通信网的定义范例6篇

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通信网的定义

通信网的定义范文1

[关键词]移动;通信网络;移动台定位技术

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.20.101

[中图分类号]TN929.5 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2016)20-0-02

0 引 言

现阶段,我国移动通信技术取得了快速的发展,无线定位技术逐渐地被更多人所关注。在移动通信网络快速发展的过程中,其数据业务以及增值业务逐渐的丰富,而移动定位正是移动通信网络增值业务中的一种。在移动定位出现时,很多学者都将此技术称为是通信领域中对通信方式最大的改革。现阶段移,动通信业务的用户中,使用移动定位增值业务的用户数量列居前三,要比使用移动银行、E-mail等业务的用户多很多。所以,移动定位技术已经发展成了移动通信网络中非常关键的支撑技术。

1 移动通信网络中的定位技术

1.1 场强定位技术

场强定位技术是依照移动台所收到的通信信号强度,和其距离信号发射基站的距离值呈现反比例关联,对移动台接收到的通信信号场强进行测试,得出相应的场强值,再结合已知的通信信号衰落函数和基站发射通信信号的强度大小,就能够算得发射信号与接收信号两点的距离值。而经过对不同距离测量数值大小,就能够算出移动台所处坐标。采用此项技术手段,其核心是怎样构建可以较为精准的计算出位于信号传播距离之内的信号衰落函数,此项工作在现实的应用中非常的困难。并且,因为小区设置的通信基站具有扇形特征,通信信号发射天线通常会存在一定的倾斜,并且基站天线通信系统也会进行调整,加之基站周围的环境、车辆等多种因素均能影响到移动台定位的精确性。移动通信过程中,电波的传播过程是非常复杂的,因此采用场强定位技术所具有的精确度会受多方面因素的影响,使其使用具有较大的局限性。不过,场强定位技术相对操作便捷、易于实现,如果定位的精确性没有较高的要求,则可以采用此种定位技术。而为了使场强定位技术拥有更优良的性能,目前逐渐的探讨利用射线跟踪的手段,以使移动台定位的精确性得到提升。

1.2 基于电波传播时间和传播时间差的定位法

此种定位技术是依托于移动通信网络的天线定位系统,在移动台定位应用中最为广泛,此技术测量通信信号由被定位移动台发出在直线传播的情况下传输到相应基站所需的时间值,依照电波所拥有的传输速率大小,能够计算出移动台和相应基站所具有距离值。移动台则以基站为圆心,以相应电波传输距离值为半径的圆上。而经由不同的基站对以上过程多此测量,可得到以不同移动台为圆心的圆。而不同圆的交点(三个圆以上)则是移动台所在的二维空间位置,如图1所示。此技术需要相应的基站可以获取到移动台发射通信信号的时间点,同时也需要基站设置精度较高的时钟,这样才可以使测量数据更加精准。此后,又逐渐发展了基于传播时间差的定位技术。利用移动台发出的通信信号到达两不同基站所具有的时间差来完成定位,如此便对时间同步的要求降低很多。

1.3 基于电波入射角(AOA)的定位法

电波入射角定位技术是通过基站中设置的阵列天线,并测量不同天线接收通信信号的入射角大小,建立移动台和基站之间的径向连线,而不同径向连线交叉的位置则是移动台所在的坐标位置,如图2所示。因为两个直线发生交叉时,仅有一个交点位置。所以,采用此种定位技术时相对精准。此定位技术要求相应的基站中要设置4~12组天线阵列,并且天线阵列要求同时工作,以测量出从移动台所发出通信信号到基站天线位置的角度值。不过,当基站和移动台之间的距离很远时,对信号进行角度测量,很小的误差就极可能使定位变得不精准。

1.4 混合定位技术

混合定位技术把两种或者多种移动台定位技术结合在一起,从而增加了定位的准确度,一般是通过A-GPS与其他定位技术相结合的方式。在站点密度不高区域,网络通信性能和服务相对较差,不过GPS接收的信号却相对要好。而在密集的市中区,GPS无法接受较多的信号,但用户能够接受多个基站的信号。所以,A-GPS和其他定位技术相互结合后,能够将信号盲区更好的覆盖,提升定位的准确性。

2 移动定位的应用

2.1 安全方面的应用:紧急救援和求助

人们的活动范围逐步的扩大,使安全威胁问题也更为突出。所以,当遇到危险时,救援变得非常关键。当用户使用的手机具有移动定位功能,用户拨打求救电话时,移动通信网络会把用户所占的位置以及通话信息同时发送至救援中心,这样就可以确保救援人员可以更加快速、精确地进行救援任务,使救援工作的成功概率极大提升。

