通信网络范文

2023-09-21

通信网络范文第1篇

【摘要】 随着网络技术以及3G、4G的应用和发展,人们加强了对无线网络安全通信的关注,通过对无线网络安全通信的相关措施,能够对人们的生产和生活等多个方面产生很大的影响。本文对4G通信技术中的无线网络安全通信进行分析,对4G通信技术中的无线网络安全通信问题和安全措施进行阐述。

【关键词】 4G通信技术 无线网络 安全通信

4G移动网络中融合了多种无线通信技术,能够使得人们的通信环境收到的干扰更小、传输速率更高,但是4G通信技术却存在一定的安全风险,对此应该加强对4G通信网络的无线网络的安全通信问题的研究,使得4G通信网络具有更加安全性的应用。

一、基于4G通信网络的无线网络安全通信问题

1、移动终端的安全通知问题。4G移动终端形式为了提高自身的多样化,加强了对多种系统的接入,通过4G移动终端的个性化服务,能够使得用户更好的接入到网络,能够具有视频通话和安全保障等方面的功能。但是为了保证上述功能的实现,需要保证4G移动终端的较高的宽带和速率的要求,并且需要物联网作用的充分发挥。并且随着用户数量的增多,需要保证用户和4G移动终端的紧密的联系,这就使得4G移动终端的存储计算能力得到相应的考验,经常会收到可执行的恶意程序,这些可执行的恶意程序对移动终端的抵抗力产生影响,出现了越来越多的安全隐患,不能充分的对无线网络的安全通信进行保证。

2、网络链路上的安全问题。基于4G通信技术的无线网络在应用的过程中需要发挥自身的全IP网络功能,需要保证各种通信系统的接入,但是因为4G系统和无线网络的发展过快,使得有限或者无线在链路上出现了安全问题。出现安全问题可能会使得链路上的数据被窃取、修改和删除等恶意操作,影响了网络的安全性。当前链路的容错率较低,经常会出现因为网络结构的不同而造成的数据的传输错误。通常情况下4G的无线终端会随机的出现在子网中,并且会不断的移动,网络链路也需要依靠网关或者路由器来保证网络的互通,但是随着用户数量的不断增多,会增加网络链路的负担,不能对网络连接的安全性进行充分的保证。

2、网络实体认证的安全问题。无论是在有线网络还是在无线网络中,都没有对网络实体认证给予相应的重视,这就会使得网络犯罪更加的容易,也会容易发生法律纠纷问题。当前4G网络实体认证因为收到了一些方面因素的影响而不能对4G无线网络的实体认证进行落实。出现这种情况的原因有很多方面,首先是因为互联网用户数量的剧增,使得网络实体认证的实施较为复杂,不能及时快速的完成所有的网络实体认证。我国当前无线网络在种类上较多,不能保证网络模式的固定,增加了网络实体认证的难度。

二、基于4G通信网络的无线网络安全通信措施

1、移动终端的防护。在4G移动终端的安全防护措施中,做好系统的硬件防护是防护措施之一。在系统的硬件防护保护措施中需要对4G网络操作系统进行加固,保证操作系统的可靠性,使得系统能够具有远程验证功能、地域隔离控制功能以及混合式访问控制功能等功能的支持。提高系统物理硬件的集成度也是很重要的,这样能够减少可能受到攻击的物理接口的数量。为了实现对物理攻击的防护,可以增加必要的电流检测电路和电压检测电路的防护。最后需要加强对存储保护、可信启动和完整性检验的保护。

2、建立安全体系机制。在4G网络安全通信中,无线网络的安全体系机制的建立是必要的,在建立相应安全防护措施的过程中,需要对系统安全效率、兼容性和可扩展性等方面的因素进行全面性的掌握。在对多策略机制安全防护措施的制定过程中,需要针对不同场景的网络通信使用状况进行合理的选择,为了完成对一定终端的安全防护选项的配置,应该加强对可配置机制的建立。合法用户在对移动终端的安全防护选项进行选择的时候,需要根据自身的需求来进行,然后通过对可协商机制的建立来为无线网络和移动终端进行自行协商安全协议的提供,保证网络连接的顺利程度。

3、入网安全措施的实施。无线网络接入的过程中,需要针对性的进行安全措施的实施,加上相应辅助安全设备的设置,能够对不安全移动终端的接入进行阻止。需要在无线接入网和移动终端之间进行双向身份认证机制的建立,然后利用数字认证来完成移动终端的安全接入。对于移动终端的访问行为,需要利用相关的技术来控制无线接入网的访问,根据无线接入设备的实际情况来统一的完成对监控系统进行构建,从而对移动终端的各种操作和行为进行完整有效的监控并进行相应的记录,提高无线接入网的可靠性和高效性。加强对视频和多媒体等方面数据的安全数据过滤手段的过滤,能够减少黑客的攻击和非法数据的接入,更好的保证内部系统和核心网络的保护。

结语:4G通信网络为人们的生产生活带来了极大的便利,但是应该加强对4G通信网络的无线网络安全通信的重视,通过相关措施的实施,使得4G通信网络得到更好的应用。

参 考 文 献

[1]李炜键,孙飞. 基于4G通信技术的无线网络安全通信分析[J]. 电力信息与通信技术,2014,01:127-131.

[2]徐利军. 4G通信技术的无线网络安全防护探讨[J]. 通讯世界,2014,09:18-19.

[3]苗健. 基于4G通信技术的无线网络安全通信分析[J]. 电子技术与软件工程,2015,01:43-44.

