時(shí)間:2023-03-22 17:31:07
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
引言
近年來(lái)隨著通信技術(shù)的發(fā)展,為了滿足電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)的需求及電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)走向市場(chǎng)化的需求,電力通信網(wǎng)的發(fā)展十分迅速。許多新的通信設(shè)備、通信系統(tǒng),例如SDH、光纖環(huán)路、數(shù)字程控、ATM等,都紛紛涌入電力通信網(wǎng),使網(wǎng)絡(luò)的面貌日新月異。新設(shè)備的大量涌入表現(xiàn)出通信網(wǎng)的智能化水平不斷提高,功能日益強(qiáng)大,配置、應(yīng)用也十分復(fù)雜。層出不窮的新產(chǎn)品、新功能、新技術(shù)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等諸多因素的影響,使可選擇的設(shè)備越來(lái)越多,造成電力通信網(wǎng)中設(shè)備種類的復(fù)雜化。技術(shù)的發(fā)展使某些舊的觀念有了根本的改變,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)相互交融。傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的交換、傳輸?shù)阮I(lǐng)域引入了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,例如路由器、網(wǎng)絡(luò)交換、ATM設(shè)備等。某些傳統(tǒng)的通信業(yè)務(wù)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn),例如IP電話等。今天通信網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)的界限已越來(lái)越模糊。電力通信業(yè)務(wù)已從調(diào)度電話、低速率遠(yuǎn)動(dòng)通道擴(kuò)展到高速、數(shù)字化、大容量的用戶業(yè)務(wù),例如計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)、視頻傳送等。電力通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也已從單一服務(wù)于調(diào)度中心的簡(jiǎn)單星形方式發(fā)展到今天多中心的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),以保證能為日益增長(zhǎng)的電力信息傳輸需求服務(wù)。
此外,由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的限制,電力通信網(wǎng)實(shí)際上是一個(gè)小而全的網(wǎng)絡(luò)。小是指網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量不大;全是指作為通信網(wǎng)所有環(huán)節(jié)一樣不少,而且電力通信網(wǎng)地域廣大、數(shù)量繁多。由于規(guī)模的原因,電力通信網(wǎng)的管理傳統(tǒng)上一直都是不分專業(yè)統(tǒng)一管理,每一位通信管理維護(hù)人員都必須管理包括網(wǎng)絡(luò)中傳輸、交換、終端各個(gè)環(huán)節(jié)上的設(shè)備,還包括電源、機(jī)房、環(huán)境等網(wǎng)絡(luò)輔助設(shè)備,同時(shí)還要管理電路調(diào)配等網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。
由于電力系統(tǒng)行政劃分的各級(jí)都設(shè)置電力調(diào)度,電力通信網(wǎng)又被人為的劃分成不同級(jí)別、不同隸屬關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)。一般來(lái)說(shuō),電力通信網(wǎng)分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng);主干網(wǎng)分國(guó)家、網(wǎng)局、省局、地區(qū)4級(jí);地區(qū)網(wǎng)又分為地區(qū)、縣級(jí)網(wǎng)。各個(gè)級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)根據(jù)隸屬關(guān)系互聯(lián),各行政單位所屬的網(wǎng)絡(luò)管理、維護(hù)關(guān)系獨(dú)立。而且由于傳統(tǒng)的原因,上級(jí)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備維護(hù)工作多由通信設(shè)備所在地區(qū)的下級(jí)網(wǎng)絡(luò)的通信管理人員負(fù)責(zé)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理與維護(hù)分離,集中運(yùn)行,分散維護(hù)。
面對(duì)這樣一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),這樣一些苛刻的管理要求,唯一的也是十分有效的方法就是建立具有綜合業(yè)務(wù)功能、綜合接入功能的電力通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱網(wǎng)管系統(tǒng))。
早期的電力通信網(wǎng)管理方式簡(jiǎn)單,由于通信設(shè)備的功能單一、智能化水平不高,自動(dòng)化管理表現(xiàn)為監(jiān)控系統(tǒng),具有監(jiān)視通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)通告設(shè)備的告警和運(yùn)行異常信息,遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制設(shè)備的主、備切換等功能。隨著電力通信網(wǎng)的發(fā)展,作為新一代通信網(wǎng)基礎(chǔ)的智能化設(shè)備出現(xiàn)后,產(chǎn)生了網(wǎng)元管理系統(tǒng),它除了對(duì)設(shè)備故障的監(jiān)控功能外,還包括對(duì)設(shè)備性能、配置及安全的管理。時(shí)至今日,網(wǎng)元管理系統(tǒng)的應(yīng)用在通信網(wǎng)的運(yùn)行管理過(guò)程中已隨處可見(jiàn)。隨著通信設(shè)備智能化水平的提高和通信業(yè)務(wù)需求的增長(zhǎng),通信組網(wǎng)的靈活性越來(lái)越大,通信網(wǎng)的規(guī)模也越來(lái)越大,網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
一、電力通信網(wǎng)絡(luò)管理的設(shè)計(jì)原則
1.1全面采用TMN的體系結(jié)構(gòu)
TMN是國(guó)際電信聯(lián)盟ITU—T專門為電信網(wǎng)絡(luò)管理而制定的若干建議書(shū),主要是為了適應(yīng)通信網(wǎng)多廠商、多協(xié)議的環(huán)境,解決網(wǎng)管系統(tǒng)可持續(xù)建設(shè)的問(wèn)題。TMN包括功能體系結(jié)構(gòu)、信息體系結(jié)構(gòu)、物理體系結(jié)構(gòu)及Q3標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)接口等項(xiàng)內(nèi)容。通過(guò)多年來(lái)的不斷完善和發(fā)展,TMN已走向成熟。國(guó)際上的許多大的公司(例如SUN,HP等)都開(kāi)發(fā)出TMN的應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái),以支持TMN的標(biāo)準(zhǔn);越來(lái)越多國(guó)際、國(guó)內(nèi)的通信設(shè)備制造廠商也宣布接受Q3接口標(biāo)準(zhǔn),并在他們的設(shè)備上配置Q3接口。國(guó)內(nèi)的公用網(wǎng)、部分專用通信網(wǎng)都有利用TMN來(lái)建設(shè)網(wǎng)管系統(tǒng)的成功范例,例如:全國(guó)長(zhǎng)途電信局利用HP的TMN平臺(tái)OVDM建設(shè)全國(guó)長(zhǎng)途電信三期網(wǎng)管;無(wú)線通信局利用SUN的SEM平臺(tái)建設(shè)TMN網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。TMN的優(yōu)點(diǎn)在于其成熟和完整性,是目前國(guó)際上被廣泛接受的體系中最為完整的通信網(wǎng)管標(biāo)準(zhǔn)體系;TMN的不足在于其復(fù)雜性和單一化的接口。這些問(wèn)題在網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)該加以考慮。
1.2兼容其他網(wǎng)管系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)
在接受TMN的同時(shí),兼容其他流行的網(wǎng)管系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)以解決TMN接口單一的問(wèn)題,對(duì)電力通信網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)十分有好處,尤其在強(qiáng)調(diào)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的今天,這一點(diǎn)更為重要。
SNMP簡(jiǎn)單網(wǎng)路管理協(xié)議所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)管理是目前應(yīng)用最為廣泛的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的管理標(biāo)準(zhǔn),SNMP網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實(shí)際上也是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。不僅計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的廠商,目前越來(lái)越多的通信設(shè)備制造廠商都支持SNMP的標(biāo)準(zhǔn)。因此電力通信網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)該將SNMP簡(jiǎn)單網(wǎng)路管理協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò)管理的標(biāo)準(zhǔn)之一,尤其在通信網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)的界限越來(lái)越模糊的今天,其效益是顯而易見(jiàn)的。
另外,目前出現(xiàn)了新發(fā)展的網(wǎng)管體系和標(biāo)準(zhǔn),例如對(duì)象管理組織OMG的CORBA體系、基于Web的網(wǎng)管體系、分布式網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)等,這些新的技術(shù)都應(yīng)當(dāng)引起我們的重視??傊瑢?duì)于電力通信網(wǎng)這種組織結(jié)構(gòu)分散的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)各種體系的兼容性很有必要。
1.3采用高水平的商用TMN網(wǎng)管開(kāi)發(fā)平臺(tái)作為開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)
網(wǎng)絡(luò)管理是一個(gè)巨大、復(fù)雜的工程,涉及面廣,難度大,特別是像TMN這樣的系統(tǒng),而綜合業(yè)務(wù)及綜合接入功能的要求又增加了系統(tǒng)的難度。依照標(biāo)準(zhǔn)的建議書(shū)從基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)做起的方法無(wú)論從時(shí)間、經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)說(shuō)都是不可取的。高層網(wǎng)管應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)是世界上具有相當(dāng)實(shí)力的廠商,投巨資歷時(shí)多年開(kāi)發(fā)出來(lái)的商用系統(tǒng),目前比較成熟的有SUN公司的SEM、HP公司的OPENView、IMB的NetView等[3]。每一種商用系統(tǒng)都為建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供了一整套管理、、協(xié)議接口及信息數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的工具和方法。利用商用TMN網(wǎng)管平臺(tái)作為核心來(lái)構(gòu)筑電力通信網(wǎng)管系統(tǒng),屏蔽了TMN網(wǎng)管系統(tǒng)的復(fù)雜性,可大大降低開(kāi)發(fā)難度,縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間,提高分開(kāi)的成功率。對(duì)電力通信網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)來(lái)說(shuō)不失為一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。
當(dāng)然,商用化高層網(wǎng)管應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)的成本相對(duì)比較高,因此對(duì)于規(guī)模小、層次低的通信網(wǎng),采用一些專用的自行開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)平臺(tái)可能更為實(shí)際。
1.4網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)管系統(tǒng)互聯(lián)組成網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)這一點(diǎn)是不言而喻的。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來(lái)講,電力通信網(wǎng)管應(yīng)接受異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)的觀念,即不同層次、不同廠商甚至不同體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)之間應(yīng)不受阻礙的互聯(lián),組成一個(gè)具有廣泛容納性的網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)。
規(guī)定一種或幾種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)接口作為系統(tǒng)互聯(lián)的限制約定是目前網(wǎng)管系統(tǒng)之間互聯(lián)的最可行的方法,如采用CMIP的Q3接口、SNMP的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議作為網(wǎng)管之間互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口。當(dāng)然隨著技術(shù)的發(fā)展這種限制可能會(huì)有所改變,例如:CORBA技術(shù)的應(yīng)用會(huì)對(duì)目前的狀況產(chǎn)生影響。雖然統(tǒng)一接口有系統(tǒng)花費(fèi)大的不足,但是統(tǒng)一接口在數(shù)據(jù)互聯(lián)中的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。
網(wǎng)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和可互操作性機(jī)制是網(wǎng)管系統(tǒng)互聯(lián)的基礎(chǔ)。完善的安全機(jī)制是網(wǎng)管系統(tǒng)互聯(lián)成功的保障。網(wǎng)管系統(tǒng)還應(yīng)支持與網(wǎng)管系統(tǒng)以外的信息管理系統(tǒng)的互聯(lián),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
1.5綜合接入性
網(wǎng)管必須滿足各種通信網(wǎng)絡(luò)、通信設(shè)備的接入要求,兼容各種制式、各個(gè)廠商的產(chǎn)品。
TMN網(wǎng)管系統(tǒng)本身支持的標(biāo)準(zhǔn)接口有限,能夠直接接入TMN網(wǎng)管系統(tǒng)的通信系統(tǒng)、通信設(shè)備并不多,大量通信設(shè)備的接入依靠網(wǎng)管系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)換機(jī)制,網(wǎng)管系統(tǒng)通過(guò)協(xié)議適配器這樣的網(wǎng)管部件,將通信設(shè)備上的五花八門的管理數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng)支持的標(biāo)準(zhǔn)接口(例如Q3適配器,SNMPPROX等),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管對(duì)通信設(shè)備的接入。對(duì)于設(shè)備種類繁多的電力通信網(wǎng),這個(gè)環(huán)節(jié)尤為重要。