2.2 追踪方面的应用:汽车导航、车辆追踪

随着城镇化进程不断加快,城市中的人口密度急剧增加,城市交通压力也尤为突显。随之,对车辆导航的功能及性能要求也不断提高。所以,城市逐步的开发了智能交通系统。在智能交通系统中,车辆定位技术是整个系统的关键。利用此项技术,可以实现对交通的动态管理、定位导航、车辆追踪以及交通调度等功能。通过定位技术,把定位通信以及信息处理等有机地融合在一起,使信息的覆盖与管理更加的具有优势。

2.3 计费方面的应用:基于位置和事件的计费系统

目前移动通信网络运营企业为了拓宽自身的业务、吸纳更多的用户,逐步开展了基于用户位置的计费体系。现阶段,计费系统一般采取两种收费方式:其一,依照使用频率进行收费;其二,是依照使用的时段进行收费。而移动网络定位业务不断发展过程中,使收费的标准又有增加,即依照使用位置进行收费。用户在家中或办公区域进行通话,由于不具有较大的移动性,相应的收费标准较低。在特定的区域中进行通话,收费的标准会稍高。用户如果处于漫游状态时,需收取相对高的费用。

2.4 其他方面的应用:移动黄页查询、防止手机被盗打

通过互联网和移动定位的有机结合,能够很好地完成移动黄页查询。移动通信网络可以随时对用户位置进行定位,再依照互联网中包含的信息数据,筛选出用户位置周围的相关数据信息,并将这些信息提供给用户,用户可以实时进行查询。而当移动通信公司发现用户电话被盗打之后,在不禁止通话功能的基础上,可以通过无线网络来收集盗打电话的时间及位置,让司法部门的执法工作拥有更直接的证据,避免用户遭受较大的经济损失。

3 结 语

用户对移动定位业务的需求数量不断增加,使无线定位技术所发挥的作用越来越凸显。移动台定位技术不仅能提供定位服务,同时也可以对通信网络的维护及管理起到很好的辅助作用。人们能预见,在未来移动通信网络定位技术定会得到快速的发展。

主要参考文献

[1]殷燕南.移动通信系统中的无线定位技术及其应用[J].科技与创新,2016(3).

通信网的定义范文2

【 关键词 】 空管通信;可靠性;备份体系;管理方法

The Research of Air Traffic Communication Net

Pan Cheng Han Xuan-zong

(Airport NO.1, Nanming Distinct GuizhouGuiyang 550012)

【 Abstract 】 The factors affect the reliability of air traffic control communications systems run analysis, from the perspective of the air traffic control communications network characteristics, the ideas and methods of the air traffic control communication system reliability.And civil aviation communications network, for example, the structure of the communication network backup system, evaluation methods, steps and reliability management ideas.

【 Keywords 】 ATC communications;reliability;backup system;management system

0 引言

通信网络就用途而言,主要分为专用通信网(专网)和公用通信网(公网)两类,专网作为公网的一种补充,它主要指在一些行业、部门或单位内部,为满足其进行组织管理、安全生产、调度指挥等需要所建设的通信网络。全国各类专网有100多个,除铁路、电力、石油、公路等大型专网为自建线路外,大多数专网为租用公网线路构建。大型专网均建立了专业管理,小型专网多为附属管理,主干线路采用租用运营商线路的方式进行解决。民航空管专网属于小型专用通信网络,含自建部分线路。

在民航空管通信传输领域,由于其固有的生死攸关行业特性,对于通信网络的传输可靠性提出了更多的要求,传输网络的可靠性既需要体现出通用传输手段的层面,也需要针对民航空管行业独特的需求进行相应的改进。

1 通信网络可靠性定义

1.1 通信网络可靠性定义

国标对产品的可靠性定义:产品在规定的条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。通信网络作为一个整体性的系统,它具有自身固有的特性,网络的可靠性可以对其下的定义:通信网在实际连续运行过程中完成用户的正常通信需求的能力。对一网络的可靠性,更偏重于从用户角度出发评判通信效果。

1.2 通信系统可靠性指标

通信系统可靠性是指在人为或非人为的外来破坏以及内在老化的作用下,网络在规定条件下、规定时间内的生存能力。无论是在网络的规划设计还是运行维护阶段,可靠性都是一个重要的技术性能指标。

抗毁性和生存性是最早提出的两个与可靠性相关的网络可靠性指标。网络的抗毁性表征了网络系统在人为作用下网络的可靠性。网络的生存性一般用连通概率表示。后期伴随着通信行业的发展,有效性指标也越来越重要的体现在网络传输网的构建过程当中,网络的有效性是一个基于网络性能的可靠性指标,表征了网络系统在网络部件失效条件下满足通讯性能要求的程度。现阶段对抗毁性、生存性和有效性的研究,主要集中于对于特性的研究,而解决这三大特性所面临的问题的主要手段则主要为构建冗余系统、备份系统等。

