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1通信网络的保障方式
通信网络包括网络信息以及用户信息，因此，通信网络的安全非常重要。通信网络的保障方式包括：（1）实时对信息的完整性进行监控；（2）确保信息传输的安全；（3）信息的操控需要进行身份认证；（4）设定安全级别，控制非法访问；（5）对信息的传输、操作进行实时、详细的记录。
2通信网络的安全需求
信息网络是信息传输的载体，在信息的传输过程没有被用户掌控，因此，用户会担心信息在传输过程中被非法访问、窃取、破坏等，因而产生了对通信网络安全的需求，也就是通过通信网络进行信息的传输，信息的机密性、完整性、不可破坏性能够得到相应的安全保证。
3通信网络安全分析
综上所述，必须要考虑通信网络的安全性，依据实际情况，进行安全的通信网络规划设计。安全的通信网络规划设计方案如表1所示。下面将从通信网络的安防工程、信息安全、网络安全、链路安全四个方面，对通信网络的安全进行具体的分析：（1）通信网络的安防工程。通信网络的安防工程是安全的通信网络的根本保障，为通信网络提供了一个安全的环境。其环境有以下几个明显的特点：传输设备随着信息的增多而增加，环境复杂化；空间容量随信息的增加以及通信网络结构的变化而逐渐增加；通信设备趋向于智能化、模块化；体积随着空间容量的增多反而逐渐减少。随着通信网络环境的改变，其规划设计对安全的要求也逐渐的提高，因此通信网络的安防工程显得十分重要。（2）信息安全。网络具有开放性的特点，导致信息的容易被非法非法访问、窃取、破坏等，因此，需要特别关注用户身份识别、信息的存储、信息传输等关键点，确保信息安全。例如，采取创建公钥密码的身份识别方式，确保信息的机密性；构建信息数据库，信息管理系统化，保证信息的完整性；对信息内容进行审计，对信息进行安全的管理，防止非法入侵破坏信息的完整性，保证信息的机密性。（3）网络安全。网络其开发性的特点，使之安全性受到一定的威胁。要达到网络安全的要求，需要对通信网络加强控制和管理。例如，可以使用防火墙技术将内外网络分离开来，对网络进行管理和控制，并不断根据实际的情况提高防火墙技术、加密技术、入侵检测等相关技术，提升网络安全。（4）链路安全。通信网络中链路安全会受到设备所用技术的影响。因此，应从以下几点加强链路安全：降低其维修的难度，对附加操作量进行一定的控制；保留网络本身的性能特点；为了实现系统的拓展，保持拓扑结构的原型；合理、合法的使用一些密码产品等。通过以上方法，对链路安全进行加密，信息送达后再进行解密。
4结束语
对于安全的通信网络规划设计，可以从以下五个方面入手：①对在通信网络中进行传输的信息进行加密设计；②针对通信网络入侵检测技术进行相关的研发，提升技术水平，提高通信网络的防御水平；③构建安全网管系统，确保通信网络的安全；④对通信网络中节点内系统进行重塑，提高安全防控能力；⑤对通信内部网络协议进行规划，确保通信网络内部协议的安全性，使通信网络安全运行。总而言之，进行通信网络规划设计时，一定要对其安全性进行科学、合理、深入的分析，采取具体措施提高通信网络的安全性，构建科学、合理，安全、稳定、高效的通信网络系统。
作者:李英峰 张志科 单位:广州杰赛科技股份有限公司通信规划设计院
参考文献
[1]陶卓.关于通信光缆网络线路规划设计问题的思考[J].通讯世界，2015，24：15~16.
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变电站是输配电系统中的重要环节，是电网的主要监控点。近年来，随着我国经济高速发展，电压等级和电网复杂程度也大大的提高。传统变电站一次设备和二次设备已无法满足降低变电站造价和提高变电站安全与经济运行水平这两方面的要求。
而现在变电站所采用的综合自动化技术是将站内继电保护，监控系统，信号采集，远动系统等结合为一个整体，使硬件资源共享，用不同的模式软件来实现常规设备的各种功能。用局域网来代替电缆，用主动模式来代替常规设备的被动模式。具有可靠、安全、便于维护等特点。
分散分层分布式是变电站综合自动化系统的发展方向，这就对通信的可靠性提出了更高的要求，选择一个可靠、高效的网络结构，是解决问题关键。90年代中期，国内外曾掀起一场“现场总线热”，但是由于技术上的原因以及采用设备总线时信息量大且传输较慢的特点，造成了现场总线存在多种标准，阻碍了其发展。以太网经过若干年的发展，技术上日臻成熟。随着嵌入式以太网微处理器的发展，以太网已十分便利的应用于变电站综合自动化系统。以太网具有高速、可靠、安全、灵活的特点，使其在变电站综合自动化系统中有广阔的应用前景。
1.变电站通信系统结构
系统结构示意图如图1所示。
从图上可以看出：
1）管理和控制一体化局域网将无可争议地选用以太网。
2）间隔级控制总线在FF-H2总线尚未成熟的情况下，工业级以太网和ProfibusMMS（ManufacturingMessageingSpecification制造厂信息规范）将是一个比较好的选择。
3）可编程逻辑控制器PLC被发展成PCC(Programablecomputercontroller),即用智能模块实现逻辑及自动控制功能，它比常规的PLC具有可交流采样、通讯组态方便等优点。
2.变电站综合自动化系统通信网的基本设计原则
通信在变电站综合自动化占有重要的地位。其内容包括当地采集控制单元与变电站监控管理层之间的通信，变电站当地与远方调度中心之间的通信。系统通讯网架的设计是十分关键的，本文从以下方面考虑变电自动化系统通信网的设计：
1）电力系统的连续性和重要性，通讯网的可靠性是第一位的。
2）系统通讯网应能使通讯负荷合理分配，保证不出现“瓶颈”现象，保证通讯负荷不过载，应采用分层分布式通讯结构。此外应对站内通讯网的信息性能合理划分，根据数据的特征是要求实时的，还是没有实时性要求以及实时性指标的高低进行处理。另外系统通信网设计应满足组合灵活，可扩展性好，维修调试方便的要求。
3）应尽量采用国际标准的通信接口，技术上设计原则是兼容目前各种标准的通信接口，并考虑系统升级的方便。
4）应考虑针对不同类型的变电所的实际情况和具体特点，系统通信网络的拓扑结构是灵活多样的且具有延续性。
5）系统通信网络应采用符合国际标准的通信协议和通信规约。
6）对于通信媒介的选用，设计原则是在技术要求上支持采用光纤，但实际工程中也考虑以屏蔽电缆为主要的通信媒介。
7）为加速产品的开发，保持对用户持续的软件支持，对用户提出的建议及要求的快速响应，就要求摆脱小作坊式的软件开发模式，使软件开发从“小作坊阶段”进入“大生产阶段”，采用先进的通信处理器软件开发平台实时多任务操作系统RTOS并开发应用与其之上的通信软件平台。
3.通信网的软硬件安装
3.1.硬件的选择
为了保证通信网的可靠性，通信网构成芯片必须保证在工业级以上，以满足湿度、温度和电磁干扰等环境要求。通讯CPU采用摩托罗拉公司或西门子公司的工控级芯片，通讯介质选择屏蔽电缆或光纤。
3.2.接口程序
采用国际标准的通信接口，技术上设计原则是兼容目前各种标准的通信接口，并考虑系统升级的方便。装置通信CPU除保留标准的RS232/485口用于系统调试维护外，其它各种接口采用插板式结构，设计支持以下三类共七种方式：标准RS485接口，考虑双绞线总线型和光纤星型耦合型；标准ProfibusFMS接口，考虑双绞线总线型、光纤环网、光纤冗余双环网；标准Ethernet，考虑双绞线星型和光纤星型（通信管理单元考虑以上两种类型的双冗余配置）。
3.3.通信协议和通信规约
系统通信网络应采用符合国际标准的通信协议和通信规约，应建立符合变电站综合自动化系统结构的计算机间的网络通讯，根据变电站自动化系统的实际要求，在保证可靠性及功能要求的基础上，尽量注意开放性及可扩充性，并且所选择的网络应具有一定的技术先进性和通用性，尽量靠国际标准。长期以来，不同的变电站监控系统采用不同的通信协议和通信规约，如何实现不同系统的互连和信息共享成为一个棘手的问题，应采用规范化、符合国际标准的通信协议和规约。为此在系统中选用了应用于RS485网络的IEC61870-5-103规约、应用于Profibus的MMS行规以及应用于TCP/IP上的MMS行规。它们都具有可靠性、可互操作性、安全性、灵活性等特点。
4.通信软件的设计与实现
通信软件的设计涉及到多种设备的配合问题，本文只以DF3003变电站综合自动化系统的通信网络为例，介绍变电站综合自动化系统通信软件设计与运行原理。
4.1.软件功能与运行原理
在DF3003变电站综合自动化系统中，采用二级分层分布式网络。针对110KV中压变电站的要求，我们可采取图2所示的组网方式。后台与主站都是一种监控系统，其主要功能为监视各智能单元的运行状态，并能对各智能单元进行控制。而监控系统为完成其主要功能所需要的各种数据都是由通讯转换器DF3211或保护管理单元DF3210来提供的。因此，从数据流控制的角度来看，通讯程序主要完成智能单元运行状态信息的上报和监控系统控制信息的下发两种功能。智能单元的运行状态信息一般包括遥测数据、遥信数据、电度数据、突发数据等。监控系统的控制信息则包括遥控命令、对时命令、查询命令等。本文中的变电自动化系统通讯程序所要完成的数据结构与函数过程如图3所示。