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層次多、設(shè)備分布廣、智能水平低的電力通信網(wǎng),如果全盤依照TMN的方案,勢(shì)必造成系統(tǒng)十分龐大,整個(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)變得很不經(jīng)濟(jì)。因此,選用一種綜合接入能力強(qiáng)、成本低的網(wǎng)管系統(tǒng)直接面向大量的通信設(shè)備,將通信設(shè)備集中轉(zhuǎn)換,再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口送入TMN高層次網(wǎng)管。建立綜合接入網(wǎng)管系統(tǒng)來(lái)完成接入的任務(wù)對(duì)電力通信網(wǎng)不失為一種經(jīng)濟(jì)可行的方案。
對(duì)于大量中等以下規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)完全可以依靠綜合接入網(wǎng)管系統(tǒng)的功能來(lái)管理網(wǎng)絡(luò),既可實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備的綜合接入,又建立了網(wǎng)絡(luò)的分層管理,一舉兩得,而且這種方案的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。對(duì)于系統(tǒng)已經(jīng)在建的大量的監(jiān)控、網(wǎng)元管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō),也可以采用先將其改造成綜合接入網(wǎng)管系統(tǒng)再接入高層TMN網(wǎng)管的方案。
1.6完善的應(yīng)用功能及客戶應(yīng)用接口的開(kāi)放性
在今天這樣的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下,網(wǎng)管系統(tǒng)的應(yīng)用功能是否完善、豐富,能否滿足用戶的要求、適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化,總之網(wǎng)管系統(tǒng)的應(yīng)用功能是否能得到用戶的認(rèn)可,是網(wǎng)管系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。
應(yīng)用功能的設(shè)置應(yīng)該能由用戶來(lái)選擇,用戶的應(yīng)用界面應(yīng)該滿足用戶的要求。這要求網(wǎng)管系統(tǒng)除了具有根據(jù)用戶要求定制的能力外,重要的一點(diǎn)是網(wǎng)管系統(tǒng)的應(yīng)用功能接口應(yīng)具有開(kāi)放性,應(yīng)能支持滿足應(yīng)用功能接口的第三方應(yīng)用程序,在不改變基礎(chǔ)系統(tǒng)的情況下不斷推出新的應(yīng)用功能、用戶界面,滿足用戶的要求。由于電力通信網(wǎng)采用行政劃分的管理方式,各級(jí)用戶的管理功能要求的不一致性更大,應(yīng)用功能開(kāi)放性的要求顯得更為重要。
1.7網(wǎng)管系統(tǒng)的一體化和獨(dú)立性
網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)的一體化管理,即各種功能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的應(yīng)用程序統(tǒng)一設(shè)計(jì),采用統(tǒng)一的界面風(fēng)格,采用一致的名詞術(shù)語(yǔ)。用統(tǒng)一的管理操作界面去操作控制不同型號(hào)、廠家的同類功能設(shè)備。在同一個(gè)平臺(tái)、界面上監(jiān)視、處理網(wǎng)絡(luò)告警,控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。
真正的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)具有獨(dú)立性,系統(tǒng)不應(yīng)依賴于某個(gè)設(shè)備制造廠商;網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)能保證所有的廠商都得到同樣公平和有效的支持。這樣做的目的是為了保證通信系統(tǒng)本身的發(fā)展,確保不會(huì)因網(wǎng)管系統(tǒng)方案選擇限制通信系統(tǒng)本身。這一點(diǎn)對(duì)于多樣化特點(diǎn)十分明顯的電力通信網(wǎng)尤為重要。
1.8網(wǎng)管系統(tǒng)的人機(jī)界面
首先,對(duì)象化的思想應(yīng)該貫穿在網(wǎng)管界面的設(shè)計(jì)中。將圖形上的元素及元素的組合定義成圖形對(duì)象,將圖形對(duì)象與它所表示的數(shù)據(jù)對(duì)象、實(shí)際的通信設(shè)備串聯(lián)起來(lái),實(shí)現(xiàn)實(shí)物、數(shù)據(jù)、表示界面的統(tǒng)一。這種對(duì)象化的設(shè)計(jì)方法保證了網(wǎng)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)和界面的統(tǒng)一,保證了網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)被管理系統(tǒng)的變化的適應(yīng)能力。對(duì)象化的設(shè)計(jì)觀念應(yīng)推廣到網(wǎng)管系統(tǒng)人機(jī)界面的各個(gè)方面,例如:語(yǔ)音申告、媒體管理等。
其次,網(wǎng)管系統(tǒng)的界面應(yīng)不斷采用新技術(shù)加以更新、改造。界面是表示一個(gè)系統(tǒng)的窗口,界面的優(yōu)劣直接影響人們對(duì)系統(tǒng)的第一印象,影響人們對(duì)系統(tǒng)的使用。引入新的技術(shù),提高系統(tǒng)界面的功能、界面的可觀賞性、系統(tǒng)的易使用程度是網(wǎng)管系統(tǒng)成敗的又一關(guān)鍵因素。
GIS是目前實(shí)用化和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能都比較高的一項(xiàng)可視化信息技術(shù),GIS采用對(duì)象化設(shè)計(jì)思想,支持地理信息數(shù)據(jù),支持多圖層控制,采用矢量化圖形方式。GIS在信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表示界面方面應(yīng)用廣泛,在表示與地理信息有關(guān)的數(shù)據(jù)界面時(shí)尤其優(yōu)秀,電力通信網(wǎng)管系統(tǒng)可以采用GIS技術(shù)開(kāi)發(fā)基于地理信息系統(tǒng)的網(wǎng)管應(yīng)用界面。
Web是一種影響非常廣的、為人們廣泛接受的、使用方便的數(shù)據(jù)瀏覽界面,Web支持的數(shù)據(jù)包括文本、圖形、圖片、視頻等,支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的瀏覽,而且支持的數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)格式還在不斷豐富。利用Web的優(yōu)勢(shì)作為網(wǎng)管系統(tǒng)的信息媒介是一種非常明智的選擇。
二、電力通信網(wǎng)管系統(tǒng)方案
2.1需求分析
在選擇網(wǎng)管系統(tǒng)方案時(shí)各種因素都會(huì)影響最終的決定,如網(wǎng)絡(luò)管理要求、通信系統(tǒng)規(guī)模、通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。網(wǎng)絡(luò)管理要求應(yīng)是確定網(wǎng)管系統(tǒng)方案的首要因素。并不是在任何情況下網(wǎng)管的配置越高、功能越全越好,如果管理要求只關(guān)心對(duì)通信設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控,那么最佳方案是選擇監(jiān)控系統(tǒng)。在完成監(jiān)控功能方面,監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能、準(zhǔn)確程度都較復(fù)雜的網(wǎng)管系統(tǒng)要高。同樣如果管理要求只關(guān)心通信設(shè)備的信息,只需要建立網(wǎng)元管理系統(tǒng)即可。但如果是一個(gè)管理一定規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)而且提供通信服務(wù)的管理單位,那么就應(yīng)該選擇能夠涵蓋整個(gè)通信網(wǎng)的網(wǎng)管系統(tǒng)。
2.2網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
初期的網(wǎng)管系統(tǒng)一般只注重網(wǎng)絡(luò)某些部分(如通信設(shè)備)的管理,其主要原因是通信網(wǎng)管系統(tǒng)在發(fā)展初期一般依賴于通信設(shè)備生產(chǎn)廠商。真正的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)包括以下各個(gè)層次:
網(wǎng)元數(shù)據(jù)采集層:網(wǎng)元(設(shè)備)的數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
網(wǎng)元管理層:直接管理單個(gè)的網(wǎng)元(設(shè)備),同時(shí)支持上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)管理層。這一層主要是面向設(shè)備、單條電路,是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)內(nèi)容。其直接的結(jié)果實(shí)現(xiàn)設(shè)備的維護(hù)系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)管理層:在網(wǎng)元管理的基礎(chǔ)上增加對(duì)網(wǎng)元之間的關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)組成的管理。主要功能包括:從網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)、互聯(lián)關(guān)系的角度協(xié)調(diào)網(wǎng)元(設(shè)備)之間的關(guān)系;創(chuàng)建、中止和修改網(wǎng)絡(luò)的能力;分析網(wǎng)絡(luò)的性能、利用率等參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)管理層的另一個(gè)重要的功能是支持上層的服務(wù)管理。
服務(wù)管理層:管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行者與網(wǎng)絡(luò)用戶之間的接口,如物理或邏輯通道的管理。管理的內(nèi)容包括用戶接口的提供及通道的組織;接口性能數(shù)據(jù)的記錄統(tǒng)計(jì);服務(wù)的記錄和費(fèi)用的管理。
業(yè)務(wù)管理層:對(duì)通信調(diào)度管理人員關(guān)于運(yùn)行等事項(xiàng)所需的一些決策、計(jì)劃進(jìn)行管理。對(duì)運(yùn)行人員關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的一些判斷的管理。這一層管理往往與通信企業(yè)的管理信息系統(tǒng)密切相關(guān)。其功能包括:日志記錄,派工維護(hù)記錄,停役、維護(hù)計(jì)劃,網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃等。
網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是全網(wǎng)絡(luò)的,對(duì)于面向用戶服務(wù)的規(guī)模較大的通信網(wǎng)絡(luò),管理的重點(diǎn)應(yīng)放在網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)、業(yè)務(wù)等層次的管理上。
2.3系統(tǒng)功能
一個(gè)完善的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能。
故障管理:提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境異常的檢測(cè)并記錄,通過(guò)異常數(shù)據(jù)判別網(wǎng)絡(luò)中故障的位置、性質(zhì)及確定其對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響,并進(jìn)一步采取相應(yīng)的措施。
性能管理:網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能對(duì)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備的性能進(jìn)行監(jiān)視、分析和控制,確保網(wǎng)絡(luò)本身及網(wǎng)絡(luò)中的各設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)。
配置管理:建立和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的物理、邏輯資源配置;網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D形的顯示,包括反映每期工程后網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞难葑?;增加或刪除網(wǎng)絡(luò)中的物理設(shè)備;增加或刪除網(wǎng)絡(luò)中的傳輸鏈路;設(shè)置和監(jiān)視環(huán)回,以實(shí)施相關(guān)性能指標(biāo)的測(cè)試。
安全管理:防止非法用戶的進(jìn)入,對(duì)運(yùn)行和維護(hù)人員實(shí)現(xiàn)靈活的優(yōu)先權(quán)機(jī)制。
2.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
為了保證網(wǎng)管系統(tǒng)能較好適應(yīng)電力通信網(wǎng)的特點(diǎn),滿足電力通信網(wǎng)的管理要求,網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)能兼容多機(jī)種、多種操作系統(tǒng);應(yīng)能設(shè)計(jì)成冗余結(jié)構(gòu)保證系統(tǒng)可靠性;應(yīng)能充分考慮系統(tǒng)分期建設(shè)的要求,充分考慮不同檔次的網(wǎng)管系統(tǒng)的需求。
網(wǎng)管系統(tǒng)可采用IP級(jí)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各硬件平臺(tái)之間的互聯(lián),利用現(xiàn)有的各種管理數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的路由,組織四通八達(dá)的網(wǎng)管系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。
數(shù)據(jù)服務(wù)器:是網(wǎng)管管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)載體,用于存儲(chǔ)和處理管理信息。
網(wǎng)管工作站:為網(wǎng)管系統(tǒng)提供人機(jī)接口功能。它為用戶提供友好的圖形化界面來(lái)操作各被管設(shè)備或資源,并以圖形的方式來(lái)顯示網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)及各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),同時(shí)運(yùn)行各種網(wǎng)管系統(tǒng)的應(yīng)用程序。
瀏覽工作站:通過(guò)廣域網(wǎng)、Internet或Intranet網(wǎng)接入網(wǎng)管系統(tǒng),提供網(wǎng)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的瀏覽功能。
協(xié)議適配器:完成網(wǎng)管系統(tǒng)與被管理設(shè)備之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。
前置機(jī):通過(guò)遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)輪詢采集及網(wǎng)管系統(tǒng)與采集系統(tǒng)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種通信站、通信設(shè)備的實(shí)時(shí)管理。
網(wǎng)管系統(tǒng)的軟件由管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)管核心模塊、若干應(yīng)用平臺(tái)、若干網(wǎng)絡(luò)高級(jí)分析程序及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口程序組成。
管理數(shù)據(jù)庫(kù):負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和處理被管設(shè)備、被管系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù),以及非實(shí)時(shí)的資料、統(tǒng)計(jì)檢索結(jié)果、報(bào)表數(shù)據(jù)等離線數(shù)據(jù)。
網(wǎng)管核心模塊包括管理信息服務(wù)模塊、管理信息協(xié)議接口及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù);
通信調(diào)度應(yīng)用平臺(tái)包括系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視、運(yùn)行管理、設(shè)備操作、圖形調(diào)用、數(shù)據(jù)查詢等功能。
圖形系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管系統(tǒng)圖形應(yīng)用界面,包括圖元制作工具、繪圖工具、圖形文件管理工具、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)工具等。
通信運(yùn)行管理應(yīng)用平臺(tái)提供網(wǎng)管系統(tǒng)所需的各種管理功能,包括運(yùn)行計(jì)劃管理、維護(hù)管理、報(bào)表管理、權(quán)限管理等。