通信系统可靠性评估,通常采用平均故障间隔时间MTBF(Mean Time Between Failure)、平均运行(无故障)时间MTTF(Mean Time to Failure)、平均修复时间MTTR(Mean Time to Restore)以及可用度A、不可用度U 来衡量,其关系为:

MTBFi=MTTFi+MTTRi

Ai=MTTFi / MTBFi

?滋i=MTTRi / MTBFi

为切实保障通信网络的可靠性,通常通过构建冗余系统和独立备份系统的方式对通信网络进行保障,但构建中仍存在着一系列的问题亟待解决,诸如采取何种指标对冗余和备份系统进行构建,进行评估等,都是亟待解决的问题,也是本文的关注点所在。

1.3 影响通信网络可靠性因素

通信网是由传输、交换、终端设施和信令过程、协议以及相应的运行支撑系统组成的复杂综合系统, 影响其安全的因素很多。具体可分为内部因素和外部因素。

外部因素:通信设备和通信网所依存的环境条件, 可以进一步区分为可控因素和不可控因素: 可控因素指设备的工作条件(如温度、湿度、供电、防震和防尘等);不可控因素指影响通信设备和网络正常运行的一些外部事件(包括自然灾害、人为故障和突发事件等)。

内部因素:设备可靠性、网络工程设计、组织和维护管理等。

2 民航空管通信网络特性分析

通信网的定义范文3

关键词:网络管理;通信监控;信息数据库

中图分类号:TN915.853 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2012)03-0032-02

1 通信监控功能分析

通信网络的安全是保证通信网络正常工作、提供服务的重要基础系统,而网络安全则涵盖了多种需求与多层保护,需要解决多领域问题。因此一种规范化、思路清晰的控制方法是保证通信网络安全的重要基础,并以此解决层次性与多样性的问题。针对这样的需求,通信监控系统功能就需要为客户创造一个相对安全的空间环境,即利用一个维度的映射来针对某类问题的安全需求,用空间中的映射点来针对某一个安全规则;用空间中的点集与子空间来映射用户的安全规则集合。此种思路就是从安全空间的角度出发,定义一个相对完善且易于扩展的安全体系,构成一个涵盖用户与内容相对安全的不同层次上的安全性定义接口。并具备以下功能:对访问者进行归类处理,将某些特定的IP归结起来,定义统一的安全规则;在安全监控中应考虑到对时间的限定,即对多级的时间单位进行规则定义;传输文件的结构体变量定义应涵盖所有的文件。

2 INMS数据库构成与管理模式

所谓的INMS就是管理信息数据库,是建立在大型的商务数据库的基础上的,利用商用数据的性价比优势和其可靠性,保证网络管理监控系统处在较高的水平上。INMS本身没有直接采用关系表的措施,而是以关系表为基础建立一个面对数据管理的模式,以此为通信网络提供一个智能化信息管理库,此管理库包括:管理信息树方式的对象组织结构、互分方式的对象标识系统、对象关系、系统对象属性、对象应用信息等。对象信息树描述的是关于管理对象的组成、分类、结构的内容。通过信息树可以方便的对属性进行调用,对象的名称、编号等数据将一目了然。通信网络中对象为通信设备,则可以对设备的组成参数、结构等信息通过信息树的形式描述出来。对象如果为电路、网络等逻辑网元,则可以进一步描述其组成。此时INMS就可将通信网络中的单元数据组织起来并实现系统化管理,这就形成了一个对象数据库。

MIB数据管理形式实现了多种类型的对象之间的关系管理,如:继承、派生、包含、复接、备份、对象与对象之间的关系等,实现了对网络单元的组织,可以很好的描述通信网络中各种物理单元与逻辑单元。利用MIB可以对管理对象的编号进行分点的长度扩充,这种方式的标示与信息树相互结合,这样就可以保证整个管理系统的扩展性。

3 通信监控系统功能的实用化与INMS的应用

3.1 监控系统实用化

在通信监控系统中如果设备不能百分百的完成任务,则监控系统就会认为设备处于故障状态。如果业务模块不能完成,其业务模块故障。如果业务模块之间存在互为备份的关系,其中任何一个设备故障都不能影响设备的功能性,只有当所有的模块都出现故障时才能影响业务功能实现,因此,可以利用系统备份的关系来计算与分析网络状态,此时就会形成一个特定的模式,即设备处于没有故障但是某些业务模块则处于故障状态,此时就需要对故障进行检测与分析。

系统对对象应进行分区,否则在计算与分析的时候就会出现错误。实现分区定义的方法有两种,基本业务对象与综合业务对象,所有基本业务模块都是从基本业务对象派生,所有综合业务模块都是从综合业务对象派生。典型的E1端口作为基本业务模块,E1卡是综合模块。网络管理服务器在计算故障状态时对基本业务与综合业务模块采用不同的计算方式,对基本业务模块故障状态利用人工与设备进行设置;综合业务模块的故障状态则是计算得出,计算的准则为累加子对象的当前故障业务数量,得到其自身的当前故障业务数量值,如果此时为零,则没有故障,否则为故障;另外也可设置一个综合业务模块的故障状态为故障,将此作为遍历综合业务模块为根的子树,设置每一个基本业务模块的故障为“故障”,然后从下而上的推算这个系统的对象树的状态。这就使得通信监控系统的功能得以进入到实用化。

