是用來提供跨越因特網(wǎng)的高級(jí)電話業(yè)務(wù)。這兩種協(xié)議定位有一定的重合,并且隨著協(xié)議向縱深發(fā)展,這種重合競爭的關(guān)系日益加劇。但兩者所要達(dá)到的目的是一致的,就是構(gòu)建 IP 多媒體通信網(wǎng)。由于它們使用的方法不同,因此它們是不可能互相兼容的,兩者之間只存在互通的問題。
H.323是屬于國際電聯(lián) (ITU) 的標(biāo)準(zhǔn),以H.323為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的多媒體通信網(wǎng)很容易與傳統(tǒng) PSTN 電話網(wǎng)兼容,從這點(diǎn)上看, H.323 更適合于構(gòu)建電信級(jí)大網(wǎng)。國際上幾乎所有的商業(yè)性 IP 電話網(wǎng)或視頻會(huì)議網(wǎng)都是以 H.323 為基礎(chǔ)的。而且,不同版本的 H.323 協(xié)議通過不斷升級(jí)和擴(kuò)展,已經(jīng)日趨完善,為基于 H.323 的 IP 多媒體業(yè)務(wù)提供了很好的保障。
SIP 則是由一些 Internet 愛好者提出的,協(xié)議相對(duì)簡單,但功能也相對(duì)簡單。而且,對(duì) SIP 的更新相對(duì)于 H.323 協(xié)議也較為落后。目前,有許多運(yùn)營商正在利用 SIP 構(gòu)建試驗(yàn)網(wǎng),但若想利用 SIP 構(gòu)建電信級(jí)大網(wǎng),必須對(duì)它進(jìn)行補(bǔ)充、完善,這樣一來 SIP 也不可避免地變得復(fù)雜起來。事實(shí)上, SIP 的發(fā)展趨勢正是如此。 SIP 的普遍使用也能夠推動(dòng)下一代網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)。
身世之別
H.323協(xié)議是由國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)提出、基于電信網(wǎng)信令和協(xié)議制定的IP多媒體標(biāo)準(zhǔn),而不是為 IP 電話專門提出的。但是IP電話,特別是電話經(jīng)由網(wǎng)關(guān)到電話的這種工作方式,可以建議采用H.323來實(shí)現(xiàn),因而 H.323 協(xié)議也常被“借用”作為IP 電話的標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì) IP 多媒體應(yīng)用(如IP電話或視頻會(huì)議)來說,它不僅用 H.323 協(xié)議,還用了一系列協(xié)議,其中有H.225、H.245、H.235、H.450、H.341等。只是 H.323 協(xié)議是“總體技術(shù)要求”,因而通常把這種方式的 IP 電話或視頻會(huì)議稱為 H.323IP電話或H.323視頻會(huì)議。H.323 協(xié)議是一個(gè)較為完備的協(xié)議,它提供了一種集中處理和管理的工作模式。這種工作模式與電信網(wǎng)的管理方式是適配的,尤其適用于從終端到終端的 IP 電話網(wǎng)或視頻會(huì)議網(wǎng)的構(gòu)建。理論和實(shí)踐都表明, H.323 有能力做成任意規(guī)模的 IP 電話系統(tǒng)和視頻會(huì)議系統(tǒng)。
SIP 是由互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF) 提出的協(xié)議,它利用已有的 IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供多媒體業(yè)務(wù),是一個(gè)與 H.323 并列的協(xié)議。與 H.323 體系相比,其作用類似于 H.225.0。SIP 具有簡單、擴(kuò)展性好以及和現(xiàn)有的 Internet 應(yīng)用聯(lián)系緊密的特點(diǎn)。
SIP 的出發(fā)點(diǎn)是想以現(xiàn)有的 Internet 為基礎(chǔ)來構(gòu)架 IP 電話業(yè)務(wù)網(wǎng)。因此,SIP 有著與 H.323 完全不同的設(shè)計(jì)思想,它是一個(gè)分散式的協(xié)議,將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性向網(wǎng)絡(luò)邊緣推,與以 H.323 協(xié)議為基礎(chǔ)的 IP 電話相比, SIP 需要相對(duì)智能的終端。對(duì)于用戶終端是非智能終端的場合,也可以使用 SIP 作為呼叫信令,但這將大大削弱 SIP 特有的優(yōu)勢,因此 SIP 更適用于智能用戶終端。另外,可以考慮在用戶電話機(jī)前添加前置機(jī)的辦法來取代網(wǎng)關(guān)設(shè)備,這樣做的代價(jià)是將增加用戶購買前置機(jī)的開銷。
發(fā)展方向
目前,包括我國在內(nèi)的許多國家都采用了 H.323 作為 IP 電話網(wǎng)關(guān)之間的協(xié)議。整個(gè) IP 電話系統(tǒng)只是把 IP 網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介,在用戶的接入上還是采用電路交換系統(tǒng),而把 IP 電話網(wǎng)關(guān)作為電路交換網(wǎng)和 IP 網(wǎng)絡(luò)的接口。同時(shí),大多數(shù)電信運(yùn)營商也已經(jīng)將 H.323 作為建立新一代視頻會(huì)議系統(tǒng)的首選,將傳統(tǒng)的基于電路的 H.320 視頻會(huì)議應(yīng)用轉(zhuǎn)移到基于 IP 的 H.323 系統(tǒng)中來。從應(yīng)用的規(guī)模上說,在現(xiàn)實(shí)的電信運(yùn)營中, H.323 已經(jīng)成為 VoIP 和多媒體通信事實(shí)上的主導(dǎo)協(xié)議。
關(guān)鍵詞 移動(dòng)通信 實(shí)踐教學(xué) 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
中圖分類號(hào):TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.12.086
