Вы здесь

СОТСБИ-ngn

Интерактивный лабораторно-учебный класс СОТСБИ-ngn — представляет собой аппаратно-программный комплекс, предназначенный  для  получения базовых знаний о протоколах, системах сигнализации и новых инфокоммуникационных технологиях, используемых на сетях связи, а также для получения практических навыков по работе с телекоммуникационным оборудованием, позволяя отслеживать и анализировать логику работы телекоммуникационных протоколов.

Лабораторно-учебный класс может использоваться в учебном процессе высших учебных заведений в рамках теоретических и практических программ подготовки бакалавров и магистров по разным специальностям направления «Телекоммуникации», а также по программам телекоммуникационных университетов для факультетов повышения квалификации.

В проекте используется классическая модель системы обучения: от теории к практике, от практики к  исследованиям.

Лабораторно-учебный класс предполагает прохождение учащимися трёх основных стадий обучения:

  • подготовки (изучение теоретического материала);
  • интерактивного обучения и программной оценки знаний (тестирование и моделирование);
  • практической и исследовательской (работы непосредственно с телекоммуникационным оборудованием или программным обеспечением, выполняющим функции телекоммуникационного оборудования).

Как результат, комплекс позволяет не только изучить технологии и протоколы как таковые, но и сократить разрыв между теорией и практикой и сгладить трудности перехода от процесса обучения к работе с реальным оборудованием.

Наряду с этим, в аппаратно-программном комплексе СОТСБИ-ngn реализованы последние образовательные идеи и технологии, существующие в мире на данный момент: использование мультимедиа, интерактивных подсказок, навигации по разделам, системы статистики и учета, возможность выполнение программируемых лабораторных работ, контроль за процессом обучения и т.п.

Лабораторно-учебный комплекс СОТСБИ-ngn включает следующие основные элементы:

  • серверы с установленным программным комплексом СОТСБИ-ngn — KVM-сервер СОТСБИ-У, KVM-сервер СОТСБИ-ngn. Серверы обеспечивают взаимодействие элементов системы, хранение баз данных, установленные программные продукты выполняют функции сервера учебной программы, программного коммутатора, включая функции proxy-сервера, гейткипера, DHCP сервера и т.п. Поэтому сервера используют специализированные решения, направленные на максимальную защищенность, доступность и сохранность выполняемых задач. В качестве аппаратного решения используются промышленные двухпроцессорные серверные платформы, базирующиеся на процессорах intel Xeon, с использованием памяти с технологией коррекции ошибок (ECC) и резервированием жестких дисков (RAID-массивы).
  • рабочие места учащихся, оборудованные ПК с установленным программным комплексом СОТСБИ-ngn (версия учащегося);
  • рабочее место преподавателя, оборудованное ПК с установленным программным комплексом СОТСБИ-ngn (версия преподавателя) и системой наблюдения за мониторами учащихся.

Для возможности распечатки отчетов и статистики учащихся с рабочих мест используется принтер.

Вышеуказанные элементы системы позволяют учащимся пройти все этапы обучения, реализованные в комплексе СОТСБИ-ngn.

 

Программное обеспечение KVM-сервер СОТСБИ-У включает:

 - Программное обеспечение сервера СОТСБИ-У - пакет специализированных программ для обеспечения процесса обучения, выполняющий такие функции как, администрирование и сбор статистики; изучение теории, выполнение тестирования, моделирования, зачета; использование блокнота, глоссария; формирование отчета, дистанционный контроль процесса обучения.

- Серверное ПО управления рабочими местами (для рабочего места преподавателя и для рабочих мест учащихся) — позволяет производить загрузку бездисковых рабочих станций (тонкий клиент) по сети.

- Вспомогательный NFS сервер - общий ресурс, куда пользователи могут выкладывать документы общего назначения. На него могут быть возложены функции NTP сервера и proxy-сервера.

- Сервер видеоконференций СОТСБИ-air - программный сервер, предназначенный для организации многопользовательской видеоконференцсвязи в локальных сетях. Сервер позволяет проводить единовременно несколько конференций с большим числом участников. Клиентские приложения работают в браузере под любой операционной системой.

- СОТСБИ-osi — сервер для проведения лабораторных работ по изучению семиуровневой модели OSI.  

Программное обеспечение KVM- сервер СОТСБИ-ngn используется для проведения лабораторных работ по изучению принципов установления соединения, функций регистрации, маршрутизации, исследования функционирования SIP-серверов, а также анализа сигнализации с использованием программных средств тестирования и включает:

- IP PBX Asterisk - программная учрежденческая телефонная станция, работающая по протоколу IP. Поддерживает протоколы: SIP, H.323, MGCP (только для call manager), SCCP/Skinny (не полностью).

