沈玲玲，伊學(xué)君

(電子科技大學(xué) 成都學(xué)院電子信息工程系，成都 611731)

與通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的課程是通信及相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大三后比較重要的一類專業(yè)課，這類課程涉及最具代表性的公用電信網(wǎng)絡(luò)的方方面面，從技術(shù)到架構(gòu)，從傳輸?shù)浇粨Q，甚至網(wǎng)管、同步等內(nèi)容。目前，這些跟網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的課程主要有:《程控交換》《TCP/IP》《光纖通信》《計算機(jī)通信網(wǎng)》《移動通信網(wǎng)》等。這些都是大多數(shù)學(xué)校通信專業(yè)開設(shè)的傳統(tǒng)專業(yè)課程，通信專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)完成這類課程后，應(yīng)該對常見的公用電信網(wǎng)絡(luò)有比較全面、深入的認(rèn)識和理解。

但筆者在近年來的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中一個比較典型的問題是各門課程的學(xué)習(xí)各自為政，對“網(wǎng)絡(luò)”的概念實(shí)際很模糊。從課程設(shè)置來看，這些課程都強(qiáng)調(diào)了某一種具體的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和功能，或者課程中部分內(nèi)容涉及某一種網(wǎng)絡(luò)，個性很鮮明但缺乏綜合性，無法突出各門課程在宏觀網(wǎng)絡(luò)層面的聯(lián)系及共性;而從學(xué)生的角度看，由于在大三之前，學(xué)生主修課程主要以理論基礎(chǔ)課程為主，所以學(xué)生在剛剛接觸專業(yè)課程的時候，從學(xué)習(xí)的習(xí)慣和思維方式上一時還沒有轉(zhuǎn)換過來，在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時仍然每門課程單一學(xué)習(xí)，沒有意識將他們和整體的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，去發(fā)現(xiàn)其中的共性和區(qū)別，不利于學(xué)習(xí)方法的掌握和學(xué)習(xí)效率的提高。甚至，很多人在學(xué)習(xí)一些課程時根本和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。例如，像《光纖通信》這門課程在本科階段的教學(xué)內(nèi)容里都會涉及一個章節(jié)同步數(shù)字體系SDH(Synchronization Digital Hierarchy，SDH［1］)，大多數(shù)學(xué)生都認(rèn)為它是光纖通信的一個重要技術(shù)，而不把它和傳送網(wǎng)聯(lián)系起來，當(dāng)然對該技術(shù)的“傳送”功能理解也不會深刻了，一定程度上反而加深了學(xué)習(xí)SDH的難度。

因此，在此類課程的教學(xué)前應(yīng)該先給學(xué)生導(dǎo)入宏觀的“網(wǎng)絡(luò)”概念，然后由表及里不同角度逐一進(jìn)行分解概念所包含的內(nèi)容，并將不同課程所涉及的內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)起來。筆者在教學(xué)中嘗試使用了公用電信網(wǎng)絡(luò)的模型先建立學(xué)生對這類課程學(xué)習(xí)的概念和思路，取得了一定的效果，在下文中，將對該方式進(jìn)行闡述。

1 網(wǎng)絡(luò)的模型導(dǎo)入

公用電信網(wǎng)絡(luò)的縱向分層模型和水平視圖是業(yè)內(nèi)特別是從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者角度公認(rèn)的經(jīng)典模型［2－3］，是從功能(縱向)和地域(水平)兩個角度把網(wǎng)絡(luò)分類和闡釋比較完備的模型，因此，在學(xué)生接觸網(wǎng)絡(luò)課程之前，運(yùn)用該模型作為導(dǎo)入并強(qiáng)化對其的理解是加深學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識及對后續(xù)要學(xué)習(xí)課程的合理分解的一種有效方法。

1.1 公用電信網(wǎng)絡(luò)的縱向分層模型

公用電信網(wǎng)絡(luò)的縱向分層模型如圖1所示。

圖1 公用電信網(wǎng)絡(luò)的縱向分層模型

在引入網(wǎng)絡(luò)概念之后，通過這個模型向?qū)W生強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的兩大功能:傳輸和交換［4］(網(wǎng)絡(luò)的概念各類相關(guān)教材上均有完備定義，在此不再贅述)，因?yàn)檫@是網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)營的兩個必備條件，也是縱向分層模型的分層標(biāo)準(zhǔn)。