網(wǎng)絡(luò)高級(jí)分析軟件包括網(wǎng)絡(luò)故障分析、性能分析、路由分析、資源配置分析。
三、結(jié)語(yǔ)
電力通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用起步比較遲,相對(duì)于公用網(wǎng)和其他一些專用網(wǎng)都落后了一步。目前,在電力通信網(wǎng)中未見(jiàn)真正的規(guī)模比較大的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理主要依靠通信監(jiān)控系統(tǒng)和一些隨通信系統(tǒng)和通信設(shè)備引進(jìn)的網(wǎng)元、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、管理水平的提高,越來(lái)越顯示出目前這種狀況的不適應(yīng)性。從事電力通信網(wǎng)運(yùn)行、管理、開(kāi)發(fā)的建設(shè)者們有能力、有決心解決好這些問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
1通信協(xié)議的制定
協(xié)議是用來(lái)管理通信的法規(guī),是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。由于DSP可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)卡的直接操作,對(duì)應(yīng)于OSI網(wǎng)絡(luò)模型,網(wǎng)卡包含了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的全部?jī)?nèi)容,因此,規(guī)定了數(shù)據(jù)鏈路層上數(shù)據(jù)幀封裝格式,就可以為基于DSP的局域網(wǎng)絡(luò)中任意站點(diǎn)之間的通信提供具體規(guī)范。因?yàn)橐蕴W(wǎng)是當(dāng)今最受歡迎的局域網(wǎng)之一,在以太網(wǎng)中,網(wǎng)卡用于實(shí)現(xiàn)802.3規(guī)程,其典型代表是Novell公司的NE2000和3COM公司的3C503等網(wǎng)卡,所以研究工作中的具體試驗(yàn)平臺(tái)是以DSP為核心構(gòu)成的以太局域網(wǎng),主要用于語(yǔ)音的實(shí)時(shí)通信,所使用的網(wǎng)卡為Novell公司的NE2000網(wǎng)卡。NE2000網(wǎng)卡的基本組成請(qǐng)見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2],其核心器件是網(wǎng)絡(luò)接口控制器(NIC)DP8390。該器件有三部分功能:第一是IEEE802.3MAC(媒體訪問(wèn)控制)子層協(xié)議邏輯,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的封裝和解封,CSMA/CA(帶碰撞檢測(cè)功能的載波偵聽(tīng)多址接入)協(xié)議以及CRC校驗(yàn)等功能;第二是寄存器堆,用戶對(duì)NE2000網(wǎng)卡通信過(guò)程的控制主要通過(guò)對(duì)這些寄存器堆中各種命令寄存器編程實(shí)現(xiàn);第三是對(duì)網(wǎng)卡上緩沖RAM的讀寫(xiě)控制邏輯。DP8390發(fā)送和接收采用標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.3幀格式。IEEE802.3參考了以太網(wǎng)的協(xié)議和技術(shù)規(guī)范,但對(duì)數(shù)據(jù)包的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修改,主要是類型字段變成了長(zhǎng)度字段。所以,以DSP為核心的局域網(wǎng)內(nèi)通信數(shù)據(jù)包基本格式如圖1所示。
DSP讀出數(shù)據(jù)包和打包從目的地址開(kāi)始。目的地址用來(lái)指明一個(gè)數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中被傳送的目的節(jié)點(diǎn)地址。NE2000支持3種目的地址:?jiǎn)蔚刂?、組地址及廣播地址。單地址表示只有1個(gè)節(jié)點(diǎn)可以接收該幀信息;組地址表示最多可以有64個(gè)字節(jié)接收同一幀信息;而廣播地址則表示它可以被同一網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)接收。源地址是發(fā)送幀節(jié)點(diǎn)的物理地址,它只能是單地址。目的地址和源地址指網(wǎng)卡的硬件地址,又稱物理地址。
在源地址之后的2個(gè)字節(jié)表示該幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,只表示數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度,由用戶自己填入。數(shù)據(jù)字段由46~1500字節(jié)組成。大于1500字節(jié)的數(shù)據(jù)應(yīng)分為多個(gè)幀來(lái)發(fā)送;小于46字節(jié)時(shí),必須填充至46字節(jié)。原因有兩個(gè):一是保證從目的地址字段到幀校驗(yàn)字段長(zhǎng)度為64字節(jié)的最短幀長(zhǎng),以便區(qū)分信道中的有效幀和無(wú)用信息;二是為了防止一個(gè)站發(fā)送短幀時(shí),在第一個(gè)比特尚未到達(dá)總線的最遠(yuǎn)端時(shí)就完成幀發(fā)送,因而在可能發(fā)生碰撞時(shí)檢測(cè)不到?jīng)_突信號(hào)。NE2000對(duì)接收到的從目的地址字段后小于64字節(jié)的幀均認(rèn)為是“碎片”,并予以刪除。在數(shù)據(jù)字段,根據(jù)系統(tǒng)的具體功能要求,用戶可以預(yù)留出若干個(gè)字節(jié)以規(guī)定相應(yīng)的協(xié)議,以便通信雙方依據(jù)這些字節(jié)中包含的信息實(shí)現(xiàn)不同的功能。
2基于DSP的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)
如果基于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),用戶可以利用一些軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的支持,很容易地編寫(xiě)出優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)通信程序,但這些程序必須依附于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。而在DSP環(huán)境下,必須深入了解網(wǎng)絡(luò)接口控制器(NIC)的工作原理[2],通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)直接編程,實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)任意站點(diǎn)之間的通信而完全拋開(kāi)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。
DSP對(duì)網(wǎng)卡的通信過(guò)程控制就是DSP對(duì)DP8390中各種寄存器進(jìn)行編程控制,完成數(shù)據(jù)分組的正確發(fā)送和接收。DP8390的所有內(nèi)部寄存器都是8位,映像到4個(gè)頁(yè)面。每個(gè)頁(yè)面有16個(gè)可供讀寫(xiě)的寄存器地址(RA=00H~0fH)。頁(yè)面的選擇由命令寄存器CA控制。第0頁(yè)寄存器用于收發(fā)過(guò)程,第1頁(yè)寄存器主要用于DP8390的初始化,第2頁(yè)寄存器則用于環(huán)路診斷。DSP對(duì)寄存器的操作是將寄存器作為DSP的端口設(shè)備,其實(shí)際物理端口地址(PPA)為網(wǎng)卡基本I/O端口地址(BIOA)與寄存器地址(RA)之和(即PPA=BIOA+RA)。應(yīng)注意的是,PPA與寄存器間并不存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)PPA的讀操作與寫(xiě)操作并不一定是對(duì)同一寄存器進(jìn)行的,這種情況在第0頁(yè)尤其明顯。用戶數(shù)據(jù)分組在DSP和網(wǎng)卡交互是通過(guò)網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)端口實(shí)現(xiàn)的,既可以用DMA方式也可以用PIO方式讀入數(shù)據(jù)分組或?qū)?shù)據(jù)分組送至網(wǎng)卡RAM緩沖區(qū)。在本系統(tǒng)中,DSP采用DMA方式對(duì)網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)端口地址(NDPA)為網(wǎng)卡基本I/O地址(BIOA)加偏移地址10H(即NDPA=BIOA+10H)。
網(wǎng)卡通信過(guò)程控制可分為網(wǎng)卡初始化、接收控制和發(fā)送控制。下面分別予以討論。
2.1網(wǎng)卡初始化
網(wǎng)卡初始化的主要任務(wù)是設(shè)置所需的寄存器狀態(tài),確定發(fā)送和接收條件,并對(duì)網(wǎng)卡緩沖區(qū)RAM進(jìn)行劃分,建立接收和發(fā)送緩沖環(huán)。具體過(guò)程請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn)[2]。需要說(shuō)明的是,每一塊網(wǎng)卡被賦予一個(gè)物理地址,以便通信站點(diǎn)的標(biāo)識(shí)。這個(gè)物理地址存在網(wǎng)卡的PROM(存儲(chǔ)地址為0000~0005H)六個(gè)單元中,在網(wǎng)卡初始化時(shí),通過(guò)遠(yuǎn)程DMA讀入DSP內(nèi)存中,并送入網(wǎng)卡物理地址寄存器。在一步的意義在于:一方面,如果能正確讀出網(wǎng)卡的物理地址,則說(shuō)明網(wǎng)卡硬件基本沒(méi)有問(wèn)題,網(wǎng)卡的上電復(fù)位和DSP對(duì)網(wǎng)卡的初始化順利通過(guò);另一方面,這個(gè)物理地址可以用于DSP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的點(diǎn)名、包的過(guò)濾丟棄等服務(wù),也就是說(shuō),在鏈路層根據(jù)數(shù)據(jù)幀攜帶的源地址和目的地址確定數(shù)據(jù)報(bào)從哪里來(lái),是否接收或丟棄。網(wǎng)卡初始化時(shí)另一個(gè)重要的工作就是接收緩沖環(huán)的設(shè)置,為了有效利用緩沖區(qū),NIC將接收緩沖區(qū)RAM構(gòu)成環(huán)形緩沖結(jié)構(gòu),如圖2所示。
接收緩沖區(qū)RAM分成多個(gè)256字節(jié)的緩沖區(qū),N個(gè)(N最大為256)這樣的緩沖區(qū)通過(guò)指針控制鏈接成一條邏輯上的緩沖環(huán)。緩沖環(huán)的開(kāi)始頁(yè)面地址存入PSTART寄存器,環(huán)頁(yè)面結(jié)束地址存入PSTOP寄存器。PSTART和PSTOP確定了接收緩沖環(huán)的大小和邊界。為便于緩沖環(huán)讀寫(xiě)操作,還需要2個(gè)指針:當(dāng)前頁(yè)面指針CURR和邊界指針BNRY。CURR確定下一包放在何處,起著緩沖環(huán)寫(xiě)頁(yè)面指針作用;BNRY指向未經(jīng)DSP取走處理最早到達(dá)的數(shù)據(jù)包起始頁(yè)面,新接收的數(shù)據(jù)包不可將其覆蓋,起著緩沖環(huán)讀頁(yè)面指針的作用。也就是說(shuō),CURR可以告訴用戶網(wǎng)卡接收的數(shù)據(jù)分組當(dāng)前放到了什么位置,而B(niǎo)NRY則用于確定DSP讀緩沖環(huán)到了什么地方。由于接收緩沖區(qū)為環(huán)形結(jié)構(gòu),BNRY和CURR相等時(shí),環(huán)緩沖區(qū)可能滿也可能空。為了使NIC能辨別這兩種狀態(tài),規(guī)定當(dāng)BNRY等于CURR時(shí),才認(rèn)為環(huán)緩沖區(qū)滿;當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí),CURR比BNRY指針值大1。因此,初始化時(shí)設(shè)置:BNRY=PSTART,CURR=PSTART+1。這時(shí)讀寫(xiě)指針不一致,為了保證正確的讀寫(xiě)操作,引入一軟件指針NEXTPK指示下一包起始頁(yè)面。顯然,初始化時(shí)NEXTPK=CURR。這時(shí),緩沖環(huán)的讀指針對(duì)NEXTPK,而B(niǎo)NRY只是存儲(chǔ)分組緩沖區(qū)的起始頁(yè)面邊界指示,其值為NEXTPK-1。
2.2接收控制過(guò)程
DSP完成對(duì)DP8390的初始化后,網(wǎng)卡就處于接收狀態(tài),一旦收到分組,就自動(dòng)執(zhí)行本地DMA,將NIC中FIFO數(shù)據(jù)送入接收緩沖環(huán),然后向主機(jī)申請(qǐng)“數(shù)據(jù)分組接收到”中斷請(qǐng)求。DSP如果響應(yīng)中斷,則啟動(dòng)網(wǎng)卡遠(yuǎn)程DMA讀,將網(wǎng)卡緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)分組讀入學(xué)生機(jī)存儲(chǔ)區(qū),然后對(duì)接收緩沖環(huán)CURR、NEXTPK、BNRY指針內(nèi)容進(jìn)行修改,以便網(wǎng)卡能從網(wǎng)上正確接收后續(xù)分組。DSP響應(yīng)網(wǎng)卡接收中斷后,接收控制過(guò)程如下:
①設(shè)置遠(yuǎn)程DMA的起始地址;RSAR0=00H,RSAR1=Nextpk。
②設(shè)置遠(yuǎn)程DMA操作的字節(jié)數(shù),這個(gè)長(zhǎng)度在46~1500字節(jié)范圍內(nèi)根據(jù)具體要求自己確定。
③0AH送命令寄存器CR,啟動(dòng)遠(yuǎn)程DMA讀。
④從網(wǎng)卡數(shù)據(jù)端口依序讀入數(shù)據(jù)分組,注意,最先讀入的4字節(jié)非數(shù)據(jù)分組內(nèi)容,第1字節(jié)為接收狀態(tài),第2字節(jié)為下一包頁(yè)地址指針,3與4字節(jié)為接收字節(jié)數(shù)。第2字節(jié)內(nèi)容應(yīng)該送入Nextpk,其它字節(jié)根據(jù)用戶要求處理。
⑤修改邊界指針BNRY=Nextpk-1。
⑥清除遠(yuǎn)程DMA字節(jié)數(shù)寄存器RBCR0和RBCR1。
2.3發(fā)送控制過(guò)程
DSP先執(zhí)行遠(yuǎn)程DMA寫(xiě)操作,將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)分組傳至網(wǎng)卡發(fā)送緩沖區(qū),然后啟動(dòng)發(fā)送命令進(jìn)行數(shù)據(jù)分組發(fā)送。發(fā)送控制過(guò)程如下:
①設(shè)置遠(yuǎn)程DMA的起始地址為網(wǎng)卡發(fā)送緩沖區(qū)起始地址;
②設(shè)置遠(yuǎn)程DMA操作的字節(jié)數(shù);
③12H送命令寄存器CR,啟動(dòng)遠(yuǎn)程DMA寫(xiě);
④依序送出數(shù)據(jù)分組至網(wǎng)卡發(fā)送緩沖區(qū);
⑤清除遠(yuǎn)程DMA字節(jié)數(shù)寄存器;
⑥設(shè)置發(fā)送字節(jié)數(shù)寄存器TBCR0和TBCR1;
⑦12H送命令寄存器CR,啟動(dòng)數(shù)據(jù)分組發(fā)送。
3發(fā)送方發(fā)送頻率的控制
發(fā)送方發(fā)送頻率的正確控制主要保護(hù)兩點(diǎn):一是有一個(gè)最小發(fā)送時(shí)間間隔,否則會(huì)因?yàn)榻邮辗讲荒芗皶r(shí)接收而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓;二是發(fā)送頻率能夠足具體的功能實(shí)現(xiàn)要求。譬如在語(yǔ)音的實(shí)時(shí)通信中,發(fā)送頻率就取決于聲卡的采樣頻率。在8kHz采樣頻率時(shí),聲卡每秒鐘采樣8000字節(jié),采用1024字節(jié)需用時(shí)128ms,如果通信協(xié)議規(guī)定發(fā)送1次傳送1024字節(jié)有效數(shù)據(jù),則必須每128ms發(fā)送一次才能保證緩沖區(qū)有新數(shù)據(jù)待發(fā)送,也才能保證接收方有新數(shù)據(jù)播放。128ms是一個(gè)理論計(jì)算數(shù)值,在實(shí)際的操作中采樣速度和發(fā)送頻率之間總是不能完全匹配,而存放數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)大小是有限的,如果沒(méi)有良好的控制技巧來(lái)實(shí)現(xiàn)正確發(fā)送,就會(huì)造成聲音抖動(dòng)和延時(shí)。解決的辦法是雙緩沖技術(shù)和雙指針控制,并且根據(jù)采樣速度和發(fā)送頻率之間的匹配情況送入不同的發(fā)送通信進(jìn)行處理后發(fā)送。正確發(fā)送的含義有兩方面,一是每次發(fā)送的都是新數(shù)據(jù),二是能滿足接收方總在播放新數(shù)據(jù)的需求。
4接收方防止數(shù)據(jù)包的丟失
DSP芯片是專門為實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法而設(shè)計(jì)的、具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器,其卓越的性能、不斷上升的性價(jià)比、日漸完善的開(kāi)發(fā)方式使它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入以DSP為核心的嵌入式系統(tǒng),使其成為數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化相結(jié)合,集通信、計(jì)算機(jī)和視聽(tīng)功能于一體的電子產(chǎn)品,必須大大提升DSP系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。將DSP技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,必須解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:一是實(shí)現(xiàn)DSP與網(wǎng)卡的硬件接口技術(shù),二是基于DSP的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)。DSP與網(wǎng)卡的硬件接口技術(shù)參考文獻(xiàn)[1]有比較詳盡的論述,以下主要討論基于DSP的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)。