- GNUGK - гейткипер H.323, использующий стек OpenH323 и H323Plus.

- OpenIMSCore - мультимедийная подсистема на базе протокола IP, позволяющая понять вопросы конвергенции сетей связи, исследовать алгоритмы аутентификации, авторизации пользователя в сети. Базовые элементы подсистемы:

  • P-CSCF — посредник для взаимодействия с абонентскими терминалами. Основные задачи — аутентификация абонента и формирование учетной записи;
  •  I-CSCF — посредник для взаимодействия с внешними сетями. Основные задачи — определение привилегий внешнего абонента по доступу к услугам, выбор соответствующего сервера приложений и обеспечение доступа к нему;
  • S-CSCF — центральный узел сети IMS, обрабатывает все SIP-сообщения, которыми обмениваются оконечные устройства.
  • HSS — сервер домашних абонентов, являющийся базой пользовательских данных и обеспечивающий доступ к индивидуальным данным пользователя, связанными с услугами. Поддерживаемые протоколы: SIP, Diameter.
  • DNS - распределённая система (распределённая база данных), способная по запросу, содержащему доменное имя хоста (компьютера или другого сетевого устройства), сообщить IP адрес или (в зависимости от запроса) другую информацию.
  • Presence server – сервер, обеспечивающий сбор и распространение в реальном времени информации о доступе, присутствии и готовности абонентов к взаимодействию.

- Интерактивная платформа исследования протоколов Squitch-ngn программный продукт, предназначенный для решения целого спектра задач:

  • вариация генерации трафика через графический интерфейс (формирование пакетов различного размера,  различной интенсивности, регулировка отправки пакетов по времени и количеству, настройка типов распределения, периодов следования пакетов);
  • формирование наборов пакетов протоколов, подлежащих передаче, определение ожидаемой реакции сети на передачу этих наборов,  создание сценариев работы протоколов, выполнение которых учащийся может контролировать и анализировать:
  • передачу пакетов и сценариев протоколов;
  • приём пакетов и их анализ;
  • создание и модификация пользовательских пакетов;
  • администрирование пользовательских пакетов,
  • создание эталонных пакетов для совместного использования;
  • создание и модификация пользовательских наборов корректных  (базовых) и некорректных сценариев протоколов
  • наличие графического интерфейса создания и модификации сценариев;
  • разграничение прав пользователей для доступа к пакетам и сценариям.

- IVR (Interactive Voice Response) — автоответчик.

  • Программа мониторинга сетевого трафика — анализатор сетевых протоколов: TCP, UDP, SIP, RTP, RTCP, MEGACO (H.248), MGCP, стека протоколов H.323, SIGTRAN.
  • ПО каждого рабочего места учащегося включает индивидуальную IP PBX для изучения принципов технического обслуживания и администрирования.

В систему может быть интегрировано различное телекоммуникационное оборудование (например, опытный узел NGN компании НТЦ Протей),  АПК с функциями мониторинга и симуляции для изучения систем сигнализации с коммутацией каналов (ОКС №7, EDSS1), которые также позволяют изучать телекоммуникационные технологии и протоколы.

Ниже приведён пример организации комплекса по изучению телекоммуникационных протоколов и технологий.

Пример организации комплекса по изучению телекоммуникационных протоколов и технологий

 

Этапы проведения обучения в интерактивном лабораторно-учебном классе СОТСБИ-ngn

Этапы обучения  и  вид главного меню обучающей программы описаны ниже.

Этап 1. Теория

Наглядное и быстрое изучение теоретического материала.

Каждый учащийся, находясь на своем рабочем месте (РМу), изучает теоретический материал, наглядно представленный в формате мультимедийной презентации, разработанной с использованием технологии Macromedia Flash.

Этап 2. Тестирование

Проверка уровня знаний учащихся с помощью тестирования.

После получения необходимых теоретических знаний, учащемуся предлагается пройти тестирование. Тестирование - это получение допуска к практическим работам. Допуск к практическим работам представляет собой набор вопросов, на которые учащийся должен дать ответы.

При успешном прохождении тестирования, возможен переход к третьему этапу обучения – «Моделирование» (выполнение практических работ). В случае, если допуск к практическим работам не был получен, программа анализирует ошибочные ответы и автоматически генерирует выборку разделов теории для повторного изучения. После повторного изучения предложенного материала, учащийся может снова приступить к прохождению тестирования (предлагается несколько попыток).

Критерий получения допуска программируется (по умолчанию в программе установлен критерий - 75% правильных ответов).

В допусках к практическим работам реализован алгоритм случайного порядка подачи вопросов (из существующих), и предусмотрен случайный порядок ответов на эти вопросы (т.е. ответы, предложенные учащемуся, тоже меняют свой порядок).

