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摘要：构建了基于软件IUV-4G的PTN网络虚拟通信实验的操作平台，该实验平台通过利用IUV软件的仿真教学功能，软件具有用户登录、具体实验（核心网&无线、IP承载网、光传输网）等操作界面。使得实验项目具有一定的扩展性和灵活性。同时在不增加硬件设施的情况下，通过利用虚拟仿真软件技术可以提高实验的性能以及平台利用率，为同学们提供了一个创新设计、自主学习的实验平台。
关键词：PTN网络；实验教学改革；虚拟通信；IUV
近些年，伴随着普通高校在地方的招生规模不断扩大，相应的对学校的实验设备需求也产生了一系列的影响。传统实验设备不仅存在着资金投入量大、维护不方便等问题，因此很难满足实验教学的需求。所以通过利用虚拟软件操作平台IUV来开展PTN网络课程的实验教学。
IUV仿真软件的提出不仅可以解决资金成本问题，而且还对高校师生在移动通信技术及公共网传输通信技术方面也具有一定程度的实践应用价值。該平台的扩展性较强、实用性强、交互能力强，很大程度上解决了实验设备短缺的问题。IUV虚拟教学软件主要针对一些具有一定通信理论基础的同学，使他们通过对软件的操作，逐步强化不同理论知识之间的相互联系，也锻炼了同学们的综合实践能力。并通过虚拟仿真技术来提高高校内与通信网络实验相关的综合教学能力。
1 问题的提出及引发的思考
现如今，在应用型本科的高等教育教学改革中，我国主要是通过操作实践的环节来提高和巩固学生对以往所学知识的应用能力。但在过去的这些年里，与通信网络传输相关的实验教学中，基本上都是用实际的网元设备来构建实际的公共传送网为基础，而这样的教学方式的优点是可以让同学们直接接触到一些实际的实验设备，包括电源、PTN设备、光纤等硬件及各个设备之间的相互连线。由于组成一个庞大的通信网络系统是非常复杂的，所以想要在短时间掌握各个硬件之间的配置也是相当困难，而且这样的实验教学平台成本较高、过程较复杂甚至整个教学的过程不是很直观，因而不利于同学们更好的理解整个网络组成，况且同学们也将大部分时间用来构建和公共网络传输并没有直接联系的脚本配置软件。这样一来，和实验的初衷相比较就有点背道而驰的感觉。
因此，我们这里所介绍的教学仿真软件IUV，通过简单、直观的组网方式，让同学们在短期内可以对其实验原理、系统组成等关键部分得到很好掌握和应用。最后，我们将公共传输网方面相关的通信实验作为实验实训的教学改革去探索。
2 实验教学中工程实际项目的选择
由于很长一段时间以来一直致力于研究LTE承载网中较为常见的PTN网络，以及长期也从事相应的教学和科研工作，同时也进行了一些与PTN网络相关的实验的设计。发现将一些工程的实际成果和实验教学相融合，通过把实验的各个环节都充分设计好，必然会给教学方面带来良好的绩效。
PTN网络虚拟通信课程作为该实验的主要内容，因此选择实际的工程项目时应当考虑如下方面：
工程项目是否和该课程的实验教学有关，比如虚拟仿真软件、PTN网络的组网及相关数据的设置等；
由于与工程实际相关的知识点较多。因此在进行选择的时候，必须要清楚实验的相关原理以及了解掌握一些与PTN网络布局以及设备选择方面相关的实验内容；
切记实验必须具有一定的可行性，即：实验条件能达到、同学们可以独自完成、实验所得到的结果可以拓展，使实验对学生的深入学习和知识应用打下良好基础。
因此，在本文中我们选择了“PTN网络的虚拟通信仿真实验”的操作仿真，通过将PTN的组网、PWE3业务仿真以及MPLS-TP数据转发作为实验教学的主要内容，再进行课程实验的虚拟仿真。
3 实验环节设计及实现
