通信网络构建范文

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关键词：

智能电网；通信管理；系统；构建

目前，国家已建立的通信网络是分层分级的，骨干网络覆盖35kV变电站。现在存在着终端设备接入到通信网络以满足配电、用电的需求，这无疑会使通信网络变得巨大，其管理会日益复杂，需要采取相应的措施来解决相关问题，提升电网通信管理的智能化水平。全力推进智能电网通信管理系统的建设是必须的。

1智能电网通信管理系统构建的必要性分析

建设高水平的通信管理系统可以提高电网公司自身的信息化管理水平，可以更好的满足通信网络覆盖范围以及业务的扩大，更好的处理新增管理内容。

1.1有利于智能电网系统互联和标准统一

建设通信管理系统应着眼于全局，应适合目前电网公司的组织建构，可以让国、省以及市有机的联通，让信息在各种信息系统之间无缝对接。要想实现这个应用目标必须建设统一的通信管理系统的标准体系，制定有关命名、建设以及模型的规范。在此基础之上建设的智能通信管理系统可以消除信息孤岛的现象，实现高效的管理。

1.2有利于通信部门的管理深化

根据智能电网通信管理系统的相关标准的要求和总体框架，需要加强管理系统在实时监测以及运行、资源及专业管理方面的能力，而这可以满足通信部门全面管理的需求，深化了通信部门的管理。而且将来为了满足智能电网的需求肯定会不断深化通信系统的管理水平，比如电路自动分配等功能。

1.3有利于支撑智能电网的运行

智能电网有六大环节，为了让六大环境安全稳定的运行，必须要建设通信管理系统。尤其是对于配电、用电两个环节需要更大的支撑力度，这需要加强终端设备的建设与接入工作。将终端设备接入到通信管理系统可以增加整个系统的应用功能，提高智能电网的整体水平。

2智能电网通信管理系统设计

2.1系统应具备的特征通信管理系统要满足应用需求，必须具备以下特征：

（1）集约化。系统要能够满足目前电网三级组织架构之间的信息无缝传递，要将骨干网和终端的接入网集约管理。系统要能够实现与智能电网其他系统之间的信息传递以及上级公司和下级公司之间的信息传达。集约化管理通信管理系统内部各应用，进而深化通信网络的管理[1]。

（2）标准化。智能电网的通信管理系统要在已有系统的基础上建造，新建系统和旧系统的改造要遵循同一标准以及相关规范，建成高度统一的标准化通信管理系统。

（3）智能化。未来电网的发展方向是高度智能化，所以通信管理系统要集成相关的功能来实现系统的智能化水平，比如仿真培训、故障预警等功能。

2.2系统的整体架构分析

系统要覆盖国、省、地三级组织，三级系统之间通过网络互联形成整体架构，具有分层管理和分布应用的特征。为了实现系统的应用目标，系统应具有信息采集系统来采集信息，具备信息交换系统以实现上下级之间、与其他系统之间的信息交换，还应具有数据库存储信息，最后要具备实时监测功能以及资源、运行和专业管理功能。国网层面系统应负责管理一、二级骨干网以及跨区域的通信网，省网层面系统应管理其他骨干网，地网层面系统要负责管理终端通信接入网。

2.3系统应具备的功能

系统应具备三个层面的功能：管理应用层、平台层以及网络控制和数据采集层。平台层主要负责动、静态数据的储存以及相关信息的交换。信息在上下级以及系统内部各部分之间的交换传递都是由平台层负责，进而实现国网三级组织系统的一体化。平台层还应具有其他宏观管理模块，比如安全管理、系统管理等。网络控制和数据采集层。该层负责监视整个通信网络，并对其进行控制；负责监控管理系统采集数据并对其管理；负责监视系统和其他设备之间数据连接，实现数据的交换和上传。管理应用层。管理应用层提供应用功能模块，将整个系统模块化展现，功能模块有实时监视、资源管理、运行管理以及专业管理。

3智能电网通信管理系统设计原则

智能电网通信管理系统实施较为困难，涉及的面非常广泛，是一项系统性项目，在实施过程中应该遵循以下原则：统一性原则。该系统是智能电网重要的组成部分，必须使各级电网协调一致。系统的建设要统一规划，总体设计以及逐步实施，有条不紊的推进系统建设。系统各部分建设必须遵循统一的标准，在统一的领导下开展建设工作。投资保护原则。在建设中要最大限度的使用现有的通信网络，因为原有的系统在软件和硬件上投资了大量的投资，智能电网通信管理系统的建设必须充分考虑已有投资，以提高电网公司整体效益，可以采用相关技术将现有的通信网络接入到通信管理系统。平稳过渡原则。系统的建设应该分阶段实施，每一阶段的实施都必须要使整体系统平稳过渡。安全性原则。在系统建设过程中，必须保证智能电网和通信网的安全运行。

4结语

分析了在大运行形势下通信网络对于电网的重要性，阐述了智能电网通信管理系统对于通信网络管理的益处，探讨了管理系统应具备的功能以及实施时应遵循的原则，对于智能电网通信管理系统的建设有一定的参考意义。

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1 引言

21世纪，随着社会的进步，人们的生活水平得到相应的提高，计算机通信网络在人们的日常生活中，工作中所扮演的角色重中之重。但是就因为计算机通信网络使用的普遍，在信息交流的时候难免不存在一些不安全的因素。通信网络快速的一体化的进程，计算机通信网络是否安全绝对影响着信息是否正常的交换，所以要想进入全球信息化的时代就必须稳固计算机网络通信，所以这是目前所面临的最首要的问题。

2 计算机通信网络的安全问题

2.1 人为主观的原因

首先计算机网络是否能够正常运转需要相关专业人士的管理，所以针对计算机网络的安全意识取决于专业人士的管理是否注重于这一点，而就目前的情形来看，在我国的部分计算机网络管理员似乎还未意识到这一点，以至计算机通信网络会因为管理人员一些小小的失误而受到威胁。在生活中这样的例子很多，例如，管理人员随意的将用户的密码透入，用户按要求设置的安全密码太过于简单，更严重的还有社会上的一些黑客通过不法的途径潜入计算机通信网络窃取用户相关机密的信息，而专业的管理员面对这样的情况没有实际的措施去维护。

2.2 计算机系统的问题

2.2.1 软件的不足

软件是由专业的技术人员设计的，而软件的好坏取决于设计人员在设计的过程中是否还存在问题没有解决或者根本还没意识到，这点对于设计人员具有很高的难度，换另一种说法来说，如果技术人员设计这款软件的时候即使出现了很少的问题，在软件正常运用的时候，会转化成很严重的问题，举个例子，如果在设计时，没有全面而周到的考虑，计算机通信协议和一些软件很有可能会变动，在工作中出现了安全的缺陷，万一黑客趁机攻击计算机通信网络，严重的情况导致计算机处于整体瘫痪的情况。

2.2.2 计算机网络的开放性，通达性

计算机通信网络使用的范围很广，平台之间互相开放，网络之间的布设决定了网络之间的通达度，所以，大量的数据是处于互相交换，互相传输的，假如这些数据的安全防护不够严密，一些重要信息传达的安全性是个未知数。