4.2.软件开发平台——RTOS
随着应用的复杂化，对控制精度、智能化程度的要求越来越高，一个微处理器往往要同时完成很多任务。体现在变电站自动化通信产品中，由于信息采集量越来越大，信息交换越来越频繁，简单地用单一任务来轮询，往往造成通信的“瓶颈”现象，如保护和测量设备采集到的实时信息无法及时向上传递。多任务编程的特点是：程序在功能上以任务的形式存在，
各个任务之间相对独立，可通过操作系统提供的资源，进行任务间的信息交换和相互控制，可通过优先级、时间片来控制各任务执行的顺序。多任务编程的特点打破了传统软件顺序执行的框架，便于程序的系统开发、调试及维护。实时多任务操作系统RTOS（RealTimeOperatingSystem）是面向21世纪嵌入式设计的基础和标准开发平台。高性能软件开发平台可以使嵌入式软件程序的开发进入规模化和产业化生产。有了高性能开发平台，可以极大的提高软件开发的效率，RTOS体现了一种新的系统设计思想和一个开放的软件框架，在此基础上，可以设计一种更为通用的通用软件平台，软件工程师可以在不大量变动系统其他任务的情况下增加或删除一个通信规约；一个大项目开发的过程中，可以有多个工程师同时进行系统的软件开发，各个人之间只要制订好规程和协议即可，既缩短了开发时间，又降低了最终通信软件产品对于具体某个人的依赖性。
4.3.与因特网结合
通信管理单元提供内置的WEB-SERVER，可动态向外部系统数据，这部分可采用在RTOS之上外购WEB—SERVER模块来开发完成，更为方便的是，在设置各种系统参数和浏览现场实时数据时，只需要一个标准的浏览器软件，如Microsoft的IE即可。
5.改进的网架结构
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1通信协议的制定
协议是用来管理通信的法规，是网络系统功能实现的基础。由于DSP可以实现对网卡的直接操作，对应于OSI网络模型，网卡包含了物理层和数据链路层的全部内容，因此，规定了数据链路层上数据帧封装格式，就可以为基于DSP的局域网络中任意站点之间的通信提供具体规范。因为以太网是当今最受欢迎的局域网之一，在以太网中，网卡用于实现802.3规程，其典型代表是Novell公司的NE2000和3COM公司的3C503等网卡，所以研究工作中的具体试验平台是以DSP为核心构成的以太局域网，主要用于语音的实时通信，所使用的网卡为Novell公司的NE2000网卡。NE2000网卡的基本组成请见参考文献[2]，其核心器件是网络接口控制器（NIC）DP8390。该器件有三部分功能：第一是IEEE802.3MAC（媒体访问控制）子层协议逻辑，实现数据帧的封装和解封，CSMA/CA（带碰撞检测功能的载波侦听多址接入）协议以及CRC校验等功能；第二是寄存器堆，用户对NE2000网卡通信过程的控制主要通过对这些寄存器堆中各种命令寄存器编程实现；第三是对网卡上缓冲RAM的读写控制逻辑。DP8390发送和接收采用标准的IEEE802.3帧格式。IEEE802.3参考了以太网的协议和技术规范，但对数据包的基本结构进行了修改，主要是类型字段变成了长度字段。所以，以DSP为核心的局域网内通信数据包基本格式如图1所示。
DSP读出数据包和打包从目的地址开始。目的地址用来指明一个数据帧在网络中被传送的目的节点地址。NE2000支持3种目的地址：单地址、组地址及广播地址。单地址表示只有1个节点可以接收该帧信息；组地址表示最多可以有64个字节接收同一帧信息；而广播地址则表示它可以被同一网络中的所有节接收。源地址是发送帧节点的物理地址，它只能是单地址。目的地址和源地址指网卡的硬件地址，又称物理地址。
在源地址之后的2个字节表示该帧的数据长度，只表示数据部分的长度，由用户自己填入。数据字段由46～1500字节组成。大于1500字节的数据应分为多个帧来发送；小于46字节时，必须填充至46字节。原因有两个：一是保证从目的地址字段到帧校验字段长度为64字节的最短帧长，以便区分信道中的有效帧和无用信息；二是为了防止一个站发送短帧时，在第一个比特尚未到达总线的最远端时就完成帧发送，因而在可能发生碰撞时检测不到冲突信号。NE2000对接收到的从目的地址字段后小于64字节的帧均认为是“碎片”，并予以删除。在数据字段，根据系统的具体功能要求，用户可以预留出若干个字节以规定相应的协议，以便通信双方依据这些字节中包含的信息实现不同的功能。
2基于DSP的网络通信程序设计
如果基于网络操作系统，用户可以利用一些软件对网络操作系统的支持，很容易地编写出优秀的网络通信程序，但这些程序必须依附于网络操作系统。而在DSP环境下，必须深入了解网络接口控制器（NIC）的工作原理[2]，通过对网络直接编程，实现局域网内任意站点之间的通信而完全抛开网络操作系统。
DSP对网卡的通信过程控制就是DSP对DP8390中各种寄存器进行编程控制，完成数据分组的正确发送和接收。DP8390的所有内部寄存器都是8位，映像到4个页面。每个页面有16个可供读写的寄存器地址（RA=00H～0fH）。页面的选择由命令寄存器CA控制。第0页寄存器用于收发过程，第1页寄存器主要用于DP8390的初始化，第2页寄存器则用于环路诊断。DSP对寄存器的操作是将寄存器作为DSP的端口设备，其实际物理端口地址（PPA）为网卡基本I/O端口地址（BIOA）与寄存器地址（RA）之和（即PPA=BIOA+RA）。应注意的是，PPA与寄存器间并不存在一一对应关系，对PPA的读操作与写操作并不一定是对同一寄存器进行的，这种情况在第0页尤其明显。用户数据分组在DSP和网卡交互是通过网卡的数据端口实现的，既可以用DMA方式也可以用PIO方式读入数据分组或将数据分组送至网卡RAM缓冲区。在本系统中，DSP采用DMA方式对网卡进行数据读写。网卡的数据端口地址（NDPA）为网卡基本I/O地址（BIOA）加偏移地址10H（即NDPA=BIOA+10H）。
网卡通信过程控制可分为网卡初始化、接收控制和发送控制。下面分别予以讨论。
2.1网卡初始化
网卡初始化的主要任务是设置所需的寄存器状态，确定发送和接收条件，并对网卡缓冲区RAM进行划分，建立接收和发送缓冲环。具体过程请参阅参考文献[2]。需要说明的是，每一块网卡被赋予一个物理地址，以便通信站点的标识。这个物理地址存在网卡的PROM（存储地址为0000～0005H）六个单元中，在网卡初始化时，通过远程DMA读入DSP内存中，并送入网卡物理地址寄存器。在一步的意义在于：一方面，如果能正确读出网卡的物理地址，则说明网卡硬件基本没有问题，网卡的上电复位和DSP对网卡的初始化顺利通过；另一方面，这个物理地址可以用于DSP网络系统中的点名、包的过滤丢弃等服务，也就是说，在链路层根据数据帧携带的源地址和目的地址确定数据报从哪里来，是否接收或丢弃。网卡初始化时另一个重要的工作就是接收缓冲环的设置，为了有效利用缓冲区，NIC将接收缓冲区RAM构成环形缓冲结构，如图2所示。
接收缓冲区RAM分成多个256字节的缓冲区，N个（N最大为256）这样的缓冲区通过指针控制链接成一条逻辑上的缓冲环。缓冲环的开始页面地址存入PSTART寄存器，环页面结束地址存入PSTOP寄存器。PSTART和PSTOP确定了接收缓冲环的大小和边界。为便于缓冲环读写操作，还需要2个指针：当前页面指针CURR和边界指针BNRY。CURR确定下一包放在何处，起着缓冲环写页面指针作用；BNRY指向未经DSP取走处理最早到达的数据包起始页面，新接收的数据包不可将其覆盖，起着缓冲环读页面指针的作用。也就是说，CURR可以告诉用户网卡接收的数据分组当前放到了什么位置，而BNRY则用于确定DSP读缓冲环到了什么地方。由于接收缓冲区为环形结构，BNRY和CURR相等时，环缓冲区可能满也可能空。为了使NIC能辨别这两种状态，规定当BNRY等于CURR时，才认为环缓冲区满；当缓冲区空时，CURR比BNRY指针值大1。因此，初始化时设置：BNRY=PSTART，CURR=PSTART+1。这时读写指针不一致，为了保证正确的读写操作，引入一软件指针NEXTPK指示下一包起始页面。显然，初始化时NEXTPK=CURR。这时，缓冲环的读指针对NEXTPK，而BNRY只是存储分组缓冲区的起始页面边界指示，其值为NEXTPK-1。
2.2接收控制过程
DSP完成对DP8390的初始化后，网卡就处于接收状态，一旦收到分组，就自动执行本地DMA，将NIC中FIFO数据送入接收缓冲环，然后向主机申请“数据分组接收到”中断请求。DSP如果响应中断，则启动网卡远程DMA读，将网卡缓冲区中的数据分组读入学生机存储区，然后对接收缓冲环CURR、NEXTPK、BNRY指针内容进行修改，以便网卡能从网上正确接收后续分组。DSP响应网卡接收中断后，接收控制过程如下：
①设置远程DMA的起始地址；RSAR0=00H，RSAR1=Nextpk。