通信网络范文第2篇

摘 要:现有舰船通信业务系统存在着“架构封闭、软硬件耦合、应用集成困难”等问题,采用面向服务的软件架构,以服务API的形式进行通信业务能力开放是解决以上问题的关键。本文提出了一种舰船通信业务能力开放与融合方法,在SOA、Web服务、IMS、通信开放服务API、业务交付平台等相关技术基础上,结合现有舰船业务系统现状和实际需求,设计了基于SOA的统一业务交付平台、通信服务能力开放REST API、基于WebRTC标准的软终端,验证该方法的合理性和可行性。

关键词:通信服务能力开放;开放服务API;REST

舰船通信业务应用系统作为舰船电子信息系统的基本组成之一,其现有的设计存在着“系统架构封闭和软硬件耦合”的问题,具体表现在终端和业务绑定、业务开放能力较弱、新业务部署成本高、系统利用率低等多个方面,已无法适用新的应用需求。面向服务的通信业务能力开放[1]既是解决现有问题的关键,同时也是适应整个综合电子信息系统[2]服务化集成发展趋势的必然要求。

目前,在军事通信应用领域,针对应用集成的需求主要采用服务网关转换或专有协议的方法,实现复杂,灵活性差;而在商业领域,则提出了SOA[3]、REST[4]、开放API[5,6]、业务交付平台[7]等方法,但这些方法是否满足舰船通信应用需求,仍有待设计和验证。本文在对SOA架构、Web服务、IMS[8]、通信开放服务API、业务交付平台等相关技术进行综合分析的基础上,结合舰船通信应用的特定需求,提出了舰船通信业务服务化的参考系统架构及组成,并进一步设计了基于SOA的统一业务交付平台、通信服务能力开放REST API、基于WebRTC[9]标准的软终端。

1 相关技术

1.1 SOA与Web服务

SOA是基于服务驱动的 IT架构方式,能够整合各类应用,使其变成一种可重用、可动态重组的服务。作为一种开放式的软件体系架构,SOA通过各类服务之间的标准接口,将应用程序的不同功能单元进行组合,实现大粒度的应用。服务之间的接口采用标准的,与具体的软硬件平台、编程语言和操作系统相互独立,通过采用标准和统一的方式将该系统架构下的各类服务进行关联和通信。

Web服务是由URI进行标识的一种软件应用程序,通过XML语言对接口和绑定进行统一的描述、定义,以及发现,通过互联网协议与其它软件应用程序进行信息交互;RESTful Web服务(Representational State Transfer,表述性状态转移)是一种面向资源的服务,通过URI进行识别,定位资源,通过HTTP对这些资源执行的操作进行定义。

1.2 基于SIP的IP多媒体通信架构

3GPP组织提出的IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多媒体子系统)是基于IP的多媒体实时通信,已成为电信领域事实标准[10]。IMS建立在SIP协议[11,12]基础上,并且融合了话音、数据、视频,以及固移网络的通信业务体系结构,实现在各种分组交换技术上的实时通信服务。

SIP协议是IETF提出的一种基于IP的多媒体通信信令标准,它是基于文本的应用层控制协议,用于建立、修改或终止多媒体会话。SIP采用的是客户端/服务器(C/S)模型,客户端是呼叫请求的发起方,服务器是响应请求的接收方。

1.3 通信能力开放技术

在电信领域,从相关的各项研究以及应用看,通信服务能力开放采用与具体协议无关的“开放API”对相关业务应用的能力进行开放,便于快速实现各种跨网业务的高效融合。在业务开发、部署和执行方面,研究机构提出了SDP[13](Service Delivery Platform,业务交付平台)的概念和方法。从相关研究分析中可以看出:

(1)对于服务相关的概念,包括服务架构、Web服务、RESTful Web服务、企业服务总线等的研究和应用,相对来说已经较为成熟,相关的各项标准以及产品已经发布,这已经成为通信服务化的基础。

(2)IMS系统已经成为基于IP的多媒体通信系统方面的事实标准,但在服务能力开放方面,还缺少相应的应用。

(3)通信服务能力开放的主要方法是以“开放API”为基础,但类似于JAIN、Parlay等还缺少相应的应用,而REST API作为目前主流的服务能力开放方法,具有简洁、易用、高效的特点,但目前暂未形成相应的标准。

(4)服务交付平台是一种基于SOA 架构的服务开发、运行的系统平台,能够对各类应用服务和通信服务进行统一集成和交付。

2 舰船通信业务能力开放与融合框架

在研的舰船通信业务系统已逐步采用IMS系统架构来实现通信控制及业务的IP化,本文将以此为基础,结合SOA、Web服务以及SDP技术的发展现状,进行舰船通信业务能力开放与融合框架设计,如下图所示。

网络资源层:在IP分组传输的基础上,提供各种不同类别的应用服务,包括VoIP、视频、会议等电信域会话类应用,邮件、FTP等IT域非会话类应用以及指挥作战域的相关应用。

服务能力层:对资源的各种应用服务资源进行统一接入,在此基础上,进行基础业务能力的封装,并以REST或SOAP接口形式注册发布到企业服务总线上,由服务总线负责完成服务的注册、发布、路由和认证授权。其中:

2.1 通信业务应用服务器

通过基于SIP信令的呼叫会话控制、实时传输控制和编解码协商,完成用户认证与鉴权、业务的呼叫控制和媒体资源服務功能,提供话音、视频、报文等基础的通信业务服务。

2.2通信能力开放网关

通过协议适配将基础的通信应用服务资源进行统一接入,在此基础上,进行业务能力的封装,以基于REST或SOAP的服务API接口形式注册发布到企业服务总线上。

2.3企业服务总线

负责完成服务的注册、发布、路由和认证授权。在服务总线的支持下,应用层的各种高层应用可查找发现感兴趣的服务,并调用服务接口,获取/组合各种基础业务能力,以完成话音类、视频类、会议类、FTP、邮件以及作战类等多种应用的逻辑控制和处理。