3 计算机通信网络的安全思路框架构建

3.1 设定密码保护计算机通信网络

通过密码的设定来确保计算机通信网络的安全，密码的设定主要是由密钥、密文、算法和明文组成，它的核心是给信息进行伪装。密码保护的过程中，一个重要的关键在于密钥的管理，这是相对比较全面而综合性的技术，它的过程是产生、检验、分配、传递、保存、使用、消钥的先后顺序进行的。密码的设定，有代替密码、移位密码和乘积密码这3种类型，其中代替密码是运用数字的字符来替换明码的字符也可以直接运用其他的代码，它是通过设定最后才获得的密码；移位密码是改变代码和明码中字符的相对位置来获取最终的密码；乘积密码是采用混合代替使得明码转变成密码这样的密码相对是比较难破解的；而在实际的密码设定，是将3种类型的密码互相进行组合变换而成。

3.2 物理层保护计算机通信网络

计算机网络物理层的电磁泄露会严重威胁到计算机网络信息的安全，因此，必须对计算机物理层的信息网络采取措施来确保传输回路会受到绝对的保护，会采取相应的措施，传输的过程中，所有被使用的线路要尽量的远离各种较强的辐射源，避免数据会因为受干扰而出错；对安装的线路要定期的进行严格的检查，以防搭线的接听、外连和破坏的现象；在网络传输过程中所被用到的电缆都要通过金属来屏蔽，在特定的需要情况下，可将其埋于地下；端口进行保护，应用特别专业的装备对远行程的终端的端口的安全进行保护；以防监控用的集中器和调制解调器之间外连；运用相对安全的，稳定的网络协议，来确保计算机网络在在使用的过程中不会因为局部的破坏而造成瘫痪。

3.3 入侵检测保护计算机通信网络

IDS被称之为计算机网络安全中的入侵检测保护，主要是用来识别网络的入侵行为，并即刻做出回应，采取各种相应的安全措施来抵御入侵和随即报警，它是针对计算机网络的一种相对比较完善的技术。计算机通信网络就目前而言，一般运用的协议是TCP/IP，它具有单一性的特点，一旦受到入侵，它均会按照设定好的规律进行，针对计算机通信网络设定的入侵检测技术主要是针对常用的计算机通信网络协议，以节点入侵检测的系统等进行设计，针对一些入侵的行为进行过滤、解释、分析和判断。

4 结语

针对计算机通信网络的安全维护是一项极具综合性而浩大的工程，就目前而言，是一个非常艰巨的任务，它需要试验的环境和专业的理论研究结合方可进行。所以，如果我们针对计算机通信网络要加大它的安全维护的力度，则我们一方面为了创新安全维护技术不断的探索，另一方面还要尽量与国际接轨，不论前方所面临是多大的艰难险阻，我们都要一勇向前，时刻关注，积极防范，确保计算机通信网络的安全。

参考文献

[1]杜江，王天平，罗文龙.基于主机的网络防火墙技术及其实现方法[D].重庆邮电学院，2005.

[2]陈朝阳.新型软件防火墙的设计与实现[D].浙江大学，2002.

[3]师云秋，王锡钢.网上办公系统的安全防范技术[J].鞍山师范学院学报，2004（06）.

[4]张蕊.发挥证券业后发优势 实现IT 稳步发展――访中国银河证券股份有限公司信息技术部副总经理唐沛来[J].中国金融电脑，2010，03（09）：19-24.

[5]谢涛，陈天华.信息技术革命与证券业的发展――访国泰证券公司副总经理赵大建[J].企业家天地下半月刊（理论版），2011，23（14）：19-26.

作者简介

成勇（1978-），男，广西壮族自治区隆安县人。大学本科学历。现为中国移动通信集团广西有限公司工程师。研究方向为计算机通信。

李云霞（1977-），女，广西壮族自治区东兰县人。大学本科学历。现为中国联通广西分公司工程师。研究方向为计算机通信。

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关键词：

卫星通信；网络机房；防护体系；构建策略

1引言

随着时代的发展，社会的进步。卫星通信的应用领域不断拓展。通过此类通信技术可实现基于卫星的无线通信功能。如北斗卫星通信系统，为我们提供了基于北斗卫星的短信息通信及经纬度定位功能。如亚洲卫星通信公司提供的卫星通信服务，为我们提供了基于数据链路的网络信息数据传输。还如GPS卫星通信系统，可以实现为我们进行车载导航的功能。总之，卫星通信应用已经深入到我们生活的方方面面，深刻变革者我们的通信方式，提高了我们的生活质量。众所周知，卫星通信网络是建立在无线通信基础之上的。无线通信具有一定的不稳定性，其原因在于，无线通信信道的通信质量容易受到外界环境的干扰。如城市楼房、障碍物造成的阴影通信衰减、还如无线信号经过多重反射等情况造成的多路径信号衰减，还有受到的恶意无线信号同频干扰，以及基于开放无线环境的病毒入侵。在此无线通信环境下，卫星通信网络机房的安全性建设成为社会研究热点。为了进一步深化此项研究，我们提出了一种卫星通信网络机房安全防护体系的构建方案。文中给出了卫星通信网络机房安全威胁因素，并有针对性的给出了安全防护体系构建策略，本文方法能够为卫星通信网络机房信息化建设职能部门提供智力支持。

2安全防护体系总体架构概述

本文构建的卫星通信网络机房安全防护体系分为三个分系统，一是无线干扰测试系统；二是功率自适应分配系统；三是网络入侵检测与处理系统。这三个系统通过主干网络交换机接入卫星通信网络机房，实现机房的安全防护功能。

3安全防护体系详细设计

3．1无线干扰测试系统设计

无线干扰测试系统的功能是对无线空域内的无线信号进行感知，对测试到的同频干扰向用户进行报知。此系统的主体软件采用广州思谋信息科技有限公司开发和研制的无线通信网络测试软件，著作权号为2015SR233189。此软件采用基于TDD的上下行同频互逆原理，利用反向覆盖测试替代传统前向覆盖测试。实现了较为先进的无线网络信号感知与测试功能。网络管理员通过此软件反馈出来的信息，如果发现有同频干扰信号，则可以向卫星资源授权单位及无线电管委会进行申诉，排除此非法干扰，保障信号安全、稳定。

3．2功率自适应分配系统设计

功率自适应分配系统的功能是通过对信道质量的判断，自动调节信号源的发射功率，提高系统的传输质量。此系统的主体软件采用广州思谋信息科技有限公司的无线通信网格优化软件，著作权号为2015SR233184。此软件采用C＃语言编写，软件规模较小，具有较强的灵活性、适用性及可维护性。实现了无线通信频率信道质量检测，并能实现功率的自适应调整。自适应调整过程为：当信道质量较低，无线通信BER参数值升高时，提高无线发射功率，当信道质量较好，发射功率过大时，可以降低功率，减小对邻近频率的用户影响。

3．3网络入侵检测与处理系统

网络入侵检测与处理系统的硬件组成包括网络防火墙、入侵检测设备、杀毒软件、网络端口安全防护软件等。此部分的操作流程为：通过网络防火墙及网络端口安全防护软件，对网络访问地址进行黑白名单的设置，开放特定的网络端口，允许特定的IP地址对网络设备进行访问和通信，对不确定网络地址进行屏蔽，并放入黑名单中。同时开启入侵检测设备，对网络内的不安定因素进行控制；另外，定期进行系统杀毒，对潜在的病毒进行查杀，增强系统的安全防护能力。

参考文献：

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中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1671－7597（2012）0320017－01

科技发展的脚步已经越来越急促，而通信技术的智能化水平也随之不断攀升。由于通信业务量在不间断的急速增长，因此，通信网络平台的可塑性也是成正比的。而对于早期的电力通信网管理，由于通信方式过于简单，自动化技术水平也不高，因此在运行的过程当中不断有漏洞表现出来。