3.2 INMS监控的应用

系统建模,主要创建的是对象的分类、对象类的组成、结构以及对象的属性与数据类型。MIB提供的是对象的继承,各种对象都可看作是一对象继承相同的属性。这样对象组就会更加的合理,方便统计计算。对象建模软件复杂建立起通信设备的信息模型,同时通过信息建模来完成对通信网络设备单元的信息采集并形成数据库。另外,利用软件工具完成对数控的管理,包括对单元的创建、修改、维护、调用,并通过MIB工具添加各种设备的属性,并形成准确数据,帮助管理。

4 结束语

通信监控网络需要对多元化的业务功能进行监控,因此需要建立一个与之紧密联系的管理型数据库对其运行信息进行管理与监督,所以利用信息管理思路并将其实用化,并以此对故障进行分析计算,保证了系统安全。

参考文献:

[1]伍淳华,王枞,左申正.智能目的地选择服务系统的设计与实现[J].微电子学与计算机,2007(12).

[2]薛丽敏,陆小龙,刘春生.一种网络监控实现方案研究[J].现代电子技术,2007(18).

[3]何光明,胡方明.基于Internet的网络监控信息系统[J].现代电子技术,2005(05).

The Functional and Practical Method of Communication

Monitoring System and the Application of INMS Monitoring System

Tian Jun

通信网的定义范文4

2008年全球金融危机爆发,各国都在寻找新的经济增长点,美国总统奥巴马选定新能源和物联网作为本国经济发展重点,总理2009年8月在无锡视察时则提出“感知中国”,并将其写入今年政府工作报告。现物联网(Internet of Things)已被正式列入国家五大新兴战略性产业,也成为业界和学术界的研究热点。

物联网独有特点决定了现有移动通信网络是其最好的承载网络,如能实现物联网和现有移动通信网络的融合,无疑可以大大降低物联网建设成本,加速其应用进程。本文就物联网和移动通信网络的融合作探讨。

2 方兴未艾的物联网

2.1物联网的基本概念

物联网的概念由MIT Auto-ID中心Ashton教授于1999年在研究RFI D时首先提出,2005年国际电信联盟(ITU)的同名报告对其进行了扩充,2008年全球金融危机爆发后,多个国家都提出了自己的物联网发展规划。

业界对物联网尚无统一定义,欧美多称为Inte rnet of Things,日本、韩国称为泛在网,我国称为物联网。从字面简单理解,物联网是指物物相联的互联网,是互联网在现实实物世界的延伸。不妨将物联网定义为:是指采用一定的感知手段对实物世界物品的相关信息进行感知,并利用相应的信息网络传输技术将物品互联成网,实现信息的相互和远距离传输,最终实现实物系统一定程度的自我智能管理、以及人们对物品和过程的智能化感知、定位、监控和管理的一种互联网络。

2.2物联网的基本组成结构

根据上述定义。可以认为物联网的逻辑组成结构如图1。

物联网的组成结构由低到高可分为三个部分:

(1)信息感知和控制

物联网最底层是信息感知和物品控制部分,直接接触各种物品,实际由各种不同的传感器和相应的控制器组成。信息感知部分的功能主要是感知物品的相关信息,并将所感知的信息按照规定格式以有线或无线的形式将信息发送到信息传输网络;控制部分的主要功能是从信息传输网络接受控制信息,以使物品达到人们需要的状态。

(2)信息传输网络

信息传输网络部分处于物联网中间层,其物理组成可以是各种信息传输网络,如局域无线网络,计算机互联网、公用移动通信网络等。信息传输网络部分主要负责将各信息感知和控制节点互联成网,以实现信息的传输管理和信息安全管理,同时为上层信息的应用提供相应的信息资源。

(3)信息应用

该部分处于物联网最高层,由各种应用程序及系统组成,提供对联网物体的定位、监控以及管理功能。由于物联网采集的信息海量,因此必须采用数据挖掘、云计算等技术实现数据信息的管理和应用。信息的应用部分构成了人们和物联网的相互接口,相关人员正是通过该部分查看相关物品信息,对其进行定位或监控。

2.3物联网主要特点

(1)节点数量巨大,地域覆盖广泛

如前述,物联网是将人们需要的物品互联成网,联网目的在于方便对物体的使用和管理,连接对象不仅包括人,也包括物,而现实世界中物品的数量无疑远大于人的数量,分布之广泛也非人所能比。因此,相对于Internet计算机网络,物联网的节点数量巨大、地域覆盖广泛。面对海量的节点数量和分布广泛的地域,采用布设线缆的方式将物联网节点进行互联,无论从成本还是工程量考虑,都是不现实的,因此采用能够近距离或远距离传输信息的无线网络将是物联网的主要联网形式。