2.4基于WebRTC的软终端

提供基于WebRTC标准和开放服务API接口的SDK,将视频通信、即时消息等基础的通信服务功能嵌入Web页面中,实现通信与作战业务应用的融合。

3 舰船通信业务系统设计

开展基于SOA的统一业务交付平台、基于REST API的通信服务开放接口、基于WebRTC的软终端等设计,以实现舰船通信业务服务能力开放与融合。

3.1 基于SOA的统一服务交付平台

通信业务能力开放遵循面向服务的思想和软件架构,通过开放服务API及服务总线来实现通信服务的“发布、发现、调用”。基本原理和步骤如下图所示:

服务发布:在通信业务服务器的支持下,通信服务提供者通过能力开放网关将话音、视频、报文等基础通信能力抽象封装为开放的服务API,并发布注册到服务总线上;

服务发现与调用:作为服务使用者,各应用系统通过服务总线发现、查找、调用各类服务(包括电信域及非电信域),在此基础上进行服务集成或组合,以实现业务融合或融合通信。

3.2 通信服务能力开放REST API

面向资源的架构(ROA)包括资源、资源名称/URI、资源表示、资源间的链接。其中,资源表示某个可以存放在计算机上并体现为比特流的事物;资源名称/URI是资源地址,具有描述性并具备一定的规则;资源可以从服务器传给客户端,也可以从客户端传给服务器;资源间的链接含有指向其它资源的链接。

ROA特性包括可寻址性、无状态性、连通性、统一接口。其中,可寻址性是指如果一个应用将其数据集里有价值的部分作为(resource)发布出来,那么该应用就是可寻址的;无状态性是指意味着每个HTTP请求都是完全孤立的,当客户端发出一个HTTP请求时,请求里保护服务器实现该请求所需的全部信息,服务器不依赖任何之前请求的信息;连通性是指资源间的链接特性成为连通性;统一接口是指在Web上,对资源采取的仅限于一些基本的操作,HTTP提供了四种基本的方法,用于四种最常见的操作,分别是:HTTP GET用于获取资源表示;向一个新的URI发送HTTP PUT,或向一个已有的URI发送HTTP POST表示创建一个资源;向已有的URI发送HTTP PUT表示修改已有资源;HTTP DELETE表示删除已有资源。

3.3 基于WebRTC标准的软终端

业务终端软件以Web浏览器作为基础平台,在WebRTC(Web Real-Time Communication,网页实时通信)API 的支持下,实现用户登录、用户界面、呼叫控制、业务处理、媒体处理等功能。

(1)WebRTC API:将实时通信应用所需要的音/视频釆集处理、网络传输、会话控制等基础功能集成到Web浏览器中,屏蔽底层硬件实现或操作系统之间的差异,面向上层应用提供简易的API支持。

(2)登录认证模块:完成用户的SIP注册、更新、变更注册;

(3)用户界面模块:完成图形化的操作控制,各类业务状态的实时显示;

(4)呼叫控制模块:完成各类业务呼叫建立、保持、恢复和释放等状态控制;

(5)业务处理模块:与呼叫控制模块共同实现话音、数据业务的融合处理。

4 试验验证

为了验证业务能力开放与融合的各项功能和性能,搭建了以两台笔记本电脑进行业务交互的模拟测试场景,每一台笔记本模拟一个网络节点,其上以虚拟机的形式部署由融合应用软件、SDP业务交付平台软件、业务感知软件等各类软件,笔记本间通过网线或交换机连接。在两台笔记本上,通过融合应用终端用户登录界面登录系统,进入系统后,首先调用地图服务,以地图的方式显示当前入网平台的位置信息,同时获取当前用户的联系人信息,呈现联系人列表。通过点击会话窗口,发起和进行话音、视频、即时消息、文件、邮件等多种业务。并对业务融合性能进行了测试,测试结果如下图所示。

从CPU空闲率和内存开销统计图中可以看出,SDP业务交付平台的吞吐率随CPU内核数量增加而线性增加,单核心可达到48Mbps,开启全部6核时,基本可到228Mbps,与此同时内存的开销随吞吐率的增加小幅增加,但绝对开销依然很小,6核时峰值开销<35MB。与此同时,处理时延主要取决于排队时延,当达到最大吞吐率时,基本稳定在3ms左右,依据演示系统相关设定,SDP业务交付平台和融合应用软件可以满足演示验证系统相关性能要求。

5 结论

在SOA架构、Web服务、IMS、通信开放服务API、业务交付平台等相关技术的基础上,提出了舰船通信业务能力方法与融合方法,设计了基于SOA的统一业务交付平台、通信服务能力开放REST API、基于WebRTC标准的软终端,验证了该方法的可行性。

参考文献:

[1]唐家光,面向虚拟运营商的通信运营商业务能力开放系统的设计与实现[D],天津大学,2018.

[2]胡辉等,美军综合电子信息系统发展趋势[J],舰船电子工程,2017年09期,pp:27-29.

[3]李永刚等,面向服务的测量船测控服务总线系统[J],计算机工程与科学,2020年08期,pp:1345-1351.

[4] Antonius Rachmat Chrismanto,etc.,Integration of REST-Based Web Service and Browser Extension for Instagram Spam Detection[J],IJACSA, Volume 9,2018.

[5] Meng Boyang, etc.,Open architecture CNC system based on soft-integrated communication, Procedia CIRP[J] ,Volume 72,2018,pp:671-676.

[6] 胡峰祥,基于多域通信能力的网络能力开放系统方案与测试方法研究[D],北京邮电大学,2018.

[7]胡乐明等, 新一代的业务交付平台架构研究[J],研究与设计,2006年03期,pp:21-24

[8] 丛芝芳等,基于IMS的能力开放体系研究[D],北京邮电大学,2011.

[9]浦倩,WebRTC系统中即时消息子系统的设计与实现[D],北京邮电大学,2018.