1 综合通信网络系统

1.1 需求分析。当电力系统的迅疾发展的脚步逐步靠前，其他行业的业务也与其发生了利润连接，由此变得密切相关。因此多种多样加入了通信方式，其中包括PDH、电力载波、卫星、微波、程控交换等，由此可知，综合电力通信网的技术水平也要有了更高的要求。因此综合通信网络平台的出现，正好适应了市场的这个需求。市场需要的是一个具有大规模管理能力的网络平台，并且通过提供通信服务来达到要求。因此，建设通信网综合监控管理系统是非常有必要的。

1.2 技术特点。1）稳定可靠性。为了体现系统的可靠性，在综合通信网络平台系统慎重的选择了使用双前置机结构、双服务器和支持双机热备功能。网管系统平台具有自我诊断、自我复位的功能，对系统的应用程序或网络设备可以进行详细的诊察。2）开放性。对于系统结构是采用开放式的硬件平台，这样就方便了系统的扩容和新旧系统的兼容。3）可扩展性。综合通信网络平台系统采用成熟稳定的大型商用数据库技术来运行，合法软件系统给平台带来可扩展、易操作的优点。

2 综合通信网络平台构建计划

在这个通信技术的迅速发展的时代里，社会对于专业人才的需求量不断攀升，由于近几年的市场信息业务量的剧增，企业的人才需求也有了些转变。希望能学校培养出通信行业中既有理论基础又有实践能力的双剑综合人才。

2.1 综合通信网络平台构建必要性。高校的培养人才计划和市场相对应的，市场需要什么，高校提供什么。于是高校也及时推出了有关通信技术的课程，希望能在这方面为社会做出贡献。但是，学生对于自己所选择的专业课程还是缺乏系统的概念，因为没有通信全程全网的系统性，就无法满足通信技术的深入市场研究。因此，建设综合通信网络平台是尤为必要的。

2.2 综合通信网络平台构架思路。作为现在一体化的综合现代通信网络平台，它的建设包括了集传输、交换、宽带接入及有线、无线通信方式。学生们可以通过该平台系统，来感受现代通信的情境，结合自己对所学的知识，对其直接领悟和深入了解，提高专业应用能力，变成社会需求的综合型、应用型通信技术人才。

3 综合通信网络平台的现阶段问题

3.1 宽带传输问题。如今以光纤为媒介、DWDM＋SDH为主体的光纤网成了电信骨干传输网的主流。而骨干网传输的宽带化恰恰正是三网合一的底座基础，因此宽带传输问题成了三网合一首要解决的基础问题。依照光纤通信发展趋势分析，它所具备的优点以及未来技术的更新进步促使了光纤通信网络必将在整个B-ISDN的骨干网中占据主导地位这个决策，有了这个基础打根基，三网合一才能够顺利进行下一步。

3.2 宽带交换问题。三网合一之后的B-ISDN需要传输数据量会比以前大很多，更高要求的视频信息和数据信息，所以主干网络交换机于此被提出更高的要求。但网络阻塞的主要原因也正是网络交换机，因此，B-ISDN的重点则应是宽带交换。三网合一所需要的交换速度、QoS等性能指标，无论是ATM交换机，还是其他新的路由交换机，都远远不能满足的，尽管ATM被认定为未来网络的主流交换技术，但还是需要不断努力开发。

4 电力系统的三网合一

为了能在共享网络资源的同时避免重复的水平不高的建设，于是造就多媒体基础平台“三网合一”。三网合一的重点业务融合包括了电信网，计算机网和有线电视网。它们在合作上的表现趋向一致，业务上互相渗透网络上可以实现互相沟通，共同合作，朝着共同利益的方向前进。三网融合的推进需要依赖市场发展，还要在业务竞争中寻找到新动力跟不断开创新方法，及时更新用户需求，以便为客户提供更好的服务。

4.1 带来的安全问题。在三网融合的实际过程中，无论是网络设备、终端设备还是运营业务，都会有一个标准统一过渡段。从保障网络安全的角度来说，想要实现最终的统一而且综合的服务，我们仍需要解决新技术带来的新问题。1）维护设备安全。在三网交叉融合的网络层面上，虽然减少了重复网络的建设，但是这个思路需要面临就是服务被拒绝攻击或意外中断的问题。这是维护设备安全中需要解决的首要问题。2）内容的安全。众所周知，网络的价值主要体现在其承载的信息和内容上，随着三网融合进程的不断深化，越来越大的网络规模和急速增长的网络用户使信息和内容的来历或去向模糊不清。这当中包含着两个内容安全问题，内容的版权问题和有害信息。这也是需要进一步解决的根本问题。

4.2 推进的切入点。三网融合其实是建立在科学基础上的一种策略。应当全方位地考虑用户各方面权益。只有当三网合一引入了公平竞争机制，才不会有新的市场垄断形成。否则，消费者的权益将得不到应有的保障，运营商对于地区、城市的业务和价格也将只能有唯一的选择。而地方运营商应该负起应有的责任，为用户们提供选择将互联网接入电视的方式，提供多样式的内容选择。当资源共享，用户有权根据价值来选择平台和内容，综合通信网络平台才能实现本身该有的意义。

4.3 必然性与可行性。为了满足社会需求，市场想把通信、广播电视、多媒体等多种信息服务综合成一个综合的网络。而且三网合一后可以使用户网的建设投资大量减低，还可以降低网络管理和运营成本，给网络带来诸多好处。所以三网融合的需求日益高涨，缘由管制部门放宽了业务经营范围的限制，这很明显为三网合一带来了政策福音，结合市场需求和竞争，给三网合一带来了一股驱动的力量，宽带化、综合化和数字化也将成为新兴的网络建设的潮流。

5 总结

随着科学技术的发展和社会的进步，三网合一这一目标终将会实现。尽管现阶段的看来，三网合一的技术条件仍不够完美，但对于我国的情况而言，电力需求大，在电力系统综合的起步又较晚，只有在专研先进技术的同时又能注重传统技术和设备的不断改进，这样才能力争早日将电力系统综合自动化的全面实现。

参考文献：

[1]潘学萍，电力系统仿真课程教学研究与改革[A].第三届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集[C].2005.

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计算机网络最为广泛的一种功能更就是实现通信的相关需求。在此过程中计算机网络数据通信系统也需要能够满足这样的需求你。首先对于一些经常联系的人，需要能够纳入到远端通信的目标列表中，同时在此过程中，自己在进行上线以及下线的过程中，均能够对于远程目标进行通知。并能够在远程目标进行上线以及下线的过程中，接收到对面的通，并对远程目标的实际在线状态进行相应的显示。在另一方面，计算机网络数据通信系统也需要能够提供远端通信目标的实际短消息的通信功能。同时也能够提供一种文件传输的相关服务。