Abstract This paper discusses the problem about mobile communication courses in practice teaching. Currently, most universities only take experimental box to practice teaching in mobile communication courses. This kind of training plan has a big disparity with the person's request in actual work. In order to study the construction of mobile communication laboratory, this paper discusses the construction method of the mobile communication laboratory, analyzes the existing problems, and puts forward some solutions to the problems.
Keywords mobile communication; practice teaching; laboratory construction
0 前言
通信技g,尤其是移動(dòng)通信,在近幾年發(fā)展得非常迅速,其應(yīng)用也越來越廣泛。隨著社會(huì)的發(fā)展,移動(dòng)通信已經(jīng)由一門新興的實(shí)用技術(shù)成為一門成熟的學(xué)科。由于市場對(duì)移動(dòng)通信人才的大量需求,也使得眾多高校都開設(shè)了移動(dòng)通信的相關(guān)課程,大批量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備在高校中投入使用,讓學(xué)生能夠從實(shí)踐中了解移動(dòng)通信。但是目前移動(dòng)通信人才的發(fā)展還沒有跟上實(shí)際發(fā)展的步伐,主要原因在于學(xué)校的理論教學(xué)與社會(huì)實(shí)際的崗位需求存在一定的差距。因此,如何根據(jù)學(xué)校自身?xiàng)l件建設(shè)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室,成為眾多高校越來越重要的研究課題。
市場上有眾多的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備,如何合理利用這些設(shè)備,建設(shè)一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),讓學(xué)生能夠真實(shí)了解移動(dòng)通信的整個(gè)過程,盡量縮小與實(shí)際工作的差距,是本文將要探討的主要內(nèi)容。
1 移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀
對(duì)于目前大部分學(xué)校來說,實(shí)驗(yàn)箱依然是建設(shè)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室的首要選擇。這些實(shí)驗(yàn)箱能夠?qū)σ苿?dòng)通信課程中的調(diào)制解調(diào)、擴(kuò)頻解擴(kuò)等原理進(jìn)行一個(gè)模擬仿真,幫助學(xué)生了解基礎(chǔ)的原理知識(shí)。但是這類的實(shí)踐教學(xué)存在很大的局限性,學(xué)生無法將真實(shí)的移動(dòng)通信系統(tǒng)與所做的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)合,無法真實(shí)理解移動(dòng)通信過程,并且這種培養(yǎng)方案與實(shí)際工作崗位對(duì)人才的要求相差比較大。移動(dòng)通信技術(shù)專業(yè)要求掌握移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)技能,畢業(yè)后能夠從事通信設(shè)備安裝、調(diào)試、管理與維護(hù),移動(dòng)基站設(shè)備的研發(fā)等等。并且根據(jù)高校培養(yǎng)方向的不同,學(xué)生的就業(yè)方向也有不同。圖1展示的是目前通信人才市場上兩大類就業(yè)方向。第一種為研究型人才,這類崗位需要對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)具有深刻的理解,對(duì)移動(dòng)通信行業(yè)相關(guān)產(chǎn)品能夠有獨(dú)到的理解并能加以改進(jìn);第二種是工程應(yīng)用型人才,這種崗位主要是要求對(duì)目前市場上現(xiàn)存的通信產(chǎn)品能夠了解應(yīng)用,解決產(chǎn)品在使用過程中的問題。在實(shí)際的市場需求情況中,工程應(yīng)用型人才的崗位數(shù)量要比研發(fā)型崗位多很多。
圖1 通信工程類專業(yè)就業(yè)方向
2 移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀分析
學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)水平,直接影響了學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量,從而影響了學(xué)生的就業(yè)。對(duì)于學(xué)校來言,這是很大的問題。對(duì)于市場而言,人才的稀缺,也影響了通信行業(yè)的發(fā)展。因此,學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)方案和思路應(yīng)該與市場人才培養(yǎng)的方向相匹配,培養(yǎng)出與市場需求相契合的專業(yè)型人才。從圖1分析的通信工程類專業(yè)就業(yè)方向來看,學(xué)校在移動(dòng)通信的課程實(shí)踐教學(xué)方面應(yīng)該采用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合的思路。從當(dāng)前眾多高校的實(shí)驗(yàn)建設(shè)情況來看,主要采用的是以下幾種方案和思路:移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)箱、用幾臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱搭建一個(gè)模擬的移動(dòng)通信架構(gòu)、采用大型商業(yè)設(shè)備以及采用移動(dòng)通信協(xié)議分析儀或路測分析系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)通信原理以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進(jìn)行理解和實(shí)訓(xùn)。