[10]韦家,基于IMS的电信业务支撑仿真平台的研制[D],华南理工大学,2012.

[11]杨森茂,SIP协议的现状及应用研究[J],中国信息化,2013(2).

[12]徐严,SIP协议安全机制的研究与实现[D],北京邮电大学,2018.

[13]占亿民等,融合SDP、SOA、PaaS技术的云媒體统一业务开放平台[J],广播电视信息,2014,pp:47-50.

通信网络范文第3篇

【关键词】通信网络 计算机网络 融合 三网合一

计算机网络和通信网络的结合能够更好的促进信息的交流和集中,对提高信息传输的效率也有着很好的作用,因此,计算机网络和通信网络的融合将会有着广阔的发展前景,同时也将会是未来发展的必然趋势。我们在对计算机网络和通信网络研究的同时,也必然的要对二者的相关信息进行了解,这样才能够更好的找出其中存在的问题,并且加以解决。

一、数据通信中的有关概念

(一)信息与数据。数据通信就是对信息和数据的传输,通过不同的传输手段来加强内部和外部的联系,从而更好的体现事物的特征。其中包括了文字、图像和语言等内容。信息和数据也是数据通信的基础单位,也是一方展示给另一方的过程。

(二)信号与噪声。在数据通信的过程中,信息和数据要转变为信号并且通过特定的传输方式来对信号进行传播,这样才能够完成整个通信的过程。信号的方式也有多种,其中模拟信号和数字信号是最为常见的,模拟信号是一种连续变化的电磁波,而数字信号是一种电脉冲。这两种信号虽然属于不同的类型,但是本质都是相同的,并且传输的媒体也是一致的。信号的传输必须要通过一定的媒体转换,而在进行转换的过程中,也经常会出现干扰的情况,这种干扰就是信号的噪声。产生噪声的原因也有很多种,会发生在外部,也可能在内部产生,或者在传输的过程中产生,为了更好的实现信号的传输,就要最大限度的减少噪声的出现。

(三)数据传输与通信。数据传输的方式也有多种类型,采用模拟信号的方式相对较多,也可以通过数字传输的方式进行传输。通过模拟信号传输的方式被称为模拟传输,而数字传输方式进行的传输被称为数字传输,而无论何种传输形式,传输的整个过程就是通信的过程,通信的过程就是数据的传输和转换的过程。

二、通信网络和计算机网络结合的基本前提

随着用户对于通信质量要求的不断增加,通信网络技术和计算机网络的融合已经成了一种必然趋势,通信技术和计算机网络结合形成了计算机网络通信技术,通过计算机网络,可以将不同地区、不同功能的电脑或者其他的设备连接到一起,从而更好的实现信息资源的共享和使用,这样就形成了一种新的通信系统,这种通信系统的存在相比以往的通信网络具有更大的优势。

由此可见,计算机网络产业和信息产业在未来将会进一步的加强合作,从而形成一个独立的产业体系,在这个体系中,不同的信息可以通过不同的方式来进行传播,并且信息的集成和使用也涵盖了更多的内容。对于推动公共网络体系的建立也起到了重要的作用,在信息网络发展迅速的今天,计算机信息网络产业也将会代替原来旧的产业,从而实现通信网络和计算机网络的真正结合。

三、计算机网络的概念与数据通信的交换技术原理

通常,不同区域的多台计算机甚至是计算机网络设备借助通信线路集成于一体的拓扑结构叫做计算机网络,其包括通信环节、数据环节、网络操作系统及各种通信协议,而通信环节和资源环节包含节点和链路。对于多机协作完成项目和终端之间的信息通信来讲,都离不开交换技术。网络中各种终端之间或者是电脑与信息网络设备之间进行数据通信时的数据交换技术叫做数据通信交换技术。最直接的数据通信就是两台终端之间或者定位与计算机网络设备(如各种输出设施等)之间链路上的通信,这种通信没有中间节点,所以实现起来很方便,但是在整个全球的网络、广域网、局域网的范围内是不能使用这样简单的相互交通的方式来进行信息的交流工作的,而是需要在源、宿站点中间安置比较多的中间站,这样一旦某个支线发生故障或者不能畅通的工作的时候,系统能够自行的在各个中间站里发现一个适合的作为桥梁,从而使通信受影响的可能减到最低。

四、通信网络和计算机网络具体的融合和实际的使用

目前,计算机网络和通信网络的融合在进一步的发展,例如,那些实力强大的电力企业是可以延展增加电信业务,更可以做基础的电信业务和加大互联网方式的介入程度,不断集合有线电视网络从而促进电力产业形势的革新,还可以展开移动的广播多媒体的业务方面的工作,其提供的手机、数字电视等已经逐渐的成为了其关键的发展趋势了;一些电信单位同时也有了经营视频、媒体等方面制作节目的能力,这些发展和进步的趋势都证明着三网融合时代的到来是一种必然。

五、电信网、计算机网和广电网的三网融合

三网融合,是对电信网、广播电视网和计算机通信网的进一步整合,互为渗透,多方兼容,逐步迈向全球统一的信息通信网络,通过全数字化的网络机构来运行,兼容了数据、话音和图像等形式的业务的通信。电信网、计算机网和广电网的“三网融合”这样的方式不但对网络资源共享提供帮助,更加在很大的程度上对减低了基础网络重复建设的可能,不断的发展成为了一种适应性更强、使用的费用更加合理经济的一种高效多媒体的网络综合的服务平台。从而为满足不同使用者的需要,为不同客户提供信息的共享,从而更好的实现多元化的服务。

六、结语

总之,在新技术不断发展和各项新技术加快融合后,必然会产生一种新的信息技术,尤其是在通信网络和计算机网络快速发展的今天,二者之间的结合将会更好的促进信息通信的发展,从而使其通过当前更加综合的网络技术,在全中国、全世界甚至是全球的区域内集合起来,这必将带来信息技术的再一次技术革新。

通信网络和计算机网络融合之后的计算机通信网络必将会在多方面被利用,其先进的技术和信息的高速流通自然会为各项事业的发展带来新的的进步,世界信息的交流自然会更加的畅通,必然会对经济和技术的发展提供更好的帮助。所以通信网络和计算机网络的融合是符合发展的需要的,这就需要相关方面的人员做好这项技术的研究和分析,了解其具体的技术需求和相关的技术的概念,从而更好的利用新的网络技术促进自身的革新,最终促进国民经济的发展。

参考文献:

[1]杨爱玲,计算机网络与通信领域的交叉运用与研究[J].中国新通信,2010,23.