“PTN网络的虚拟通信仿真实验”通过采用IUV仿真系统对实验内容进行设计操作，整个PTN网主要由PTN技术、MPLS以及PWE3等组成；按照要求进行网络整体格局的布置，进而选择相应设备以及连接方式使实验内容和实际工程的结合能够达到理想的效果；在完成基础性实验的前提下，再结合实际工程和实验教学的要求，从而按照以下4个步骤来设计完成对应的实验，即提出问题、现场参观、实验仿真和问题解析。
3.1 提出问题
根据“PTN网络的虚拟通信仿真实验”工程项目所解决的问题，然后通过结合虚拟通信仿真软件的操作和应用，进而提出几个与实验相关的、需要同学们搞清楚的几个关键问题，让同学们带着这几个问题进行实验操作，最终找出问题的答案
实验所提供的实际工程是在图1所示的仿真系统环境下操作完成的，通过利用IUV软件所具有的操作简单、布局简洁明了等特点；对实验要求进行合理选择设备、正确进行连线、数据配置以及最终进行业务调试。进而通过上述实验操作就可以实现相应的PTN网络的组网以及成功组网后相应功能的实现。
关于PTN网络的虚拟实验，本质上不需要同学们彻底的明白该项目所涉及的对象以及各个设备原理，最核心的就是需要同学们掌握和了解该仿真软件是如何让实现各个设备之间的通信，以及如何通过调整设备的参数进行实现不同的功能，实验操作开始之前需要提出以下问题：（1）IUV软件是如何实现整个组网布局以及设备之间的相互通信；（2）试着通过该实验平台准确的实现PTN网络的组网、数据的转发等功能。
3.2 现场参观
通过带领学生到企业现场去参观了和PTN网络相关的大型设备实际情况以及各个设备是如何进行工作的。这样一来，不仅可以让同学们真实的感受到各个设备在生活中的实际应用，还可以提高同学们对PTN网络虚拟通信实验这门课程的兴趣。通过这次参观可以明显的反映出同学们的热情以及对完成后续的实验内容也已经迫不及待了。
3.3 实验仿真
由于参观的企业实验设备和实验资源都是有限的，因此让所有同学在企业完成实际工程是不可能的。因此学校通过购买与实际设备相似功能的虚拟仿真软件，即IUV虚拟通信仿真软件。通过低成本购买软件，然后授权安装到对应的实验室机房，供同学们实验使用。通过实验课程教学，利用IUV虚拟软件，首先同学们打开软件，然后授权登陆，选择对应的实验环境从而实现相应的实验目的。这样搭建的实验环境在成本上不仅远远低于购买实际设备的成本，并且构建了良好的实验环境。将其与工程实际相结合，在知识的学习和应用中，对于同学们来说将是一次全新的锻炼。 当具备了这样条件的实验平台后，再将实验操作说明及实验注意事项交给同学们，同学们就可以遵循实验要求来完成实验，进而可以让同学们充分的体验虚拟仿真软件在工程项目中的实际应用。
3.4 问题解析
通过带着所提出的问题进行实验学习，在实验平台进行实验操作以及结果分析。按照这样的方法会使得大多数同学在对实验课程的架构关系及原理可以得到深入的了解，从而使得同学们能够达到比较理想的实验学习效果。这样便可以使同学们比较轻松的理解和掌握实验教学中的重点、难点。
虚拟仿真软件的设备布局以及彼此之间的联系。通过不同的实验要求合理的选择设备、参数的配置等。软件内的各设备布局简单明了，可以仿真通信网络相关的大多数实验。则也充分体现了计算机的智能化以及为了满足实验应用需求的灵活性。
使用IUV软件实现PTN网络的优点。首先IUV软件和以往软件相比具有操作简单、整体结构清晰；其次，不需要掌握特别多的通信理论，只要具有一定的基础就可以很明确的理解整个通信网络的结构；最后，在搭建好整个网络架构之后，进行业务调试的过程也比较容易，它会通过Ping整个网络的每一条连接线，若不通，它也会提示哪些设备参数或连线有问题，这样一来，就使得调试过程变得轻松简单。