1通信協(xié)議的制定
協(xié)議是用來(lái)管理通信的法規(guī),是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。由于DSP可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)卡的直接操作,對(duì)應(yīng)于OSI網(wǎng)絡(luò)模型,網(wǎng)卡包含了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的全部?jī)?nèi)容,因此,規(guī)定了數(shù)據(jù)鏈路層上數(shù)據(jù)幀封裝格式,就可以為基于DSP的局域網(wǎng)絡(luò)中任意站點(diǎn)之間的通信提供具體規(guī)范。因?yàn)橐蕴W(wǎng)是當(dāng)今最受歡迎的局域網(wǎng)之一,在以太網(wǎng)中,網(wǎng)卡用于實(shí)現(xiàn)802.3規(guī)程,其典型代表是Novell公司的NE2000和3COM公司的3C503等網(wǎng)卡,所以研究工作中的具體試驗(yàn)平臺(tái)是以DSP為核心構(gòu)成的以太局域網(wǎng),主要用于語(yǔ)音的實(shí)時(shí)通信,所使用的網(wǎng)卡為Novell公司的NE2000網(wǎng)卡。NE2000網(wǎng)卡的基本組成請(qǐng)見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2],其核心器件是網(wǎng)絡(luò)接口控制器(NIC)DP8390。該器件有三部分功能:第一是IEEE802.3MAC(媒體訪問(wèn)控制)子層協(xié)議邏輯,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的封裝和解封,CSMA/CA(帶碰撞檢測(cè)功能的載波偵聽(tīng)多址接入)協(xié)議以及CRC校驗(yàn)等功能;第二是寄存器堆,用戶對(duì)NE2000網(wǎng)卡通信過(guò)程的控制主要通過(guò)對(duì)這些寄存器堆中各種命令寄存器編程實(shí)現(xiàn);第三是對(duì)網(wǎng)卡上緩沖RAM的讀寫(xiě)控制邏輯。DP8390發(fā)送和接收采用標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.3幀格式。IEEE802.3參考了以太網(wǎng)的協(xié)議和技術(shù)規(guī)范,但對(duì)數(shù)據(jù)包的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修改,主要是類型字段變成了長(zhǎng)度字段。所以,以DSP為核心的局域網(wǎng)內(nèi)通信數(shù)據(jù)包基本格式如圖1所示。
DSP讀出數(shù)據(jù)包和打包從目的地址開(kāi)始。目的地址用來(lái)指明一個(gè)數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中被傳送的目的節(jié)點(diǎn)地址。NE2000支持3種目的地址:?jiǎn)蔚刂?、組地址及廣播地址。單地址表示只有1個(gè)節(jié)點(diǎn)可以接收該幀信息;組地址表示最多可以有64個(gè)字節(jié)接收同一幀信息;而廣播地址則表示它可以被同一網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)接收。源地址是發(fā)送幀節(jié)點(diǎn)的物理地址,它只能是單地址。目的地址和源地址指網(wǎng)卡的硬件地址,又稱物理地址。
在源地址之后的2個(gè)字節(jié)表示該幀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,只表示數(shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度,由用戶自己填入。數(shù)據(jù)字段由46~1500字節(jié)組成。大于1500字節(jié)的數(shù)據(jù)應(yīng)分為多個(gè)幀來(lái)發(fā)送;小于46字節(jié)時(shí),必須填充至46字節(jié)。原因有兩個(gè):一是保證從目的地址字段到幀校驗(yàn)字段長(zhǎng)度為64字節(jié)的最短幀長(zhǎng),以便區(qū)分信道中的有效幀和無(wú)用信息;二是為了防止一個(gè)站發(fā)送短幀時(shí),在第一個(gè)比特尚未到達(dá)總線的最遠(yuǎn)端時(shí)就完成幀發(fā)送,因而在可能發(fā)生碰撞時(shí)檢測(cè)不到?jīng)_突信號(hào)。NE2000對(duì)接收到的從目的地址字段后小于64字節(jié)的幀均認(rèn)為是“碎片”,并予以刪除。在數(shù)據(jù)字段,根據(jù)系統(tǒng)的具體功能要求,用戶可以預(yù)留出若干個(gè)字節(jié)以規(guī)定相應(yīng)的協(xié)議,以便通信雙方依據(jù)這些字節(jié)中包含的信息實(shí)現(xiàn)不同的功能。
2基于DSP的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)
如果基于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),用戶可以利用一些軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的支持,很容易地編寫(xiě)出優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)通信程序,但這些程序必須依附于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。而在DSP環(huán)境下,必須深入了解網(wǎng)絡(luò)接口控制器(NIC)的工作原理[2],通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)直接編程,實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)任意站點(diǎn)之間的通信而完全拋開(kāi)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。
DSP對(duì)網(wǎng)卡的通信過(guò)程控制就是DSP對(duì)DP8390中各種寄存器進(jìn)行編程控制,完成數(shù)據(jù)分組的正確發(fā)送和接收。DP8390的所有內(nèi)部寄存器都是8位,映像到4個(gè)頁(yè)面。每個(gè)頁(yè)面有16個(gè)可供讀寫(xiě)的寄存器地址(RA=00H~0fH)。頁(yè)面的選擇由命令寄存器CA控制。第0頁(yè)寄存器用于收發(fā)過(guò)程,第1頁(yè)寄存器主要用于DP8390的初始化,第2頁(yè)寄存器則用于環(huán)路診斷。DSP對(duì)寄存器的操作是將寄存器作為DSP的端口設(shè)備,其實(shí)際物理端口地址(PPA)為網(wǎng)卡基本I/O端口地址(BIOA)與寄存器地址(RA)之和(即PPA=BIOA+RA)。應(yīng)注意的是,PPA與寄存器間并不存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)PPA的讀操作與寫(xiě)操作并不一定是對(duì)同一寄存器進(jìn)行的,這種情況在第0頁(yè)尤其明顯。用戶數(shù)據(jù)分組在DSP和網(wǎng)卡交互是通過(guò)網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)端口實(shí)現(xiàn)的,既可以用DMA方式也可以用PIO方式讀入數(shù)據(jù)分組或?qū)?shù)據(jù)分組送至網(wǎng)卡RAM緩沖區(qū)。在本系統(tǒng)中,DSP采用DMA方式對(duì)網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)端口地址(NDPA)為網(wǎng)卡基本I/O地址(BIOA)加偏移地址10H(即NDPA=BIOA+10H)。
網(wǎng)卡通信過(guò)程控制可分為網(wǎng)卡初始化、接收控制和發(fā)送控制。下面分別予以討論。
2.1網(wǎng)卡初始化
網(wǎng)卡初始化的主要任務(wù)是設(shè)置所需的寄存器狀態(tài),確定發(fā)送和接收條件,并對(duì)網(wǎng)卡緩沖區(qū)RAM進(jìn)行劃分,建立接收和發(fā)送緩沖環(huán)。具體過(guò)程請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn)[2]。需要說(shuō)明的是,每一塊網(wǎng)卡被賦予一個(gè)物理地址,以便通信站點(diǎn)的標(biāo)識(shí)。這個(gè)物理地址存在網(wǎng)卡的PROM(存儲(chǔ)地址為0000~0005H)六個(gè)單元中,在網(wǎng)卡初始化時(shí),通過(guò)遠(yuǎn)程DMA讀入DSP內(nèi)存中,并送入網(wǎng)卡物理地址寄存器。在一步的意義在于:一方面,如果能正確讀出網(wǎng)卡的物理地址,則說(shuō)明網(wǎng)卡硬件基本沒(méi)有問(wèn)題,網(wǎng)卡的上電復(fù)位和DSP對(duì)網(wǎng)卡的初始化順利通過(guò);另一方面,這個(gè)物理地址可以用于DSP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的點(diǎn)名、包的過(guò)濾丟棄等服務(wù),也就是說(shuō),在鏈路層根據(jù)數(shù)據(jù)幀攜帶的源地址和目的地址確定數(shù)據(jù)報(bào)從哪里來(lái),是否接收或丟棄。網(wǎng)卡初始化時(shí)另一個(gè)重要的工作就是接收緩沖環(huán)的設(shè)置,為了有效利用緩沖區(qū),NIC將接收緩沖區(qū)RAM構(gòu)成環(huán)形緩沖結(jié)構(gòu),如圖2所示。
接收緩沖區(qū)RAM分成多個(gè)256字節(jié)的緩沖區(qū),N個(gè)(N最大為256)這樣的緩沖區(qū)通過(guò)指針控制鏈接成一條邏輯上的緩沖環(huán)。緩沖環(huán)的開(kāi)始頁(yè)面地址存入PSTART寄存器,環(huán)頁(yè)面結(jié)束地址存入PSTOP寄存器。PSTART和PSTOP確定了接收緩沖環(huán)的大小和邊界。為便于緩沖環(huán)讀寫(xiě)操作,還需要2個(gè)指針:當(dāng)前頁(yè)面指針CURR和邊界指針BNRY。CURR確定下一包放在何處,起著緩沖環(huán)寫(xiě)頁(yè)面指針作用;BNRY指向未經(jīng)DSP取走處理最早到達(dá)的數(shù)據(jù)包起始頁(yè)面,新接收的數(shù)據(jù)包不可將其覆蓋,起著緩沖環(huán)讀頁(yè)面指針的作用。也就是說(shuō),CURR可以告訴用戶網(wǎng)卡接收的數(shù)據(jù)分組當(dāng)前放到了什么位置,而B(niǎo)NRY則用于確定DSP讀緩沖環(huán)到了什么地方。由于接收緩沖區(qū)為環(huán)形結(jié)構(gòu),BNRY和CURR相等時(shí),環(huán)緩沖區(qū)可能滿也可能空。為了使NIC能辨別這兩種狀態(tài),規(guī)定當(dāng)BNRY等于CURR時(shí),才認(rèn)為環(huán)緩沖區(qū)滿;當(dāng)緩沖區(qū)空時(shí),CURR比BNRY指針值大1。因此,初始化時(shí)設(shè)置:BNRY=PSTART,CURR=PSTART+1。這時(shí)讀寫(xiě)指針不一致,為了保證正確的讀寫(xiě)操作,引入一軟件指針NEXTPK指示下一包起始頁(yè)面。顯然,初始化時(shí)NEXTPK=CURR。這時(shí),緩沖環(huán)的讀指針對(duì)NEXTPK,而B(niǎo)NRY只是存儲(chǔ)分組緩沖區(qū)的起始頁(yè)面邊界指示,其值為NEXTPK-1。
2.2接收控制過(guò)程
DSP完成對(duì)DP8390的初始化后,網(wǎng)卡就處于接收狀態(tài),一旦收到分組,就自動(dòng)執(zhí)行本地DMA,將NIC中FIFO數(shù)據(jù)送入接收緩沖環(huán),然后向主機(jī)申請(qǐng)“數(shù)據(jù)分組接收到”中斷請(qǐng)求。DSP如果響應(yīng)中斷,則啟動(dòng)網(wǎng)卡遠(yuǎn)程DMA讀,將網(wǎng)卡緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)分組讀入學(xué)生機(jī)存儲(chǔ)區(qū),然后對(duì)接收緩沖環(huán)CURR、NEXTPK、BNRY指針內(nèi)容進(jìn)行修改,以便網(wǎng)卡能從網(wǎng)上正確接收后續(xù)分組。DSP響應(yīng)網(wǎng)卡接收中斷后,接收控制過(guò)程如下:
①設(shè)置遠(yuǎn)程DMA的起始地址;RSAR0=00H,RSAR1=Nextpk。
②設(shè)置遠(yuǎn)程DMA操作的字節(jié)數(shù),這個(gè)長(zhǎng)度在46~1500字節(jié)范圍內(nèi)根據(jù)具體要求自己確定。
③0AH送命令寄存器CR,啟動(dòng)遠(yuǎn)程DMA讀。
④從網(wǎng)卡數(shù)據(jù)端口依序讀入數(shù)據(jù)分組,注意,最先讀入的4字節(jié)非數(shù)據(jù)分組內(nèi)容,第1字節(jié)為接收狀態(tài),第2字節(jié)為下一包頁(yè)地址指針,3與4字節(jié)為接收字節(jié)數(shù)。第2字節(jié)內(nèi)容應(yīng)該送入Nextpk,其它字節(jié)根據(jù)用戶要求處理。
⑤修改邊界指針BNRY=Nextpk-1。
⑥清除遠(yuǎn)程DMA字節(jié)數(shù)寄存器RBCR0和RBCR1。
2.3發(fā)送控制過(guò)程
DSP先執(zhí)行遠(yuǎn)程DMA寫(xiě)操作,將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)分組傳至網(wǎng)卡發(fā)送緩沖區(qū),然后啟動(dòng)發(fā)送命令進(jìn)行數(shù)據(jù)分組發(fā)送。發(fā)送控制過(guò)程如下:
①設(shè)置遠(yuǎn)程DMA的起始地址為網(wǎng)卡發(fā)送緩沖區(qū)起始地址;
②設(shè)置遠(yuǎn)程DMA操作的字節(jié)數(shù);
③12H送命令寄存器CR,啟動(dòng)遠(yuǎn)程DMA寫(xiě);
④依序送出數(shù)據(jù)分組至網(wǎng)卡發(fā)送緩沖區(qū);
⑤清除遠(yuǎn)程DMA字節(jié)數(shù)寄存器;
⑥設(shè)置發(fā)送字節(jié)數(shù)寄存器TBCR0和TBCR1;
⑦12H送命令寄存器CR,啟動(dòng)數(shù)據(jù)分組發(fā)送。
3發(fā)送方發(fā)送頻率的控制
發(fā)送方發(fā)送頻率的正確控制主要保護(hù)兩點(diǎn):一是有一個(gè)最小發(fā)送時(shí)間間隔,否則會(huì)因?yàn)榻邮辗讲荒芗皶r(shí)接收而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓;二是發(fā)送頻率能夠足具體的功能實(shí)現(xiàn)要求。譬如在語(yǔ)音的實(shí)時(shí)通信中,發(fā)送頻率就取決于聲卡的采樣頻率。在8kHz采樣頻率時(shí),聲卡每秒鐘采樣8000字節(jié),采用1024字節(jié)需用時(shí)128ms,如果通信協(xié)議規(guī)定發(fā)送1次傳送1024字節(jié)有效數(shù)據(jù),則必須每128ms發(fā)送一次才能保證緩沖區(qū)有新數(shù)據(jù)待發(fā)送,也才能保證接收方有新數(shù)據(jù)播放。128ms是一個(gè)理論計(jì)算數(shù)值,在實(shí)際的操作中采樣速度和發(fā)送頻率之間總是不能完全匹配,而存放數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)大小是有限的,如果沒(méi)有良好的控制技巧來(lái)實(shí)現(xiàn)正確發(fā)送,就會(huì)造成聲音抖動(dòng)和延時(shí)。解決的辦法是雙緩沖技術(shù)和雙指針控制,并且根據(jù)采樣速度和發(fā)送頻率之間的匹配情況送入不同的發(fā)送通信進(jìn)行處理后發(fā)送。正確發(fā)送的含義有兩方面,一是每次發(fā)送的都是新數(shù)據(jù),二是能滿足接收方總在播放新數(shù)據(jù)的需求。
4接收方防止數(shù)據(jù)包的丟失
隨著數(shù)據(jù)通信企業(yè)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,傳統(tǒng)的人工管理方法和手段也遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不能滿足現(xiàn)有模式的管理和發(fā)展的需要,所以,為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)規(guī)范的現(xiàn)代化管理數(shù)據(jù),通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的使用也越來(lái)越受到人們的重視。不過(guò)從我國(guó)現(xiàn)今的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)中看,還存在著一定的不足之處,因此,我們也要在實(shí)踐的過(guò)程中,不斷地對(duì)其進(jìn)行完善和改進(jìn),從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的高效化、科學(xué)化管理模式 。
一、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)及理論分析