[2]樊昕,浅谈乡村网络发展新趋势[J].农家之友,2008,12.

[3]任磊,虚拟计算机网络组网与通信研究[J].电脑知识与技术:学术交流,2010,2.

通信网络范文第4篇

摘 要:随着电力系统自动化程度不断提高,电力系统通信机房设备规模和管理复杂性也不断提高,因此,电力系统通信机房温度控制对于各类设备正常运行至关重要。文章结合电力系统根据电力系统通信机房实际需求,提出了一种基于单片机的电力系统通信机房智能温控系统,其具有结构简单、测温准确度高等特点。

关键词:电力系统;通信机房;温度控制

1 电力系统概述

伴随着电力系统自动化和网络化程度不断提高,各类电力系统设备数量和规模不断提高,电力系统通信机房作为各类电力设备控制和管理的基础设施,其安全运行至关重要[1-2]。为了保持安全的运行环境,通信机房通常处于密闭状态,各类设备的不间断运行会导致通信机房温度不断升高,因此,通信机房温度监控系统对于电力系统通信机房的正常工作必不可少[3-5]。

由于电力系统安全要求非常高,目前市场中已有的温度监控系统无法满足电力系统通信机房的设计要求,因此,本文针对电力系统通信机房应用的特殊性,设计并实现了一种基于单片机的通信机房智能温控系统。

2 电力系统通信机房智能温控系统设计

本文所提出的基于单片机的电力系统通信机房智能温控系统主要包括温度监控模块、温度显示模块、控制模块、以及报警模块,实现了通信机房的实时温度的监控、显示、控制及报警功能。器件选型主要采用STC89C52RC单片机、DS18B20温度传感器以及LED显示等元器件,通过利用DS18B20与单片机连接由软件与硬件电路相配合来实现通信机房室内温度的实时监测,并通过LED显示屏实时显示温度。控制模块可以实现通信机房温度上下限设置,一旦实际温度超过上下限,立即通过报警模块实现温度报警。该系统具有微型化、功耗低、性能高等优点。

2.1 智能温控系统硬件设计

电力系统通信机房智能温控系统整体电路原理如图1所示。该系统采用按键作为系统参数输入控制,通过温度采样单元采集实时温度信息,经过放大器放大、数模转换模块将其转换,由主机STC89C52RC进行处理并将实际温度值和设定温度值分别显示在共阳极数码显示LED上。单片机控制单元,包括按键控制电路,其中按键控制电路这一模块设置了:“设置”“上限”“开关”“复位”5个按键,可以根据机房实际需求,设定温度门限值,一旦超出门限值,即出发报警装置进行温度报警。

该系统采用按键作为输入控制,通过温度采样模块采集温度信息,经过放大器放大、模数转换器将其转换,由单片机进行处理并将实际温度值和设定温度值分别显示在共阳极数码显示管上。本系统中温度采集器件选取的是美国DALLAS公司推出的温度传感器DS18B20,这款芯片具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点,可以直接将温度转化成串行数字信号进行处理。显示模块采用图形点阵液晶显示器ZY12864D,可以完成图形显示。报警模块采用蜂鸣器和发光二极管,当检测到的实时温度超过设定阈值时,蜂鸣器发出蜂鸣报警,同时,发光二极管也闪烁报警。

2.2 智能温控系统软件设计

本系统软件流程如图2所示,首先进行系统初始化,然后单片机接受传感器的温度信号,并通过显示电路显示出来,当温度超过预先设计的最高温度和最低温度值时,则发出报警。

2.3 系统测试与结果分析

为了验证本系统效果,采用标准温度计测量和本系统测量进行了对比试验,具體数据如表1所示。经过试验测量数据对比,显示本系统对机房温度测量准确度高,达到了设计要求的指标。

3 结语

本文针对电力系统通信机房特殊工作环境,设计并开发了一套基于单片机的智能温度监控系统,给出了该系统的硬件设计和软件设计。实验验证表明,该系统能够准确、及时地测量出通信机房环境温度。

通信网络范文第5篇

随着信息技术、计算机网络技术的迅猛发展和广泛普及,越来越多的家庭通过Internet网和Intranet局域网来获得信息和资讯。作为现代化的智能住宅小区向社区内的广大住户提供宽带多媒体综合信息资讯服务,是智能住宅的重要体现,也是信息社会发展的客观需要。

智能小区通信网络是小区内综合信息服务、小区与外界广域网连接、小区智能物业管理的物理平台。构建小区通信网络平台,要考虑网络提供综合信息与资讯服务的能力,网络的先进性、扩展性、性价比以及开发商(用户)对投资费用的承受能力。综合考虑各方面因素,小区宽带通信网络平台采用以太网或有线电视HFC网,也可采用两者结合的方式。

