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宽带接入技术课程教学和实践

摘要随着社会信息化的发展,宽带接入技术在不断革新.如何以现场需求为目标来进行“宽带接入技术”课程的教学和实践,成为了教学研究的重点.接入技术种类多、理论面广,本文对如何加深对接入理论的理解和提高实践能力进行了探讨,在实际应用中取得了较好的效果,并对课程的改革提出了建议.

关键词接入技术教学改革三平面体系

1 引言

在通信网络的高速发展和宽带业务的不断应用,用户接入网络也得到了飞速的发展,为“最后一公里”提供了多种不同的解决方案.基于电话线、有线电视线、光纤等有线宽带接入技术和无线宽带接入技术进入千家万户,激烈的竞争需要运营商投入巨大的资金和人力,也带给了接入网更好的发展机会.

宽带接入技术作为通信工程专业一门重要的专业课程,其理论与实践应用紧密联系.通过多年的教学发现如何在课堂上让学生掌握各种接入技术的理论是教学工作中存在的难题.由于此课程内容面广且呈现出新的特点,旧的教学内容授课方式已不能满足要求,所以在实际教学中首先明确学习本课程的目标,学习就会有方向,其次掌握宽带接入网在通信网中的位置,再从接入系统三平面的架构出发,引出具体的宽带接入技术等课程内容,这样既有利于各种接入技术的理论学习,也有利于宽带接入网络整体架构的理解.

2 课程目标

通过本课程的理论教学和实验训练,使学生具备以下知识和能力：

（1）掌握宽带接入网的特点和体系结构.

（2）掌握宽带接入网的基本理论、网络拓扑结构和各种宽带接入技术.

（3）掌握接入网的用户接入管理技术.

（4）掌握无线接入网的体系结构,理解无线接入的网络安全技术.

（5）掌握网络管理的概念,熟悉电信管理网的功能结构、信息结构和体系分层结构.

3 宽带接入网在通信网中的位置

在学习“宽带接入技术”这门课程时,首先应明确宽带接入网在整个通信网中的位置.通过具体的通信网结构模型图,再把相关的专业技术内容联系起来,就可以使学生对宽带接入网有个全面、清晰的认识.下面是宽带接入网在通信网中的位置结构模型图（见图1）.由于接入技术种类比较多,那么在该模型的构造过程中,既体现出整个通信网的结构,又能够体现接入网在通信网中所处的位置[1].通过该模型图,会使学生对该课程的地位有更清晰的认识.

4 宽带接入网的三平面体系结构

传统电信接入网主要功能是实现业务的传送,其不包括交换功能和控制功能,故不能满足用户的多种需求.IP 接入网弥补了电信接入网的不足,根据ITU-Y.1231 建议,IP接入网主要功能包括传送功能、IP 接入功能和系统管理功能[2].为了更好地理解各种接入技术及其相关协议的作用,通过建立三平面体系模型,即传送平面、控制平面和管理平面,在以此构建的IP 接入网系统架构模型基础上组织教学内容设计[3].

4.1 传送平面

传送平面采用IP 协议进行面向无连接的通信,实现用户端到因特网服务提供者端之间的通道连接.在应用层把用户业务IP 化,即语音、数据和视频等业务采用IP 分组进行传送,即“Everything over IP”；在链路层,IP 分组根据链路层的接入技术,封装在不同类型的帧中进行通信,再根据物理层的传输媒质变换成相应的信号进行传送,即“IP over Everything”.

4.2 控制平面

控制平面的主要功能是实现用户的接入控制,在用户侧、接入服务器和认证服务器之间协同实现用户接入的管理,如图2 所示,即控制功能主要为认证/ 授权/ 记账（Authentication/Authorization/Accounting,AAA）功能[2].其中接入控制的实体可划分为接入申请者（用户）、接入服务器BRAS（Broadband Remote Access Server）、认证服务器三种角色.在讲授IP 接入网接入控制功能时,首先提出用户认证的模型架构,再明确不同接入技术的具体设备在认证系统中的角色.最后,这三种角色的设备为了共同实现对用户接入的控制,它们之间还要分别采用相应的接入链路协议和接入管理协议.其中,典型的接入链路协议分别是IEEE802.1X 和PPPoE,典型的接入管理协议是RADIUS 协议[2].

4.3 系统管理平面

系统管理平面的主要功能是在运维系统与设备间实现接入网的系统管理,包括网络运行状态、传送平面与控制平面的参数配置、协调等进行监控与管理,大多采用SNMP 或CMIP 等相关协议.

5 接入网实验室的建设

在实际教学中,为了加强工程实践能力的培养,本专业进行了宽带接入实验室的建设.宽带接入实验室的用户接入控制方式采用用户- 接入服务器- 认证服务器架构[4],在此基础上进行了接入网的硬件环境搭建.实验室购置了H3C路由器、中兴二层交换机、华为DSLAM、ADSL Modem、格林威尔EPON 等知名厂家设备,利用这些设备实现以太网接入、ADSL 接入、EPON 接入和WLAN 接入等实验和课程设计内容,认证服务器利用基于Windows2003 Server 操作系统的PC机来实现,各种接入终端都是接入用户,如图3 所示.学生在这样的实验环境中进行相关实验和课程设计,增强了实践和合作能力,拓展了知识面.目前,宽带接入实验室已运行了近4 年,为学生提供了良好的实验和课程设计实践环境,工程实践能力和设计分析能力得到了锻炼和提高.

6 课程教学与实践的改革探索

由于“宽带接入技术”课程具有实践性强、技术庞杂等特点,故在教学内容的选择、方法的运用和实践设计环节等方面要具有相应的对策.

首先,教学内容选择要广.由于目前接入技术的发展非常快,很多教材内容并不能适应当今接入技术的发展,有的教材内容偏少,有的教材内容比较陈旧,所以在实际教学过程中,要密切注重该技术发展的最新动向,补充新技术、新理论.

其次,教学方式多样化.传统教学的特点是教师处于主导地位,学生处于被动的接受状态,效果不太理想.要改变这种局面,可采取“翻转课堂”的学习方法[5].教师录制课程视频,并且传到网上,上课之前学生可以自主学习课程的微视频,课堂教学时教师可以根据学生对知识的掌握情况进行辅导.这种方式提高了学习效率,还可以做专题讨论等.但如何充分发挥翻转课堂教学模式的优势,将在线学习和面对面的教学有机结合在一起,是一个值得深入研究的课题.

第三,考核方式综合化.在考核方式上实现考教分离,建立宽带接入技术试题库,既含有教材上的理论知识,也包含实验和课程设计等实践操作知识.由于考试内容包含理论和实践两个部分,这样就大大促进了学生课堂学习和实践学习的能动性.学生在平时做实验和课程设计的时候就要认真完成,可以有效避免实践过程中投机取巧和实践报告雷同的现象.

7 结语

随着社会信息化的快速发展,高校传统的教学模式已不能满足当今社会发展的需求,课程教学需采用先进的教学理念和教学手段,进一步提高教学质量、加强实践环节,培养出具有理论和实践综合能力的专业人才.

课程教学论文范文结:

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