②设置远程DMA操作的字节数，这个长度在46～1500字节范围内根据具体要求自己确定。
③0AH送命令寄存器CR，启动远程DMA读。
④从网卡数据端口依序读入数据分组，注意，最先读入的4字节非数据分组内容，第1字节为接收状态，第2字节为下一包页地址指针，3与4字节为接收字节数。第2字节内容应该送入Nextpk，其它字节根据用户要求处理。
⑤修改边界指针BNRY=Nextpk-1。
⑥清除远程DMA字节数寄存器RBCR0和RBCR1。
2.3发送控制过程
DSP先执行远程DMA写操作，将内存中的数据分组传至网卡发送缓冲区，然后启动发送命令进行数据分组发送。发送控制过程如下：
①设置远程DMA的起始地址为网卡发送缓冲区起始地址；
②设置远程DMA操作的字节数；
③12H送命令寄存器CR，启动远程DMA写；
④依序送出数据分组至网卡发送缓冲区；
⑤清除远程DMA字节数寄存器；
⑥设置发送字节数寄存器TBCR0和TBCR1；
⑦12H送命令寄存器CR，启动数据分组发送。
3发送方发送频率的控制
发送方发送频率的正确控制主要保护两点：一是有一个最小发送时间间隔，否则会因为接收方不能及时接收而导致系统瘫痪；二是发送频率能够足具体的功能实现要求。譬如在语音的实时通信中，发送频率就取决于声卡的采样频率。在8kHz采样频率时，声卡每秒钟采样8000字节，采用1024字节需用时128ms，如果通信协议规定发送1次传送1024字节有效数据，则必须每128ms发送一次才能保证缓冲区有新数据待发送，也才能保证接收方有新数据播放。128ms是一个理论计算数值，在实际的操作中采样速度和发送频率之间总是不能完全匹配，而存放数据的缓冲区大小是有限的，如果没有良好的控制技巧来实现正确发送，就会造成声音抖动和延时。解决的办法是双缓冲技术和双指针控制，并且根据采样速度和发送频率之间的匹配情况送入不同的发送通信进行处理后发送。正确发送的含义有两方面，一是每次发送的都是新数据，二是能满足接收方总在播放新数据的需求。
4接收方防止数据包的丢失
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（二）统计信息系统的维护升级不够
随着计算机网络的应用与数据库技术的普及，不少企业在通用应用系统的开发和大型数据库系统的设计上投入了大量资金，企业的PC机、服务器等各类设备也进一步提质。但大部分企业统计工作的网络信息化效果仍不尽如人意，原因在于对统计信息系统的维护与升级重视不够，尚未建立稳定的运行维护模式，缺乏必要的日常安全运营监控手段。应用系统、数据库未能实现及时的维护升级，关键的信息系统、区域和设备日志、警告与性能记录保留时长不够，集中监控统计数据信息的快速响应机制缺失，更使得统计运营工作大多在无序和被动的状态下进行，难以及时解决统计信息系统运行中出现的各类问题与故障。
（三）网络信息化专业人才稀缺
统计工作网络信息化的建设能否成功，很大程度上取决于企业统计人员专业水平的高低。统计和计算机技术是两门专业性强、技术难度高的学科，统计工作的网络信息化不仅需要专业性人才，更需要既懂计算机网络又懂统计业务和企业管理的复合型人才。在实际工作中，往往存在着计算机人员不懂统计业务，统计人员又难以驾驭计算机网络的困境，能将统计业务与网络信息化联系起来的复合型人才稀缺。这使得网络信息化应用过中出现的技术问题与难题难以及时解决，极大影响了企业统计工作网络信息化进程的整体水平。
二、推进企业统计工作网络信息化建设的举措
（一）建立完备的统计数据信息安全体系
企业在统计工作网络信息化的建设中，应严格遵循国家有关的信息安全法律法规，明确和完善统计数据、统计信息的安全域划分，以及统计数据的监察、安全审计等体系系统建设。与此同时，企业各级管理人员要不断加深的信息安全意识，提高自身的信息安全观念，培养员工树立起信息安全责任心。让信息边界防护深入部署到每一个基层单位、每一名基础员工的工作职责当中。在企业内部制度、人员管理、系统建设运营等方面，做好规划与保障投入，建设完备统计数据信息安全体系，统筹应用防火墙、身份鉴别、边界防护、漏洞扫描、安全审计等子系统，确保统计数据信息网络的主机安全、应用安全和数据安全。
（二）推动统计数据信息的标准化建设
统计网络信息化的核心是要建设统一的网络系统和数据中心，这需要有统一的统计数据标准和规范的统计业务流程来保障。因此，企业的统计工作要以国家或者行业标准为依据，制定科学有序的统计管理制度和流程，建立标准的运行维护与服务模式，统一标准、指标和口径。运用先进的网络信息技术，构建起标准的实时监控系统，对统计系统的业务流量，网络设备和应用系统的运行负荷状况，数据库与存储情况等进行实时的自动监测，实现统计工作网络运营的标准化和自动化，及时解决系统运行中出现的各类问题，确保统计网络系统的正常、高效运行，真正充分地发挥统计网络信息化的积极作用。
（三）注重统计网络设备与系统的维护升级
统计工作的网络信息化建设，并不是简单地购买一些计算机设备和软件、制定一些标准、建立一些通信网络就能实现的。还需要从多方面出发，整合统计数据资源，加强信息化基础性建设工作，特别不能忽视的便是网络设备的日常维护与升级。因此，企业的管理人员一定要转变“轻软件重硬件”和“急用先上”的观念，务必建立好统计数据库和基础的统计业务平台，随后再开发统计应用系统，并随着统计工作的发展变化，维护好企业的网络资源管理平台、网络存储系统，及时更新和升级网络基础设备与统计应用程序。建立健全设备配置、软件更新、应用支持等环节的配套支持，保证统计网络信息系统稳定高效地运行。
（四）大力培养网络信息化专业人才
企业网络信息化的建设，依托于专业人才的培养。一方面，吸引高技术的计算机管理、网络管理和数据库管理的核心人才加入，是推进企业统计工作网络信息化建设的当务之急。逐渐完善有效的人才激励机制，留住专业人才，使之成为企业统计网络信息化建设的重要力量。另一方面，企业要大力培养一批既懂现代网络信息技术，又具有统计管理理念的复合型人才，建立良性的用人机制，定期地对他们进行统计分析软件、数据库、信息化应用、信息安全和网络管理等内容的培训与进修，真正地提高企业统计人员的数据分析能力与信息化应用水平，为企业统计工作的建设构筑全新的知识结构和体系。
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一、电力光纤通信网络规划设计原则和目标
为了保证电力光纤通信网络的设计和规划质量， 在设计过程中， 应该遵循一定的原则， 并制定相应的目标， 以此来推动电力光纤通信网络设计规划活动的有序实施。一般来说，电力光纤通信网络规划的基本目标在于使通信网络能够满足电网的管理业务需求， 并且本着增进网络的科学性和先进性的原则， 建设一个稳定、安全和可靠的网络。在这个过程中，保证网络的先进性是通信技术的发展的要求， 而保证网络的安全性， 是通信网络运行的基本条件， 所以二者缺一不可， 不得偏废。另外，为了在系统的设计中， 实现更加经济和高效的运行， 还应该适当的遵循网络的经济性原则， 实现设计方案的优化。
二、电力光纤通信网络的规划设计问题分析
电力光纤是一种比较先进的通信形式，目前已经慢慢的代替了以往的通信方式，促进了网络的进一步发展，自20世纪80年代以来，光纤通信技术就一直在向前发展，现今已获得了相对较突出的发展成果，同时已逐渐大规模的运用到现代通信的市场当中。可是在运用的实践中大家发现，倘若不落实好合理的通讯网络规划及设计，便会造成光纤通讯网络的作业质量的减低，严重的还形成安全隐患。
1、电力光纤通信网络的拓扑结构设计问题。我们知道，电力光纤网络的信息入口为拓扑，因此它设计的科学性将直接地影响到网络的工作实效，所以，在对通信体系的网络进行设计与规划时，要先以拓扑结构的设计为着手点。针对现今中国的拓扑方式来说，主要是星型、链型和环形这3种方式，不一样的拓扑方式在运用过程中的特性也不尽相同，因此相关机构在对拓扑结构进行设计的时候，应该全面考虑到它自身的一些特性。比如，星型的网络拓扑，它的最大优势是能够完成更为简便性的结构设置，同时在运转的过程当中，有着相对高的安全性以及稳定性。此外，因为它存有数个对角节点，便让它可以满足于大量的网络信息传送需求。
2、电力光纤通信设备的选型问题。设备的选型是指在电力光纤的通信网络设备运行的过程当中，要结合网络的真实运用现在，选择恰当的作业设备。而具体性的设备选取标准，要从组网特性、容量以及线路的兼容性等多个方面着手，这里需要注意的是并非容量以及兼容性愈大的设备便愈好，应该按照线路的作业需要以及通信的特性来选取最为适当的设备，要不然将会造成设备内存量的搁浅与废置，致使资源浪费，同时还加大了维护与管理的费用。针对现在我国社会市场当中，通信设备而言，较为常见的有以下多个方面的运用问题。第一，现今我国的大部分通信网络设备都是由通信网来实施设计的，即通讯网络设备所受到的来自于区域网络的约束相对较多，导致在是运用当中不能达到一个更为灵活、敏捷的运用；第二，不一样厂家以及批次的商品缺乏了一个统一性的网络配网标准，这样一来，便无形中造成了的市场中的各类设备以及网络间缺乏连贯性；第三，现今很多通信设备有着接十三种类小的情况，这便造成了在现实的运用过程当中，不能够达到更大范围内的运用；第四，不一样生产厂家之间所生产的商品不具备兼容性，造成的直接性后果便是作业网络存在着安全隐患。