以太局域网构建小区宽带通信网

1.以太网技术

以太网是目前应用最为广泛的局域网络传输方式,它采用基带传输,通过双绞线和传输设备,实现10M/100M/1000M的数据传输。由于应用广泛,各大网络设备生产商均投入极大精力于这类技术产品的研究和开发,技术不断创新,从最初的同轴电缆上的共享10M传输技术,发展到现在的在双绞线和光纤上的100M甚至1000M的传输、交换技术。目前,大部分局域网络均采用以太网,在大型网络系统中的各个子网也多数构成以太网。从应用来看,办公室自动化、证券、校园网、控制系统等各类应用均以以太网为主要的通讯传输方式,应用非常广泛,而且仍保持很猛的发展势头,可以预见,将来的局域网仍将以以太网为主流技术。总之,以太网是目前网络技术中先进成熟,实时性强,应用广泛,性能稳定,价格低廉的通讯技术,是智能小区通讯网的理想选择。

千兆以太网继承了传统以太网的特点,并极大地拓宽了带宽,与10/100M以太网保持良好的兼容性,增加了对QoS的支持,以高带宽和流量控制的策略来满足应用的需要,是智能小区局域骨干网的理想选择。

2.智能小区局域以太网方案设计

功能说明和设计要求

智能住宅小区局域网一般涵盖若干栋用户住宅楼、小区管理控制中心、小区公共会所、小区物业管理公司以及区内各类集团用户,并通过一定的方式与小区智能控制网连接。

网络设计要求采用可靠、先进、成熟的技术;所有信息点具有交换能力;支持虚网划分;支持多媒体应用;能进行良好的网络管理;具有良好的扩充性和升级能力。

网络系统

整个网络包括广域网(INTERNET、各专业网)接入、小区网络系统及小区网络智能控制中心。

小区网络系统采用星型拓扑结构,分为系统中心(小区管理控制中心)、区域中心、住宅楼栋和用户四级。根据小区的规模和用户楼栋的分布情况,为便于网络设计和管理,可将整个小区分成若干个区域,每个区域设一个区域中心,管辖若干个相近的楼栋。根据小区网络设计要求,小区局域主干采用千兆以太网,在系统中心设一千兆以太网核心交换机,在各区域中心设置工作组交换机,各工作组交换机配置1000MFX上联端口,通过光纤与核心交换机连接,构成智能小区千兆以太骨干网。每个区域内,在各楼栋设备间设置100/10M交换式集线器,交换式集线器通过100MTX上联端口经五类双绞线与工作组交换机连接,根据需要也可通过100MFX端口经光纤连接。在楼内,交换式集线器通过10MTX端口经楼内5类综合布线连接用户计算机。这样,核心交换机与工作组交换机之间可提供高达1000M的传输速率,工作组交换机向各楼栋提供100M的传输速率,每个最终用户可独享10M的通信带宽。

小区管理控制中心是整个网络系统的中心,系统的主要通信设备集中于此,除网络核心交换机外,还包括与广域网连接的路由器、各类服务器以及管理工作站等。

小区局域网通过DDN专线或ADSL与INTERNET连接,随着信息化的不断发展,今后还可以通过155MATM或通过千兆IP城域以太网与INTERNET连接,以提高小区接入带宽。

网络系统结构如图一所示。

该系统具有良好的开放性和扩展性,可根据小区的实际情况灵活组合与配置。区域中心可以包括若干栋单元楼,也可以只管辖一栋高层住宅,小区内的集团用户、公共会所、物业管理公司以及各应用子系统以适当的方式就近接入各自所在的区域中心网络,形成一体化的统一网络。

图一智能小区局域以太网

住宅综合布线设计

上文所述,在楼内交换式集线器通过综合布线与用户计算机连接,综合布线系统是智能住宅的基础设施,为住宅楼的通讯网络提供高速信息通道。智能住宅布线系统按功能区域分为三大部分:住宅单元子系统、楼层管理间和垂直干线子系统以及设备间子系统,各系统布线都采用5类以上双绞线,如图二所示。

(1)住宅单元子系统

在每一个住宅单元设置一个家庭布线系统接线箱,作为与户外布线系统连接的界面,对户内外布线系统的变动带来极大的方便。接线箱可安装各种系统接线模块,包括数据和语音通信模块、家庭安防系统模块、可视对讲系统模块等等,根据需要自由组合安装。户内数据通信布线采用5类以上UTP,信息插座采用RJ45制式接口。

(2)楼层管理间和垂直干线子系统

垂直主干布线采用新型拓扑方法,由设备间主配线架敷设至各楼层管理间的干线电缆构成,系统采用五类以上4对UTP作为系统主干电缆。楼层管理间设置桥式模块板,通过不同跳线实现水平线缆与垂直干线的连接。

(3)设备间子系统

设备间子系统内安置交换式集线器和主配线架,所有主干线缆都端接在主配线架上,通过跳线与交换式集线器连接。

图二智能住宅综合布线系统

(图中CDT为家庭智能数据终端,为小区智能控制网核心设备)。

HFC网构建小区信息传输网

1.HFC网络技术

我国有线电视覆盖范围广阔,用户普及率高,是电信网之外的另一个资源大网。随着技术的发展,有线电视网逐步发展为双向HFC综合信息网,除传送常规的广播电视信号外,还可以进行高速的数据传输,实现图象、数据和语音“三线合一”。HFC双向混合光纤同轴电缆传输网从有线电视前端中心用光纤将信号送到各小区的光节点,从光节点处通过同轴电缆分配网与住户连接。HFC网有效网络带宽为850MHz,具有丰富的频带资源,将45MHz以下频段传输上行数据信号,50~550MHz用于传输普通广播电视信号,550~850MHz用于传输下行数据信号。HFC网频带宽、速度快、性能可靠稳定,是智能住宅小区理想的信息传输网络平台。