1、相關(guān)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理理論。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)就是在信息網(wǎng)絡(luò)資源管理的角度去分析,以自身實(shí)際的發(fā)展條件為依據(jù),從而對(duì)整個(gè)社會(huì)中的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行信息整合處理,使數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源的信息能夠正常的傳輸,并安全可靠。而在我國(guó)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理的發(fā)展過(guò)程中,企業(yè)也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)通信中存在的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)處理進(jìn)行有效的控制,從而保證數(shù)據(jù)通信企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量,進(jìn)而有利于數(shù)據(jù)通信企業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。因?yàn)椋壳皵?shù)據(jù)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)資源管理還沒(méi)有明確的系統(tǒng)管理要求,所以,在不同的國(guó)家和地區(qū),對(duì)其的認(rèn)識(shí)和理解的程度也不相同。因此,這也就成為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)中的阻礙。
2、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)的科學(xué)研究水平也在不斷提高,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)也在不斷更新。其中,通信資源管理系統(tǒng)的主體框架就包括:網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器,主機(jī)終端模式,網(wǎng)絡(luò)客戶服務(wù)端等。這些不同的應(yīng)用模式在實(shí)際的操作使用中都與企業(yè)中的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息整合,并與系統(tǒng)中正常運(yùn)行的數(shù)據(jù)有十分緊密的聯(lián)系。所以,在使用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)時(shí),一定要嚴(yán)格要求其使用性能,并合理選擇ASP、NET技術(shù)與MS、SQL、SERVER技術(shù)。
二、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析。目前,我國(guó)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理包括三大類數(shù)據(jù)通信專網(wǎng):固定語(yǔ)音通信、寬帶互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)專線等,而網(wǎng)絡(luò)資源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也為星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它的核心設(shè)計(jì)理念就是負(fù)責(zé)企業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息交換,匯聚層設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)及管理接入層設(shè)備數(shù)據(jù)信息,路由器,接入層設(shè)備與傳輸資源系統(tǒng)為客戶端設(shè)備與匯聚機(jī)房設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信控制。而從整體數(shù)據(jù)的信息網(wǎng)絡(luò)中分析,通信網(wǎng)資源管理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就包括:數(shù)據(jù)通信設(shè)備和相關(guān)的信息傳輸設(shè)備,而通信設(shè)備中的光電纜類資源則包括:電信號(hào)的傳輸設(shè)備,連接光電纜的系統(tǒng)設(shè)備。并且,數(shù)據(jù)通信資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也可分為三個(gè)模塊,包括:傳輸數(shù)據(jù)資源管理模塊、數(shù)據(jù)信息管理模塊和客戶端資源管理模塊,并且,在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理中,它的使用可在現(xiàn)實(shí)工作中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房數(shù)據(jù)設(shè)備資源與設(shè)備連接情況的管理,從而有效的降低數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的管理難度,提高工作人員的管理效率。
2、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有一獨(dú)立的形式為概念理論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它是數(shù)據(jù)庫(kù)中DBMS的獨(dú)立支持系統(tǒng),它可以認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)世界發(fā)展的媒介,它可以充分的反應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的環(huán)境,包括:信息實(shí)體與信息實(shí)體之間的聯(lián)系性。同時(shí),這種聯(lián)系性也有利于數(shù)據(jù)信息向網(wǎng)絡(luò)資源信息的模型轉(zhuǎn)變,如:其中的網(wǎng)狀、層次、關(guān)系等。這種概念性的設(shè)計(jì)在使用的過(guò)程中,方便用戶理解,方便與不熟悉電腦網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的客戶進(jìn)行意見(jiàn)的交換,從而使更多的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)用戶參與到資源管理系統(tǒng)當(dāng)中,有效地提高其使用的效率。
3、數(shù)據(jù)通信資源的邏輯管理設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源的設(shè)備主要包括:ERP編碼器、設(shè)備的名稱、型號(hào)、生產(chǎn)地、軟硬件的編碼、設(shè)備的配置信息、入網(wǎng)時(shí)間、機(jī)房的編碼號(hào)等。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口信息包括:端口的編碼、名稱、ERP的編碼及類型。還有傳輸設(shè)備的端口信息包括:傳輸端口的名稱、編碼、所屬設(shè)備的ERP編碼及類型等。
結(jié)語(yǔ):總之,我國(guó)目前的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)在發(fā)展中勢(shì)頭良好,有利于企業(yè)對(duì)其數(shù)據(jù)信息的管理與應(yīng)用。并且,在使用的過(guò)程中,還有利于對(duì)數(shù)據(jù)通信信息的采集與處理,從而達(dá)到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源信息共享的效果。雖然,在使用的過(guò)程中還存在不足,但是,在實(shí)踐的過(guò)程中,我們依然對(duì)其不斷完善,從而使其在使用的過(guò)程中,更加的穩(wěn)定,創(chuàng)新能力更強(qiáng)。
參 考 文 獻(xiàn)
1.智能建筑的概念及核心
以美國(guó)智能化建筑協(xié)會(huì)為例,其定義為:建筑智能是將結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理進(jìn)行優(yōu)化組合,獲得高效率、高功能與高舒適性的大樓,從而為人們提供一個(gè)高效和具有經(jīng)濟(jì)效益的工作環(huán)境。
智能建筑的核心是系統(tǒng)集成,而系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)則是智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)代建筑樓宇內(nèi),除了具有電話、傳真、空調(diào)、消防與安全監(jiān)控系統(tǒng)外,各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)等都是不可缺少的.只有具備了這些基礎(chǔ)通信設(shè)施,運(yùn)用新的信息技術(shù),才是一個(gè)名符其實(shí)的智能建筑。
2.智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)的重要性
目前,在多數(shù)涉及與智能建筑有關(guān)的事物中,不論是物業(yè)主還是參加競(jìng)爭(zhēng)的設(shè)計(jì)者,都把重點(diǎn)放在樓宇管理自動(dòng)化系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)上,許多所謂的智能建筑,其實(shí)就是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)加上結(jié)構(gòu)化布線和程控交換機(jī),根本就忽略了通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。隨著分布式智能建筑控制系統(tǒng)技術(shù)的日益成熟和應(yīng)用普及,在BAS中控制將進(jìn)一步分散,在網(wǎng)絡(luò)中傳遞的將更多的是管理信息,系統(tǒng)的集成則越顯得重要,另一方面,目前由于人們信息需求的激增,以及計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)的多媒體終端等先進(jìn)的終端技術(shù),一個(gè)智能建筑的智能化瓶頸往往在于它的通信網(wǎng)絡(luò)。為此,智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是完成建筑智能化工程的重點(diǎn)所在。
3.智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容
智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)功能,一是支持各種形式的通信業(yè)務(wù);二是集成不同類型的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和樓宇管理自動(dòng)化系統(tǒng),形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行統(tǒng)一的管理。主要有下列一些形式:
(1)電話:包括內(nèi)部直撥,通過(guò)PBX與樓外公共交換網(wǎng)連接后通話。發(fā)展成為以PBX為中心組網(wǎng)形成2B+D話音和信令通道,使電話用戶線具有綜合功能。
(2)傳真:包括利用電話線進(jìn)行樓內(nèi)傳真以及與樓外的傳真,還可以通過(guò)發(fā)展而成的樓內(nèi)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的用戶線進(jìn)行樓內(nèi)之間或樓內(nèi)外的傳真。
(3)電子郵件、語(yǔ)音郵件、電子信箱、語(yǔ)音信箱:這是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其交換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(計(jì)算機(jī))的文字或語(yǔ)音通信的一種方式。
(4)可視電話:可視電話是一種小型圖像通信終端,利用電話線路同時(shí)傳遞圖像與語(yǔ)音信息。
(5)可視電話數(shù)據(jù)系統(tǒng):可視電話數(shù)據(jù)系統(tǒng)是利用公用電話線路的會(huì)話型圖像通信。
(6)會(huì)議電視:會(huì)議電視系統(tǒng)可支持大樓中各單位,各部門之間通信的要求,通過(guò)通信手段把相隔兩地或幾個(gè)地點(diǎn)的會(huì)議室連接在一起,傳遞圖象和伴音信號(hào),使與會(huì)者產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。
(7)桌面會(huì)議系統(tǒng):將計(jì)算機(jī)引入圖象通信,使得通信各方不僅可以面對(duì)面進(jìn)行交談,還可以根據(jù)要求隨時(shí)交換資料和文檔,真正實(shí)現(xiàn)通信的交互性。
(8)多媒體通信:多媒體通信是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同時(shí)獲取,處理,編輯,存儲(chǔ)和展示兩個(gè)以上不同類型信息媒體(包括文字,語(yǔ)音,圖形,圖象)的傳送,其最重要的基礎(chǔ)必需要具備寬帶的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
(9)公用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng): 與大樓業(yè)務(wù)有關(guān)的資料可通過(guò)大樓的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢,也可通過(guò)WAN查詢,數(shù)據(jù)類型可以是數(shù)據(jù)、文字、靜、動(dòng)態(tài)圖象。
(10)資料查詢與文檔管理系統(tǒng):樓內(nèi)各種辦公文件的編輯、制作、發(fā)送、存貯與檢索,并規(guī)定不同用戶對(duì)各類文檔的查詢權(quán)限。
(11)學(xué)習(xí)培訓(xùn)系統(tǒng): 與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)的多媒體終端及各種聲、象設(shè)備,提供各類業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)與培訓(xùn)。
(12)觸摸屏咨詢及大屏幕顯示系統(tǒng):安裝在大廳,多個(gè)觸摸屏咨詢系統(tǒng)安放在大廳不同位置,以聲、象、圖表等多種方式向用戶介紹大廈業(yè)務(wù)及其它信息。
(13)人事,財(cái)務(wù),情報(bào),設(shè)備,資產(chǎn)等事務(wù)管理:將工作人員的素質(zhì),特長(zhǎng),單位,財(cái)務(wù)收支情況,文件,合同,通知,新技術(shù),新業(yè)務(wù),設(shè)備資源及其使用情況統(tǒng)統(tǒng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,以便隨時(shí)查詢,實(shí)現(xiàn)事務(wù)管理科學(xué)化。
(14)訪問(wèn)Internet網(wǎng)絡(luò):Internet正在發(fā)展成為把全球聯(lián)系在一起的信息網(wǎng)絡(luò),所以對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),具有訪問(wèn)Internet的手段就顯得十分重要。大樓的智能局域網(wǎng)的主干網(wǎng)具有訪問(wèn)Internet的信息通道,這就為大樓內(nèi)的用戶訪問(wèn)Internet提供了條件。
4.智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重要性
在智能建筑的建設(shè)中,第一步是設(shè)計(jì)建設(shè)一個(gè)合理的能夠滿足大廈靈活組建通信網(wǎng)絡(luò)要求的綜合布線系統(tǒng)。智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)是大廈智能化的基礎(chǔ),智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)分為主干網(wǎng)和部門子網(wǎng),主干網(wǎng)應(yīng)該是基于ATM高速寬帶局域網(wǎng),可支持智能建筑中多種通信業(yè)務(wù)(多媒體業(yè)務(wù))和異類部門子網(wǎng)及樓宇管理自動(dòng)化專用子網(wǎng)的互連對(duì)主干網(wǎng)帶寬的要求。通過(guò)局域網(wǎng)交換機(jī),部門子網(wǎng)可接入主干網(wǎng)并形成互連,高速終端用戶(如部門經(jīng)理等的桌面計(jì)算機(jī)),直接接入主干網(wǎng),并且可應(yīng)用ATM網(wǎng)的虛擬局域網(wǎng)功能,與部門子網(wǎng)組建虛擬局域網(wǎng)。樓宇管理自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)一般是專用網(wǎng)絡(luò),通過(guò)綜合布線系統(tǒng),可以靈活地組建物理上分散、邏輯上統(tǒng)一的樓宇管理自動(dòng)化專用網(wǎng)絡(luò),其中央控制系統(tǒng)通過(guò)局域網(wǎng)交換機(jī)接入主干網(wǎng),向相關(guān)的部門主機(jī)傳送監(jiān)視和報(bào)警信息。PBX網(wǎng)絡(luò)自成一體,又通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入主干網(wǎng)。整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)既是一個(gè)整體,又有各部分通信的靈活性和高效率。智能建筑技術(shù)是一個(gè)多門類的綜合系統(tǒng)集成技術(shù),所以,在建設(shè)智能建筑時(shí),在大樓的設(shè)計(jì)階段,就要融進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)??梢?jiàn)智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)十分重要。
【參考文獻(xiàn)】
[1]劉國(guó)林.綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì).北京:電子工業(yè)出版社,1999,7.