2计算机网络数据通信系统的实际构建方法

2.1对于计算机网络数据通信系统的硬件系统构建为了能够实现计算机网络数据通信系统的目标，硬件系统是最为基础的一种喜用。首先需要对于主机系统进行相应的构建。在此过程中，服务器是一种网络系统中最为基础的一种硬件。通过服务器的形式，能够为网上工作站提供一种共享的资源，同时也能够起到对数据的存储以及交换的相关效果。网络工作站在此过程中能够连接到通信网络当中的计算机，并在此过程中，按照已经被授予的相关权限取对于服务器进行相应的访问。在另一方面需要对于工作站进行构建。工作站分为有盘以及无盘的工作站，其中的差别为是否带有硬盘。通过使用工作站的形式，能够和网络中的服务器实施连接，并通过这种功能，能够较好的避免出现计算机病毒感染服务器的效果。同时也需要对于通信终端、数据传输介质、网络互联设备、通信网络的介入设备等硬件系统进行相应的准备。对于通信终端而言，其本身并无数据处理的相关功能，通过和网络上的主机进行连接，能够起到显示以及打印终端的功能，并通过使用到数据传输介质、网络互联设备、通信网络的介入设备等硬件系统，完全的实现计算机网络数据通信系统构建过程中的硬件系统。

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0引言

因海上通信系统会受到船舶航行位置、海况信息等干扰，极易造成通信系统运行状态不佳，因而对海上通信系统运行状态的及时监控与管理极为重要[1–2]。且考虑到海上通信无法采用有线电缆、光纤通信及电力载波通信组网等高成本、高技术含量的方式对其进行统一管理，因此海上通信系统运行状态监控的通信组网成为实施海上通信系统运行状态及时监控的难点[3]。随着移动网络日渐成熟，其必然成为创建海上通信系统运行状态远程监控系统的首选[4]。无线通信中首要应注重的即为通信网络的安全性，其次是通信的效率与成功率。本文设计基于移动网络技术的海上通信系统，不仅可提高通信传输的效率与安全性，且保障了监控的及时性。

1海上通信系统设计

本文设计的海上通信系统由海上监控装置、移动工作站、移动网络与数据服务器等共同构成，系统由移动网络实现移动工作站、海上监控装置、数据服务器三者间的通信，为数据服务器和移动工作站装配的用户识别卡为移动4GDTU，而为海上监控装置装配的用户识别卡为GPRS/EDGE，系统构成见图1。为达到移动工作站、海上监控装置与数据服务器三者间由移动网络实现数据通信的目的，可在为系统内全部节点通电之后依次获取专用移动网络的内部特定IP地址，此地址由移动按照SIM卡号进行分配得到。海上通信数据信息通过海上监控装置传输到数据服务器，由系统后台运行的SCADA软件分别实现数据服务器对所接收数据的处理、显示和保存工作以及移动工作站对数据服务器内容的访问工作，为降低此过程中的通信风险，提升海上数据采集、处理保存和显示等工作的精准度、效率与安全性，可将所传输数据与待访问数据通过海上监控装置与数据服务器分别实行压缩与加密处理，实现基于移动网络技术的海上通信系统运行状态监控通信系统移动通信特点充分显现的目的，并有效提升数据传输的精准度与效率。

1.1系统原理

系统设计过程中主要以移动网络内的CMWAP为基础进行数据通信，此时需要向移动公司申请专用无线静态专网端口，并赋予用户专属GGSN节点域，此域可实现不同通信SIM卡的申请。同时在GGSN节点上能够进行用户SIM卡的登录使用，使GGSN节点能够对SIM卡的IMEI号码和移动网络称呼进行实时校对，待校对准确之后为域中SIM卡分配特定IP地址。比如192.168.10.xxx，对于域中全部SIM卡来说，各个SIM卡彼此间可进行通信，而不可对域外其余IP进行访问，且处于域外的互联网与所有SIM卡同样不可对此域进行访问。全部数据均由移动无线专网实现传输，数据传输极其安全，因此各DTU可直接对监控中心发起连接。

1.2数据服务器

上文分析并设计了移动网络无线专网通信，现将其与专线组网传输通过移动客户平台中继进行连接，并与专网平合，即可建立数据服务器。数据服务器信息传输过程图见图2。数据服务器信息传输的整体过程表现为：1）终端设备利用物联网专卡将信息终端设备采集的海上通信系统运行状态数据经周围基站向客户平台提出传输申请，期间数据传输申请需采用已分配的特定IP地址与移动网络接入点实现。2）先对通信白名单进行身份校对，再根据已设置的移动网络传输方法，采用TDD-LTE中心网络MME节点的HSS服务器鉴权判断附着过程传输的移动网络接入点与IP地址等，如果没有通过判断，客户平台和终端二者间不能创建通信，只有通过判断时客户平台和终端二者间方可进行通信。3）能够对网络进行及时监控与问题位置分析，可及时监控并记录客户平台和终端间所传输的信息状态，并且在没有完成传输时能够分析找寻出问题位置及时向移动工作人员反映予以解除。4）为信息平台和客户中心创建PTN组网，并将各网关相连，采用IPsec隧道模式中的ESP协议以IKE加密后将数据传输到海上运输公司信息平台，由海上运输公司信息平台解密。若采用移动网络则需为专网设置特定的IP地址与接入点称呼，且数据的传输应在符合移动网络鉴权过程之后，若不符合鉴权过程则无法进行数据传输；所使用的移动网络具有成熟的技术与广阔的覆盖率，对提升数据传输稳定性提供有效保证，且移动网络所具备的独立通信通道令传输更顺畅无阻，避免传输延迟。

1.3海上监控装置

及时采集并传输每个海上通信系统运行状态的遥测、遥信及遥脉数据信息的任务由海上监控装置完成，按照任务的需求为海上监控装置设定如下条件：2个以太网口，14个光电隔离串口；集成GPRSDTU功能，令海上通信系统运行状态的数据信息向移动网络的无线远程传输得以完成；支持ModBus，DL450-92（部颁CDT）等规约，且能够向其余规约延伸；移动网络网络的装配由WEB方式完成；工业级产品，高性价比且性能牢靠稳固；采用2U，18寸标准的上架机箱作为整机，其体型小而牢固。依据设定条件开发基于“ARM9+WinCE”结构的海上监控装置。本文系统分别设置不同线程内布置各项任务。其中主线程主要实现GPRS数据的状况标识、定时传输与WDT响应等人机接口任务。通过开发一个具有较高优先等级的线程采集海上通信系统运行状态数据，避免其余线程令采集过程出现停歇现象。共同进行海上通信系统运行状态数据采集线程、人机接口线程与海上通信系统运行状态数据处理线程内的工作任务，由消息响应函数实现各线程间的通信。

2实验对比

以某海上运输公司为例，采用本文系统实现对海上通信系统运行状态的监控与传输，通过测试实验海上运输公司应用本文系统后的移动网络传输速率，验证实际应用中本文系统的应用效果。

2.1移动网络覆盖率对比

为验证本文系统在实验海上运输公司的实际应用效果，现将此海上运输公司划分为8个区域，以A-H表示，对各区域使用本文系统后的移动网络覆盖率情况进行检测，检测结果见表1。据了解移动网络的区域覆盖率标准值为70%，分析可知，应用本文系统后的实验海上运输公司各区域的移动网络覆盖率均高于标准值，说明本文系统具有较好的实际应用效果。

2.2传输速率对比

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随着我国的进一步发展，人们对于通信网络提出了更高的要求。3G通信网络技术在一定程度上已经不能满足人们对于通信网络的要求.4G通信网络技术作为3G网络的再发展，在通信网络系统的深度以及广度方面有了很大深化，同时4G网络与WLAN网络技术的结合，有效的提升了移动网络终端设备的通信网络质量。4G网络的开发和应用给当前的通信网络运营商带来非常大的挑战和机遇，其通信网络结构和关键性技术问题是一个值得通信网络技术人员思考的问题。