HFC网络系统主要由位于前端的CMTS、位于用户端的CableModem以及传输设备组成。其工作原理:CMTS从网络接收的数据帧封装在MPEG-2TS帧中,通过下行数字调制成RF信号输出到HFC网,同时接收上行数据,并转换成以太网的帧传送给网络。用户端的CM的基本功能是将上行数字信号调制成RF信号,将下行的RF信号解调为数字信号,从MPEG-2TS帧中抽出数据,转换成以太网的数据,通过10/100BaseT自适应以太网接口输出到用户PC。在HFC网上采用频分复用,在某一频率上的信道则是多用户共享,CM用户在连接时并不占用一固定带宽,而是与其它活动用户共享,仅在发送和接收数据的瞬间,使用网络资源,它通过MAC控制用户信道分配与竞争,支持不同等级的多媒体业务。

2.网络设计方案

基于HFC的智能住宅小区信息传输网络如图四所示,有线电视台控制中心总前端通过IP主干城域网与各个分前端连接,分前端通过光纤连接各光节点,光节点以下是双向同轴电缆分配网连接到用户端。若CMTS位于小区内,则小区智能控制中心为有线电视的一个分前端,CMTS与CM之间是同轴电缆分配网。

在双向HFC网上构建小区宽带信息传输网时,根据网络结构,在小区控制管理中心设置电缆调制解调器头端系统(CMTS)和路由交换机,用户端设置电缆调制解调器(CM),由此构成双向HFC网的用户宽带接入传输平台。

HFC前端

HFC前端主要包括路由交换机、CMTS、(光发射/接收机)。前端路由交换机通过光纤与千兆IP城域网连接。CMTS用于连接双向HFC网和宽带数据网,为用户端的CM提供控制、管理和数据传输功能,它提供动态带宽管理、高速信息流量集中、数据网络资源的接入控制并保证数据服务质量。每个CMTS可支持和管理2000个CM。

用户端

HFC网用户端核心设备是电缆调制解调器(CM),用于完成HFC网与用户PC之间的数据格式转换,使用户PC通过HFC网络与前端设备进行全双工的数字通讯。CM通过标准的10/100BASE-T以太网自适应接口与用户的PC连接,通过F头与HFC网连接。

根据小区用户的类型和需求,用户的宽带接入可采用不同方式,主要包括通过CABLEMODEM接入和局域网高速专线接入。

(图三中CDT为家庭智能数据终端,通过FSK调制方式与小区控制中心数据调制解调器通信,用于控制网的传输通道)

▲对家庭用户,用户PC通过10/100BASE-T自适应以太网接口直接连接CM,实现上行10Mbps、下行36Mbps传输速率的宽带接入。也可多个用户通过集线器共用一个CM,共享上、下行传输带宽,以降低接入成本。

▲对小型企业用户,企业内部网通过集线器或路由交换机共用一个CM接入HFC网,以降低接入成本,这时局域网用户共享上、下行传输带宽。

▲对小区内的大型集团用户,可采用局域网高速专线接入,该方式可以看作宽带IP城域网的延伸,通过100M或1000M以太网端口将企业内部局域网连接至小区管理控制中心的路由交换机,实现集团用户与宽带信息网的高速接入。

局域以太网和HFC网是构建智能住宅小区通信网络平台的两种方式,广泛应用于智能住宅小区建设,在这个通信网络平台上,实现小区的智能控制、小区综合信息服务以及Internet的宽带接入,从而实现住宅小区的信息化和智能化。

通信网络范文第6篇

本科教学实验室信息及

实验教学大纲

(实验)课程名称: 计算机网络基础

电子科技大学教务处制表

第一部分

实验室基本信息

计算机学院网络实验室建立于2009年8月,为有效支撑计算机网络类实验的开展,实验室建立了真实的网络实验教学环境。实验楼516和527房间配置了12组锐捷网络设备教学套件,可同时供至少72名学生开展实验。

每组教学套件包括:  PC机 6台

 控制管理服务器RG-RCMS-8 1台

 锐捷RSR20-04 IPv4/IPv6双协议栈路由器 3台  RG-S3760-24三层交换机 2台  RG-S2328G二层交换机 1台 主要设备包括:

 控制管理服务器RG-RCMS-8

12台

 双协议栈路由器 RG-RSR20-04 36台  二层交换机RG-S2328G

15台

 三层交换机 RG-S3760-24

25台

 防火墙

1台

36条 48个  v.35线缆

 单口同步模块

这些设备有效支撑了计算机学院本科学生在计算机网络方面的实验、上机、综合实验、课程设计、毕业设计。

第二部分 实验教学大纲

一、本课程实验总体介绍

1、本课程实验的教学要求:

通过计算机网络系列实验,使学生能够更深入地理解课堂所学的知识,理解各种协议的实际运用,了解网络系统集成的技术内涵,同时积累一定的实际工程经验,提高理论应用于实际的能力,缩短所学与所用的距离,使学生能够通过相关实验深化网络概念和原理的认识,并要求学生达到以下要求:

掌握:

 网络线缆的制作和连接

 交换机、路由器的基本功能及配置 理解:

 各种协议的实际运用 了解:

 网络协议的具体实现  网络的性能分析

2、本课程实验内容简介:

本课程实验包括网络硬件的基本操作和网络的功能验证。主要是根据特定的网络拓扑结构,连接网络设备、配置网络设备,进而验证网络功能的正确性。

3、本课程上机实验涉及核心知识点:

交换机和路由器的基本功能;交换机和路由器的基本配置命令;VLAN的基本原理与实践;路由的基本原理与实践。

4、本课程适用专业:计算机专业

5、考核方式:实验课堂表现占 40% ,实验报告占 60%

6、总学时:16

7、教材名称及教材性质:《计算机网络实验指导书》自编

8、参考资料:

 “计算机网络:自顶向下方法与因特网特色”(第3版),作者James F.Kurose, Keith W.Ross,译著陈鸣等,机械工业出版社。

二、实验项目基本信息

实验1 交换机的基本配置

实验所属系列: 《计算机网络基础》课内实验 实验对象: 本科 相关课程及专业:计算机网络、信息安全 实验时数(学分):2学时 实验类别 课内上机

实验开发教师: 计算机网络课程组

【实验目的】

学习交换机命令行操作界面下不同操作模式的区别,包括用户模式、特权模式、全局配置模式、端口模式等。学习使用问号查阅帮助,使用Tab键补全输入等基本操作,掌握各类系统基本配置指令,重点掌握交换信息查阅指令show。

【实验内容】

作为某公司新进的网管,公司要求你熟悉网络产品,公司采用全系列锐捷网络产品,首先要求你登录交换机,了解、掌握交换机的命令行操作技巧,以及如何使用一些基本命令进行配置。

需要在交换机上熟悉各种不同的配置模式以及如何在配置模式间切换,使用命令进行基本的配置,并熟悉命令行界面的操作技巧。

【实验环境】

【实验设备】 三层交换机1台

实验2 跨交换机实现VLAN 实验所属系列: 《计算机网络基础》课内实验 实验对象: 本科

相关课程及专业:计算机网络、信息安全 实验时数(学分): 4学时 实验类别 课内上机

实验开发教师: 计算机网络课程组

【实验目的】

学习如何在交换机上划分基于端口的VLAN、如何给VLAN内添加端口,理解Trunk链路、Trunk端口、Access链路。Access端口的基本概念,掌握跨交换机VLAN的工作原理与配置方法。

【实验内容】

假设某企业有两个主要部门:销售部和技术部,其中销售部门的个人计算机系统连接在不同的交换机上,他们之间需要相互进行通信,但为了数据安全起见,销售部和技术部需要进行相互隔离,现要在交换机上做适当配置来实现这一目标。

通过划分Port VLAN实现交换机的端口隔离,然后使在同一VLAN里的计算机系统能跨交换机进行相互通信,而在不同VLAN里的计算机系统不能进行相互通信。

【实验环境】

【实验设备】 三层交换机

1台;二层交换机

1台 实验3 利用三层交换机实现VLAN间路由

实验所属系列: 《计算机网络基础》课内实验 实验对象: 本科

相关课程及专业:计算机网络、信息安全 实验时数(学分): 4学时 实验类别 课内上机

实验开发教师: 计算机网络课程组

【实验目的】

学习如何在三层交换机上配置VLAN虚拟路由接口,掌握三层交换机路由基本原理,理解直连路由的基本概念及三层交换机执行VLAN间的路由的基本过程。

【实验内容】

假设某企业有两个主要部门:销售部和技术部,其中销售部门的个人计算机系统分散连接在两台交换机上,他们之间需要相互进行通信,销售部和技术部也需要进行相互通信,现要在交换机上做适当配置来实现这一目标。

需要在网络内所有的交换机上配置VLAN,然后在三层交换机上给相应的VLAN设置IP地址,以实现VLAN间的路由。

【实验环境】

【实验设备】

三层交换机

1台 二层交换机

1台

实验4 路由器的基本操作

实验所属系列: 《计算机网络基础》课内实验 相关课程及专业:计算机网络、信息安全

实验类别 课内上机

实验开发教师: 计算机网络课程组

实验对象: 本科 实验时数(学分):2学时

【实验目的】

理解路由器的工作原理,掌握路由器的基本操作。

【实验内容】

作为某公司新进的网管,公司要求你熟悉网络产品,公司采用全系列锐捷网络产品,首先要求你登录路由器,了解、掌握路由器的命令行操作,进行路由器设备名的配置,配置路由器登录时的描述信息,对路由器的端口配置基本的参数。

将计算机的Com口和路由器的Console口通过Console线缆连接起来,使用Windows提供的超级终端工具进行连接,登录路由器的命令行界面进行配置。

【实验环境】

【实验设备】

路由器

1台 计算机

1台

实验5 静态路由配置

实验所属系列: 《计算机网络基础》课内实验 实验对象: 本科

相关课程及专业:计算机网络、信息安全 实验时数(学分): 4学时 实验类别 课内上机

实验开发教师: 计算机网络课程组

【实验目的】

学习路由的基本原理,路由器是根据路由表进行选路和转发的,路由表项的一般分三类,除实验3提及的直连路由外,还有静态路由(手工配置)及动态路由(动态路由获取)。掌握静态路由及默认路由的配置方式、应用场景。

【实验内容】

假设校园网分为2个区域,每个区域内使用1台路由器连接2个子网,现要在路由器上做适当配置,实现校园网内各个区域子网之间的相互通信。

两台路由器通过串口以V.35 DCE/DTE电缆连接在一起,每个路由器上设置2个Loopback端口模拟子网,设置静态路由,实现所有子网间的互通。

【实验环境】

【实验设备】

路由器(带串口)

V.35 DCE/DTE电缆

2台 1对 实验6 RIP路由协议基本配置

实验所属系列: 《计算机网络基础》课内实验 实验对象: 本科

相关课程及专业:计算机网络、信息安全 实验时数(学分): 4学时 实验类别 课内上机

实验开发教师: 计算机网络课程组

【实验目的】

掌握RIP的工作原理。

掌握在路由器上如何配置RIP路由协议。

【实验内容】

假设在校园网在地理上分为2个区域,每个区域内分别有一台路由器连接了2个子网,需要将两台路由器通过以太网链路连接在一起并进行适当的配置,以实现这4个子网之间的互联互通。为了在未来每个校园区域扩充子网数量的时候,管理员不需要同时更改路由器的配置,计划使用RIP路由协议实现子网之间的互通。

两台路由器通过快速以太网端口连接在一起,每个路由器上设置2个Loopback端口模拟子网,在所有端口运行RIP路由协议,实现所有子网间的互通。

【实验环境】

【实验设备】

路由器

2台;V.35 DCE/DTE电缆

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