近年来,随着信息技术的迅猛发展,通信已成为人们日常生活中不可缺少的组成部分。交换机作为通信网络的核心,对现代通信技术的发展起着巨大的推动作用。实验教学具有对理论知识的验证作用,更是是培养学生从理论过渡到实践和创新的桥梁。交换机是一门实践性较强的课程,实验教学不但能使学生掌握交换机原理,更能培养学生动手实践和创新的能力。传统交换机实验系统为学生提供了良好的验证性实验平台,但创新能力的培养除了需要有验证性实验平台以外,更需要有设计性实验平台。本文查阅了大量文献,对现有交换机实验系统的原理和特点进行分析,在保留了传统交换机实验装置优势的基础上,设计出一种模块化、分层次、综合性和创新设计性的现代通信交换机实验系统。文中首先给出交换机实验系统的原理,并分析了它与实际产品的区别和各自的特点,在此基础上设计出现代通信交换机实验系统。该系统采用通用底板、背板两种结构共八个模块,不仅能代替传统实验箱进行交换机系统实验,还可以用于通信网络的核心交换进行通信网络实验。在完成整体设计后给出了八个模块的硬件电路设计,该设计紧密结合理论原理,采用通用模块化、开放接口和二次开发的设计思想,能很好地完成交换机原理从验证到设计的多个实验内容。完成硬件设计之后,本文给出了实验系统的软件设计,包括交换机控制程序、改进的时隙产生程序和界面友好的上位机管理程序。根据实验系统的设计,给出了能在该实验系统上完成的实验内容,包括8个单项实验、4个综合实验、4个系统实验和5个设计性实验,并对部分重点实验内容进行详细说明。对空分交换和时分交换两个系统实验进行测试与分析,结果表明该实验系统设计正确,功能和指标都满足要求。