在利用虚拟仿真软件IUV进行PTN网络虚拟通信实验中，多个原理相互结合以及应用。通过结合PTN网络实验的操作实现时，由于整个系统庞大，涉及到的设备较多、控制较难，则同学们对各个设备的型号选择需要谨慎。进行业务调试时，通过控制对象的调试，可以充分理解整个网络中通信的数据流的走向，从而加深了对该系统结构的理解。又因为要求同学们对整个网络系统的对象、结构进行掌握和理解，并通过在软件中选择不同的实验环境来实现对应功能，使同学们更好的掌握搭建整个虚拟通信系统的网络架构。为将来更为复杂的虚拟通信网络实验打下了坚实的基础。
4 实验效果的评估
通过与工程实际的相互结合，进而对本校学生的PTN虚拟通信网络课程进行了相应的实验教学改革，同时也取得了理想的实验教学效果。
促使了实验教学与工程实际的相互结合，同时也培养了同学们通过实验结合实际思考两者间的相互联系，避免了虚拟仿真软件“虚讲虚做”的教学模式，进而实现虚拟仿真软件通过结合工程实际进行操作演练、学习和实践相结合。
由于教学所结合的工程项目具有较强的实践操作性，所以在实验操作环节必须对学生们的要求明确，进而也将大大提升学生们的动手操作能力以及对未知知识的探索热情。
通过实验教学可以充分的体现同学们对学习、实践具有很强的积极性和主动性。尽管对同学们所操作的实验提出的问题不是很多，但是事实上整个实验过程却将许多课程学习中重要的知识点得到了很好的运用和贯穿，并且想要完成一个具有综合性、设计性的实验是相当不容易的。同学们不仅需要掌握整个实验相关的知识、原理以及相应的网络架构，而且还需要对整个网络实验中所涉及到的设备进行相应的了解掌握，例如PTN设备的选择、MPLS业务传输以及相关参数的调试等。图1是我们进行操作实验的登陆界面，通过输入用户名、密码完成登录操作。然后进入实训模式图2，通过对实验任务及需求的了解，选择与之相对应的实验环境，通过网络拓扑规划、设备选择、设备之间连线、参数设置以及业务调试等步骤，完成与实验要求一致的实验内容。通过整个实验步骤的完整操作，我们会发现我们只需要选择不同实验环境，然后单击鼠标进入实验环境，进而通过上述步骤即可实现相应的功能。设备的布局结构简单直观，对应的功能也十分明确，让人操作起来可以得心应手，因此在教学方面也就达到了比较满意的效果。
为了满足学生们的需求以及鼓励和支持他们做好实验，甚至对课堂实验内容做到充分理解和掌握，实验室通过创造条件实现了实验室的课外开放。这样做是非常有意义的，尤其是在开展相应的工程实验方面。
参考文献：
[1]罗芳盛，林磊.IUV-承载网通信技术[M].北京：人民邮电出版社，2016.
[2]刘亚风，余龙江.虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索[J].实验技术与管理，2016，33（4）：108-110.
[3]李玲，王非.基于网络的虚拟现实技术在高校实验室教学中的应用[J].实验科学与技术，2014，12（3）：37-39，46.
[4]裴斐，金秋.高校计算机实验室开放实验教学管理模式探讨[J].教育与职业，2011（30）：156-157.
[5]王保丽，印兴耀，张广智.“理论-实验-应用”一体化教学的探索与实践[J].实验室研究与探索，2015，34（11）：152-155.
[6]刘亚丰，余江龙.虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索[J].实验技术与管理，2016，33（4）：108-114.
[7]张宝昌，刘海峰.构建综合性实践教学体系，加强实践能力培养[J].实验技术与管理，2012，29（4）：248-250，253.