既然該模型是按功能進(jìn)行劃分的，因此我們向?qū)W生剖析模型中各層網(wǎng)絡(luò)的功能。模型中最上層為應(yīng)用層，該層網(wǎng)絡(luò)中所列舉的文件傳送、多媒體應(yīng)用學(xué)生比較容易理解，這是產(chǎn)生不同通信信息的功能層，而實(shí)現(xiàn)這些信息在網(wǎng)絡(luò)中的通信目的就要靠下兩層網(wǎng)絡(luò)功能來實(shí)現(xiàn)了。因此，就不難引導(dǎo)學(xué)生將網(wǎng)絡(luò)的兩大功能交換和傳輸與底兩層網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)起來:即“業(yè)務(wù)網(wǎng)層”對應(yīng)交換功能，“傳送網(wǎng)層”對應(yīng)傳輸功能。

為了讓學(xué)生能形象理解這樣一個抽象模型，可以將“業(yè)務(wù)網(wǎng)層”功能比喻成負(fù)責(zé)為應(yīng)用層產(chǎn)生的信息進(jìn)行“指路”的，告訴它該去哪兒;而“傳送網(wǎng)層”就負(fù)責(zé)具體的“搬運(yùn)”，可以比喻成是貨車，為去往不同目的地的貨物進(jìn)行承載。我們要先知道貨物去哪兒再選擇不同的交通方式，因此這兩層之間的關(guān)系就是傳送層為業(yè)務(wù)層服務(wù)，這樣一來網(wǎng)絡(luò)縱向分層思想中下層為上層服務(wù)的結(jié)論學(xué)生也很容易理解了。

至此，學(xué)生基本能夠掌握網(wǎng)絡(luò)的兩大功能含義，但是理解還較抽象，與具體的網(wǎng)絡(luò)不一定能聯(lián)系起來，我們應(yīng)該進(jìn)一步向?qū)W生深入剖析模型的內(nèi)涵。在課堂教學(xué)中，可以設(shè)計提問的方式，列舉模型圖中所示學(xué)生比較熟悉的網(wǎng)絡(luò)。例如，電話網(wǎng)、IP網(wǎng)，引發(fā)他們思考這些網(wǎng)絡(luò)為什么屬于不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)?它們的硬件體現(xiàn)是怎樣的?

在學(xué)生思考基礎(chǔ)上進(jìn)行深入講解:

(1)既然業(yè)務(wù)網(wǎng)層負(fù)責(zé)交換，那么業(yè)務(wù)網(wǎng)其實(shí)就是由交換設(shè)備所組成的網(wǎng)絡(luò)。交換的技術(shù)有很多種，即使是相同的交換技術(shù)，其遵循的標(biāo)準(zhǔn)亦可不同，因此就有了不同類的交換設(shè)備，不同類的交換設(shè)備組成不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)，例如電話網(wǎng)是程控交換設(shè)備組成的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)是由路由器這種交換設(shè)備組成的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

(2)而傳送網(wǎng)絡(luò)是由傳輸設(shè)備和線路設(shè)置組成的網(wǎng)絡(luò)，保證完成尋址后信息的正確無誤的傳輸，包括復(fù)用、解復(fù)用等功能。

(3)支撐網(wǎng)的位置包含了模型中的每一層，它是對業(yè)務(wù)網(wǎng)和傳送網(wǎng)的一些必要輔助，可以適當(dāng)向?qū)W生介紹幾個典型的支撐網(wǎng)，例如同步網(wǎng)、管理網(wǎng)。

通過上述分析后，最常見的一種網(wǎng)絡(luò)分類角度就闡釋清楚了，這時我們再將后續(xù)網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容與模型中的位置對應(yīng)起來，等于從功能的角度將后續(xù)課程內(nèi)容進(jìn)行了分類，學(xué)生在學(xué)習(xí)之前就已經(jīng)把握了方向，學(xué)習(xí)起來將更加有的放矢。

圖2 公用電信網(wǎng)絡(luò)的橫向分層模型

1.2 公用電信網(wǎng)絡(luò)的橫向分層模型

水平視圖也是一個非常重要的網(wǎng)絡(luò)分類角度，我們一般把它稱為網(wǎng)絡(luò)的橫向分層模型，如圖2所示。相比縱向模型，橫向模型是從地域?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，學(xué)生較容易理解。水平視圖將公用電信網(wǎng)絡(luò)分為核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，結(jié)合縱向模型來分析，核心網(wǎng)絡(luò)既包括業(yè)務(wù)網(wǎng)，也包括核心傳送網(wǎng)，而傳統(tǒng)意義上的接入網(wǎng)只屬于傳送網(wǎng)［5］。這樣一來，學(xué)生在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)時通過網(wǎng)絡(luò)的地域位置也能把握其重點(diǎn)功能。

