《现代交换原理》教学大纲

《现代交换原理》教学大纲一、理论（课堂）教学内容“现代交换原理”课程为3学分、48学时的专业基础课，其的理论（课堂）教学内容安排如下：（一）交换概论（4.5学时）1、交换与通信网2、各种交换方式3、交换系统（二）交换网络(7.5学时)1、交换网络的构成2、交换单元交换单元的基本概念空分交换单元（开关阵列、空间接线器）时分交换单元（时间接线器）3、交换网络交换网络的基本概念CLOS网络TST网络BANYAN网络4、研讨课（或习题课、小测验）（三）程控数字交换与电话通信网（10学时）1、电话交换基础2、程控数字交换机系统结构3、接口电路模拟用户电路、数字中继电路4、数字交换网络-话路建立5、控制系统交换机控制系统特点、控制系统构成方式、多处理机工作方式6、程控交换软件技术交换机软件系统概述、呼叫处理基本原理、交换软件设计技术7、电话通信网8、研讨课（或习题课、小测验）（四）信令系统（8学时）1、信令概述信令概念、信令的分类、信令方式2、No.7信令系统No.7信令系统概述、No.7信令及其协议栈、No.7信令流程3、No.7信令网4、常用IP网协议（SIP、H.323、MGCP）5、研讨课（或习题课、小测验）（五）移动交换（4学时）1、GSM系统体系结构、信令过程、组网方式2、GPRS系统3、3G系统 IMT2000简介、WCDMA、cdma20004、研讨课（或习题课、小测验）（六）IP交换技术（10学时）1、IP路由技术IP路由交换基本原理路由器体系结构的演变及其工作原理典型设备介绍及应用举例2、ATM交换技术ATM技术产生背景 窄带ISDN概念、ISDN交换机结构、ISDN信令过程宽带ISDN业务分析ATM基本原理ATM网络技术ATM交换技术3、IP与ATM融合的各类交换技术IP与ATM的比较IP与ATM融合模型重叠模式（原理、CIP举例）集成模式（原理、Ipsilon的IP交换举例）4、多协议标记交换（MPLS）MPLS的概念MPLS的交换原理标记交换路由器的结构和工作原理MPLS的应用和发展5、研讨课（或习题课、小测验）（七）软交换与IMS(4学时)1、软交换技术产生的背景业务层技术演进VoIP技术的发展控制层技术演进2、软交换系统原理软交换概念及系统组成软交换控制器原理软交换系统协议栈软交换系统网关和接入技术软交换系统业务技术3、IMS技术原理IMS技术的产生IMS系统组成及技术特点IMS业务及其应用（八）总结课二、实验教学内容“现代交换原理”课程设置了16学时的随堂实验，该实验不占课程的48学时，具体实验教学内容安排如下：（一）交换系统认知实验了解数字程控交换系统、MPLS路由器及软交换系统等的体系结构，进行业务体验及网管操作。（二）基础型实验：（六选二）1、时间表调度实验2、摘挂机检测实验3、脉冲计数实验4、位间隔识别实验5、软件送音实验6、驱动交换网络实验（三）提高型实验：（五选三）1、分组交换实验——永久虚电路建立实验2、分组交换实验——交换虚电路呼叫处理实验3、ATM交换实验——ATM路由表查询实验4、MPLS交换实验——标记转发表实验5、MPLS交换实验——MPLS呼叫处理实验（四）软交换系统（或IMS）业务生成实验（可选）1、呼叫转移业务生成实验2、呼叫转移业务冲突验证实验二、教学目标与任务（一）交换概论使学生掌握交换的基本概念，了解三种基本传送模式的特点，了解电信交换系统的基本结构，了解并掌握通信网三对基本概念：面向连接工作方式和无连接工作方式、同步时分复用和异步时分复用、固定带宽分配和动态带宽分配。（二）交换网络使学生了解描述交换单元连接特性的方法，了解交换单元外部特性的描述指标，掌握三种典型的交换单元（开关阵列、S接线器、T接线器）的结构、特性及工作原理，掌握TST网络工作原理及内部时隙选择的对偶原则，掌握CLOS网络的构成方法及CLOS定理，掌握BANYAN网络的结构及其特性，理解严格无阻塞网络、可重排无阻塞网络、广义无阻塞网络的基本概念。