近年來(lái),隨著移動(dòng)通信業(yè)的高速成發(fā)展,電信部門管理手段的現(xiàn)代化也逐步受到各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。為了使通信網(wǎng)絡(luò)的管理更加合理化、科學(xué)化,就需要用現(xiàn)代化的技術(shù)手段來(lái)代替低效、繁瑣的手工方式。因此使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)移動(dòng)通信設(shè)備進(jìn)行管理已經(jīng)勢(shì)在必行,這時(shí)移動(dòng)通信網(wǎng)本地網(wǎng)管系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生。
同時(shí),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,許多傳統(tǒng)學(xué)科與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合從而誕生了一批新興學(xué)科,地理信息系統(tǒng)就是其中之一。其英文名稱為geographicinformationsystem,簡(jiǎn)稱gis。它能夠處理大量含有地理成分的數(shù)據(jù)信息,使你可以簡(jiǎn)單而迅速地在大量的信息中查看其模式和關(guān)系,而不必不斷地訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。
在通信網(wǎng)絡(luò)中,大量的設(shè)備都有其地理位置,同時(shí),有大量的處理如果通過(guò)地圖來(lái)進(jìn)行,則會(huì)又方便又直觀。因此在網(wǎng)管系統(tǒng)中,引入gis系統(tǒng),在電子地圖上顯示基站、小區(qū)等各類通信網(wǎng)元的分布情況,并對(duì)網(wǎng)元進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理、瀏覽配置信息和性能查看分析。
二、選題的目的及意義
選題背景出自項(xiàng)目“移動(dòng)通信網(wǎng)本地網(wǎng)管系統(tǒng)”。該系統(tǒng)立足于tmn,以操作維護(hù)、環(huán)境監(jiān)控工作為重點(diǎn),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全網(wǎng)的運(yùn)行情況,快速響應(yīng)網(wǎng)上的各種事件,提供性能分析報(bào)告,不僅為設(shè)備的集中操作提供了方便、可靠的技術(shù)手段,而且為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和經(jīng)營(yíng)管理決策提供了參考依據(jù)。
地理視圖作為本系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng),是使用gis技術(shù),在電子地圖上,將各類通信網(wǎng)元按地理位置顯示成一個(gè)分布圖。用戶可以對(duì)圖進(jìn)行操作,也可以對(duì)網(wǎng)元的告警、配置和性能信息進(jìn)行查看和分析處理。地理視圖是直接與用戶交互的前臺(tái)界面,其制作質(zhì)量的高低將直接影響用戶對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),可見(jiàn)地理視圖在此項(xiàng)目中的重要作用和地位。此外,gis還廣泛應(yīng)用于諸如交通管理、商業(yè)銷售等領(lǐng)域的軟件開(kāi)發(fā)中,因此,研究和開(kāi)發(fā)gis系統(tǒng)是很有意義的。
三、研究的重點(diǎn)內(nèi)容
本畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及到的主要內(nèi)容有:數(shù)據(jù)庫(kù)存、internet網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、mapinfo和asp技術(shù)。
系統(tǒng)的gis軟件平臺(tái)采用了mapinfo公司的maxxtreme。mapxtreme是一個(gè)基于internet的地圖應(yīng)用服務(wù)器,可以通過(guò)internet或企業(yè)內(nèi)部的internet向用戶地理信息。
該地理視圖系統(tǒng)是瀏覽器/地圖服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器三層結(jié)構(gòu),需要windowsntserver。其中
地圖服務(wù)器:windowsnt,internetinformationserver,mapxtreme
客戶機(jī):windows95/98。
由于采用了maxxtreme,使系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上成為瀏覽器/服務(wù)器的形式,順應(yīng)了企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)向intranetx演變的潮流。在服務(wù)器端是用微軟的asp技術(shù),需要用到其中的activex和vbscript技術(shù)。
地理視圖子系統(tǒng)要通過(guò)socket通信方法從網(wǎng)管系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)獲得有關(guān)各種網(wǎng)元的數(shù)據(jù)流,對(duì)通信網(wǎng)中各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)控、分析與顯示,并將處理所得數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)庫(kù),以便進(jìn)行信息查詢,同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)要?jiǎng)討B(tài)更新??梢?jiàn),本次畢業(yè)設(shè)計(jì)既需要了解硬件知識(shí),又需要有較熟練的軟件編程能力,既需要計(jì)算知識(shí),又需要通信知識(shí),是我所學(xué)專業(yè)知識(shí)在具體工作中的應(yīng)用。
本次設(shè)計(jì)具有較高難度,但我相信,通過(guò)學(xué)習(xí)和不斷的努力,我一定能高質(zhì)量的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。
四、進(jìn)度安排
3月20日-4月15日
分析題目,查閱資料,學(xué)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí),作好前期準(zhǔn)備工作。
4月16日-5月10日
1 引言
目前。各個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是異質(zhì)的,其中包括了GSM網(wǎng)、IP網(wǎng)、智能網(wǎng)、信令網(wǎng)、GPRS等,它們的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且管理和控制的費(fèi)用相對(duì)較高,更重要的是目前還不能將全網(wǎng)的管理信息集中起來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一處理。隨著未來(lái)幾年IN、GPRS、移動(dòng)IP、WAP等新業(yè)務(wù)的高速發(fā)展,這一切都迫切要求加快網(wǎng)管建設(shè),提高維護(hù)管理水平和規(guī)劃能力,保證移動(dòng)通信業(yè)務(wù)向更深更廣層次的發(fā)展。
研發(fā)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控系統(tǒng)是為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量,從而為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作人員優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)提供有力的科學(xué)依據(jù)。我國(guó)移動(dòng)通信發(fā)展速度很快,而相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)水平滯后,從而出現(xiàn)通信容量不夠、小區(qū)劃分和話務(wù)量分配不合理、同頻干擾嚴(yán)重、無(wú)線覆蓋不好等亟待解決的問(wèn)題。因此,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,搞好運(yùn)行維護(hù),改善網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量,保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行和安全,已成為一項(xiàng)重要的課題。
2 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1 層次架構(gòu)分析
移動(dòng)通信多業(yè)務(wù)智能監(jiān)控系統(tǒng)是基于GSM網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信多業(yè)務(wù)仿真平臺(tái)。該仿真平臺(tái)可根據(jù)需要加載不同業(yè)務(wù)并對(duì)其運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行分析和評(píng)估,滿足多種移動(dòng)業(yè)務(wù)的需求。此外,該平臺(tái)還可建立與BSC的連接,通過(guò)對(duì)特定通信過(guò)程中上行和下行信令的比較來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行深入分析。
監(jiān)控系統(tǒng)通常有兩種結(jié)構(gòu)形式:集中式和分布式。前者的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但由于信號(hào)電纜過(guò)長(zhǎng),信號(hào)易失真、易受干擾,且由于數(shù)據(jù)采集通道數(shù)和存儲(chǔ)量的增加導(dǎo)致監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性差,只適用于測(cè)點(diǎn)較少且比較集中的場(chǎng)合;后者可靠性高、易于擴(kuò)展、適用于大規(guī)模且監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散的場(chǎng)合。根據(jù)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)分布的特點(diǎn),要能監(jiān)控移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在任意點(diǎn)的通信質(zhì)景,必須采用分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。本文所設(shè)計(jì)的智能監(jiān)控系統(tǒng)是分布式的。
從體系結(jié)構(gòu)上,智能監(jiān)控系統(tǒng)一般包括3個(gè)層次:
(1)數(shù)據(jù)采集層主要包括由智能數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)上傳功能的數(shù)據(jù)采集前端。
(2)網(wǎng)絡(luò)通信層主要完成采集終端和監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。
(3)監(jiān)控中心層主要面向具有管理和調(diào)度權(quán)限的管理人員,由計(jì)算機(jī)在此完成集中監(jiān)測(cè)。
2.2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)終端監(jiān)測(cè)儀離散分布的特點(diǎn),移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)主要有終端監(jiān)控子系統(tǒng)、監(jiān)控中心和通信網(wǎng)絡(luò)組成。
(1)測(cè)試監(jiān)控子系統(tǒng):測(cè)試監(jiān)控子系統(tǒng)可以分布在任意測(cè)試監(jiān)控點(diǎn),負(fù)責(zé)采集監(jiān)控系統(tǒng)所要監(jiān)測(cè)的內(nèi)容,同時(shí)能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)按照設(shè)計(jì)的協(xié)議通過(guò)短消息的方式發(fā)送到監(jiān)控中心。終端監(jiān)控子系統(tǒng)由GSM模塊和測(cè)試控制兩部分組成,用于測(cè)試移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在固定點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的相關(guān)參數(shù),同時(shí)可以使用短消息的方式將數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到監(jiān)控中心。本系統(tǒng)中是采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
(2)移動(dòng)短消息服務(wù)中心:完成系統(tǒng)中終端監(jiān)控子系統(tǒng)和監(jiān)控中心的短消息互發(fā)功能。
(3)監(jiān)控中心:通過(guò)短消息的方式和各個(gè)終端監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,從而設(shè)置終端監(jiān)測(cè)儀的工作參數(shù)和控制它們采集數(shù)據(jù)。同時(shí)監(jiān)測(cè)中心軟件系統(tǒng)可以分析處理終端監(jiān)控子系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù),為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作人員提供查詢和報(bào)表功能。所以監(jiān)控中心必須設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套獨(dú)立的軟件系統(tǒng)。
3 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
3.1 監(jiān)控平臺(tái)中的硬件設(shè)計(jì)分析
本系統(tǒng)的硬件核心設(shè)備由放置在基站或者直放站(主要)附近的監(jiān)控點(diǎn)組成,它們通過(guò)服務(wù)器端的終端進(jìn)行撥測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)終端系統(tǒng)由手機(jī)終端和控制系統(tǒng)兩部分組成,該終端系統(tǒng)接收服務(wù)器命令,進(jìn)行業(yè)務(wù)測(cè)試,并將測(cè)試結(jié)果以短信方式發(fā)送至服務(wù)器控制終端以備查詢。
監(jiān)控系統(tǒng)的硬件主要使用兩套終端設(shè)備,終端設(shè)備由手機(jī)終端和終端控制系統(tǒng)構(gòu)成:一套是安置在監(jiān)控主服務(wù)器端的控制終端系統(tǒng),負(fù)責(zé)發(fā)送測(cè)試命令和測(cè)試數(shù)據(jù)的接收,并將數(shù)據(jù)傳遞到監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)器;另一套是安置在監(jiān)測(cè),該終端接收服務(wù)器命令,進(jìn)行業(yè)務(wù)測(cè)試,并將測(cè)試結(jié)果以短信的方式發(fā)送至控制終端。這兩套系統(tǒng)在硬件方面都是相同的,只是在具體的控制程序上有所不同。
3.2 監(jiān)控平臺(tái)中的軟件設(shè)計(jì)分析
移動(dòng)業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)的總原則是:在不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行或者降低原網(wǎng)絡(luò)的性能和安全性的前提下,進(jìn)行分層次,模塊化設(shè)計(jì),不僅可以集中操作維護(hù),而且可以靈活的升級(jí)和擴(kuò)展。下面以網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的主要構(gòu)成:監(jiān)控主服務(wù)器、監(jiān)控從服務(wù)器和DB服務(wù)器為例進(jìn)行說(shuō)明分析。
(1)監(jiān)控主服務(wù)器
它是監(jiān)控系統(tǒng)的核心所在。完成監(jiān)控系統(tǒng)的所有功能,包括:用戶的管理策略、監(jiān)控系統(tǒng)的接口配置(055接口、DB服務(wù)器、從服務(wù)器、監(jiān)測(cè)點(diǎn)、SMS、GPRS)、不同業(yè)務(wù)的處理單元(語(yǔ)音/SMS/GPRS)、信令分析和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)形成模塊、告警信息的處理和生成、數(shù)據(jù)采集分析模塊、平臺(tái)配置模塊和日記文件系統(tǒng)。一個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只能有—個(gè)主服務(wù)器。
(2)監(jiān)控從服務(wù)器
從服務(wù)器是Web Service服務(wù)器。一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)可以有多個(gè)從服務(wù)器組成,根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需要可以增加相應(yīng)的從服務(wù)器來(lái)擴(kuò)充功能。主服務(wù)器和從服務(wù)器直接的通信是通過(guò)基于XML的SOAP(簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議)進(jìn)行通信。它的功能是監(jiān)控任務(wù)的定制和調(diào)度,SMS短信收發(fā)和配置管理。