一、当前4G的通信网络结构

当前情况下4G通信网络技术相对于3G通信网络技术还是一个新鲜词语，其普及程度远远落后于3G通信网络技术。其中很大的原因也是由于4G通信网络技术在很多方面还处于开发阶段，现阶段研发的4G通信网络技术主要网络结构由两部分组成：无缝网络结构和接入技术层结构，先分述如下；

（一）4G通信无缝网络结构

4G通信网络技术相对于3G通信网络技术的最大特点就是能够实现各种有线系统和各类接入技术之间的平衡通信。从4G通信网络技术的发展历程也可以看出，4G通信网络中包含的接入系统特别注重不同通信网络和相同通信网络之间的信息传递，逐步的构建成一个全IP无缝核心结构网络，同时4G通信网络技术在移动设备管理以及通信网络用户业务的安全性和可靠性方面提供了相对于3G通信网络更加安全的保障技术。

（二）4G通信接入技术层结构

4G通信网络的接入技术层结构就是根据实际的通信网络需求以及通信网络的应用范围，确定出相应的与之相匹配的通信网络系统。利用分层结构的形式实现对于各类网络技术的安排和利用。例如，4G网络技术当中的CELLULAR 网络层，其主要代表作用是无线通信技术，通过限有的无线传输频率，针对各类蜂窝明确相应的频率，如此一来，就确保了现有的无线资源充分使用，现阶段其主要应用在一般性多媒体设备和个人PC设备的连接方面。

二、4G通信网络技术中的关键技术

所谓的4G网络通信技术是一种对整个通信网络的概括和整合，其进步和发展必须需要在相关关键性技术方面的进步，现阶段4G通信网络开发中的关键技术主要包括空分多址技术、正交频分复用技术、无线链路增强技术、多用户检测技术、智能天线技术以及多入多出技术等6大关键技术，先分述如下：

（一）4G通信网络技术中空分多址技术

4G通信网络技术中空分多址技术就是一种以不同的坐标方位的信息实现多个地址之间的通信，其各个地址之间信息的获取主要通过详细的空间划分来实现的，因此，在有限的信号频率资源下，4G通信网络能够有效及时的将信号传递过去，同时，各个间隙领域之间，各种途径的信号能够在第一时间内实现高效率的传递。此外，通过此种方式传递的信号，各个信号接收端，所接受的信号是由各个明确的渠道而来的，在很大程度上能够避免各个信号之间的影响，这对于提高信号之间的传输质量是非常有帮助的。

（二）4G通信网络技术中正交频分复用技术

4G通信网络技术中正交频分复用技术主要是用一种多载波调整技术，通过将信道划分为几个正交自算信道，将通讯网络当中的高速通信信号转变成相应的低速通讯数据流，通过相应的子信道进行快速的传输，通过采用相关技术将正交信号在接收端分开，有效消除由于信道的多径效应而导致的频率选择性衰落情况，防止产生码间串扰，对通信性能质量的提高有着非常重大的意义。

（三）4G通信网络技术中无线链路增强技术

4G通信网络技术中无线链路增强技术主要作用是通过无线链路的增强技术能够增大通信容量，同时能够提升时间分集、空间分集等分集方面的分集性能。4G通信网络中可通过多天线通信网络技术利用两根或四根通信网络天线进行发射分集通信。此外，4G通讯网络中利用多输出多输入技术实现发射和接受分集。

（四）4G通信网络技术中多用户检测技术

4G通信网络技术中多用户检测技术开发的主要目的是通信网络独立用户在逐渐衰退的环境中使用通信时相应的通信扩频码之间的正交，从而避免所用的通信网络用户之间出现相互干扰的情况和用户内部的通讯容量约束。现阶段的多用户检测技术开发的主要方面是将各个通信网络用户的干扰算法的复杂程度降低到各个通讯网络用户能够接受的水平。

（五）4G通信网络技术中智能天线技术

4G通信网络技术中智能天线技术其实就是一种双向天线的应用，主要的安装方位就是通信网络的基地现场，可利用固定天线进行方位的获取，这种智能天线本身带有一组可以自动编码的电子相关关系，通过这个自动编码的电子相关关系获得移动电塔与基地现场的链路准确方向。

智能天线技术在很大程度上能够避免通信网络多进衰落的现象出现，而且将4G通信网络相对于3G通信网络的优势和通信性能表现出来，更好的提升了核心通信网络的实际运行质量和实际运行速度。此外，4G通信网络的智能天线技术在很大程度上还能够避免各个通讯信号之间的干扰，这对于提高4G通信网络的通话以及网上冲浪质量是非常有帮助的。

（六）4G通信网络技术中多入多出技术

要想实现4G通信网络技术中多入多出技术必须首先在通信网络的终端安装两个以上的通信网络天线，这个天线的主要作用是为整个4G通讯网络系统打开了相应的通讯空间复用和通信空间之间的分集。通讯空间的复用是指一种在一个相同的通信网络频段内，利用不同的各个子信号发射的通信信号，实现多量多径，通讯天线数量越多，传输的通讯网络数量也就越多。

三、结束语

随着我国再次快速发展，国家各个行业对于通信质量的要求会越来越高，作为现阶段最高级的通讯网络系统4G通信网络系统的发展前景是非常明朗的，但其中的很多技术是有待完善的。

参考文献

[1]尹良.认知无线网络中频谱容量与频谱业务建模关键技术研究[D].北京邮电大学，2013.

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中图分类号：TN929.5

文献标识码：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.023

0 引言

随着近年来地震等自然灾害的频繁发生，如何实现受灾区域内通信的快速恢复，在气象、地质、环境等恶劣条件下快速建立基本的通信枢纽，为抢险救灾、应急通信、人员指挥提供技术支撑，成为各级通信部门重点研究的课题。面对固定通信枢纽破坏严重、固定通信设施互通不畅的问题，必须研究基于无线信道连接的区域应急通信平台，本文结合对WiFi-Mesh网络技术的研究，提出了基于Wi-Fi Mesh网络构建区域通信平台的基本思路。

1 Wi-Fi Mesh网络概述

无线Mesh网络（Wireless Mesh Network，WMN）是基于IP协议的无线宽带接人技术，是移动Ad Hoc网络的一种特殊形态，它融合了WLAN和Ad hoc网络的优势，支持多点对多点的网状结构，具有自组网、自修复、多跳级联、节点自我管理等智能优势以及移动宽带、无线定位等特点，是一种大容量、高速率、覆盖范围广的网络形式，作为一种可以有效解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构，从某种意义上讲，Mesh网络更主要的是一种网络架构思想，主要功能体现在无中心、自组网、多级跳接和路由判断选择等方面。已经商用的无线网状网产品基本都基于Wi-Fi，称之为Wi-Fi Mesh，其典型组网概念如图1所示。

无线Wi-Fi Mesh网络（无线网状网络）也称为“多跳”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和Repeater（中继器），网络中的每个Mesh节点既是通信的发起者，也是数据分组的中间转发者，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。

2 Wi-Fi Mesh模式构建区域通信平台可行性分析

2.1 部署安装简便

安装Mesh节点非常简单，可以很容易增加新的节点来扩大无线网络的覆盖范围和网络容量。Mesh网络的设计目标就是将有线设备和有线AP的数量降至最低，因此大大降低了成本和安装时间。无线Mesh网络的配置和其他网管功能与传统的WLAN相同，用户使用WLAN的经验可以很容易应用到Mesh网络上。