3、电力光纤通信网络专用电缆选择问题。电缆的选用对于电力光纤通信网络的作业质量来说，其的影响力也是极其之大的，就现今而言，我国的电力光纤电缆通信网络当中所运用到的电缆基本是复合光缆（OPGW）、无金属白撑式光缆（ADSS）以及缠缆式光缆（GWWOP）这3种，以上光缆在运用的过程当中同样具有着不一样的特性，要求相关的工作人员及设计人员结合通讯网络的内在需要展开选择。
4、自愈切换时间、切换方式问题。这里的自愈所指的就是电力光纤通信网络在进行作业的过程当中，能够在故障出现之后自动地恢复到健康的性能及作业状态下，如此的自愈能力势必能够避免系统故障所引发的所有的安全问题，因此它切换的时间以及切换的方式便显得十分的关键了，应该尽量地选择那些切换时间比较短以及切换方式更灵活、敏捷的自愈网络。
三、结语
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同时，随着计算机技术的迅速发展，许多传统学科与计算机技术相结合从而诞生了一批新兴学科，地理信息系统就是其中之一。其英文名称为geographicinformationsystem，简称gis。它能够处理大量含有地理成分的数据信息，使你可以简单而迅速地在大量的信息中查看其模式和关系，而不必不断地访问数据库。
在通信网络中，大量的设备都有其地理位置，同时，有大量的处理如果通过地图来进行，则会又方便又直观。因此在网管系统中，引入gis系统，在电子地图上显示基站、小区等各类通信网元的分布情况，并对网元进行实时监控管理、浏览配置信息和性能查看分析。
二、选题的目的及意义
选题背景出自项目“移动通信网本地网管系统”。该系统立足于tmn，以操作维护、环境监控工作为重点，实时监测全网的运行情况，快速响应网上的各种事件，提供性能分析报告，不仅为设备的集中操作提供了方便、可靠的技术手段，而且为网络优化和经营管理决策提供了参考依据。
地理视图作为本系统的一个子系统，是使用gis技术，在电子地图上，将各类通信网元按地理位置显示成一个分布图。用户可以对图进行操作，也可以对网元的告警、配置和性能信息进行查看和分析处理。地理视图是直接与用户交互的前台界面，其制作质量的高低将直接影响用户对整个系统的认识，可见地理视图在此项目中的重要作用和地位。此外，gis还广泛应用于诸如交通管理、商业销售等领域的软件开发中，因此，研究和开发gis系统是很有意义的。
三、研究的重点内容
本毕业设计涉及到的主要内容有：数据库存、internet网络应用、mapinfo和asp技术。
系统的gis软件平台采用了mapinfo公司的maxxtreme。mapxtreme是一个基于internet的地图应用服务器，可以通过internet或企业内部的internet向用户地理信息。
该地理视图系统是浏览器／地图服务器／数据库服务器三层结构，需要windowsntserver。其中
地图服务器：windowsnt，internetinformationserver，mapxtreme
客户机：windows95／98。
由于采用了maxxtreme，使系统在结构上成为浏览器／服务器的形式，顺应了企业内部网向intranetx演变的潮流。在服务器端是用微软的asp技术，需要用到其中的activex和vbscript技术。
地理视图子系统要通过socket通信方法从网管系统的其他子系统获得有关各种网元的数据流，对通信网中各种信息进行实时动态的监控、分析与显示，并将处理所得数据传入数据库，以便进行信息查询，同时数据库要动态更新。可见，本次毕业设计既需要了解硬件知识，又需要有较熟练的软件编程能力，既需要计算知识，又需要通信知识，是我所学专业知识在具体工作中的应用。
本次设计具有较高难度，但我相信，通过学习和不断的努力，我一定能高质量的完成本次毕业设计任务。
四、进度安排
3月20日－4月15日
分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，作好前期准备工作。
4月16日－5月10日
篇7
目前。各个移动通信网络的运营商的网络环境是异质的，其中包括了GSM网、IP网、智能网、信令网、GPRS等，它们的结构比较复杂，而且管理和控制的费用相对较高，更重要的是目前还不能将全网的管理信息集中起来进行统一处理。随着未来几年IN、GPRS、移动IP、WAP等新业务的高速发展，这一切都迫切要求加快网管建设，提高维护管理水平和规划能力，保证移动通信业务向更深更广层次的发展。
研发移动通信网络智能监控系统是为了能够实时监控移动通信网络的通信质量，从而为移动通信网络优化工作人员优化网络提供有力的科学依据。我国移动通信发展速度很快，而相应的网络管理和维护水平滞后，从而出现通信容量不够、小区划分和话务量分配不合理、同频干扰严重、无线覆盖不好等亟待解决的问题。因此，加强网络监控，搞好运行维护，改善网络通信质量，保证网络的正常运行和安全，已成为一项重要的课题。
2移动通信网络监控系统总体设计
2．1层次架构分析
移动通信多业务智能监控系统是基于GSM网络的无线通信多业务仿真平台。该仿真平台可根据需要加载不同业务并对其运行质量进行分析和评估，满足多种移动业务的需求。此外，该平台还可建立与BSC的连接，通过对特定通信过程中上行和下行信令的比较来对网络故障进行深入分析。
监控系统通常有两种结构形式：集中式和分布式。前者的优点在于结构简单、成本低，但由于信号电缆过长，信号易失真、易受干扰，且由于数据采集通道数和存储量的增加导致监测实时性差，只适用于测点较少且比较集中的场合；后者可靠性高、易于扩展、适用于大规模且监测点分散的场合。根据移动通信网络分布的特点，要能监控移动通信网络在任意点的通信质景，必须采用分布式的监控系统。本文所设计的智能监控系统是分布式的。
从体系结构上，智能监控系统一般包括3个层次：
(1)数据采集层主要包括由智能数据采集模块和数据上传功能的数据采集前端。
(2)网络通信层主要完成采集终端和监控中心之间的数据传输。
(3)监控中心层主要面向具有管理和调度权限的管理人员，由计算机在此完成集中监测。
2．2系统的结构设计
根据终端监测仪离散分布的特点，移动通信网络智能监控系统采用分布式的监控系统。整个系统主要有终端监控子系统、监控中心和通信网络组成。
(1)测试监控子系统：测试监控子系统可以分布在任意测试监控点，负责采集监控系统所要监测的内容，同时能够将采集到的数据按照设计的协议通过短消息的方式发送到监控中心。终端监控子系统由GSM模块和测试控制两部分组成，用于测试移动网络在固定点的网络通信质量的相关参数，同时可以使用短消息的方式将数据及时传送到监控中心。本系统中是采用单片机来实现的。
(2)移动短消息服务中心：完成系统中终端监控子系统和监控中心的短消息互发功能。
(3)监控中心：通过短消息的方式和各个终端监测仪进行数据交互，从而设置终端监测仪的工作参数和控制它们采集数据。同时监测中心软件系统可以分析处理终端监控子系统传送的数据，为移动网络维护工作人员提供查询和报表功能。所以监控中心必须设计开发一套独立的软件系统。
3移动网络监控系统的实现
3．1监控平台中的硬件设计分析
本系统的硬件核心设备由放置在基站或者直放站(主要)附近的监控点组成，它们通过服务器端的终端进行拨测。监测点终端系统由手机终端和控制系统两部分组成，该终端系统接收服务器命令，进行业务测试，并将测试结果以短信方式发送至服务器控制终端以备查询。
监控系统的硬件主要使用两套终端设备，终端设备由手机终端和终端控制系统构成：一套是安置在监控主服务器端的控制终端系统，负责发送测试命令和测试数据的接收，并将数据传递到监控系统的监控服务器；另一套是安置在监测，该终端接收服务器命令，进行业务测试，并将测试结果以短信的方式发送至控制终端。这两套系统在硬件方面都是相同的，只是在具体的控制程序上有所不同。
3．2监控平台中的软件设计分析
移动业务监控系统平台软件的设计的总原则是：在不影响现有网络的正常运行或者降低原网络的性能和安全性的前提下，进行分层次，模块化设计，不仅可以集中操作维护，而且可以灵活的升级和扩展。下面以网络监控系统的主要构成：监控主服务器、监控从服务器和DB服务器为例进行说明分析。
(1)监控主服务器
它是监控系统的核心所在。完成监控系统的所有功能，包括：用户的管理策略、监控系统的接口配置(055接口、DB服务器、从服务器、监测点、SMS、GPRS)、不同业务的处理单元(语音／SMS／GPRS)、信令分析和统计指标形成模块、告警信息的处理和生成、数据采集分析模块、平台配置模块和日记文件系统。一个监测系统只能有—个主服务器。
(2)监控从服务器
从服务器是WebService服务器。一个监控系统可以有多个从服务器组成，根据不同的业务需要可以增加相应的从服务器来扩充功能。主服务器和从服务器直接的通信是通过基于XML的SOAP(简单对象访问协议)进行通信。它的功能是监控任务的定制和调度，SMS短信收发和配置管理。