(3)DB服務(wù)器
當(dāng)今社會(huì),通信網(wǎng)絡(luò)的普及和演進(jìn)讓人們改變了信息溝通的方式,通信網(wǎng)絡(luò)作為信息傳遞的一種主要載體,在推進(jìn)信息化的過(guò)程中與多種社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活有著十分緊密的關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)一方面帶來(lái)了巨大的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,另一方面也意味著巨大的潛在危險(xiǎn)--一旦通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)安全事故,就有可能使成千上萬(wàn)人之間的溝通出現(xiàn)障礙,帶來(lái)社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的無(wú)法預(yù)料的損失。
2
經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),在信息產(chǎn)業(yè)部的指導(dǎo)下,由IEEE主辦,中國(guó)電子學(xué)會(huì)、清華大學(xué)、中國(guó)通信學(xué)會(huì)和北京郵電大學(xué)四家單位共同承辦的“2008世界通信大會(huì)(ICC2008)中國(guó)論壇--網(wǎng)絡(luò)和信息安全分論壇(暨第三屆中國(guó)電信行業(yè)信息安全論壇)”于2008年5月在北京隆重召開(kāi)。大會(huì)主要研討國(guó)際通信技術(shù)和行業(yè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題,促進(jìn)全球?qū)W術(shù)界和工業(yè)界的交流與合作,其中,關(guān)于通信網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)正是其中的一個(gè)討論焦點(diǎn)。
3通信網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)狀
互聯(lián)網(wǎng)與生俱有的開(kāi)放性、交互性和分散性特征使人類所憧憬的信息共享、開(kāi)放、靈活和快速等需求得到滿足。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為信息共享、信息交流、信息服務(wù)創(chuàng)造了理想空間,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,為人類社會(huì)的進(jìn)步提供了巨大推動(dòng)力。然而,正是由于互聯(lián)網(wǎng)的上述特性,產(chǎn)生了許多安全問(wèn)題。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)固有的開(kāi)放性、易損性等特點(diǎn)使其受攻擊不可避免。
計(jì)算機(jī)病毒的層出不窮及其大范圍的惡意傳播,對(duì)當(dāng)今日愈發(fā)展的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)通信安全產(chǎn)生威脅。
現(xiàn)在企業(yè)單位各部門信息傳輸?shù)牡奈锢砻浇椋蟛糠质且揽科胀ㄍㄐ啪€路來(lái)完成的,雖然也有一定的防護(hù)措施和技術(shù),但還是容易被竊取。
通信系統(tǒng)大量使用的是商用軟件,由于商用軟件的源代碼,源程序完全或部分公開(kāi)化,使得這些軟件存在安全問(wèn)題。
4通信網(wǎng)絡(luò)安全分析
針對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)固有的開(kāi)放性等特點(diǎn),加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)管理人員的安全觀念和技術(shù)水平,將固有條件下存在的安全隱患降到最低。安全意識(shí)不強(qiáng),操作技術(shù)不熟練,違反安全保密規(guī)定和操作規(guī)程,如果明密界限不清,密件明發(fā),長(zhǎng)期重復(fù)使用一種密鑰,將導(dǎo)致密碼被破譯,如果下發(fā)口令及密碼后沒(méi)有及時(shí)收回,致使在口令和密碼到期后仍能通過(guò)其進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),將造成系統(tǒng)管理的混亂和漏洞。為防止以上所列情況的發(fā)生,在網(wǎng)絡(luò)管理和使用中,要大力加強(qiáng)管理人員的安全保密意識(shí)。
軟硬件設(shè)施存在安全隱患。為了方便管理,部分軟硬件系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)留有遠(yuǎn)程終端的登錄控制通道,同時(shí)在軟件設(shè)計(jì)時(shí)不可避免的也存在著許多不完善的或是未發(fā)現(xiàn)的漏洞(bug),加上商用軟件源程序完全或部分公開(kāi)化,使得在使用通信網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中,如果沒(méi)有必要的安全等級(jí)鑒別和防護(hù)措施,攻擊者可以利用上述軟硬件的漏洞直接侵入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),破壞或竊取通信信息。
傳輸信道上的安全隱患。如果傳輸信道沒(méi)有相應(yīng)的電磁屏蔽措施,那么在信息傳輸過(guò)程中將會(huì)向外產(chǎn)生電磁輻射,從而使得某些不法分子可以利用專門設(shè)備接收竊取機(jī)密信息。
另外,在通信網(wǎng)建設(shè)和管理上,目前還普遍存在著計(jì)劃性差。審批不嚴(yán)格,標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,建設(shè)質(zhì)量低,維護(hù)管理差,網(wǎng)絡(luò)效率不高,人為因素干擾等問(wèn)題。因此,網(wǎng)絡(luò)安全性應(yīng)引起我們的高度重視。
5通信網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)措施及技術(shù)
當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)功能越來(lái)越強(qiáng)大,在日常生活中占據(jù)了越來(lái)越重要的地位,我們必須采用有效的措施,把網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)降到最低限度。于是,保護(hù)通信網(wǎng)絡(luò)中的硬件、軟件及其數(shù)據(jù)不受偶然或惡意原因而遭到破壞、更改、泄露,保障系統(tǒng)連續(xù)可靠地運(yùn)行,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷,就成為通信網(wǎng)絡(luò)安全的主要內(nèi)容。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)非法入侵的監(jiān)測(cè)、防偽、審查和追蹤,從通信線路的建立到進(jìn)行信息傳輸我們可以運(yùn)用到以下防衛(wèi)措施:“身份鑒別”可以通過(guò)用戶口令和密碼等鑒別方式達(dá)到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)權(quán)限分級(jí),權(quán)限受限用戶在連接過(guò)程中就會(huì)被終止或是部分訪問(wèn)地址被屏蔽,從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)分級(jí)機(jī)制的效果;“網(wǎng)絡(luò)授權(quán)”通過(guò)向終端發(fā)放訪問(wèn)許可證書(shū)防止非授權(quán)用戶訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)資源;“數(shù)據(jù)保護(hù)”利用數(shù)據(jù)加密后的數(shù)據(jù)包發(fā)送與訪問(wèn)的指向性,即便被截獲也會(huì)由于在不同協(xié)議層中加入了不同的加密機(jī)制,將密碼變得幾乎不可破解;“收發(fā)確認(rèn)”用發(fā)送確認(rèn)信息的方式表示對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)和收方接收數(shù)據(jù)的承認(rèn),以避免不承認(rèn)發(fā)送過(guò)的數(shù)據(jù)和不承認(rèn)接受過(guò)數(shù)據(jù)等而引起的爭(zhēng)執(zhí);“保證數(shù)據(jù)的完整性”,一般是通過(guò)數(shù)據(jù)檢查核對(duì)的方式達(dá)成的,數(shù)據(jù)檢查核對(duì)方式通常有兩種,一種是邊發(fā)送接收邊核對(duì)檢查,一種是接收完后進(jìn)行核對(duì)檢查;“業(yè)務(wù)流分析保護(hù)”阻止垃圾信息大量出現(xiàn)造成的擁塞,同時(shí)也使得惡意的網(wǎng)絡(luò)終端無(wú)法從網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流的分析中獲得有關(guān)用戶的信息。
為了實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)上述的種種安全措施,必須有技術(shù)做保證,采用多種安全技術(shù),構(gòu)筑防御系統(tǒng),主要有:
防火墻技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)的對(duì)外接口采用防火墻技術(shù),在網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行訪問(wèn)控制。通過(guò)鑒別,限制,更改跨越防火墻的數(shù)據(jù)流,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù),最大限度地阻止網(wǎng)絡(luò)中的黑客來(lái)訪問(wèn)自己的網(wǎng)絡(luò),防止他們隨意更改、移動(dòng)甚至刪除網(wǎng)絡(luò)上的重要信息。防火墻是一種行之有效且應(yīng)用廣泛的網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制,防止Internet上的不安全因素蔓延到局域網(wǎng)內(nèi)部,所以,防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全的重要一環(huán)。
入侵檢測(cè)技術(shù)。防火墻保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不受外部網(wǎng)絡(luò)的攻擊,但它對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的一些非法活動(dòng)的監(jiān)控不夠完善,IDS(入侵檢測(cè)系統(tǒng))是防火墻的合理補(bǔ)充,它積極主動(dòng)地提供了對(duì)內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作的實(shí)時(shí)保護(hù),在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受到危害之前攔截和響應(yīng)入侵,提高了信息安全性。
網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)。加密技術(shù)的作用就是防止公用或私有化信息在網(wǎng)絡(luò)上被攔截和竊取,是網(wǎng)絡(luò)安全的核心。采用網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù),對(duì)公網(wǎng)中傳輸?shù)腎P包進(jìn)行加密和封裝實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋C苄?、完整性,它可解決網(wǎng)絡(luò)在公網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詥?wèn)題也可解決遠(yuǎn)程用戶訪問(wèn)內(nèi)網(wǎng)的安全問(wèn)題。
身份認(rèn)證技術(shù)。提供基于身份的認(rèn)證,在各種認(rèn)證機(jī)制中可選擇使用。通過(guò)身份認(rèn)證技術(shù)可以保障信息的機(jī)密性、完整性、不可否認(rèn)性及可控性等功能特性。
虛擬專用網(wǎng)(VPN)技術(shù)。通過(guò)一個(gè)公用網(wǎng)(一般是因特網(wǎng))建立一個(gè)臨時(shí)的、安全的連接,是一條穿過(guò)混亂的公用網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定的隧道。它通過(guò)安全的數(shù)據(jù)通道將遠(yuǎn)程用戶、公司分支機(jī)構(gòu)、公司業(yè)務(wù)伙伴等跟公司的內(nèi)網(wǎng)連接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)擴(kuò)展的公司企業(yè)網(wǎng)。在該網(wǎng)中的主機(jī)將不會(huì)覺(jué)察到公共網(wǎng)絡(luò)的存在,仿佛所有的機(jī)器都處于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中。
漏洞掃描技術(shù)。面對(duì)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和不斷變化的情況,僅依靠網(wǎng)絡(luò)管理員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)尋找安全漏洞、做出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,顯然是不夠的,我們必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安全掃描工具,利用優(yōu)化系統(tǒng)配置和打補(bǔ)丁等各種方式最大可能地彌補(bǔ)最新的安全漏洞和消除安全隱患。在要求安全程度不高的情況下,可以利用各種黑客工具,對(duì)網(wǎng)絡(luò)模擬攻擊從而暴露出網(wǎng)絡(luò)的漏洞。
結(jié)束語(yǔ)
目前解決網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題的大部分技術(shù)是存在的,但是隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能的要求愈加苛刻,這就決定了通信網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)持久的課題。我們必須適應(yīng)社會(huì),不斷提高技術(shù)水平,以保證網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)的順利進(jìn)行。
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1 引言
時(shí)代在發(fā)展,科技在發(fā)展,越來(lái)越多的人擁有私家車,他們對(duì)車的安全狀況很重視.因?yàn)槭瞧匠H?,所以?duì)自己車的行蹤需要一個(gè)很形象的認(rèn)識(shí),所以就要對(duì)移動(dòng)圖象形象化,具體化,并且對(duì)汽車各項(xiàng)指標(biāo)都要有一個(gè)安全報(bào)警系統(tǒng).車內(nèi)儀表盤對(duì)汽車運(yùn)行狀況都需要一目了然.我說(shuō)的僅僅是其中一個(gè)例子.這種移動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)控是一個(gè)系統(tǒng),它稱做基于GSM的移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng).通過(guò)這個(gè)系統(tǒng),能讓我們一直監(jiān)控著移動(dòng)目標(biāo)的行駛狀況,并且移動(dòng)目標(biāo)也可以通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)對(duì)總部查詢各項(xiàng)信息,比如:路況、天氣等一系列信息,此外還可以需求幫助.GPS技術(shù)進(jìn)入實(shí)用階段是在上世紀(jì)90年代,但因?yàn)闊o(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的普及程度的限制,從而制約了GPS的發(fā)展,使其并沒(méi)有多大發(fā)展.但是步入了21世紀(jì),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展,GPS技術(shù)的更加成熟,使GPS普及化程度進(jìn)一步擴(kuò)大,隨著人們對(duì)這一技術(shù)的關(guān)注,我認(rèn)為這方面的市場(chǎng)潛力是巨大的.
GSM的移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)關(guān)鍵的要素是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GPS技術(shù),GPS接收機(jī)體積已經(jīng)進(jìn)化的很小,串口數(shù)在增加,接口技術(shù)也是多樣化.而無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)更是呈多樣話發(fā)展,這里我就不詳細(xì)闡述了.
2 網(wǎng)絡(luò)的選擇
無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)應(yīng)用的平臺(tái),具體可分為無(wú)線專用網(wǎng)絡(luò)和普通公用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)兩類.衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線專用網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是其中常見(jiàn)的形式.后面我會(huì)一一介紹.