作者简介：
贺龙周（1992-），男，陕西洛川，硕士。
通信作者：
孙捷（1965-），男，辽宁沈阳，硕士，教授，碩导，研究方向：现代通信网络。
关键词：PTN网络；实验教学改革；虚拟通信；IUV
近些年，伴随着普通高校在地方的招生规模不断扩大，相应的对学校的实验设备需求也产生了一系列的影响。传统实验设备不仅存在着资金投入量大、维护不方便等问题，因此很难满足实验教学的需求。所以通过利用虚拟软件操作平台IUV来开展PTN网络课程的实验教学。
IUV仿真软件的提出不仅可以解决资金成本问题，而且还对高校师生在移动通信技术及公共网传输通信技术方面也具有一定程度的实践应用价值。該平台的扩展性较强、实用性强、交互能力强，很大程度上解决了实验设备短缺的问题。IUV虚拟教学软件主要针对一些具有一定通信理论基础的同学，使他们通过对软件的操作，逐步强化不同理论知识之间的相互联系，也锻炼了同学们的综合实践能力。并通过虚拟仿真技术来提高高校内与通信网络实验相关的综合教学能力。
1 问题的提出及引发的思考
现如今，在应用型本科的高等教育教学改革中，我国主要是通过操作实践的环节来提高和巩固学生对以往所学知识的应用能力。但在过去的这些年里，与通信网络传输相关的实验教学中，基本上都是用实际的网元设备来构建实际的公共传送网为基础，而这样的教学方式的优点是可以让同学们直接接触到一些实际的实验设备，包括电源、PTN设备、光纤等硬件及各个设备之间的相互连线。由于组成一个庞大的通信网络系统是非常复杂的，所以想要在短时间掌握各个硬件之间的配置也是相当困难，而且这样的实验教学平台成本较高、过程较复杂甚至整个教学的过程不是很直观，因而不利于同学们更好的理解整个网络组成，况且同学们也将大部分时间用来构建和公共网络传输并没有直接联系的脚本配置软件。这样一来，和实验的初衷相比较就有点背道而驰的感觉。
因此，我们这里所介绍的教学仿真软件IUV，通过简单、直观的组网方式，让同学们在短期内可以对其实验原理、系统组成等关键部分得到很好掌握和应用。最后，我们将公共传输网方面相关的通信实验作为实验实训的教学改革去探索。
2 实验教学中工程实际项目的选择
由于很长一段时间以来一直致力于研究LTE承载网中较为常见的PTN网络，以及长期也从事相应的教学和科研工作，同时也进行了一些与PTN网络相关的实验的设计。发现将一些工程的实际成果和实验教学相融合，通过把实验的各个环节都充分设计好，必然会给教学方面带来良好的绩效。
PTN网络虚拟通信课程作为该实验的主要内容，因此选择实际的工程项目时应当考虑如下方面：
工程项目是否和该课程的实验教学有关，比如虚拟仿真软件、PTN网络的组网及相关数据的设置等；
由于与工程实际相关的知识点较多。因此在进行选择的时候，必须要清楚实验的相关原理以及了解掌握一些与PTN网络布局以及设备选择方面相关的实验内容；
切记实验必须具有一定的可行性，即：实验条件能达到、同学们可以独自完成、实验所得到的结果可以拓展，使实验对学生的深入学习和知识应用打下良好基础。
因此，在本文中我们选择了“PTN网络的虚拟通信仿真实验”的操作仿真，通过将PTN的组网、PWE3业务仿真以及MPLS-TP数据转发作为实验教学的主要内容，再进行课程实验的虚拟仿真。
3 实验环节设计及实现
“PTN网络的虚拟通信仿真实验”通过采用IUV仿真系统对实验内容进行设计操作，整个PTN网主要由PTN技术、MPLS以及PWE3等组成；按照要求进行网络整体格局的布置，进而选择相应设备以及连接方式使实验内容和实际工程的结合能够达到理想的效果；在完成基础性实验的前提下，再结合实际工程和实验教学的要求，从而按照以下4个步骤来设计完成对应的实验，即提出问题、现场参观、实验仿真和问题解析。