(3)DB服务器
篇8
随着电力通信网络规模不断扩大，结构愈加复杂，网络层次和种类增多，逐渐发展为国网、区域网、省网、地区网及县级网的分层次组网的格局[1]。设备种类、数量、光缆公里数、带宽、电路等通信资源都在迅速增加[2]，网络运行、维护与管理难题也随之出现，故障定位、故障处理、资源调度等管理工作难度越来越大，影响到电力通信网的运行质量与效率。
只有实现电网一体化通信才能实现对这些资源的绩优管理，才能及时反映设备和系统的动态变化，才能实现网络资源的动态更新[3]。电网一体化通信的研究与分析，关键在于电力业务特点分析及其对应通信需求分析，以保障电网通信提供可靠、实时和安全，保障整个电力系统的有效、安全、稳定运行和运营管理。论文主要对电网一体化通信体系涉及的通信环节中各个组成部分进行分析研究。
二、一体化通信实现方案研究
电网一体化通信主要完成各个不同通信协议的映射，完成信息模型与信息交换模型的建立，以此完成不同体系之间的一体化通信。
如图1所示，协议栈分为4层：底层通信协议、协议映射、信息与信息交换模型、应用层。
底层通信协议：即OSI环境，用于在不同网络中传输报文与数据流;
协议映射：将信息与信息交换模型适配入不同的电力通信网络中，如WSN、PLC、以太网等;
信息与信息交换模型：构建统一的电力信息模型与信息交换方式;
应用层：为不同电力应用，如：运行、需求响应、营销等，提供相应的服务。
三、电网一体化通信架构研究
体系架构设计需要综合考虑到对旧系统的兼容、功能、信息通信、安全等因素。
图2为论文提出的架构，电网侧系统包括配网能量管理系统、输电网能量管理系统、高级量测系统主站等;用户侧主要包括各种智能设备和用户侧能源管理系统。
其中GS为电网侧系统（Grid side System），包括服务提供商系统、分布式能源管理系统、能源提供商系统、ESCO，高级计量体系架构、其他操作系统等相关电网侧所使用的系统。
US：用户侧智能系统，主要包括能源管理系统、分布式发电系统、用户进程等其他系统。
UE：用户侧智能设备，包括太阳能发电控制设备、网关设备、分布式电源、恒温器、简单负荷控制设备、能源存储设备、家庭商业自动化设备、智能电表、可调光源等。
电网侧网络：电网侧网络由有线或无线网络组成，所有电网侧网络智能设备都能够通过电网侧网络连入核心网中。无线网络可能是CDMA，GSM，GPRS，iDEN，WIMAX，LTE等点对点或点对多点的网络、多播网络，甚至是卫星网络。
电网一用户网络：电网一用户网络用于连接电网测与用户测网络，可能是公网也可能是私网。用户侧网络也可能是有线的或是无线的，主要提供电网侧与用户侧网络的互联。
用户侧网络：用户侧网络指的是连接电网用户设备任何的网络，可以是有线的无线的，主要是公网。
这种架构的特点如下：
（1）电网可以通过智能电表（采用AMI网络，包括电表直接控制部分用电设备），或者通信网关（采用英特网等公网），或者通过专用网关（采用专网但不通过智能电表的情况下）三种主要形式和用户交互。
（2）考虑到工业、商业、居民各种用户。本标准支持三种用户侧智能设备控制模式：设备本地自主控制;通过用户能源管理集中协调再与电网交互;受电网侧直接控制。
（3）图2中中间部分是电网和用户交互的关键，仅需要对中间部分进行重新设计实现就能够完成电网一体化通信。
四、结束语
篇9
时代在发展，科技在发展，越来越多的人拥有私家车，他们对车的安全状况很重视.因为是平常人，所以对自己车的行踪需要一个很形象的认识，所以就要对移动图象形象化，具体化，并且对汽车各项指标都要有一个安全报警系统.车内仪表盘对汽车运行状况都需要一目了然.我说的仅仅是其中一个例子.这种移动目标的监控是一个系统，它称做基于GSM的移动监控定位系统.通过这个系统，能让我们一直监控着移动目标的行驶状况，并且移动目标也可以通过这个系统对总部查询各项信息，比如:路况、天气等一系列信息，此外还可以需求帮助.GPS技术进入实用阶段是在上世纪90年代，但因为无线通信网络的普及程度的限制，从而制约了GPS的发展，使其并没有多大发展.但是步入了21世纪，无线网络迅猛发展，GPS技术的更加成熟，使GPS普及化程度进一步扩大，随着人们对这一技术的关注，我认为这方面的市场潜力是巨大的.
GSM的移动监控定位系统设计两个关键的要素是无线通信网络技术和GPS技术，GPS接收机体积已经进化的很小，串口数在增加，接口技术也是多样化.而无线通信网络更是呈多样话发展，这里我就不详细阐述了.
2 网络的选择
无线通信网络是移动监控定位系统应用的平台，具体可分为无线专用网络和普通公用无线通信网络两类.卫星网络、无线专用网络、移动网络是其中常见的形式.后面我会一一介绍.
2.1 卫星网络。到现在，卫星通信即将进入个人通信时代。它的特点是卫星终端将到达个人的手中演变成手持话。全球移动电话就是一个例子。所谓个人通信，是指移动通信的进一步发展，最终是面向个人的通信，国际电联称为通用个人通信（UPT），在美国称为个人通信业务：任何时间、任何地点都可以与其他任何能联系的到的人进行任何方式的交换信息。所以只有利用卫星覆盖面广的特点才能实现。通过天上的卫星系统与地面的通信系统的结合，才能实现名副其实的全球个人通信。卫星通信有静止轨道卫星通信、中轨道卫星通信、低轨道卫星通信3种。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是:通信范围大;只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信;不易受陆地灾害的影响(可靠性高);只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速);同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信(多址特点);电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量;同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。卫星通信的特点是覆盖面积大，可以做到全球通，而且对气候和传输距离不敏感。缺点是系统终端设备复杂，费用较高，不利于普及。
2.2 无线专用网络。专门为移动监控定位系统建设的无线通信网我们称之为无线专用网络。这个系统有自己的监控平台、基站及交换中心。优点在于能灵活运用不易被破坏，还具有移动性能。缺点在于基础建设资金较高，传播面积具有局限性。
2．3 移动网络（移动通信网络）。进入21世纪后，移动通信网络得到高速发展。手机的普及便是一个特征。移动通信网已实现从模拟网向数字网的转换。国内3G还在开发普及阶段，而在日本现在已经发展到第四代移动通信网络（4G）。移动通信网络经历了从模拟的AMPS网发展到数字蜂窝GSM网，再到CDMA移动通信网。移动通信网可以分为三个层次：语音；数据；视频和多媒体。普通老百姓接触的比较多的是后两个层次，即视频和多媒体。比如：短信、图像、电子邮件、文件、图像传真、浏览网页等。它的优点在于覆盖面积大，组网费用低。但是缺点是数据传输速率较低，这大大的限制了移动网络的发展。如果想要提高数据传输速率，就需要对网络进行改造了。
当然除了以上这几种通信网络，还有其他的通信网络。这里就不展开一一阐述了。
3 移动监控定位系统方案设计---基于GSM
通过比较，很显然移动通信是目前最佳的选择方案。3G，即第三代移动通信网CDMA具有优势：数据传输能力强。但是目前还处于实践阶段，而GSM数字蜂窝移动通信网非常普及，市场应用广泛，覆盖面积大，在技术上也是最成熟的。所以，利用GSM移动通信网建设移动监控定位系统是当前比较合理的选择。通过GSM移动通信网传输监控定位数据可以有3种方法：利用话音通道传输、利用SMS(短消息业务)传输、利用改进的GSM的高速数据通道传输。
3.1利用GSM的话音通道通信的设计方法。利用GSM的话音通道传输数据现在比较普遍，利用在接收端与发送端安装MODEN调制解调数据来实现。与之而来的麻烦就来了，装了MODEN是需要拨号的，并且建立连接的时间是比较长的，基本上是10S左右，网络较差的话是有可能连接不上的，而且通信费用比较高。优点在则在于技术成熟，应用范围广。只需在GSM网范围内都可以使用。具体流程如下：GPS接收机——数据接口——MODEN——GSM手机——GSM网——中继线路——MODEN——监控中心。GPS接收机在这里发挥着重要的作用，包括：摄像头影象数据的采集与传输；麦克风语音数据的采集与传输；报警设备提供的警报信息等等。这些数据经数据借口由MODEN进行调制后由GSM手机发向GSM移动网络。监控中心获得数据信息后可进行一系列的操作。这里的中继线路可以为电话线、光纤或微波。从GSM手机开始到GPS接收机我们称之为移动终端（后面我将用移动终端开简化）。通过流程图我们可以看出理论上讲移动终端是可以随意添加的。现在已经应用在银行、商场、家庭的监控。