(2)对安全性和可靠性要求极高

物联网主要是为了实现对相关物品的远程监控和管理,连接的物品大都具有私有特性,因此相对于计算机互联网的开放性和信息共享,信息专有性和封闭性是其主要特征。专有性必然要求物联网必须具有极高安全性,包括两个方面:一是信息传输安全,即信息在传输过程不会被非法窃取;二是用户接入安全,即只有特定合法用户才能接触到特定物品信息,才能实现对特定物品的控制。否则,必然引起联网物品信息和控制的混乱,进而威胁到联网系统相关的个人、家庭、单位甚至城市、国家的安全。同时,由于物联网连接的大都是行业、城市或者家庭的专有物品网络,用户要求能够及时获取物品的状态信息并能随时实现对物品的控制,这就要求物联网的信息传输必须高度可靠,以保证相关物品系统的安全可靠运行。而只有这一点有保证,物联网业务才能够得到广泛市场应用。

(3)应是可管理、可运营的网络

信息的专有性和极高的安全性、可靠性要求,决定了物联网必须是可以良好管理的网络,以保证信息传输和用户接入的安全可靠。而要实现良好管理,就必须要有专业运营商对物联网进行运营管理,因此,物联网必须是可运营的网络。当然,物联网运营并不意味着要组建全新的运营商,亦可由现有电信运营商负责运营,因为它们对大型公共信息网络已经积累了相对丰富的运营经验。

3 物联网和移动通信网络的融合

3.1物联网和移动通信网络融合的必要性

如前述,由于信息节点数量巨大、地域覆盖广泛,且部分联网的信息节点又具有一定的移动性,无论从建设成本还是从实现技术考虑,无线通信都将是物联网信息传输的主要方式。而物联网的可运营、管理的要求,也需要由专业网络运营商进行运营和管理。

目前,移动通信网络已经覆盖世界大部分国家,网络的数据能力也在不断加强,如现在多数经济发展较快国家已经建成了具有较强数据通信能力的第三代移动通信网络,正在研究并初步试用的第四代移动通信网络将具备更强的数据通信能力,将移动通信网络加以改造后,完全可以作为物联网的承载网络;同时移动通信网络运营商在大规模信息传输网络的方面积累了较为丰富的运营管理经验,非常适合运营物联网。因此,有必要实现物联网和移动通信网络的全面融合,以加快物联网的建设、推动物联网普及应用。

3.2物联网和移动通信网络融合的基本途径

物联网和移动通信网络融合的基本途径是将物联网承载在移动通信网络上,具体是:将物联网的信息感知和控制节点看作移动通信网络的通信终端,将移动通信网络的信息传输网络同时作为物联网的信息传输网络,将物联网的信息应用作为移动通信网络的增值业务,从而将物联网叠加在移动通信网络上,实现物联网和移动通信网络的有机融合。

图2,红色字表示物联网的组成部分,黑色字表示移动通信网络的组成部分。

3.3物联网和移动通信网络融合的具体方式

传统移动通信网络主要是为语音通信设计的,现在的数据通信工程也是在传统的语音通信网络基础上改造而来的,如要实现物联网和移动通信网络的融合,移动通信网络还需要作进一步改造。主要包括:

(1)移动通信终端改造

物联网和移动通信网络融合后,移动通信网络的接入终端应该同时作为物联网的感知和控制节点使用,为此融合后的网络终端必须兼具传统的通信功能和对物品的信息感知和控制功能,这可以通过两种途径实现:一是为传统的通信终端增加信息感知和物品控制能力,使其可以同时作为物联网的信息感知节点使用;二是对传统的传感器和控制器增加移动通信能力,使其可以同时作为移动通信终端功能。

(2)移动通信网络的改造

由于传统的移动通信网络主要是为语音通信设计的,必须增加物联网的信息传输和管理功能,以实现物联网和移动通信网的融合。移动通信网络需要的改造工作包括:由于融合物联网后信息节点数量的急剧增加,必须研究采用新的终端编号识别方式,以增加能够区分管理的终端数量;物联网信息节点和传统的通信终端具有不同的信息发送特点,应研究相应的方法区分物联网信息节点和传统的通信终端,进行分类管理,以提高不同信息传输和管理的效率;应研究采用新的数据传输管理、用户认证管理以及网络安全管理方法,以网络的安全性和可靠性,满足物联网信息传输要求。

