通信工程系专业应用综合实验教学大纲

李老师

四川大学网络教育（专升本）
通信工程系专业应用综合实验教学大纲

课程名称：通信网应用综合实践
英文名称：Synthetic Practice of Telecommunication Network
课程性质：基础
课程代码：
本大纲主笔人：电气信息学院通信工程系
面向专业：通信工程专业（网络教育专升本）
实验讲义名称：通信网应用综合实践指导书
编写单位：四川大学电气信息学院通信工程系
编写日期：2013年5月
主编：

一、课程学时学分
实验总学时：20       实验总学分：2

二、课程简介
通信工程专业作为电气信息类本科专业，要求学生理解掌握国际前沿通信技术的理论知识，也应具有一定的现代通信技术应用开发能力。通信工程专业网络教育专升本层次教学计划中开设了光通信技术、传感器网络、物联网相关应用课程，这些课程都具有很强的实践性。传输网络主要由传输设备和网络节点设备构成。传输设备既可以是光缆线路系统，也可以是微波或卫星系统；网络节点既可以是只有复用功能的简单节点，也可以是具有传输、复用、交叉连接和交换功能的复杂节点。为了实现全球统一电信网络的最终目标，必须统一网络节点间的接口——网络节点接口（NNI），SDH传输技术正是在此基础上，由一些基本的SDH网络单元组成，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接。这些课程都具有很强的实践性。通过本课程的学习，使学生了解和掌握SDH技术的基本原理和基本方法。了解SDH这项通信高技术。
在学习教科书、阅读课程教学光盘，掌握理论知识的同时，还应注重实践、理论联系实践，使学生具有一定的动手能力。本实践性课程为此而开设。
通信网应用综合实践课程主要内容及学时分配如下：
1、        物联网通信技术：进行传感器网络硬件设计、软件编程的实践，学时控制在10学时；
2、        光通信技术系列指标测试、光端机业务开通测试、光端机系统组网训练，业务保护测试，学时控制在10学时；

三、实验的地位、作用和目的
（一）物联网实验的地位作用和目的
通信技术主要集中于无线传感器网络通信技术（802.15.4/Zigbee协议栈）。通过实践教学，让学生加深对理论知识的理解和掌握，在实践中学习和消化理论知识，提高学生的工程实践能力，为学习后续课程和从事实践技术工作奠定基础。
实验采用韩伯电子公司Crossbow-CC2431 物联网实验箱，其核心芯片是TI 公司CC2431 芯片。实验内容涵盖了系统环境和工具使用、无线传感器网络组网等主要知识点。实验目的是通过对实际设备的操作和编程，实践课堂所学的软硬件知识，加深对物联网原理的理解和关键技术的掌握。由于物联网实验具有较好的实际应用价值，因此也有助于同学们熟悉物联网应用领域、拓展创新思路、激发深度研发的兴趣。

本实践环节的主要目的就是：
1．加深对课堂讲授内容的理解，深入了解802.15.4/Zigbee协议。
2．熟悉所用的CC2431物联网实验箱的操作方法，了解和熟悉TinyOS编程环境。
3. 学习传感器网络组网软件配置及通信程序编程方法。

（二）SDH光传输网实验的地位作用和目的
通信网应用综合实践是通信工程专业的专业课，又是从事通信工程技术人员必须掌握的专业技术知识。光纤通信在现代通信网中所起的作用越来越广泛，并已经成为通信系统传输的主要方式，光纤通信在现代通信领域占有重要的地位。本实践课程的基本任务是使学生掌握或熟悉光纤通信系统的组成和特点，光纤光缆的结构种类特性以及应用领域，光无源和有源器件的基本原理以及应用领域，光发送机与光接收机的组成和工作原理，以及光纤通信网结构和光纤通信的新技术等。

本实践环节的主要目的就是：
1．加深对课堂讲授内容的理解，掌握各种光无源器件及有源器件的使用。
    2．通过对设备进行业务开通和调度更好的学习和掌握SDH设备的工作原理、结构和特点。
    3．学习SDH设备的组网能力，可以是链型、环形等拓扑。