3．2利用GSM的SMS通信的设计方法。SMS是大家所熟知的短消息业务，是用控制信道传输数据的，并且支持点对点的短消息业务和通过短消息来广播的一项服务。用这种方式设计的移动监控定位系统。流程图如下：移动终端——GSM网络——短消息业务中心——中继线路——监控中心。从流程我们可以看出移动终端发出的数据全是短消息，而SMS的中继线路可以是DDN。监控中心从短消息业务中心来获取数据具有几个优点：（1）数据传输速率快，信道建立的时间短。（2）不会占用话音信道，从而不会影响通话，通话时也不会影响数据的传输。（3）正是由于它不占用话音信道，所以它的通信费用是比较低的。（4）利用短消息广播业务，可以提供多点的数据传送。（5）系统扩容方便。但是，目前控制信道的传输速率为781Kb/s，可见数据传输速率不见的有多快，而且大家在发短信的时候也会发现：如果短信字数比较多，发出去的时候要分两次发甚至是三次。其实SMS是有信息长度限制的。点对点信息长度为140B，而消息广播业务信息长度为82B。它的缺点就显现出来了：数据传输慢且数据长度受限制。
3．3 利用GSM的高速数据通道通信的设计方法。上面两种方法有一个共同的特点：慢。数据速率都比较慢，只能用于GPS数据、报警信息等一些较短的数据服务。如果想要传输图象信息就比较困难了。新的技术也随之而来——GRPS（通用分组无线服务）。顾名思义，它是通过在原来的GSM网上加上协议关口和改动少两设备来实现的。目前它可以提供高达115。2Kb/S的数据传输速率，它支持X.25，TCP/IP等协议。国内外多家大公司都在加紧研究开发GRPS功能。此外还有一种技术EDGE（增强数据速率），它可以支持384Kb/s的数据速率，但目前仍不成熟。 转贴于
4 移动监控定位系统的业务功能
本系统具有以下几个功能：
（1）移动目标定位功能 监控中心可以通过终端发送的GPS信息对监控目标进行实时跟踪定位，并可以从先前采集的资料可以得知目标的相关资料，如：行驶速度、运行状态、车牌号码、行驶人及其住址等等。
（2）指挥调度功能 许多出租车公司采用此系统时这个功能应用的最广泛也最方便，司机及乘客提供各行驶路线的路况、等候人数、定车地点等一系列信息给总部，总部分析信息进行一系列行之有效的指挥和调度。
（3）报警功能 举几个例子：移动终端发出的报警可分为自动报警和主动报警。比如一辆出租车如果漏油了，那么系统就会自动报警。如在车里遇到劫匪了，你可以按紧急状态键进行主动报警，那么公安、交警部门就能监控你的车子，在沿路设卡，布置警力进行援救。
（4）视频监控功能 如果一些公共场所加装了摄象头，比如：银行、车站、酒店等地方实行监控。能有效的抑制一些犯罪行为的发生，一旦发生了也能通过录象来协助侦察、破案。
（5）导向功能 在车里安装GIS系统，可以实现车辆的自我导向，不会迷路。还可以全国漫游。
（6）通话功能 当采用SMS或传输64数据时，因为它的特性，是不会影响通话的，此外移动终端还有正常的GSM数字电话的功能。
（7）历史资料共享查询功能 用户可以从监控中心的数据库里查询各项数据，从而大大方便了用户。比如即将到达城市的停车位、住宿情况、旅游项目等等
根据用户的不同要求，系统设计项目可以是多种多样，小到监控气温变化，大到监控整座城市设置电子警察。一些业务可以根据实际情况进行添加或者删除，具有灵活行。
5 结语
随着国人对自身安全越来越重视，移动监控定位系统在我国进入了起步阶段，因此具有很大的市场潜能。全国各大城市建立了电子警察系统、公交车到站时间监控系统、交警路面交通实时监控系统、车辆的导航系统等。无不告诉我们移动监控定位系统的重要性。
此外，国内刚刚兴起的移动监控定位系统还存在很多缺陷，比如杭州的公交车到站时间提示系统就不是那么准。许多公司提供的GPS接收机、GSM/GPS一体机、GIS系统都不怎么成熟。数据格式不统一，资源不能共享，不同机器不兼容等一系列问题还有待于我们进行完善和改进。
参考文献
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［3］郭峰，等．无线局域网［M］．北京：电子工业出版社，1997．
篇10
随着嵌入式系统在各个领域的广泛应用，嵌入式系统的软件开发变得越来越重要，而对于嵌入式的开发环境也有了新的要求[1]。在我国，嵌入式系统软件的开发正处在初级阶段，普遍用的是国外产品，所以对嵌入式系统的研究有着极其重要的意义[2]。嵌入式系统通信模式一般是由宿主机/目标机的模式进行[3]，其调试过程分为两部分，一部分是编译软件运行在宿主机（如PC机）上，另一部分是编译软件需要下载到目标机（如移动设备或者鱼雷等）上[4]。由于水下通信网络中水声信道的特殊性，在实际的应用中，往往需要三个或者以上的节点设备进行网络通信，这样就会出现通信信道冲突的问题，要解决这个问题，就需要在各个节点进行通信的过程中设计一种通信协议。本文设计的一种通信协议可以有效的改善多节点通信信道冲突的问题。
2.水下通信网络节点概述
2.1 单节点系统
所谓节点简单而言就是指的具有收发数据功能的电脑或其他设备。拥有唯一的网络地址的设备都可以称作网络节点，如工作站、终端设备、服务器、网络设备等，各个节点之间具有通信功能，可以进行收发数据。
2.2 三节点通信网络概述
本文中三节点通信系统是由三个同样的单节点系统组成，每个节点需要完成的功能是，ARM分别通过网口，串口控制与之相连的DSP、PC机、SD卡和姿态方位仪之间的数据通讯。各个节点之间可以通过水声网络收发数据，保证其通信信道的通畅性，不冲突性，其示意图如图1所示。
如图1所示，为三个节点组成的节点通信网络，在本文中A、B、C三个节点是具有相同功能的节点。A节点与B节点之间的信道为AB信道，B节点与C节点之间的信道为BC信道，A节点与C节点之间的信道为AC信道，为了保证三个节点之间在进行自主通信时，不会因为信道冲突而出现未知的错误，本文需要通过设计三节点网络通信协议，验证水下通信网络节点三节点通信协议的实现。在实际的水声通信网络中，往往需要多个节点进行通信，三节点通信协议的实现，为多节点水声通信的实现打下了基础。
3.基于CSMA协议/RTS-CTS机制的三节点网络协议程序设计
3.1 水下通信网络节点三节点接收数据程序设计
通过对CSMA协议和RTS-CTS机制的研究，本文设计了一种基于CSMA协议/RTS-CTS机制的网络协议来改善水声通信信道的冲突问题。本文提出如下的设计思路[6]来改善这种信道冲突，定义该三节点网络通信发送数据的数据帧为如下表所示的格式。
信号类型 目的节点 源节点 待发送数据 结束符
信号类型指的是RTS信号（用0x00表示），CTS信号（用0x01表示），DATA数据（用0x02表示）和ACK信号（用0x03表示）。目的节点指的是要向哪个节点发送数据：A节点（用0x00表示），B节点（用0x01表示）C节点（用0x02表示）。源节点指的是数据来自于哪个节点：A节点（用0x00表示），B节点（用0x01表示）和C节点（用0x02表示）。待发送数据就是实际要发送的数据，这里的字节位数因实际数据的长度而定。
通过以上的定义，不管哪个节点收到了数据，都可以通过判断数据帧的前六位知道，该数据是什么类型的，由哪个节点发出的，是发给谁的。那么该节点就可以知道应该给哪个节点回复什么类型的数据，以及通过对收到数据的源节点个数来判断当前信道是否冲突。本文处理信道冲突的方法是，让发送数据的节点退避等待一段随机的时间，再次请求通信。以A节点收到数据是否为RTS信号为例，其程序设计流程如图2所示。
同样的，判断数据是否为CTS信号或DATA数据其设计思想也是如此。
对于收到的数据是ACK信号时，对数据类型，目的节点的判断与前面的程序流程一样，而对源节点的处理采用的方式是，判断数据是不是由B节点发送的ACK信号，如果是，判断当前有没有C节点与之请求信道的信号，即C_RTS信号是否为真，如果有，说明信道有冲突，之前对B节点发送的数据可能出现错误。造成这种结果的原因是，在B节点接收A节点的数据的时候，C节点对A节点发送的RTS信号同时也被B节点收到，那么B节点实际收到的数据就是两个节点发送数据和信号的叠加。A节点就需要重新对B节点发送数据，同时暂时拒绝与C节点的通信。如果当前没有C节点的请求信道信号，说明信道没有冲突，将冲突标志位置假，并反馈给B节点，告诉B节点数据接收完毕。
对收到ACK信号的处理程序设计流程如图3所示。
3.2 水下通信网络节点三节点发送数据程序设计
对于发送数据节点，其数据类型也是RTS信号，CTS信号，数据信号和ACK信号。在发送这些信号和数据前，都需要对当前的信道进行判断，是否信道冲突。本文的程序中是用冲突标志位（m_bCollision）值的真假来判断的，若为真，表示信道冲突，若为假，则表示信道空闲。当信道空闲和发送冲突之后，该节点需要对这两种情况进行相应的处理，来延续后续的通信。以下以节点发送RTS信号为例来介绍其具体的设计过程。