2.2 非视距传播（NLOS）

利用无线Mesh技术可以很容易实现NLOS配置，与发射台有直接视距的用户先接收无线信号，然后再将接收到的信号转发给非直接视距的用户。按照这种方式，信号能够自动选择最佳路径并最终到达无直接视距的目标用户。无线Mesh网络能够非视距传输的特性大大扩展了无线宽带的应用领域和覆盖范围。

2.3 稳定性好

Mesh网络不依赖于某单一节点的性能，因此比单跳网络更加健壮。在单跳网络中，如果某一个节点出现故障，整个网络也就随之瘫痪。而在Mesh网络结构中，如果最近的节点出现故障或者受到干扰，数据包将自动路由到备用路径继续进行传输，整个网络的运行不会受到影响。

2.4 结构灵活

在多跳网络中，设备通过不同的节点同时连接到网络，因此不会导致系统性能的降低。Mesh网络还提供了更大的冗余机制和通信负载平衡功能。在无线Mesh网络中，每个设备都有多个传输路径可用，网络可以根据每个节点的通信负载情况动态地分配通信路由，从而有效地避免了节点的通信拥塞。

2.5 高带宽

而Mesh网络选择经多个短跳来传输数据，从而获得高网络带宽。在Mesh网络中，一个节点不仅能传送和接收信息，还能充当路由器对其附近节点转发信息，同时由于每个短跳的传输距离短，传输数据所需要的功率也较小，节点之间的无线信号干扰也较小，网络的信道质量和信道利用效率也大大提高。

3 基于Wi-Fi Mesh网络构建区域通信平台

3.1 固定区域Wi-Fi Mesh网络设备配置

以指挥控制、通信接力等重要通信车辆为主，配置Mesh路由基站设备，构成Mesh网络骨干节点，该节点具备AP接人功能，普通用户可以Wi-Fi方式直接接人，同时，该类节点至少具备两条及以上的无线链路回传能力，能够自动检测邻近的同类节点设备，与其自动建立Mesh通信链路。手持机、计算机、服务器、传真机、打印机等终端设备配置兼容Wi-Fi和Mesh自组网工作方式的网卡。区域附属保障车辆配置双向无线连接远程客户端设备（ CPE），车辆附近距离基站较远的用户可通过客户端（CPE）中继的方式接人基站。

3.2 机动区域Wi-Fi Mesh网络组织应用

在通信保障力量机动途中，以通信节点车辆配置的Mesh基站为节点，可以非常轻松的组成链式网络，这一串连式多跳网络可以克服复杂地形和长距离影响，首尾节点可以通过跳跃方式建立无线链路，没有安装Mesh基站的保障车辆，可以配载中继CPE设备，以客户端身份通过Wi-Fi方式连接基站，同时对车内用户实现二次Wi-Fi覆盖，所有的用户手持终端均可以在行进途中以Wi-Fi方式就近直接或以中继方式接人Mesh基站，满足机动中无线局域网全员覆盖。机动区域Wi-Fi Mesh网络拓扑如图2所示。

3.3 应急救援场所开设地域内的Wi-Fi Mesh网络组织应用

应急救援力量到达预定地域后，按拟订开设预案分布式展开，指控车辆上安装的无线Mesh节点设备可自我配置，一个MAP启动后，它首先扫描附近的网络，然后与所有检测到的MAP建立临时连接。通过这种连接，MAP可以与AC联系，并下载配置。完成配置文件的下载后，MP会与享有相同预共享密钥的邻居建立安全的连接，组成网状无线骨干网络，用户节点通过AP+CPE方式接入骨干网，为用户提供无线数据、无线语音以及无线视频监控等支持。应急救援指挥所开设地域内的Wi-Fi Mesh网络拓扑如图3所示。

4 基于Wi-Fi Mesh网络构建区域通信平台保障能力分析

4.1 关于网络开通效率问题

Mesh自组织网络在恶劣环境中可以快速部署，新加入的节点也可以被自动发现，并可进而自主配置。降低了野外环境下组网的难度，争取了宝贵的救援时间。基于升空平台覆盖的野战Wi-Fi Mesh网络的开通效率主要取决于空中平台的开通效率，地面Wi-Fi Mesh网络的自组网过程时效性已经得到实验和实用证明，空中平台、各个车载Mesh模块以及便携MESH模块的位置基本确定后，对于系统不同的应用模式，各个Mesh模块可以灵活适应，不需要人工分析、配置，从设备加电到系统中的网络节点组网成功的时间不超过4分钟。

4.2 关于网络覆盖能力问题

近年来，世界各国普遍重视无人机、系留气球、飞艇等临近空间飞行器的开发，其作为空中通信中继平台的功能和性能日渐成熟。国内某公司已经实现了在4000米高空向8000平方公里面积的Wi-Fi信号覆盖，Wi-Fi信号可以覆盖直径100千米的范围。地面Mesh骨干网络覆盖能力主要取决于基站模式和发射功率，当前Mesh产品标称发射功率通常不超过30dBm（1W），在视距可见的情况下，固定Mesh站点间的距离可达几十公里（定向天线高架情况下），车载Mesh基站（全向天线）的覆盖范围在1-2公里左右，便携MESH模块的覆盖范围不小于300米。可以预见，在恶劣灾害环境下，如果适当提高基站发射功率，Mesh骨干网络覆盖能力将会比上述标准明显提高。

4.3 关于网络业务支持问题

网络时延问题一直是Wi-Fi Mesh网络最难解决的问题，但是路由算法等应用机制的不断改进和创新，端到端的QoS机制越来越成熟完善，Wi-Fi Mesh网络的运行效率越来越高，对话音和视频等实时业务的支持能力也越来越好。现有的研究试验结果表明，规划良好的Wi-Fi MESH网络在静止或运动情况下，均能够较好的支持Ping、Http、Ftp、Email、视频流、VOIP等业务。为了满足像VoIP这类实时通信应用的要求，Wi-Fi Mesh网络可采用多模块、多射频和多信道的体系架构，从而提供经过多跳后高吞吐量、低时延和为语音流量设置高优先级所要求的容量和覆盖。便携MESH模块10跳之后，网络延时不超过50ms。在10跳以上的情况下，每一跳的时延可以保持在4到5毫秒，大大低于语音所要求的120毫秒，使得语音这样的实时业务得到最优化。

4.4 关于网络用户移动性问题

篇9

通过上面的分析，可见待执行器的无线传感器网络与普通无线传感器网络相比，既有优势也有缺点。优势为系统具有突出的实时性。因为系统在完成工作时直接利用执行器节点对无线传感器网络的数据进行分析与决策，事件消息无需传递至中心节点，只需临近执行器节点就可完成动作；其次可以帮助传感器节点降低能耗，因为信息传递的跳数相比普通的无线传感器网络大幅降低，其节点数据的通信能量消耗也就随之降低；第三传感器网络流量相对小，减少了通信网络的资源冲突。信息传递主要集中在执行器节点周围，因此不同的事件所引发信息交叉传递的冲突减少；最后，减少了中心节点的运行负担，中心节点主要负责信息的记录与网络性能的调整，不需要针对单个事件处理各种数据并作出决策。

