Page 25 - 网络电信2022年3月刊

资金，陆续配置了激光原理实验系统、信息光学实 验系统、 图2 光线路终端的仿真模型
光通信原理实验箱、光纤传感系统、光通信专业仪器仪表和光
通信网络实训系统，有效保障了基础性、综合性的光通信实验
教学项目运行。由于光通信实验硬件建设具有经费投入高、时
间 周期长、维护更新难度大等缺点，而光通信仿真软件在光通
信模型构建及特性分析方面具有强大功能，因此光通信仿真软
件被应用于各类空间光学系统、光纤通信系统、光纤光栅传感
器、模式干涉 传感器、光子晶体光纤传感器、多通道薄膜滤波
器等设计分析工作中，从而有力支撑了开放性创新 实验、毕业
设计、大学生创新创业竞赛等教学环节中综合性、创新性的光
通信实验教学活动。
2. 全真式光通信网络实验教学面临的问题
为引导学生认知商用光通信网络设备，掌握实用的光通信
网络工程应用技能，黄艳华等 ［13］ 和倪林等 ［14］ 构建了全真式
光纤接入网实训平台，孙铁刚等 ［15］ 搭建了涵盖光同步传送网
( SDH: Synchronous Digital Hierarchy) 、分组传送网(PTN: 物联网、云计算、人工智能等新兴业务的迅猛发展对接入
Packet Transport Network) 、无源光网络(PON: Passive 网络提出了更高的要求，无源光网 络系统因其大带宽、低延
Optical Network)的全真式光通信网络实训平台。光通信网络 时、高可靠等优点而成为解决电信网络“最后一公里”瓶颈问
实训教学应用表明，商用光通信网络设备的引入突破了传统箱 题的最有效解决方案。实验室实训场景难以匹配映射大空间跨
式实验设备的局限，但仍存在如下问题。 度的宽带接入应用场景，虚拟仿真实验构建了端局机房、室外
1) 商用电信级光通信网络设备昂贵，实验室配置台套数 光交接箱和写字楼内办公室典型工程应用场景，宽带接入应用
少，单一设备不支持多人并发操作，因此，难以满足面向教学 实训场景如图4所示。
班规模的多人实训教学需求，全程动手操作配置的学生比例低。
2) 光通信网络内部通信信号处理过程看不见、摸不着， 图3 通信业务开通流程
通信业务开通配置过程复杂综合，因此，学生难以快速全面掌
握通信业务开通的完整流程和配置方法。
3) 光通信网络具有低损耗、宽带宽等优异传输特性，诸
如宽带接入应用场景的空间跨度大，而实验 室场地大小有限，
局端到用户端的各类设备集中堆放在实验台上，因此，学生难
以建立实验室实训场景和通信工程应用场景之间的匹配映射关系。

三、无源光网络虚拟仿真实验设计
1. 虚拟仿真实验规划设计
无源光网络虚拟仿真实验设计前期即以商用无源光网络设
备为原型，建立高逼真度的三维立体仿真模型，不同于光通信
仿真软件中的抽象化仿真模块，从设备认知层面营造和实验室
实训环境类似的虚拟仿真实验环境。无源光网络虚拟仿真实验
平台中建立宽带远程接入服务器 (BＲAS:Broadband Ｒemote 图4 宽带接入应用实训场景
Access Server)、 媒体网关控制器(MGC: Media Gateway
Controller)、光线路终端(OLT:Optical Line Terminal)
、单模光纤(SMF:Single Mode Fiber)、光分路器(POS:
Passive Optical Splitter)、企业网关(MSG: Multi-Service
Gateway)、用户电话机(Phone) 和用户计算机(PC: Personal
Computer)等设备三维立体仿真模型，其中光线路终端的虚拟仿
真模型如图2所示。
面向教学班规模的实验室实训教学无法保证每个学生的参
与度，而通过虚拟仿真实验形式可满足每个学生的全程参与需
求。虚拟仿真实验中将复杂综合的通信业务开通过程流程化，
分解细化为网络拓扑设计搭建、业务开通软件配置和业务开通
测试验证等交互性操作实验步骤，通信业务开通流程如图3所示。

网络电信 二零二二年三，四月 51