在发送RTS信号之前，首先判断冲突标志位是否为真，如果是，则随机等待一段时间，并启动退避变量（程序中为RTSWait_i），直到冲突标志位值为假。每随机等待一段时间，RTSWait_i自加1，当退避次数大于3，冲突标志位仍未真，则放弃本次通信，随机延时一段时间，重新准备发送RTS信号。如果首先判断的冲突标志为假，则表示信道空闲，发送RTS信号，同时启动定时器等待CTS信号的来临，如果等待时间超过了规定的时间（这个时间值因具体的水下通信环境而定——信号的传播速度和节点之间的距离等），认定当前信道冲突，对信道标志位重新判断，若为假，重新发送RTS信号。每一次重新发送RTS信号都会用一个变量来计量重发的次数，如果次数超过3次，则放弃重发，随机延时一段时间，重新准备通信请求。其设计的程序流程如图4所示。同样，对于发送CTS信号和DATA数据也是如此。
对于发送ACK信号，是在数据已经准确接收完之后，回复给发送节点的信息，所以节点发送ACK信号主要考虑的是在回复信息的时候，判断信道是否空闲，如果空闲，就可以发送ACK信号，如果冲突，随机等待一段时间等待信道空闲，并同时进行退避操作，用退避变量记录退避次数，当退避次数小于3次时，信道空闲了就可以直接发送ACK信号，当退避次数大于3次，信道仍冲突，就继续等待。
4.水下通信网络节点三节点网络协议实验实现
按照以上的设计思路，用A节点向B和C节点发送RTS信号，进行通信调试，其具体调试过程和实验结果：
将编写好的带有通信协议的服务器程序下载到A节点ARM中启动，分别用两台PC机模拟B节点和C节点，将编写好的带有通信协议的客户端程序在B，C节点中启动，与A节点中的服务器程序（带有协议）建立连接。点击服务器端的“自动1按钮”，向B节点请求通信，发送数据为“0x0001001111111111”表示发送的是RTS信号，由A节点发出给B节点，发送的数据为“0x1111111111”。得到如图5的调试结果：
由图5可以看出，整个协议运行的机制，当对B节点发送RTS信号之后，收到了B节点的CTS信号，然后自动发送数据给B节点，B节点接收完数据，回复给A节点ACK信号，完成了此次通信，说明此时信道是不冲突的。发送控件中显示的数据“0201001111111111”是A节点发送的数据信号。
接着点击“自动2”按钮，得到如图6的调试结果：
如图6所示，当点击按钮“自动2”之后，A节点向C节点发送RTS信号，等待C节点回复CTS信号，等待超过10ms，重新传送RTS信号，当等待次数超过3次，仍旧没有收到来自于C节点的CTS信号，则放弃本次操作，退避等待1ms（这里的1ms是随机的时间，恰好为1ms），再次发送RTS信号。可以看到，这种处理的方式有效地改善了因为信道冲突而出现数据丢失的情况，达到了预期设计的要求，完成了水下通信网络三节点网络协议实现的设计实验。
5.结束语
对水下通信网络节点信道冲突问题进行了研究，将CSMA协议和RTS-CTS机制应用到三节点网络协议程序设计中，改善了三节点网络中各个节点收发数据时的各种信道冲突问题，通过编程和调试实验对该协议进行验证，证明了这种设计思想和方法对改善水下通信网络通信信道冲突问题的可行性，验证了水声通信网络节点三节点网络协议的实现。
参考文献
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[4]周毓林，宁杨.WinCE内核定制及应用程序开发[M].电子工业出版社，2005：35-50.
篇11
同时，随着计算机技术的迅速发展，许多传统学科与计算机技术相结合从而诞生了一批新兴学科，地理信息系统就是其中之一。其英文名称为geographic information system，简称gis。它能够处理大量含有地理成分的数据信息，使你可以简单而迅速地在大量的信息中查看其模式和关系，而不必不断地访问数据库。
在通信网络中，大量的设备都有其地理位置，同时，有大量的处理如果通过地图来进行，则会又方便又直观。因此在网管系统中，引入gis系统，在电子地图上显示基站、小区等各类通信网元的分布情况，并对网元进行实时监控管理、浏览配置信息和性能查看分析。
二、选题的目的及意义
选题背景出自项目“移动通信网本地网管系统”。该系统立足于tmn，以操作维护、环境监控工作为重点，实时监测全网的运行情况，快速响应网上的各种事件，提供性能分析报告，不仅为设备的集中操作提供了方便、可靠的技术手段，而且为网络优化和经营管理决策提供了参考依据。
地理视图作为本系统的一个子系统，是使用gis技术，在电子地图上，将各类通信网元按地理位置显示成一个分布图。用户可以对图进行操作，也可以对网元的告警、配置和性能信息进行查看和分析处理。地理视图是直接与用户交互的前台界面，其制作质量的高低将直接影响用户对整个系统的认识，可见地理视图在此项目中的重要作用和地位。此外，gis还广泛应用于诸如交通管理、商业销售等领域的软件开发中，因此，研究和开发gis系统是很有意义的。
三、研究的重点内容
本毕业设计涉及到的主要内容有：数据库存、internet网络应用、mapinfo和asp技术。
系统的gis软件平台采用了mapinfo公司的maxxtreme。mapxtreme是一个基于internet的地图应用服务器，可以通过internet或企业内部的internet向用户地理信息。
该地理视图系统是浏览器/地图服务器/数据库服务器三层结构，需要windows nt server。其中
地图服务器：windows nt，internet information server，mapxtreme
客户机：windows 95/98。
由于采用了maxxtreme，使系统在结构上成为浏览器/服务器的形式，顺应了企业内部网向intranetx演变的潮流。在服务器端是用微软的asp技术，需要用到其中的activex和vbscript技术。
地理视图子系统要通过socket通信方法从网管系统的其他子系统获得有关各种网元的数据流，对通信网中各种信息进行实时动态的监控、分析与显示，并将处理所得数据传入数据库，以便进行信息查询，同时数据库要动态更新。可见，本次毕业设计既需要了解硬件知识，又需要有较熟练的软件编程能力，既需要计算知识，又需要通信知识，是我所学专业知识在具体工作中的应用。
本次设计具有较高难度，但我相信，通过学习和不断的努力，我一定能高质量的完成本次毕业设计任务。
四、进度安排
3月20日-4月15日
分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，作好前期准备工作。
4月16日-5月10日
篇12
一、网络的通信安全
在对网络的通信安全进行定义时需要从多方面来考虑。其定义从国际化的角度看来可以是信息的可用性、可靠性、完整性以及保密性。一般情况下网络通信安全指的是依据网络的特性由相关的安全技术以及预防计算机的网络硬件系统遭迫害所采取的措施服务。
(一)影响网络通信安全的因素
首先就是软硬件的设施。许多的软硬件系统一开始是为了方便管理才事先设置了远程终端登录的控制通道,这样会极大程度的加大了病毒或者黑客攻击的漏洞。除此之外很多软件在一开始设计时虽然会将种种安全的因素考虑进去,但不可避免的时间一长就会出现缺陷。在出现问题后就需要立即补丁来进行漏洞弥补。与此同时一些商用的软件源程序会逐渐变得公开或者半公开化的形态,这就使得一些别有用心的人轻易找到其中漏洞进行攻击。在一定程度上使得网络的通信安全受到威胁。
其次就是人为的破坏。某些计算机的内部管理员工由于缺乏一定的安全意识以及安全技术,利用自身的合法身份进到网络中,从事一些破坏、恶意窃取的行为。最后就是TCP/IP的服务比较脆弱,由于因特网的基本协议就是TCP/IP 协议,这个协议的设计虽然比较有实效但是安全因素比较匮乏。这样就会增大代码的量,最终也会导致TCP/1P 的实际运行效率降低。因此TCP/IP其自身的设计就存在着许多隐患。许多以TCP/IP为基础的应用服务比如电子邮件、FTP等服务都会在不同的程度受到安全威胁。
(二)常用的几种通信安全技术
比较常用的有数据加密技术,所谓的加密就是将明文转化为密文的过程。还有数字签名的技术,这时一种对某些信息进行研究论证的较有效手段。除此之外访问控制也是一种有效地安全技术,这一种形式的机制就是利用实体的能力,类别确定权限。
二、通信网络的安全防护措施
正是由于通信网络的功能逐渐变得强大,我们的日常生活也越来越离不开它,因此我们必须采取一系列有效措施来将网络的风险降到最低。
(一)防火墙技术
通常情况下的网络对外接口所使用的防火墙技术可以使得数据、信息等在进行网络层访问时产生一定的控制。经过鉴别限制或者更改越过防火墙的各种数据流,可以实现网络安全的保护,这样可以极大限度的对网络中出现的黑客进行阻止,在一定层面上可以防止这些黑客的恶意更改、随意移动网络重要信息的行为。防火墙的存在可以防止某些Internet中不安全因素的蔓延,是一种较有效地安全机制,因此防火墙可以说是网络安全不可缺少的一部分。
(二)身份的认证技术
经过身份认证的技术可以一定范围内的保证信息的完整机密性。
(三)入侵的检测技术