3.1 提出问题
根据“PTN网络的虚拟通信仿真实验”工程项目所解决的问题，然后通过结合虚拟通信仿真软件的操作和应用，进而提出几个与实验相关的、需要同学们搞清楚的几个关键问题，让同学们带着这几个问题进行实验操作，最终找出问题的答案
实验所提供的实际工程是在图1所示的仿真系统环境下操作完成的，通过利用IUV软件所具有的操作简单、布局简洁明了等特点；对实验要求进行合理选择设备、正确进行连线、数据配置以及最终进行业务调试。进而通过上述实验操作就可以实现相应的PTN网络的组网以及成功组网后相应功能的实现。
关于PTN网络的虚拟实验，本质上不需要同学们彻底的明白该项目所涉及的对象以及各个设备原理，最核心的就是需要同学们掌握和了解该仿真软件是如何让实现各个设备之间的通信，以及如何通过调整设备的参数进行实现不同的功能，实验操作开始之前需要提出以下问题：（1）IUV软件是如何实现整个组网布局以及设备之间的相互通信；（2）试着通过该实验平台准确的实现PTN网络的组网、数据的转发等功能。
3.2 现场参观
通过带领学生到企业现场去参观了和PTN网络相关的大型设备实际情况以及各个设备是如何进行工作的。这样一来，不仅可以让同学们真实的感受到各个设备在生活中的实际应用，还可以提高同学们对PTN网络虚拟通信实验这门课程的兴趣。通过这次参观可以明显的反映出同学们的热情以及对完成后续的实验内容也已经迫不及待了。
3.3 实验仿真
由于参观的企业实验设备和实验资源都是有限的，因此让所有同学在企业完成实际工程是不可能的。因此学校通过购买与实际设备相似功能的虚拟仿真软件，即IUV虚拟通信仿真软件。通过低成本购买软件，然后授权安装到对应的实验室机房，供同学们实验使用。通过实验课程教学，利用IUV虚拟软件，首先同学们打开软件，然后授权登陆，选择对应的实验环境从而实现相应的实验目的。这样搭建的实验环境在成本上不仅远远低于购买实际设备的成本，并且构建了良好的实验环境。将其与工程实际相结合，在知识的学习和应用中，对于同学们来说将是一次全新的锻炼。 当具备了这样条件的实验平台后，再将实验操作说明及实验注意事项交给同学们，同学们就可以遵循实验要求来完成实验，进而可以让同学们充分的体验虚拟仿真软件在工程项目中的实际应用。
3.4 问题解析
通过带着所提出的问题进行实验学习，在实验平台进行实验操作以及结果分析。按照这样的方法会使得大多数同学在对实验课程的架构关系及原理可以得到深入的了解，从而使得同学们能够达到比较理想的实验学习效果。这样便可以使同学们比较轻松的理解和掌握实验教学中的重点、难点。
虚拟仿真软件的设备布局以及彼此之间的联系。通过不同的实验要求合理的选择设备、参数的配置等。软件内的各设备布局简单明了，可以仿真通信网络相关的大多数实验。则也充分体现了计算机的智能化以及为了满足实验应用需求的灵活性。
使用IUV软件实现PTN网络的优点。首先IUV软件和以往软件相比具有操作简单、整体结构清晰；其次，不需要掌握特别多的通信理论，只要具有一定的基础就可以很明确的理解整个通信网络的结构；最后，在搭建好整个网络架构之后，进行业务调试的过程也比较容易，它会通过Ping整个网络的每一条连接线，若不通，它也会提示哪些设备参数或连线有问题，这样一来，就使得调试过程变得轻松简单。