2.1 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。到現(xiàn)在,衛(wèi)星通信即將進(jìn)入個(gè)人通信時(shí)代。它的特點(diǎn)是衛(wèi)星終端將到達(dá)個(gè)人的手中演變成手持話。全球移動(dòng)電話就是一個(gè)例子。所謂個(gè)人通信,是指移動(dòng)通信的進(jìn)一步發(fā)展,最終是面向個(gè)人的通信,國(guó)際電聯(lián)稱為通用個(gè)人通信(UPT),在美國(guó)稱為個(gè)人通信業(yè)務(wù):任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以與其他任何能聯(lián)系的到的人進(jìn)行任何方式的交換信息。所以只有利用衛(wèi)星覆蓋面廣的特點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)。通過(guò)天上的衛(wèi)星系統(tǒng)與地面的通信系統(tǒng)的結(jié)合,才能實(shí)現(xiàn)名副其實(shí)的全球個(gè)人通信。衛(wèi)星通信有靜止軌道衛(wèi)星通信、中軌道衛(wèi)星通信、低軌道衛(wèi)星通信3種。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是:通信范圍大;只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內(nèi),從任何兩點(diǎn)之間都可進(jìn)行通信;不易受陸地災(zāi)害的影響(可靠性高);只要設(shè)置地球站電路即可開(kāi)通(開(kāi)通電路迅速);同時(shí)可在多處接收,能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)廣播、多址通信(多址特點(diǎn));電路設(shè)置非常靈活,可隨時(shí)分散過(guò)于集中的話務(wù)量;同一信道可用于不同方向或不同區(qū)間(多址聯(lián)接)。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是覆蓋面積大,可以做到全球通,而且對(duì)氣候和傳輸距離不敏感。缺點(diǎn)是系統(tǒng)終端設(shè)備復(fù)雜,費(fèi)用較高,不利于普及。
2.2 無(wú)線專用網(wǎng)絡(luò)。專門為移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)建設(shè)的無(wú)線通信網(wǎng)我們稱之為無(wú)線專用網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)系統(tǒng)有自己的監(jiān)控平臺(tái)、基站及交換中心。優(yōu)點(diǎn)在于能靈活運(yùn)用不易被破壞,還具有移動(dòng)性能。缺點(diǎn)在于基礎(chǔ)建設(shè)資金較高,傳播面積具有局限性。
2.3 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò))。進(jìn)入21世紀(jì)后,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)得到高速發(fā)展。手機(jī)的普及便是一個(gè)特征。移動(dòng)通信網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)從模擬網(wǎng)向數(shù)字網(wǎng)的轉(zhuǎn)換。國(guó)內(nèi)3G還在開(kāi)發(fā)普及階段,而在日本現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(4G)。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了從模擬的AMPS網(wǎng)發(fā)展到數(shù)字蜂窩GSM網(wǎng),再到CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)。移動(dòng)通信網(wǎng)可以分為三個(gè)層次:語(yǔ)音;數(shù)據(jù);視頻和多媒體。普通老百姓接觸的比較多的是后兩個(gè)層次,即視頻和多媒體。比如:短信、圖像、電子郵件、文件、圖像傳真、瀏覽網(wǎng)頁(yè)等。它的優(yōu)點(diǎn)在于覆蓋面積大,組網(wǎng)費(fèi)用低。但是缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速率較低,這大大的限制了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。如果想要提高數(shù)據(jù)傳輸速率,就需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造了。
當(dāng)然除了以上這幾種通信網(wǎng)絡(luò),還有其他的通信網(wǎng)絡(luò)。這里就不展開(kāi)一一闡述了。
3 移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)---基于GSM
通過(guò)比較,很顯然移動(dòng)通信是目前最佳的選擇方案。3G,即第三代移動(dòng)通信網(wǎng)CDMA具有優(yōu)勢(shì):數(shù)據(jù)傳輸能力強(qiáng)。但是目前還處于實(shí)踐階段,而GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)非常普及,市場(chǎng)應(yīng)用廣泛,覆蓋面積大,在技術(shù)上也是最成熟的。所以,利用GSM移動(dòng)通信網(wǎng)建設(shè)移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)是當(dāng)前比較合理的選擇。通過(guò)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)傳輸監(jiān)控定位數(shù)據(jù)可以有3種方法:利用話音通道傳輸、利用SMS(短消息業(yè)務(wù))傳輸、利用改進(jìn)的GSM的高速數(shù)據(jù)通道傳輸。
3.1利用GSM的話音通道通信的設(shè)計(jì)方法。利用GSM的話音通道傳輸數(shù)據(jù)現(xiàn)在比較普遍,利用在接收端與發(fā)送端安裝MODEN調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。與之而來(lái)的麻煩就來(lái)了,裝了MODEN是需要撥號(hào)的,并且建立連接的時(shí)間是比較長(zhǎng)的,基本上是10S左右,網(wǎng)絡(luò)較差的話是有可能連接不上的,而且通信費(fèi)用比較高。優(yōu)點(diǎn)在則在于技術(shù)成熟,應(yīng)用范圍廣。只需在GSM網(wǎng)范圍內(nèi)都可以使用。具體流程如下:GPS接收機(jī)——數(shù)據(jù)接口——MODEN——GSM手機(jī)——GSM網(wǎng)——中繼線路——MODEN——監(jiān)控中心。GPS接收機(jī)在這里發(fā)揮著重要的作用,包括:攝像頭影象數(shù)據(jù)的采集與傳輸;麥克風(fēng)語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采集與傳輸;報(bào)警設(shè)備提供的警報(bào)信息等等。這些數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)借口由MODEN進(jìn)行調(diào)制后由GSM手機(jī)發(fā)向GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控中心獲得數(shù)據(jù)信息后可進(jìn)行一系列的操作。這里的中繼線路可以為電話線、光纖或微波。從GSM手機(jī)開(kāi)始到GPS接收機(jī)我們稱之為移動(dòng)終端(后面我將用移動(dòng)終端開(kāi)簡(jiǎn)化)。通過(guò)流程圖我們可以看出理論上講移動(dòng)終端是可以隨意添加的。現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用在銀行、商場(chǎng)、家庭的監(jiān)控。
3.2利用GSM的SMS通信的設(shè)計(jì)方法。SMS是大家所熟知的短消息業(yè)務(wù),是用控制信道傳輸數(shù)據(jù)的,并且支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)和通過(guò)短消息來(lái)廣播的一項(xiàng)服務(wù)。用這種方式設(shè)計(jì)的移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)。流程圖如下:移動(dòng)終端——GSM網(wǎng)絡(luò)——短消息業(yè)務(wù)中心——中繼線路——監(jiān)控中心。從流程我們可以看出移動(dòng)終端發(fā)出的數(shù)據(jù)全是短消息,而SMS的中繼線路可以是DDN。監(jiān)控中心從短消息業(yè)務(wù)中心來(lái)獲取數(shù)據(jù)具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):(1)數(shù)據(jù)傳輸速率快,信道建立的時(shí)間短。(2)不會(huì)占用話音信道,從而不會(huì)影響通話,通話時(shí)也不會(huì)影響數(shù)據(jù)的傳輸。(3)正是由于它不占用話音信道,所以它的通信費(fèi)用是比較低的。(4)利用短消息廣播業(yè)務(wù),可以提供多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送。(5)系統(tǒng)擴(kuò)容方便。但是,目前控制信道的傳輸速率為781Kb/s,可見(jiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率不見(jiàn)的有多快,而且大家在發(fā)短信的時(shí)候也會(huì)發(fā)現(xiàn):如果短信字?jǐn)?shù)比較多,發(fā)出去的時(shí)候要分兩次發(fā)甚至是三次。其實(shí)SMS是有信息長(zhǎng)度限制的。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信息長(zhǎng)度為140B,而消息廣播業(yè)務(wù)信息長(zhǎng)度為82B。它的缺點(diǎn)就顯現(xiàn)出來(lái)了:數(shù)據(jù)傳輸慢且數(shù)據(jù)長(zhǎng)度受限制。
3.3 利用GSM的高速數(shù)據(jù)通道通信的設(shè)計(jì)方法。上面兩種方法有一個(gè)共同的特點(diǎn):慢。數(shù)據(jù)速率都比較慢,只能用于GPS數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等一些較短的數(shù)據(jù)服務(wù)。如果想要傳輸圖象信息就比較困難了。新的技術(shù)也隨之而來(lái)——GRPS(通用分組無(wú)線服務(wù))。顧名思義,它是通過(guò)在原來(lái)的GSM網(wǎng)上加上協(xié)議關(guān)口和改動(dòng)少兩設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。目前它可以提供高達(dá)115。2Kb/S的數(shù)據(jù)傳輸速率,它支持X.25,TCP/IP等協(xié)議。國(guó)內(nèi)外多家大公司都在加緊研究開(kāi)發(fā)GRPS功能。此外還有一種技術(shù)EDGE(增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率),它可以支持384Kb/s的數(shù)據(jù)速率,但目前仍不成熟。 轉(zhuǎn)貼于
4 移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能
本系統(tǒng)具有以下幾個(gè)功能:
(1)移動(dòng)目標(biāo)定位功能 監(jiān)控中心可以通過(guò)終端發(fā)送的GPS信息對(duì)監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤定位,并可以從先前采集的資料可以得知目標(biāo)的相關(guān)資料,如:行駛速度、運(yùn)行狀態(tài)、車牌號(hào)碼、行駛?cè)思捌渥≈返鹊取?/p>
(2)指揮調(diào)度功能 許多出租車公司采用此系統(tǒng)時(shí)這個(gè)功能應(yīng)用的最廣泛也最方便,司機(jī)及乘客提供各行駛路線的路況、等候人數(shù)、定車地點(diǎn)等一系列信息給總部,總部分析信息進(jìn)行一系列行之有效的指揮和調(diào)度。
(3)報(bào)警功能 舉幾個(gè)例子:移動(dòng)終端發(fā)出的報(bào)警可分為自動(dòng)報(bào)警和主動(dòng)報(bào)警。比如一輛出租車如果漏油了,那么系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。如在車?yán)镉龅浇俜肆?,你可以按緊急狀態(tài)鍵進(jìn)行主動(dòng)報(bào)警,那么公安、交警部門就能監(jiān)控你的車子,在沿路設(shè)卡,布置警力進(jìn)行援救。
(4)視頻監(jiān)控功能 如果一些公共場(chǎng)所加裝了攝象頭,比如:銀行、車站、酒店等地方實(shí)行監(jiān)控。能有效的抑制一些犯罪行為的發(fā)生,一旦發(fā)生了也能通過(guò)錄象來(lái)協(xié)助偵察、破案。
(5)導(dǎo)向功能 在車?yán)锇惭bGIS系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)車輛的自我導(dǎo)向,不會(huì)迷路。還可以全國(guó)漫游。
(6)通話功能 當(dāng)采用SMS或傳輸64數(shù)據(jù)時(shí),因?yàn)樗奶匦裕遣粫?huì)影響通話的,此外移動(dòng)終端還有正常的GSM數(shù)字電話的功能。
(7)歷史資料共享查詢功能 用戶可以從監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫(kù)里查詢各項(xiàng)數(shù)據(jù),從而大大方便了用戶。比如即將到達(dá)城市的停車位、住宿情況、旅游項(xiàng)目等等
根據(jù)用戶的不同要求,系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目可以是多種多樣,小到監(jiān)控氣溫變化,大到監(jiān)控整座城市設(shè)置電子警察。一些業(yè)務(wù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行添加或者刪除,具有靈活行。
5 結(jié)語(yǔ)
隨著國(guó)人對(duì)自身安全越來(lái)越重視,移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)在我國(guó)進(jìn)入了起步階段,因此具有很大的市場(chǎng)潛能。全國(guó)各大城市建立了電子警察系統(tǒng)、公交車到站時(shí)間監(jiān)控系統(tǒng)、交警路面交通實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)等。無(wú)不告訴我們移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)的重要性。
此外,國(guó)內(nèi)剛剛興起的移動(dòng)監(jiān)控定位系統(tǒng)還存在很多缺陷,比如杭州的公交車到站時(shí)間提示系統(tǒng)就不是那么準(zhǔn)。許多公司提供的GPS接收機(jī)、GSM/GPS一體機(jī)、GIS系統(tǒng)都不怎么成熟。數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一,資源不能共享,不同機(jī)器不兼容等一系列問(wèn)題還有待于我們進(jìn)行完善和改進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
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0 引言
隨著全球范圍內(nèi)智能電網(wǎng)建設(shè)正逐步展開(kāi),用戶端是智能電網(wǎng)重要組成部分,用戶端的核心內(nèi)容包括智能配電與能量管理、智能電器、用電安全、電力計(jì)量等多個(gè)方面。目前能量管理系統(tǒng)都會(huì)考慮采用多種通信技術(shù)混合組網(wǎng)的方式,以克服現(xiàn)有技術(shù)固有的一些不足,從而達(dá)到滿足系統(tǒng)性能和投資回報(bào)的要求。目前工業(yè)以太網(wǎng)、電力線載波及無(wú)線短距離通信被認(rèn)為是AMR自動(dòng)抄表系統(tǒng)可用的解決方案。其中無(wú)線短距離通信是一個(gè)很好的本地通信網(wǎng)絡(luò)的解決方案,工業(yè)以太網(wǎng)、GPRS及CDMA等遠(yuǎn)距離通信可以作為遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò),以這樣方式的混合組網(wǎng)被公認(rèn)為一種很好的解決方案。隨著一種新興的短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ZigBee技術(shù)的興起,基于ZigBee技術(shù)的本地?zé)o線自動(dòng)抄表系統(tǒng)成為了一個(gè)熱點(diǎn)。本文主要介紹了一款基于ZigBee技術(shù)無(wú)線模塊的設(shè)計(jì)及其在ZigBee無(wú)線自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用。
1 ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)
ZigBee無(wú)線技術(shù)的特點(diǎn)是低耗電、低成本、低數(shù)據(jù)速率、短距離、通信可靠性高。它的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕С?種自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型,即星型結(jié)構(gòu)(Star)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和樹(shù)型結(jié)構(gòu)(Cluster Tree),特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性。這使ZigBee技術(shù)在低耗電、低成本、低數(shù)據(jù)速率、可靠性強(qiáng)的無(wú)線抄表系統(tǒng)中發(fā)揮巨大的作用。
2 ZigBee無(wú)線模塊的設(shè)計(jì)
本文設(shè)計(jì)的ZigBee無(wú)線模塊采用導(dǎo)軌式安裝的安裝方式,可以方便地安裝在35mm的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上,這使模塊能靈活的安裝在各類配電箱、配電柜中。其外觀側(cè)視圖如圖1所示。ZigBee無(wú)線模塊的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
表1 ZigBee無(wú)線模塊的技術(shù)指標(biāo)
ZIGBEE采集器
ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端
無(wú)線
頻率范圍
2.41GHz~2.48GHz
RF信道
16
接收靈敏度
-94dbm
發(fā)射功率
-27dbm~25dbm
天 線
外置SMA天線
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>
網(wǎng)狀
尋址方式
IEEE802.15.4/ZIGBEE標(biāo)準(zhǔn)地址
網(wǎng)絡(luò)容量
最大255個(gè)節(jié)點(diǎn)
通信接口
通信接口
RS485
工業(yè)以太網(wǎng)
波特率