四、实验方式及基本要求
（一）物联网实验方式及基本要求
要求学生能独立编写源程序，独立上机调试程序，独立运行程序和分析结果，并提交实验报告。
（二）SDH光传输网实验方式及基本要求
1.要求学生能够自行完成预习教材，进行实验和写实验报告。
2.要求学生能够正确使用基本实验器材，熟悉实验仪器主要性能和作用。
3.掌握实验中的实验原理、实验方法和测量方法。

五、实验报告
    实验报告是整个实验过程的重要环节。要求学生每作完一次实验写一个实验报告。通过写实验报告达到对整个实验的总结和提高。
    实验报告可包括：实验目的、实验内容、算法与流程图、程序清单、运行结果、调试分析和体会等内容，并根据实验过程和实验结果得出相应的结论，回答相应的问题。
即本实践报告共有6个实验内容，其中5个必做内容，1个选做并且写出相应实验过程和结果。
六、考核与考试
以考查方式检查学生。考查内容：
实验报告
综合上述内容给定本实践课程成绩（以百分制计）

七、基本设备与器材配置
（一）物联网实验基本设备与器材配置
无线传感器网络实验箱，5个学生组成一组使用一台。
软件环境要求：
1．        操作系统：Cygwin、TinyOS
2．        语言环境： NesC语言。
（二）SDH光传输网实验基本设备与器材配置
1.SDH设备： 3套
2.光功率计：若干
3.光衰耗器：若干
4. 2M误码仪：若干
5. 测试尾纤：若干

八、实验项目及内容提要

（一）物联网实验项目及内容提要
序号        实验名称        内容提要        实验性质        实验类别        现有套数        每组人数        实验时数        备注

1
        软硬件环境的使用及利用Task 控制LED        熟悉 Cygwin、TinyOS、Flash Programmer 的使用，以及物联网节点的组成结构。        2        5        ？        ？        4        必作

2
        Zigbee通信程序编程实验        在TinyOS上编程实现事件驱动的传感器数据获取；发送与接受消息；
        2        4        ？        ？        6        必作
注：
1、实验性质：ｌ一基础实验２一专业（技术）基础实验３一专业实验。
２、实验类别：ｌ一演示２一验证（单元）３一综合 4一设计５一训练等
３、现有套数：指仪器设备套数，与该实验可同时开出的组数相对应。



（二）SDH光传输网实验项目及内容提要
序号        实验名称        实验目的        实验内容说明        备注

1
        光电接口参数测试实验        通过本实验，让学生了解SDH光传输设备的光口、电口各种最常见的参数，从而对SDH的性能指标有个大致的了解。        本实验通过对单站点的调试和测试，让学生了解SDH各种性能指标， 并掌握SDH的部分测试方法。        必作

2
        SDH光传输点对点2M业务        通过本实验了解2M业务及2M业务在点对点组网方式中的配置方法和应用        1.        组网结构：由网元SDH1和网元SDH2组成点对点网络结构。
2.        业务介绍：实现SDH1的第1、2个2M和SDH2的第1、2个2M互通。        必作

3
        SDH光传输环形2M业务（单向通道保护环）        通过本实验了解2M业务及在二纤单向通道保护环组网方式中的配置方法和应用。        1.        组网结构：由网元SDH1、SDH2、SDH3组成二纤单向通道保护环的网络结构。
2.        业务介绍：实现SDH1的第1、2个2M和SDH3的第1、2个2M互通，在SDH2网元进行业务穿通，当网元间任意1对纤缆断开通信仍然正常。        必作
4        SDH链型组网配置实验        通过本实验了解2M业务在链型组网数据配置。        通信网络中所有节点相互串接如链状，并且首位两个节点之间不直接相连。为了使两个非相邻节点之间完成业务连接，网上介于这两个节点之间的所有节点都应该配合完成同一业务的连接。        选作