通過引入網(wǎng)絡(luò)縱向和水平模型，可以讓學(xué)生在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)之前從宏觀上對網(wǎng)絡(luò)功能有清晰地把握，對后續(xù)將學(xué)習(xí)的各類網(wǎng)絡(luò)課程都可以關(guān)聯(lián)其縱向、水平坐標(biāo)來明確該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重點(diǎn)，并達(dá)到舉一反三，提高自學(xué)能力的目的。

2 網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計

2.1 網(wǎng)絡(luò)模型的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計簡述

網(wǎng)絡(luò)課程是實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，所以在理論課程基礎(chǔ)上安排一定實(shí)訓(xùn)操作課程更能加深學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)模型的形象直觀的理解。

針對上面所述的網(wǎng)絡(luò)模型，我們設(shè)計了實(shí)驗(yàn)課程，能供學(xué)生把網(wǎng)絡(luò)模型和實(shí)際的應(yīng)用聯(lián)系起來，實(shí)驗(yàn)設(shè)計構(gòu)思如圖3所示。

圖3 通信網(wǎng)絡(luò)模型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計

2.2 電子科技大學(xué)成都學(xué)院的實(shí)驗(yàn)方案

將三臺SDH光傳輸設(shè)備組成不同拓?fù)湫问降木W(wǎng)絡(luò)，圖中為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，其中兩臺設(shè)備SDH1與SDH3上各自連接有一臺C＆C08程控交換機(jī)，程控交換機(jī)下接有固定電話，該綜合組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)方案模擬了分布在不同區(qū)域的通信終端(電話機(jī))進(jìn)行電話通信業(yè)務(wù)的過程，SDH所組的環(huán)網(wǎng)體現(xiàn)傳送功能，而業(yè)務(wù)網(wǎng)則由C＆C08交換機(jī)組成，它們?yōu)樵捯粜畔⑻峁┝私粨Q和傳輸。

學(xué)生通過完成一次最熟悉的電話業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接，可以加深其理論課堂上對網(wǎng)絡(luò)模型中業(yè)務(wù)網(wǎng)(交換)和傳送網(wǎng)(傳輸)的理解，同時也完成了對SDH設(shè)備配置和C＆C08程控交換機(jī)配置的相關(guān)專業(yè)知識的鞏固。

由于電子科技大學(xué)成都學(xué)院實(shí)驗(yàn)條件有限，實(shí)驗(yàn)室不具備多臺C＆C08程控交換設(shè)備，我們采用下列簡化方式來模擬2.1中的通信業(yè)務(wù)，如圖4所示。

圖4 電子科技大學(xué)成都學(xué)院的實(shí)驗(yàn)方案

用連接了攝像頭的測試分析儀代替圖3中的程控交換設(shè)備接入不同的SDH設(shè)備，圖中仍為接入SDH1和SDH3，用攝像頭分析儀上采集的視頻圖像代替業(yè)務(wù)信息。

如果SDH組網(wǎng)配置成功，則在不同的節(jié)點(diǎn)都能觀測到其他攝像頭分析儀采集到的視頻，表明業(yè)務(wù)信息經(jīng)由傳送網(wǎng)絡(luò)傳送成功。雖然該簡化方案對于網(wǎng)絡(luò)模型中的業(yè)務(wù)層功能尚體現(xiàn)不足，但在實(shí)驗(yàn)條件有限的情況下不失為一種折中方案。

由于采用攝像頭來模擬業(yè)務(wù)信息，學(xué)生若實(shí)驗(yàn)成功則可以看到其他組學(xué)生的視頻，經(jīng)過嘗試發(fā)現(xiàn)該方案的運(yùn)用能極大地提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和積極性，課堂氣氛很活躍。

3 結(jié)束語

我們使用公用電信網(wǎng)絡(luò)的模型作為網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)前的一種導(dǎo)入，旨在使學(xué)生在學(xué)習(xí)前從宏觀上理解網(wǎng)絡(luò)的功能劃分，對后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)起到提綱挈領(lǐng)的作用，同時掌握不斷出現(xiàn)的新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)方法。我們同時開設(shè)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案，加深了學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力。

［1］韋樂平.SDH及其新應(yīng)用［M］.北京:人民郵電出版社，2001.

［2］王承恕.通信網(wǎng)基礎(chǔ)［M］.北京:人民郵電出版社，1999.

［3］張磊.現(xiàn)代電信網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及其面臨的挑戰(zhàn)［J/OL］.［2005－02－14］http://www.knowsky.com/6403.htm l.

［4］卞佳麗.現(xiàn)代交換原理［M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社，2005.

［5］張中荃.接入網(wǎng)技術(shù)［M］.北京:人民郵電出版社，2010.