一般的防火墙知识保护内部的网络不被外部攻击,对于内部的网络存在的非法活动监控程度还不够,入侵系统就是为了弥补这一点而存在的。它可以对内部、外部攻击积极地进行实时保护,网络受到危害前就可以将信息拦截,可以提高信息的安全性。
(四)漏洞的扫描技术
在面对网络不断复杂且不断变化的局面时,知识依靠相关网络的管理员进行安全漏洞以及风险评估很显然是不行的,只有依靠网络的安全扫描工具才可以在优化的系统配置下将安全漏洞以及安全隐患消除掉。在某些安全程度较低的状况下可以使用黑客工具进行网络的模拟攻击,这样可以一定层面的将网络漏洞暴露出来。
(五)虚拟的专用网技术
由一个因特网建立一个安全且是临时的链接,这是一条经过混乱公用网络的稳定安全通道。
三、总结
伴随着网络通信的全球发展,我们的生活工作与网络之间的关系也变得越来越亲密,在使用网络通信提供的高效方面服务的同时,我们也遭受着网络信息带来的一些危害。因此只有铜鼓相关部门制定完善的法律体系,拥有安全的技术才可以保证网络的安全,进一步促进网络通信的发展。
参考文献:
[1]陈震.我国信息与通信网建设安全问题初探[J].科学之友,2010年24期
篇13
随着我国应急救援体系的发展,消防部队已逐步成为城市主要的应急救援力量,广泛参与到自然灾害、事故灾难、社会安全事件等公共突发事件的应急救援处置中,并承担了部分非紧急的社会救助任务。消防通信是消防部队开展灭火救援行动的根本保障,是未来城市应急救援体系中信息通信的主要组成部分。美国911恐怖袭击事件中警察和消防员未建立统一的通信手段而造成的惨痛教训凸现出城市消防通信规划的重要性,所以在城市消防规划编制过程中合理规划和部署消防通信的建设和发展,在规划方针的指导下逐步建立和完善城市消防通信体系,是消防部队在执勤备战和灾害救助中全面发挥应急救援能力的根本保障。
2、消防通信规划的现状
消防通信规划的编制主要由城市规划设计单位和消防部门共同完成。由于城市建设和通信技术的高速发展,各地消防通信系统也在不断的扩展和升级,消防通信建设所依据的《消防通信指挥系统设计规范》等规范文件的要求与目前的应用现状相差较大,内容滞后且不全面,对规划编制的指导意义不够充分,一些通信指挥系统虽已达到火灾报警、火警受理、灭火救援通信调度等应用的基本要求,实际中却不能满足新形势下消防部队应急救援通信指挥的需求。并且由于消防通信规划的专业性较强、技术要求高、涉及的领域广泛繁多、基础设施建设发展不均衡等方面的原因,使消防通信规划的编制工作难以有效和深入开展,造成部分城市消防通信规划的内容空泛、缺乏深度、可操作性较差,不能切实有效的指导城市消防通信建设和发展。此外我国的应急管理体系建设起步较晚,部分消防通信规划内容仅片面集中于火灾事故方面,缺乏城市应急救援总体发展的综合考虑,造成消防通信建设与城市应急救援体系建设脱节。
3、消防通信建设现状
消防部队的信息通信建设按照公安部消防局信息化建设的总体规划部署和具体要求展开,实施主要依靠当地政府财政拨款、当地公安部门和电信部门的通信网络建设以及消防部队自身的信息化装备建设来完成,目前各级消防部队均已形成了相对独立的消防信息通信体系。以下将从基础通信网、消防通信指挥中心、消防综合业务信息系统等几个消防规划中涉及的重点方面具体展开论述。
3.1 基础通信网络
基础通信网络是消防通信和城市应急通信的基础设施,网络的建设直接决定了消防部队的信息应用能力,所以基础通信网络的发展是消防通信规划的重点。目前消防部队依托公安信息网、公众电信网、无线超短波通信网、卫星通信网等多种通信网络传输语音、图像和数据,形成了一套较为完整的消防通信网络体系,以下归纳为计算机通信网、有线通信网、无线通信网、卫星通信和短波通信网等几部分介绍。
3.1.1 计算机通信网
目前消防部队各级单位均已接入了以公安信息网为基础的计算机通信网,这一网络是消防部队数据通信的基础网络,承担灭火救援指挥调度、消防综合信息管理等大部分信息系统的数据传递,并可实现IP语音电话和视频传输等多媒体应用。为保证调度指挥等重要信息的可靠传递,部分节点间还建立了指挥调度专线和备份网路。在消防通信规划中应按照当地公安信息网和消防部队自身信息通信的建设情况以及各级消防部队的信息通信需求,合理规划消防计算机通信网,确保网络的全面接入和可靠畅通。
3.1.2 有线通信网
有线通信网包括报警电话接入和报警信息查询专线、指挥调度专线、办公市话网和公安专线网等通信网络,是城市各级消防队站获知灾害事故发生和传递调度指挥命令的基础信息通信网络。其中报警电话接入专线是用于接受公用电话网的报警和城市消防远程监控系统的火警信号及相关信息的通信线路。报警信息查询专线是用于获取报警电话的位置、装机人身份等信息的数据专线。指挥调度专线是用于连接火警受理终端、各消防站以及各相关联动单位的通信专线。办公市话网和公安专线网是消防部队内部各级部门之间和与公安机关之间通信的办公电话网。有线通信网是传统的消防通信基础网络,目前各城市基本完成了消防有线通信网的建设,在消防通信规划中应以未来网络容量和性能的改进及发展等内容为主,确保消防有线通信网的完备可靠,保证消防部队对灾害事故快速响应和出动调集命令的有效传达。
3.1.3 无线通信网
无线通信是消防部队在灭火救援展开和进行过程中用于灾害现场信息传递的主要通信方式。目前各级消防部队普遍配备了用于现场通信的350MHz超短波无线常规通信设备,并利用转信台扩展网络覆盖的范围。大部分城市还依托当地公安无线集群通信系统建立了消防集群通信网,北京、上海等地还建设了具备网络容量大、通话质量高、应用功能多等特点的数字集群通信网。消防部队以超短波无线通信为基础构成了由城市消防通信指挥网、现场指挥网和灭火救援战斗网组成的三级无线通信网络,并且利用GPRS、CDMA、3G等公众移动通信技术以及超短波、微波数传设备等多种手段建立无线数据通信网,用于传输灭火救援现场的图像和数据信息。此外公众移动电话网也是消防部队重要的辅助通信手段。合理规划城市消防无线通信网,构建可靠的无线通信体系是消防部队在灭火救援过程中战斗力有效发挥的根本保证。
3.1.4 卫星通信和短波通信
在地震、泥石流等大型自然灾害救援或野外应急救援中,依赖中继站的常规无线通信网往往会受到传输距离和范围、电力供给、极端环境影响等方面的局限,不能满足消防部队信息通信的需要,此时卫星通信和短波通信等应急通信方式成为救援现场最有效的信息通信手段。目前公安部消防局已对消防卫星通信体系做出总体的规划和部署,并推进消防卫星通信网的建设,一些城市的消防部队先后配备了“动中通”卫星通信设备、便携卫星站、短波电台等应急通信装备,在玉树地震和舟曲县特大泥石流等自然灾害救助和部分大型跨区灭火应急救援中显现出极强的应急通信保障能力。消防卫星通信和短波通信是应急通信体系中的重要部分,是城市有效抵御极端灾害的基础保障设施。
3.2 消防通信指挥中心
消防通信指挥中心是消防部队信息通信和作战指挥的中枢,具有受理报警、灭火救援指挥调度、信息情报支持等功能,负责火灾及其它灾害事故的接处警受理和消防救援力量的调度指挥。按照公安部“三台合一”的要求,目前我国大部分地级以上城市均已设置了包括治安、交通、消防在内的接处警指挥中心,建立了统一的集中受理和多部门联动的接处警平台,一些城市还进一步将医疗救护、安全生产等应急救援相关的领域纳入其中,并形成城市综合应急救援指挥中心。部分通信指挥中心还具备使用手机定位技术和GIS技术确定报警人的位置、使用短信平台受理报警、即时监控救援力量的行动状态、通过图像监控系统获取灾害发生区域的现场状况和交通状况等功能。在消防通信规划中应针对本地的实际情况,综合考虑未来城市应急救援体系的发展,确定消防通信指挥中心的建设发展方案。
移动消防通信指挥中心是设置在专门的通信指挥车中并集成了消防通信指挥相关功能的移动指挥平台,通常包括调度指挥台、辅助决策信息系统、多种无线通信系统、火场图像系统、视频会议系统、现场广播、供电及照明等其他辅助设备,是众多救援力量参与的复杂灾害事故处置现场中通信指挥的关键因素。按照城市规模和应急救援体系的建设情况,配置不同功能组件和不同移动及通信能力的消防通信指挥车是消防通信规划中的重要问题。
3.3 消防综合业务信息系统
消防综合业务信息系统是包括了灭火救援指挥、消防监督管理、部队管理和消防公众服务等多种应用功能的信息系统集成,是消防通信中应用软件的主要部分。按照消防部队信息化建设总体规划和部署,各级消防部队将逐步推广和应用包括消防基础数据平台、消防公共服务平台及各消防综合业务信息系统等部分的一体化业务平台。目前各地统一按照公安部消防局部署方案的要求,逐步开展了消防监督管理、部队管理和公众服务等信息系统的推广和应用,而对于消防基础信息平台、灭火救援指挥系统等面向灭火救援指挥和管理的信息系统,因受到基础信息数据库和通信基础设施建设情况的局限,各地的应用程度差异较大。在消防通信规划中,应将建立和完善城市地理信息、火灾风险信息、危险源信息、水、电、生产、医疗救护信息等内容的城市应急救援基础信息数据库,以及按照城市应急救援的具体需求开展消防指挥调度系统、消防指挥决策系统、重大危险源评估系统、模拟演练等系统的应用纳入到消防通信规划中重点建设。
4、未来发展趋势