2.1 采用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱來建設(shè)
移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)箱對(duì)于大多數(shù)高校來說,是一個(gè)基礎(chǔ)類的實(shí)驗(yàn)室。不管是本科類院校還是職業(yè)類院校,這類型的實(shí)驗(yàn)室都必須要建,因?yàn)閷?duì)于學(xué)生來說,單純的移動(dòng)通信課程理論知識(shí)學(xué)習(xí),他們很難理解,這就需要基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)來做支撐。通過做實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生了解實(shí)際電路的搭建、系統(tǒng)的構(gòu)成,真真實(shí)實(shí)看到信號(hào)的調(diào)制解調(diào),從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解。但這種實(shí)踐教學(xué)也僅僅是讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)底層原理知識(shí),不能展現(xiàn)移動(dòng)通信現(xiàn)網(wǎng)的真實(shí)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)流程以及系統(tǒng)原理,這種培養(yǎng)方案培養(yǎng)的學(xué)生難以與社會(huì)崗位需求對(duì)接。
2.2 采用實(shí)驗(yàn)箱搭建移動(dòng)通信系統(tǒng)
隨著教學(xué)儀器行業(yè)的發(fā)展,在移動(dòng)通信這塊,有部分廠家提供了這樣一種方案。結(jié)合移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)箱,加上自主研發(fā)的小型基站和移動(dòng)交換中心,搭建一個(gè)真實(shí)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。這種建設(shè)方案相比于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱的方案,增加了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的展示,學(xué)生既能夠通過基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)箱來熟悉理解理論知識(shí),又可以通過模擬的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來了解移動(dòng)通信系統(tǒng)的架構(gòu),對(duì)學(xué)生來講,就不再是紙上談兵了。但深入了解之后發(fā)現(xiàn),這種模擬的移動(dòng)通信系統(tǒng)僅僅只是拼湊了一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),它與真正的移動(dòng)通信系統(tǒng)相差很大,學(xué)生通過這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)備學(xué)習(xí)的知識(shí)會(huì)讓其對(duì)真實(shí)生活中的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生誤解,對(duì)以后就業(yè)很不利。
2.3 利用大型商業(yè)設(shè)備建設(shè)移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室
隨著通信行業(yè)的發(fā)展,部分高校也開始著眼于真實(shí)的商用設(shè)備。華為、烽火、中興等通信設(shè)備公司都是三大運(yùn)營商的直接供貨商,他們生產(chǎn)的設(shè)備都是用于真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)搭建。因此,部分高校采用這種大型的商用3G、4G設(shè)備,在學(xué)校內(nèi)部搭建一個(gè)真實(shí)的、獨(dú)立于大網(wǎng)的3G網(wǎng)絡(luò)。部署這樣一個(gè)真實(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能讓學(xué)生接觸到實(shí)際的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,還可以完成一些實(shí)際業(yè)務(wù)以及系統(tǒng)配置。學(xué)生可以通過這種設(shè)備了解一些工程實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容。但是這種商業(yè)設(shè)備封閉性很強(qiáng),外在的借口較少,開放性不夠,學(xué)生不能達(dá)到有效的硬件及系統(tǒng)搭接方面的訓(xùn)練,只能熟悉設(shè)備的操作。而且這些商用設(shè)備都價(jià)格昂貴,學(xué)校需求資金投入量非常大,經(jīng)費(fèi)難以控制。因此,這種大型商業(yè)設(shè)備建設(shè)的移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室也不能符合眾多高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的需求。
2.4 采用移動(dòng)通信協(xié)議分析儀或路測分析系統(tǒng)