（三）程控数字交换与电话通信网使学生了解电话通信的基本原理，掌握程控交换系统结构及基本组成部分，了解接口电路的种类及其工作原理，了解控制系统的多处理机构成方式及其特点，了解交换机软件系统的组成及各部分完成的功能，了解实时系统的工作特点，掌握呼叫处理的基本原理，掌握周期级程序以及基本级程序的设计方法，会用SDL语言描述呼叫处理的详细设计，了解电话通信网的构成，了解过负荷控制、BHCA、话务量的概念。（四）信令系统使学生了解信令的基本概念，了解信令方式的基本概念，掌握七号信令协议栈的构成及其各协议的功能和应用，了解七号信令的信令单元，了解七号信令网的构成和基本工作原理。了解IP网常用协议SIP、MGCP、H.323及其应用。（五）移动交换使学生了解移动通信的基本概念，理解GSM网络各通信实体（MSC、GMSC、HLR、VLR、BSC、BTS、AUC、EIR等）的基本功能，掌握GSM网络电话交换的基本原理，了解GPRS网络结构及交换技术特点，了解3G网络结构及交换技术特点等。（六）IP交换技术使学生理解IP路由交换的技术特点及其IP路由交换设备的体系结构及工作原理；了解ISDN的基本特点、DSS1信令和ISDN交换机与PSTN交换机的异同；了解ATM技术产生背景和技术应用现状，了解ATM信元结构及其协议，掌握ATM交换的基本原理及其特点，理解ATM交换网络的缓冲机制和控制策略。了解IPoverATM产生的背景和重叠模式、集成模式两种融合模式的技术特点，理解多协议标记交换的特点并掌握其交换原理。（七）软交换与IMS了解软交换技术产生的背景和技术基础，了解下一代网络的基本概念，掌握以软交换为核心的下一代网络的技术特征、四层体系结构、各层主要实体和设备的功能，掌握以IMS为核心的下一代网络的技术特征，了解以IMS为核心的下一代网络的体系结构、各层主要实体和设备的功能。通过本章的学习应使学生理解通信网控制层技术演进的特点和路线。三、教学方法与教学活动在教学方法上，将课堂教学、实验教学、研讨课、网络教学等有机地结合起来，并充分利用多媒体教学手段提高教学效率和教学效果。在教学过程中，注重基本理论、基本概念和基本方法的讲解，在较普遍的意义上来阐明“交换”的实质，特别注重各种交换方式的技术比较，注重本门课程和其它课程知识点的关联与内容上的相辅相成，注重教学内容体现最新科研成果，注重交换与通信网技术的有机结合，注重利用多媒体教学手段强化教学效果，注重学生认知能力和科研素质的培养。(1)课堂教学在课堂教学中，遵循“少、精、宽”的原则，重点讲解交换的基本原理、基本概念与基本方法，注重将交换原理与通信网技术有机的结合起来。注重教学方法和教育心理，采用启发式教学方法，调动学生的学习积极性，激发学生的潜能。合理有效的利用多媒体教学手段提高教学效率和教学效果。注重学生认知能力、自主学习能力和研究型学习能力的培养，注重科学思维方式的培养和分析问题、解决问题的能力培养。(2)实验教学为提高学生应用所学知识和理论的能力，课程设置了实验环节，实验基于“现代交换原理仿真实验系统”。该仿真实验系统设计了层次化（提供了基础型实验模块、提高型实验模块和专业型实验模块）、系列化（提供了覆盖教学内容各个重要知识点和难点的实验达17个之多）的仿真实验，可使学生深入到交换系统核心呼叫处理模块，灵活、直观、方便地进行覆盖各知识点的多种实验。该实验可在最普通的PC机上进行，通过键盘操作就可实现打电话的摘挂机、拨号等操作。实验系统交互性强，能够做到实时动态检错。教师应注重通过实验提高学生综合运用所学知识分析问题和解决的能力，培养合作精神及创新意识，培养良好的科研素质；注重实验过程引导和科学方法的训练。(3)课程研讨课程在教学过程中，要持续进行教学方法的改革，设定研究课题（不少于3个）开展陪讲法的教学实践，以增强学生自主学习、主动思考研究的能力；继续进行微博答疑等的教学实践，不断进行教学新模式的探索；将具有深厚理论造诣的交换领域专家和具有丰富工程实践经验的名企工程师，请进课堂，进行前沿技术和实际设备技术的介绍，使学生既了解交换领域的前沿技术和最新发展趋势，又获得普遍应用的交换设备的实用技术。在研讨课的课上课下，教师可有针对性的提出问题，更要鼓励学生提出疑难问题，通过引导启发，与学生一起分