带执行器节点网络的结构和应用

从本质上看执行器网络就是带有执行器的无线传感器网络，传感器负责从环境获得信息，而执行器节点负责对环境加以改变。传感器和执行器节点之间以无线链路的模式连接。

传感器节点感知和报告环境信息而执行器节点负责对信息进行处理并行动，作用于环境。待执行器节点的无线传感器网络的结构因为信息传递的模式而存在差异，研究的方向也不尽相同。下面以星形拓扑为例进行分析，在研究中带执行器节点的无线传感器网络构成一个星形拓扑，其BS充当网络控制器和与上层网络连接的网关。BS包括了有线总线和无线接口。其MAC层利用时分多址技术。每个传感器集成到执行器中，形成一个传感器+执行器的模块化结构。这些模块可以进行单跳无线通信到达BS。利用传感器和执行器之间的时隙和频隙差异，可以避免传感器和执行器之间的信息冲突。在WSAN的应用中，必须保证实时通信和已经定义的时序行为，所以星形拓扑结构是一种按照实时性的有效结构方案。

在应用方面，WSAN的应用较为广泛，如在畜牧业农场控制公牛的攻击行为，即在公牛的繁殖期限内，公牛的攻击性较强会带来对自身的伤害。在饲养过程中可以利用带执行器的无线传感器网络对此行为进行控制，方法就是在公牛的项圈上安装传感器和执行器，以此检测公牛的行为模式。硬件平台作为中心控制系统，集成大量的传感器和执行器，其利用处理器和闪存构成。无线电收发设备和硬件平台作为执行器的集成刺激面板，安装在项圈内的特殊设计可以在执行器的激发下工作。集成传感器可以根据位置和速度采集公牛的运动形态，如果公牛出现类似攻击的行为，则执行器接收指令对公牛进行刺激，抑制其攻击。

带执行器无线传感网络的协议设计

1通信协议的设计

为了在网络中充分利用执行器的计算和通信能力，带执行器节点的无线传感器网络的通信协议往往要复杂于普通的无线传感器网络。其除了包括传感器之间的通信协议外还需要具备执行器与传感器之间的协议，以及执行器节点之间的协议内容共同组成。下面就这三个不同的协议内容进行分析：

（1）传感器节点的之间的通信协议。在某个特殊环境下，传感器节点的信号都是以单跳的模式向周围的执行器节点传递，这种结构对于待执行器节点的无线传感器网络而言较为常见，对于需要传感器之间进行通信的系统而言，可以使用普通传感器网络中的协议完成通信，在模拟环境中，传感器节点可以直接将信息传递给执行器节点，而不需要传感器节点间的通信协议来支持；

（2）执行器节点与传感器节点的协议。在执行器决策算法的支持下，这个协议仅仅需要在传感器检测到事件发生的时候，将事件消息和自身标示传递给最近执行器即可实现功能。这样的设计思路可以提高通信消息中有效消息的占比，从而提高节能效果；

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可靠性设计

选型时须考虑所选技术的在冗余性、出错处理和容错方面的能力，所选的产品要能够适应井下恶劣的工作环境和防爆要求。方案设计从网络拓扑结构、网络交换机、服务器、电源设计等方面，着重体现系统的可靠性：网络拓扑结构选用环网冗余技术；选用赫思曼工业网络交换机，可靠、稳定；为数据采集配置了2台服务器，热备冗余；配置在线式UPS电源，提供2路供电，提高系统供电可靠性。

网络拓扑结构设计

目前，工业以太网络采用星型结构或环型结构。为了进一步提高网络的可靠性，可以采用星形、环形、双星形和双环形网络拓扑结构。双环形的网络拓扑结构常用于高级工业冗余网络系统，但是其费用高，而且不适合于煤矿的特殊情况，因此设计选择单环网作为煤矿网络监控系统的拓扑结构。地面、井下各子系统都采用单环网络的方式组网，并分别连接到调度中心的核心网络设备上，整体上就形成了二台核心交换机、井下环网、地面环网组成的相互独立的环型网络，并且每个网络都有两条链路连接到核心设备，防止单点故障的出现。

工业以太网环网结构如图1所示。如果发生环网中某段线路出现意外中断的情况，环网传输路径将选择反方向传输，传输路径倒换时间小于500ms。

传输平台电源设计

煤矿地面交流用电是220V/127V交流，工业以太网交换机所需的是24V直流，因此配置了220V交流转24V直流的赫思曼RPS30模块。煤矿井下交流用电是127V/380V/660V交流，工业以太网交换机所需的是24V直流，采用井下127V或660V交流接入井下防暴UPS电源，变压为24V直流，再连接到交换机的电源模块。这样保证了交换机的双路供电，在有一个电源模块损坏或停电情况下，交换机设备可正常工作，不影响整个工业环网的传输。地面、井下设备供电连接分别如图2、图3所示。

网络设计方案

采用工业以太环网和环间耦合技术组成环网，其中各控制子网与控制中心之间构成千兆骨干冗余环网耦合，现场层的设备形成二级网络。由于采用了超级冗余环技术，多环网通信的故障切换时间得以保证，无论是骨干环网内部、二级环网内部还是多环之间的通信，故障切换时间均小于500ms。煤矿调度中心采用2台MACH4002核心交换机，核心交换机设置构成赫思曼超级冗余环，在这2台交换机上通过单模光口分别与下联的设备控制子网进行DUALHOMING（双链路）链接，实现和调度中心之间的环网连接。

MACH4002具有冗余的交换引擎和管理引擎，且冗余引擎设置在不同的基板上，任何一个基板或者引擎的故障都不会影响系统的工作，任何一台交换机的故障都不会影响系统的工作。通过MACH4002的路由功能实现系统的冗余路由。千兆RJ45端口用于连接服务器、工作站。每台交换机都有冗余热备的电源，冗余的风扇。

篇11

信号微机监测系统是铁路上非常关键的设备，他能够维护车厢运行安全、对铁路信号设备的运行情况进行检测与监督，提高信号管理质量，信号微机监测网络系统的形成体现出铁路信号技术的进步、完善与发展。这一系统的优势体现为：通过微机系统来迅速处理信息，加强对信号设备的实时检测与监督，加强故障问题的判断、分析和处理，凭借微机系统信息高容量、高速处理能力来加强对数据的存储、记录、分析与总结，这一信号监测系统实现了同网络世界的链接，利用网络的先进功能来提高管理效率。

一、铁路信号微机监测网络系统简介

作为铁路系统运行过程中最关键的交通安全设施，能够有效支持信号设备的状态检修，利用这一网络系统能够有效确保信号设备的安全度，提高接合部管理水平，积极维护铁路系统运行现场的修理。铁路信号微机监测网络系统能够对铁路系统的整个运行过程进行跟踪、记录与管理，实现对安全问题的监测、对事故故障的事后分析，达到维护系统安全运行的良好效果。

以往的信号微机监测系统单纯局限于通过微机技术来对信息进行处理、监督与监测等等，从中判断、诊治故障问题，对相关信息自动加以储存、分析、总结与反馈等等。

随着信息技术的发展，铁路信号微机监测系统也实现了同网络世界的链接，朝着网络化方向发展，在已有的监测系统上利用广域网数据传输系统，把来自于火车站、电力等等同上层网络系统相链接，打造出一个健全完善的网络监测系统。

这个广域网数据传输体系发挥着数据传输的功能和作用，他能够支持信息在不同计算机系统之间的传播与输送，例如：路由器、集线器等等，达到对整个信号系统的统一监督和控制，无需过多的人员监控，有效节省了人力成本，能够更加高速、快捷地找到各项设备故障问题，从而确保了铁路交通系统的工作效率。

二、信号微机监测系统组网分析

因为铁路交通系统的特点就是路线长、站点多、站与站距离较远，因此，要想确保整个铁路交通系统的各个站点、线路有效联系起来，实现相互之间的信息传输与交流，达到整个铁路系统的网络链接就要引入计算机信息技术。