(3)面相物联网应用的增值业务开发

物联网中的信息主要是用来实现物品的定位、远程监控和远程控制,这和传统的移动通信网络的信息使用方式有着极大不同。因此,为了实现物联网和移动通信网络的融合,传统的移动通信网络必须能够提供物联网的信息应用能力,这可以通过在移动通信网络中增加相应接口,以将已有的物联网应用纳入到融合后的移动通信网络中;也可利用移动通信网络的增值业务平台开发面向物联网应用的新增值业务,以实现移动通信网络和物联网的融合。

通信网的定义范文5

目前,通信技术的发展趋势是以IP为基础的全业务网络,即融合数据、语音、视频和移动通信等业务。民航空管内部有大量基于IP技术的业务应用系统,如转报、空管自动化、气象、办公等。本文将主要探讨IP技术在民航空管通信网络建设中的应用。

【关键词】民航空管 通信网络 建设 IP技术

随着网络技术的迅速发展,逐步实现了信息开放和共享,同时也进一步稳定了网络安全。这一般体现于网络内容的变动让信息来源广泛而使信息安全难以控制,想要确保安全传达和保存信息有会有一些困难,资源的内容来源多样而面对的使用者混乱,网络面临的风险成分也更多,信息源不再简单和集中,杂乱无章,形形的途径来源使信息不容易被掌握和控制,不能确保渠道稳定安全,对于安全系统来说,要提升安全防御级别,进一步完善安全系统,从制度和技术各方面进行调整,提升网络管理的手段的数量,而民航的通信网络因此有效率较高,而更加安全的运作保证。

1 民航空管通信网络概述

民航空管通信网络,是承载和传输民航空管安全生产运行和行政管理业务信息的基础设施,按照空间位置可分为地面通信网、地空通信网、太空卫星通信网。

地面通信网,可细分为民航数据通信网、地面电话网、地面微波等。民航数据通信网(ATM)是目前的主用网络,主要承载的业务有民航自动转报、气象信息、程控联网、行政办公、视频会议等。民航数据通信网主要采用“路由器加专线”的模式组网,具有3层结构,以京、沪双核心为核心层,以7个地区局为汇聚层,以各分局(站)为接入层,全国大小节点约150个。

卫星通信网主要由人造地球卫星和地面站组成,租用国产卫星的C和Ku波段作为通信信道,由于延时较大,且易受干扰,多作为地面通信网的备用链路。

2 IP技术在民航空管通信网络建设中的应用与发展

2.1 IP技术概述

近此年来,计算机网络通信技术发生了比较迅速的发展,同时促进IP技术得到了以往通信以及信息技术重来没有过的高速发展,同时也在网络结构、传输能力、业务开拓这此方面都得到了较大的发展以及进步。因为Internet使用了全世界作为广泛使用以及支持的ICP/IP协议,进而可以统一了上层通信协议,使得宽带IP网络最终成为了现代信息高速公路的统一的平台

IP技术在民航通信业务之中得到了充分高效的使用,它摆脱了传统专线专网存在的缺点,具有较高的利用率,同时和其他传统的通信业务相比具有利用率高,成本低这样的特点,同时数字化也比较方便复用,以及较强网络融合性能力等特征,尤其是以VOIP技术为代表。

2.2 VOIP技术特点分析及应用

(1)VOIP的英文全称是Voice over Internet Protocol是把模拟声音讯号进行数字化,并且以数据封包的型式在IP数据网络之上来做实时的传递。VOIP最大的优势则是可以广泛地使用Internet以及全球IP互连的环境,同时可以提供比传统业务更多、更好的服务。

(2)VOIP相关协议以及特点的分析。当前VOIP通常使用的协议有SIP,H.323,MEGACO和MGGP等。H.323这是一种ITU-T标准,这项标准既包括了点对点通信也同时包括有多点会议;H.323则定义了四种逻辑组成部分,包括有终端、网关、关守以及多点控制单元(MCU)。终端、网关以及MCU都可以被看成是终端点。会话发起协议(SIP)则应该是建立VOIP与之相连接的IETF'标准。SIP则是一种应用层控制协议,并且用于同一个或者多个参与者创建、修改以及终止会话。媒体网关控制协议(MGCP)则是由思科以及Telcordia提议的VOIP协议,它定义呼叫控制单元即呼叫或媒体网关同电话网关之间的通信服务。MGGP则属于控制协议,并且允许中心控制台监测IP电话以及网关事件,同时通知它们发送内容到指定地址。Megaco/H.248则是一种用于控制物理之上分开的多媒体网关的协议单元的协议,进而可以从媒体转化之中分离呼叫控制。并且从VOIP结构以及网关控制的关系来看的话,Megaco/H.248同MGGP他们在本质上具有一定的相似点,但是Megaco/H.248则支持着更加广泛的网络,比如说ATM。