По умолчанию в программе доступно 3 попытки. После трех неуспешных попыток пройти допуск к практической работе, тестирование будет заблокировано на 10 минут, и на экране появится сообщение о том, что прохождение допуска заблокировано. Такая блокировка также исключает варианты «зазубривания» и перебора ответов.

Этап 3. Моделирование (практические работы)

После прохождения тестирования, учащемуся необходимо перейти к этапу «Моделирование», который представляет собой выполнение практических работ, построенных по принципу постепенно усложняющихся заданий.

«Блочные» задания подразумевают корректное заполнение различных полей в соответствии с заданием практической работы. Заполнение полей осуществляется с помощью выпадающего многоуровневого меню. При нажатии соответствующих кнопок меню и подменю выбирается необходимое значение для заполнения поля.

При запуске практических работ с заданиями по процессу установления соединения, в рабочей области экрана появляются элементы сети (например, АТС, пункты сигнализации и т.п.), между которыми необходимо смоделировать обмен сообщениями (сигналами) в зависимости от задания, пользуясь инструментами выпадающего многоуровневого меню (направление передачи, сигнал, сообщение и т.п.).

При выполнении практических работ используется интерактивный режим работы, позволяющий учащемуся видеть ошибочно выполненные пункты задания.

После того как будет исчерпано максимальное число попыток выполнить задание (по умолчанию в программе установлено 5 попыток, однако данное число может программироваться), на экране монитора появляется уведомление, что практическая работа не выполнена и  выполнение практической работы заблокировано на 10 минут.

При работе с обучающим курсом учащийся и преподаватель  могут пользоваться такими инструментами как глоссарий и блокнот.

Глоссарий

Раскрывает основные термины и определения. Позволяет видеть дополнительную литературу по данному термину, а так же обратиться к тому разделу теоретического курса обучающей программы, в котором данный термин используется. Встроенный механизм поиска позволяет работать с глоссарием как с независимым источником информации.

Записи пользователя. Блокнот

Для ведения записей и пометок, в обучающую программу введен блокнот, позволяющий учащемуся сохранять нужную ему информацию. Учащийся может вводить текст или пользоваться функцией «сopy-paste», например, чтобы записать параметры и назначение нескольких таймеров, и не отыскивать их вновь в теоретическом материале.

 

Контроль «1-3». Дистанционный контроль процесса обучения

В процессе изучения теоретического материала, тестирования (получение допуска к практическим работам) и моделирования (выполнение практических работ) преподаватель с помощью программы управления работой учебного класса iTalс может осуществлять дистанционный контроль процесса обучения.

Преподаватель может на экране своего монитора видеть экраны рабочих мест учащихся, наблюдать за работой каждого из них и управлять ими. Если какому-либо учащемуся требуется помощь, преподаватель может удаленно подключиться к его рабочему столу и немедленно уделить внимание решению его проблемы. Также преподаватель, в случае необходимости объяснения какого либо материала или т.п., может передавать изображение со своего монитора на мониторы всех учащихся, или выбрать дисплей отдельного учащегося и передать изображение с него на мониторы других учащихся класса. Учителю доступна функция блокировки изображения на дисплеях учащихся, чтобы привлечь их внимание на время объяснения материала.

Этап 4. Анализ

Анализ уровня знаний учащихся подсистемой статистики

При прохождении тестирования или выполнении заданий по моделированию для каждого учащегося формируется блок статистики, содержащий дату и время получения допуска и/или выполнения лабораторной работы, количество попыток, места, в которых возникли затруднения (конкретные вопросы допуска и/или задания практической работы). Эти данные доступны учащимся, и передаются на рабочее место преподавателя, позволяя проанализировать работу как одного учащегося, так и всей группы в целом.

Отчётность

При выполнении практических работ по каждой из работ формируются отчеты (в электронном и в печатном виде), которые содержат раздел обучающего курса, дату и время составления отчета, фамилию пользователя и его логин; количество попыток и время, затраченное на прохождение (суммируется время всех попыток), а также вопросы, в которых были допущены ошибки.

После того, как учащийся выполнит все задания по тестированию и моделированию, ему необходимо сдать зачет. Зачет представляет собой тестирование по каждому разделу курса.

Этап 5.  Лабораторные работы

Работа с телекоммуникационным оборудованием или программным обеспечением, выполняющим функции телекоммуникационного оборудования, является последним заключительным этапом обучения. Т.е. все теоретические знания, знания, полученные во время прохождения допусков и выполнения практических работ, закрепляются при работе с оборудованием, позволяя увидеть работу изученных протоколов сигнализации на конкретном примере и выявить особенности их реализации для определенных случаев.