目前移動(dòng)、聯(lián)通、電信三大運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)非常成熟,這也正是以后學(xué)生工作所要面對(duì)的。因此,在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的時(shí)候,需要對(duì)真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行分析。采用路測及協(xié)議分析的方法,抓取手機(jī)與基站通信的整個(gè)通信過程及其底層數(shù)據(jù),并對(duì)其進(jìn)行解析,研究它的工作原理和過程。學(xué)??梢酝ㄟ^這種方式來對(duì)學(xué)生進(jìn)行很好地訓(xùn)練,讓學(xué)生可以對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的底層協(xié)議、信令、流程以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面進(jìn)行深入的觀察和分析。學(xué)生一直學(xué)習(xí)的是真實(shí)實(shí)際的通信網(wǎng)絡(luò),在以后實(shí)際的工作中,無論是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、還是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,或者是在技術(shù)開發(fā)中進(jìn)行與協(xié)議棧有關(guān)的開發(fā)或增值應(yīng)用,都會(huì)有一個(gè)很好的基礎(chǔ)。
3 移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)
移動(dòng)通信是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程。從事移動(dòng)通信行業(yè)的學(xué)生,不僅需要較高的理論知識(shí),還需要較高的實(shí)踐能力。因此在教授這門課程時(shí),除了培養(yǎng)學(xué)生移動(dòng)通信基本的理論知識(shí),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化設(shè)備的實(shí)踐能力,為今后從事相應(yīng)的崗位工作做好準(zhǔn)備。
從教材編排方面可以看出,移動(dòng)通信分為兩大部分,即基礎(chǔ)理論部分和系統(tǒng)原理部分。針對(duì)這兩個(gè)部分,應(yīng)該采用不同的實(shí)驗(yàn)及訓(xùn)練方案。基礎(chǔ)理論部分可以通過實(shí)驗(yàn)箱完成一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)來加強(qiáng)理解,系統(tǒng)原理部分則需要通過實(shí)訓(xùn)來讓學(xué)生了解系統(tǒng)的架構(gòu)、相關(guān)的接口以及一些基本的流程、重要的參數(shù)等等。圖2展示了移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的一個(gè)總體思路。整個(gè)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)可以有以下幾部分組成:
(1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱。主要用來學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的了解。部分教儀廠家還研發(fā)了對(duì)應(yīng)的虛擬仿真軟件,將實(shí)驗(yàn)箱搬到了電腦上,學(xué)生可以隨時(shí)隨地打開仿真軟件來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(2)實(shí)訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)。建設(shè)一個(gè)真實(shí)的實(shí)訓(xùn)網(wǎng)絡(luò),能夠讓學(xué)生了解移動(dòng)通信中的終端技術(shù)、空口無線接口技術(shù)、核心網(wǎng)技術(shù)等理論知識(shí),學(xué)習(xí)如何分配無線頻譜資源,了解影響各種網(wǎng)絡(luò)融合的因素等等,讓學(xué)生對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)體系有真實(shí)直觀的認(rèn)知。
(3)協(xié)議分析儀。用協(xié)議分析儀能讓學(xué)生能真正觀察和捕捉空中的數(shù)據(jù)碼流進(jìn)行細(xì)致的分段并解析,讓學(xué)生對(duì)基站、手機(jī)甚至是移動(dòng)交換中心的相關(guān)工作過程以及網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)設(shè)備的交互均可以從進(jìn)行較為深入的觀測和分析,這對(duì)學(xué)生以后從事網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等相關(guān)工作有很大幫助。
4 結(jié)束語
通信行業(yè)的快速持續(xù)發(fā)展,對(duì)通信人才提出了更加專業(yè)的需求。高校在培養(yǎng)模式這塊,要加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的把握。建立一個(gè)系統(tǒng)、完整地展示移動(dòng)通信底層理論知識(shí)的移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室,是培養(yǎng)移動(dòng)通信專業(yè)合格人才的保障。本文從多個(gè)方面分析了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)存在的問題和不足,最后提出了一個(gè)相對(duì)完善的建設(shè)方案,從分析來看,這種方案比較合適現(xiàn)在的人才需求。
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