(3)VOIP传输系统的基本构成。对于传统语音业务来说,从呼叫方则到接收方的所有功能全部均可以PSTN来完成。IP语音业务与之有所不同IP语音网关则提供的是IP网络以及公用电话网(PSTN/ISDN)间的端口,而用户则可以通过PSTN连接到IP语音网关,并且由IP语音网关来负责把模拟信号则转换成数字信号同时进行压缩打包,这样的话就可以使它成为了可以在IP网络上传输的分组语音信息,其后再经IP网络传送到被叫侧IP语音网关,被叫端的IP语音网关则可以把分组语音数据包转换为可识别的模拟语音信号,并且通过TSTN来传送给被叫电话终端,这样的话就可以完成了一个比较完整的电话到电话这样的通信过程。

2.3 传统甚高频地空遥控系统

甚高频地空遥控系统它是现代空中交通管制系统之别重要组成部分,同时也是航路地空通信之中保证管制人员同区域之内的飞行器之间可以进行正常可靠通信的基本手段。甚高频通信它是飞行器同飞行器、飞行器同管制指挥之间进行交流的纽带,不仅可以用来发送以及接收遇险、紧急及安全信息等等,同时也可以用在飞行器电台之间、海岸电台同船舶电台之间的无线化呼。

3 结语

使用VOIP传输的民航甚高频通信信号,可以在网络状况不足够之时好,依然可以满足民航甚高频通信的语音质量的要求。由此可以相信,随着民航通信与VOIP技术的应用发展,现代空中交通管制网络传输系统将会有更多实现的可能以及更好的发展前景。

参考文献

[1]张培军.关于计算机通信网络安全与防护策略的几点思考[J].硅谷,2014(01):155-156.

[2]王科.基于3G通信技术的通信网络探究[J].河南科技,2014(03):2-3.

[3]刘欣.网络控制系统若干通信网络实时特性分析[J].通信电源技术,2014(02):83-84.

[4]金敏.关于民航计算机数据通信网络的概述[J].中国新通信,2013(21):40-41.

通信网的定义范文6

关键词:IED; IEC61850; 通信网络; 智能变电站

中图分类号:TM63 文献标识码:A

随着变电站综合自动化技术和网络通信技术的发展,变电站设备之间的通信将是数字化变电站系统的全面实现。配置将更加灵活,功能扩展会更方便。然而,各种智能电子设备(IED)提供的数据格式,结果导致了大量的“信息孤岛”。这不仅造成软件和硬件系统的重复建设,但同时也增加了系统的运行和维护成本。从另一个角度来看,系统的复杂性使得网络连接和信息交换更困难。这就需要建立一个统一的、标准的、开放的,能够满足各站之间的互连设备沟通的平台。因此,研究和实践基于IEC 61850标准的变电站通信网络对合理应用现有设备,开发新设备都具有重要的现实意义。

1 IEC61850 的介绍

IEC61850 是国际电工委员会 TC57 工作组制定的《变电站通信网络和系统》新的国际标准,其目标是实现不同厂家IED 之间的互操作。IEC61850 标准制定了变电站内部通信网络与系统。由十大部分,十四个分册组成,规范了数据的命名、定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言,采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口。

基于 IEC61850 的变电站通信网络主要有以下特点:

1) 三层结构网络协议划分,完成了控制、监视和继电保护三大功能;

2) 采用面向对象的建模技术,定义了基于客户/服务器结构数据模型;

3) 完善的自我描述,传输到接收方的数据都带有自我说明;

4) 采用抽象通信服务接口 ACSI,从而网络独立;

5) 智能化的一次设备的应用;

6) 采用 XML 配置技术作为配置描述语言信息的交换格式等。

2 变电站信息模型的构建

信息模型是 IEC61850 的核心,它将实际的自动化功能虚拟成抽象的通信服务。在 IEC61850 定义的各类信息模型里,采样值传输模型和通用变电站事件模型( GSE) 是最为重要的两类模型。

2. 1 采样值传输模型

采样值与采样频率直接相关,故采样值传输模型的主要影响因素是时间约束条件。 该模型通过采用有组织的时间控制方式完成对数据报文的采取,因此这类模型在使用中的抖动最小,受影响最小,能够保持高保真的样本值,采样的次数和顺序也比较恒定。

2. 2 通用变电站事件模型(GSE)

GSE 模型基于分层分布的理论,通过多播或组播服务向几个不同的物理设备发送相同的变电站事件信息。该模型可以快速、可靠地传输那些实时性要求高的事件。GSE 模型规定了2个控制类及与之相对应的2类报文,即面向通用对象变电站事件( GOOSE) 和通用变电站的状态事件( GSSE) 。