1、微机监测网络的结构模型

信号微机监测系统主要发挥着远程监测与控制功能，通常是对铁路线路上各个站点间、信息装置以及铁路交通线路间信息传播与传递情况的监控，能够对整个铁路系统中的故障、问题等进行及时捕捉、提前预测、发出警报等等，从而确保火车安全运行。

根据相关的法律法规中的规定，信号微机监测系统通常包括三个层面，具体如下图所示：

在这三个监测层中，电务段层发挥着同上级部门网络链接的作用，整个系统的结构呈现为树形。

2、广域网

广域网通常的覆盖范围较广，最短距离在几十千米，最长能够达到几千千米，线路通常选择公共交换的形式。因为铁路交通系统线路长、站点多，基于这样的特点，在电务段层通常选择广域网的网络模式，通过这一网络来实现不同站点、不同方位的数据链接与信息联系。

在空间结构上，广域网需要选择星形网络拓扑结构，同时选择环网的链接方式，从而确保网络运行的安全、稳定。通过这种方式即使网络通道发生了切断，也依然能够维持不同网点间正常通信，实际工作过程中，也能够有效确保通信效率，带来良好的通信效果。在环网链接模式下，需要在各个车站中配置一个路由器，并在网络中心处设置一个多口路由器，这样就实现了不同站点共享网络流量，达到了彼此间信息有效沟通、交流的功效。

3、信号微机监测网络系统的管理

这一网络系统能够发挥网络管理的作用，在各个端口，都能够凭借形状、符号、线路图等方式来呈现不同网络节点之间的链接情况，也能够呈现出监测程序的链接情况。

其中选择曲折、迂回的网络通道来构成回路，因为这样能够有效克服由于各别站点出现故障或其他意外问题时，整个网络系统被切断的风险。

在这一网络系统内部设置一个监控服务器，在路由器这一网络系统媒介的帮助下，服务器实现了同各个站机的链接，具体链接方式为：迂回通道串行，这样就能够打造一个良好的广域网，而且这个网络系统中的任何一个站机、信息处理器等都配置了一套属于自己的站码、IP地址、电报码等等，这些配置具体的作用如下表：

（1）站机

主要包括微机主机、电源、数据采集设备、广域网路由器、CAN网等等。整个系统承担着采集信息、归类数据、分析与处理信息等等，同时会把所搜集到的信息里有网络设备来输送至服务器。

（2）服务器

服务器是整个微机监测系统的核心，发挥着信息管理中心的职能和功效，负责监测信号数据，实现信息通讯。

具体的功能和作用体现为：对站机的信息和数据进行接收与储存，向站机输送命令，并负责执行相关操作，向终端机输送信息数据并供其查询等等。

（3）监测终端

监测终端主要由人工进行运行，负责对管理范围内车站相关数据信息的查询与管理，形成报表数据进行汇报并总结。具体的数据累计、模型以及图形等都能够被真实、清晰地打印出来，而且监测终端也可以将通讯网络结构拓扑图、实际的通信状况等信息明显地呈现出来，从而开展科学网络规划、分析与管理，为大众用户带来一个便捷、自由又易于观察和操作的交互环境。

4、TCP/IP

铁路信号微机监测网络系统采用TCP/IP协议，形成一种约束，其中对通信规律做出了详细规定，在这一协议的规定与约束下，铁路信号微机监测网络系统能够发挥良好的通信功能，确保通信安全、稳定，而且这一协议具有广泛的适用性，能够适应不同类型的网络通道和现实的物理通道，同时能够随着通道的优化来不断提高自身性能。■

总结：

铁路信号微机监测网络系统的构建与形成是铁路信号监测系统优化升级与发展的体现，必须加强对网络系统的优化管理，提高系统运行效率，发挥网络信息技术的优势功能，确保其有力支持铁路信号微机监测系统的运行与发展，维护期功能与作用的积极发挥。■

参考文献

[1]魏艳.罗永康. 基于C/S和B/S模式结合的铁路信号微机监测网络系统[期刊论文]-铁路通信信号工程技术2011，4（3）

[2]王伟峰.王强.嵌入式网关在铁路信号微机监测系统中的应用[期刊论文]-铁路通信信号工程技术2011，5（1）

篇12

计算机网络应用中，信息安全是影响其整体运行的关键因素。为增强网络安全系数，要实现计算机网路与信息安全系统的有效构建，结合各种技术手段和科技力量，实现安全信息传播环境的建立是计算机信息安全网络构建的重要方向。

1.1访问控制技术访问控制技术是加强信息安全系统构建的重要前提，能够有效提高网络防范效果，更高效的进行信息资源保护。例如，在入口访问控制设计中，通过账号验证以及口令访问等进行安全访问，否则为非法无效访问。如下图1为访问控制技术简图。对账号以及口令的设置要求要十分严格，增强安全可靠性。同时，由于使用者信息保护意识不强，容易出现隐私泄露或因口令密码设置简单造成信息被窃取，因此加强访问控制是第一道关口。

1.2加密认证技术信息加密是电子网络商务中最常用的技术手段，能够保证在Internet环境中进行安全的电子交易。加密技术，是对信息和数据安全的有效保护，增强信息机密性。认证技术则保证信息不被破坏，保证信息完整。应用该技术能够对网路信息起到良好的防御作用。加强计算机网络信息保护的同时，对口令以及各种数据的安全也进行有效防护。认证技术能够使网络口令在安全的环境下运行，从而提高计算机整体保密性。

1.3病毒防范技术计算机网络与信息安全系统自身若存在问题，会直接造成病毒的侵入，因此加强病毒防范技术的研究和应用至关重要。首先要对系统自身存在的问题和漏洞进行检测，然后对监测到的病毒进行预防。要选择性能较强的杀毒软件，以保证对病毒的准确的查找，在实时的监测下进行准确杀毒。通过安装杀毒软件并及时更新能够提高整体计算机网络系统的安全指数和防御能力，保证信息安全。以VBS脚本病毒为对象，为有效得到该病毒的控制权可以通过代码编写程序进行病毒控制和查杀。上面这段代码使得该VBS文件在每次运行后，其Of，vC，fS，fSC四字符串都会用随机字符串来代替，这在很大程度上可以防止反病毒软件用特征值查毒法将其查出。

1.4防火墙技术防火墙技术，是一种有效的防御技术，能够对本地网络和外界网络进行隔离，具有良好的安全性能。防火墙主要是对安全区和风险区进行安全隔离，防治外界网络入侵。该技术包括多种功能，包过滤、地址转换、认证和应用以及透明和路由。以防火墙包过滤技术来看，防火墙数据包的数据传输具有差异性。应用程序采用TCP进行数据的传送过程中，会将数据传送到协议栈，再经过每一层，作为比特流送入网络，每一层的过滤都会增加首部信息。在防火墙的数据包中，其TCP与IP的数据获取与其他方式存在明显差异，如下表1、2所示。对于帧的头部信息主要是源/目的主机的MAC地址；IP数据报头部信息主要是源/目的主机的IP地址；TCP头部的主要字段包括源/目的端口、发送及确认序号、状态标识等。从理论角度分析，数据包的头部信息能够对数据包是否通过做出判断，同时其荷载情况也能够做出相同判断；从实际角度出发，包过滤技术是对某些字段信息的获取并应用，在结合字段信息的基础上达到访问控制的效果，通过控制列表进行包过滤，提升整体系统的安全系数。