Для поддержки этого этапа обучения, на базе оборудования лабораторно-учебного класса (программное обеспечение KVM-сервер СОТСБИ-ngn) организована сеть NGN/IMS. В данную сеть может быть также интегрировано различное телекоммуникационное оборудование, находящееся в распоряжении Заказчика, поддерживающее IP транспорт, или оборудование, поддерживающее технологию с коммутацией каналов, используя оборудование межсетевого взаимодействия.

Работа с телекоммуникационным оборудованием подразумевает выполнение лабораторной и исследовательской частей:

- Лабораторная работа позволяет получить навыки работы с оборудованием, включая навыки работы с тестовым оборудованием, которые будут востребованы при дальнейшей работе студентов на сети. Лабораторная работа заключается в выполнении учащимися со своего рабочего места (РМу) различных типов вызовов (базовый вызов, вызов с заказом дополнительных услуг, видеовызов и т.п.) и установления мультимедийных сессий между зарегистрированными пользователями IMS со снятием трассировок. Анализ логики работы и сообщений протоколов осуществляется при помощи программы мониторинга, анализа и записи пакетов, установленной на рабочих местах учащихся. Вызовы осуществляются с программных терминалов – приложение на ПК, обеспечивающее передачу/ приём голосовых и видеоданных через IP-сеть в реальном времени. Для реализации вызова программные приложения используют микрофон, наушники или телефонную гарнитуру, а так же видео камеру, подключенные к компьютеру.

- Исследовательская работа нацелена на развитие творческого мышления учащихся в процессе моделирования ситуаций и выполнения заданий исследовательского характера.

В состав «Интерактивного лабораторно-учебного класса телекоммуникационных протоколов и технологий СОТСБИ-ngn» входит рабочее место преподавателя – персональный компьютер с установленными программным комплексом СОТСБИ-ngn (версия преподавателя) и системой наблюдения за мониторами пользователей.

Данное программное обеспечение (ПО) позволяет реализовать следующие функции:

  • дистанционный контроль процесса обучения;
  • использование учебных курсов;
  • использование модуля «Преподаватель»;
  • сервисные возможности.

Дистанционный контроль процесса обучения: см. Контроль «1-3».

 

Учебные курсы

Преподавателю доступны все учебные курсы, реализованные в составе лабораторно-учебного класса, т.е. преподаватель может выполнять все основные этапы обучения (изучение теории, тестирование, моделирование), которые доступны учащимся.

Также преподаватель может выполнять практические и исследовательские работы, а также устанавливать необходимые студенту настройки для проведения этих работ.

Модуль «Преподаватель»:

Модуль «Преподаватель» разработан в помощь преподавателю и позволяет:

  • получать верный ответ на вопросы этапов «Тестирование» и «Зачет»;
  • автоматически получать правильный вариант выполнения заданий этапа «Моделирование»;
  • использовать блокнот, осуществлять быстрый поиск для получения информации об интересующем термине Глоссария.

В системе СОТСБИ-ngn преподавателю и преподавателю/администратору доступны сервисные возможности управления обучающим процессом.

Преподаватель/Администратор имеет сервисные возможности по управлению учебными группами, учетными записями студентов и преподавателей:

  • создание новой учебной группы; просмотр членов группы; переименование группы; удаление группы; просмотр статистики группы;
  • создание новой учетной записи учащегося; удаление существующей учетной записи; просмотр и редактирование профиля учетной записи; просмотр статистики учетной записи;
  • назначение преподавателя учебным группам.

Преподаватель имеет возможность просматривать учебные группы, в которых он назначен преподавателем: видеть информацию о членах группы и их учетных записях, просматривать статистику учебных групп и учетных записей.

Для работы с учебными курсами и для выполнения лабораторных и исследовательских работ разработаны и включены в состав поставки руководства и методические пособия отдельно для учащихся и преподавателя.

Методические пособия для учащихся и преподавателя при проведении лабораторных и исследовательских работ представляют собой набор заданий для выполнения, включающих непосредственно задание, пошаговую инструкцию по выполнению задания, руководства по настройке параметров ПО оборудования, настройке профилей пользователей, вопросы для анализа полученных результатов, а также рекомендации для преподавателя, содержащие инструкции по реализации заданий.

С целью поддержки продукта в процессе эксплуатации нашим Заказчикам предоставляется доступ (учетная запись) к Mantis Bug Tracker — системе отслеживания ошибок в программных продуктах, которая обеспечивает взаимодействие разработчиков с пользователями комплекса. Система позволяет пользователям вводить сообщения об ошибках и отслеживать дальнейший процесс работы над ними со стороны разработчиков.