1) GOOSE 模型。 该模型的传送机制不是基于TCP/IP 协议的,而是对等传送方式( peer to peer) ,使用物理网卡地址(MAC地址)。工程中 I/O 的网络接口被设计成 1 个网络地址(组播地址),GOOSE 报文直接发送到该网络地址. 通过支持优先级控制的以太网交换机,优先级高的报文可抢先到达目标地址,这从根本上改变了变电站监控系统的实时性。 当装置刚被激活时(合上电源和重新服务) ,将用初始的 GOOSE报文发送当前状态。即使没有发生状态变化,装置仍连续循环地发送报文,从而保证全部已激活的装置知道它们对等设备的当前状态。

GSSE 模型。该模型和GOOSE 模型相似,上面描述的基本概念也适用于GSSE 模型,主要区别是信息交换的种类不同。 GOOSE可灵活地规定交换的是哪种信息,而 GSSE 仅提供状态信息简表。

3 智能变电站通信网络

3. 1 光纤以太网技术

在现代的变电站通信网络中,比较典型的通信方式有: 采用传统的 RS -232/485 实现低速总线网络、采用现场总线技术实现中等速度的连接网络、采用局域网络技术实现高速的通信网络以及利用以太网组网的通信体系等。其中光纤以太网技术是更能满足变电站通信要求的一种通信技术。以太网以其丰富的拓扑结构(总线型、环形和星型)、高度灵活性,相对简单,易于实现的特点受到越来越多的欢迎,特别是快速和交换式以太网的出现更是提高了以太网的性能。而光纤的通信容量大、中继距离长、信号干扰小、抗电磁干扰、适应性强、寿命长的等优点得到更多的关注。

3. 2 网络拓扑结构和组网方式

根据前面所述结合IEC61850 对变电站通信结构体系的划分,可以得出整个变电站通信网络的结构图,如图1所示。整个变电站的通信网络由变电站层网络和过程层网络构成。两个通信网络层在业务和功能上不同,受到技术条件的限制,加之过程层对实时性和安全性的要求更加严格,所以两层之间是物理分离。在具体的应用中一般综合采用网络冗余技术,即双网同时运行,互为备用。两层之间的信息通信则需要 10M 级以上的高速双网以太网构建连接。

图 1 变电站通信网络结构

1) 网络拓扑结构。变电站层网络的结构和功能的实现与传统的变电站计算机监控系统网络基本相似,全站信息的汇总功能可依靠 MMS/GOOSE网络来实现。而在具体的网络拓扑结构选取的时候,主要环形和星形拓扑结构,总线型扑结构由于其可靠性较差很少采用。而环形和星形拓扑结构相比,环形网络可用率较高( 单故障时两者均不损失功能,少数的复故障环形网络可以保留更多的设备通信) ,但是支持环网的交换机与普通星形交换机相比,没有价格优势。根据目前国内多年技术经验的积累,综合电压等级和性价比等因素综合考虑,装置普遍具有 2 ~3 个独立以太网口,即双环形和双星形拓扑结构。

2) GOOSE 网络的组网方式。国内 GOOSE 信息传输网络的组网方式主要有两种,一种是间隔内采用点对点方式,跨间隔(如: 主变、母差、录波等)采用星形以太网组网方式; 另一种是全站 GOOSE网络均采用星形以太网方式组网。两种方案现在均有采用。

4 网络的实时性改进措施

网络的实时性由网络带宽、介质访问控制方法、优先级策略以及网络结构等因素共同决定。为了满足变电站通信网络的实时性要求,应该尽量避免数据的冲突,保证实时数据的优先传输。主要有以下几种方法: ①采用基于虚拟局域网(VLAN) 的节点划分及优先级标签; ②改进介质访问控制方法; ③实时调度协议; ④采用质量服务( Quality of Service,QoS) 机制; ⑤采用传输整形、通信平滑和实时控制层等节点传输控制措施; ⑥简化协议栈; ⑦建立实时通信模型; ⑧采用工业以太网协议; ⑨优化网络拓扑结构。分析上述各项改善措施的实施机制和特点可以得出结论: 第①、⑥、⑦、⑨项措施主要是针对变电站的通信网络而言的; 第⑤项是针对变电站中的 IED 设备类节点而言的,用来避免故障录波等数据传送对网络实时性的影响; 此外第①项还可用来区分报文的重要性,同时提高传输的实时性及可靠性。 其他项不具有广泛的通用性和兼容性,暂不适用于基于 IEC61850 的通信网络。

5 结 论

智能变电站中的数据和控制指令的绝大部分都是通过网络发送的,因此,稳定、可靠的通信网络是保证变电站的高效运行的前提。为了避免变电站过程层信息的增加所造成的网络拥塞,全双工以太网交换,根据不同的时间,不同的VLAN子网的功能划分,以及消息传输优先级标签为基础的网络是最佳的方案。该方案可以有效地减少了数据传输过程中的冲突的概率,提高了系统的实时性和可靠性,同时变电站通信网络不需要在终端设备太多的变化,并与标准的以太网兼容,是对传统的以太网技术的创新,为变电站通信网络进行了更合理的规划设计。

参考文献