在利用虚拟仿真软件IUV进行PTN网络虚拟通信实验中，多个原理相互结合以及应用。通过结合PTN网络实验的操作实现时，由于整个系统庞大，涉及到的设备较多、控制较难，则同学们对各个设备的型号选择需要谨慎。进行业务调试时，通过控制对象的调试，可以充分理解整个网络中通信的数据流的走向，从而加深了对该系统结构的理解。又因为要求同学们对整个网络系统的对象、结构进行掌握和理解，并通过在软件中选择不同的实验环境来实现对应功能，使同学们更好的掌握搭建整个虚拟通信系统的网络架构。为将来更为复杂的虚拟通信网络实验打下了坚实的基础。
4 实验效果的评估
通过与工程实际的相互结合，进而对本校学生的PTN虚拟通信网络课程进行了相应的实验教学改革，同时也取得了理想的实验教学效果。
促使了实验教学与工程实际的相互结合，同时也培养了同学们通过实验结合实际思考两者间的相互联系，避免了虚拟仿真软件“虚讲虚做”的教学模式，进而实现虚拟仿真软件通过结合工程实际进行操作演练、学习和实践相结合。
由于教学所结合的工程项目具有较强的实践操作性，所以在实验操作环节必须对学生们的要求明确，进而也将大大提升学生们的动手操作能力以及对未知知识的探索热情。
通过实验教学可以充分的体现同学们对学习、实践具有很强的积极性和主动性。尽管对同学们所操作的实验提出的问题不是很多，但是事实上整个实验过程却将许多课程学习中重要的知识点得到了很好的运用和贯穿，并且想要完成一个具有综合性、设计性的实验是相当不容易的。同学们不仅需要掌握整个实验相关的知识、原理以及相应的网络架构，而且还需要对整个网络实验中所涉及到的设备进行相应的了解掌握，例如PTN设备的选择、MPLS业务传输以及相关参数的调试等。图1是我们进行操作实验的登陆界面，通过输入用户名、密码完成登录操作。然后进入实训模式图2，通过对实验任务及需求的了解，选择与之相对应的实验环境，通过网络拓扑规划、设备选择、设备之间连线、参数设置以及业务调试等步骤，完成与实验要求一致的实验内容。通过整个实验步骤的完整操作，我们会发现我们只需要选择不同实验环境，然后单击鼠标进入实验环境，进而通过上述步骤即可实现相应的功能。设备的布局结构简单直观，对应的功能也十分明确，让人操作起来可以得心应手，因此在教学方面也就达到了比较满意的效果。
为了满足学生们的需求以及鼓励和支持他们做好实验，甚至对课堂实验内容做到充分理解和掌握，实验室通过创造条件实现了实验室的课外开放。这样做是非常有意义的，尤其是在开展相应的工程实验方面。
参考文献：
[1]罗芳盛，林磊.IUV-承载网通信技术[M].北京：人民邮电出版社，2016.
[2]刘亚风，余龙江.虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索[J].实验技术与管理，2016，33（4）：108-110.
[3]李玲，王非.基于网络的虚拟现实技术在高校实验室教学中的应用[J].实验科学与技术，2014，12（3）：37-39，46.
[4]裴斐，金秋.高校计算机实验室开放实验教学管理模式探讨[J].教育与职业，2011（30）：156-157.
[5]王保丽，印兴耀，张广智.“理论-实验-应用”一体化教学的探索与实践[J].实验室研究与探索，2015，34（11）：152-155.
[6]刘亚丰，余江龙.虚拟仿真实验教学中心建设理念及发展模式探索[J].实验技术与管理，2016，33（4）：108-114.
[7]张宝昌，刘海峰.构建综合性实践教学体系，加强实践能力培养[J].实验技术与管理，2012，29（4）：248-250，253.
作者简介：
贺龙周（1992-），男，陕西洛川，硕士。
通信作者：
孙捷（1965-），男，辽宁沈阳，硕士，教授，碩导，研究方向：现代通信网络。