关于研究的无线网络技术论文有哪些
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关于研究的无线网络技术论文一:
随着网络时代的步入,计算机网络技术被人们广泛应用在各行各业,同时为各行各业都带来了方便,计算机网络技术给各行各业都带来了方便,提高了工作质量。
目前,计算机网络已经家喻户晓,人们通过网络可以实现许多功能,人们生活中的网上购物,以及一些银行转账的商业活动,都运用计算机网络来完成,充分体现了计算机网络给人们带来的快捷和方便。但是对于这些功能的广泛使用,继而网络安全问题就显得尤为重要,同时也引起了人们对网络安全的重视,
不难理解,对于这样一个开放式的共享系统,必然会存在安全隐患问题,黑客的不断出现给计算机网络系统带来了不少困扰,所以计算机网络的安全技术备受关注。本文通过对计算机网络特点分析,了解计算机网络存在的风险,以及网络防御的具体措施。
1 网络风险因素
计算机网络在应用中通常有以下几种风险因素:
1.1 网络开放性
计算机网络技术的开放性导致计算机系统在这样的网络下存在不少安全问题。任何人都可以很方便的访问到互联网上的信息,也很容易获取一个企业或者个人的敏感信息。对于这一问题,人们采取了大量的安全措施,虽然避免了一些,但仍然存在很大的安全隐患。
1.2 网络操作系统的漏洞
传统的安全管理措施往往忽视了系统的后门,网络操作系统对于整个网络的运行起着重要的作用,同时还提供网络所需的各种协议。由于网络协议实现的复杂性,导致网络操作系统在实现过程中必然存在缺陷和漏洞。防火墙对这类安全问题很难察觉,所以这些问题经常进入到系统中而没有被防火墙拦截。
1.3 网络资源共享存在的缺陷
计算机网络的主要应用目的就是实现资源共享,但也恰恰给安全隐患的进入提供了机会,随着互联网技术的发展和市场的需求越来越大,外部服务需求不能很好的避开攻击者利用服务请求对系统造成的破坏,轻而易举的获得网络数据包。
1.4 网络系统设计的缺陷
合理的网络设计不仅给人们带来方便,节约资源,同样也具备较好的安全性。但是如果网络设计不合理,就会给整个网络系统带来威胁,系统中出现BUG,甚至系统的安全工具中也存在漏洞。BUG问题几乎每天都会出现,维护人员在修补BUG的同时又会导致新的BUG出现。黑客常常利用BUG攻击网络系统。例如当程序存在内存溢出的BUG。目前的安全工具无法阻止利用BUG对系统的攻击。所以,网络的系统设计对整个系统的运行影响很大。网络设备以及网络协议和网络操作系统都会直接给系统带来安全隐患。
1.5 恶意攻击
人们在网络中遇到的黑客攻击和网络病毒都属于恶意攻击。这种问题的防范比较难。随着网络系统的大众化,这类恶意攻击越来越多,影响范围也越来越广。防火墙可以有效的保护系统的安全,可以隐蔽内部系统的结构,限制外部网络访问内部系统。内部系统之间的访问,防火墙却不能阻止。所以,许多攻击者利用这一特点,利用内部网络到内部网络的访问实施入侵行为很难被防火墙所阻拦。
1.6 网络安全意识淡薄
人们在网络过程中,有些用户为了提高数据传输速度,减少等待时间会主动退出防火墙,让自己的电脑信息系统暴露在计算机病毒攻击中,失去防御功能的计算机,其后果是可想而知的。
2 计算机网络防御的防范措施
网络防火墙技术通常指外部网与内部网之间的安全防范手段。网络防火墙能够制约内部网络与网布网络直接的互相访问,从而保护内部网络结构。防火墙通常安装在内部网络与网布网络的连接点。从内部网络发出的信息或者由外部网络传输进来的信息全部要经过防火墙。防火墙能控制网络之间的访问,防止外部网络通过非法手段访问内部网络,盗取内部网络资源包,从而保护内部网络的运行。针对目前出现的问题,提出以下防范措施来更有效地避免网络安全问题的发生:
安全加密技术。安全加密技术能保证电子商务系统的网络环境,使通过计算机网络系统完成的电子交易等活动更为可靠。因此,完善的对称加密和非对称加密仍然广受关注。对称加密就是常规的口令技术,加密运算和解密运算运用同样的密钥。不对称加密与对称加密刚好相反,它的揭秘密钥与加密不同,加密密钥公布于众,而解密密钥却只有自己知道。
入侵检测技术:通过各类系统和网络资源采集的信息,对信息进行分析处理,判断其是否为入侵行为。同过对网络系统的异常行为检测,入侵检测技术可以及时的发现异常,并进行记录和报警,从而阻断破坏性行为的入侵给系统带的来损失。入侵检测系统还可以对用户和系统行为进行监控,跟踪异常的行为。
2.1 建立网络安全感知系统
网络安全感知系统是近年来发展起来的新防御功能,这种防御感知是建立在netflow 的异常检测的基础上的,对于未经允许或不存在的虚拟主机IP地址发来的请求信号进行屏蔽并向网络警察主动报告,这样,由专业网络警察进行主动查验,让自身系统提高免疫功能。
我们为了提高来自网络的异常检测效率,我们对网络netflow数据流采用高位端口信息分布式异常检测算法,实现网络异常检测的大规模化,提高速率。
2.2 建立网络安全管理制度
单位要设计算机网络系统维护员,专人负责对网络和系统设备进行检测和维护,保持各种设施整洁干净,认真做好设备检查,对不正常的运行状况或操作及时发现并纠正,保证设备处于良好功能状态,网络运行安全稳定,并有权监督和制止一切违反计算机网络安全的行为。对服务器及网络必须严密防护,包括网络软、硬件,防止非法用户侵入。不得擅自在终端机上启用其他软件,系统维护员每月进行一次数据库维护及数据备份。
当然,计算机网络网络技术的安全防御,需要不断提升和发展,在硬件方面需要舍得投入,在人力方面需要培养,在财力方面需要优先安排,各个领导和技术人员要有优先防范意识,数据安全就是精神安全。
3 结束语
目前社会已进入信息时代,计算机网络技术的应用已经覆盖到各行各业,维护好系统是首要问题,想要更好的利用计算机网络技术给人们带来方便,就一定要保证系统的安全问题。只有保证网络的安全,建立高素质的网络管理体系,能能更好的确保信息的完整性和准确性,使计算机网络技术在服务大众的同时保证人们的财产安全。
关于研究的无线网络技术论文二:
1 引言
根据我国第31次互联网络发展状况统计报告,截至到2012年年底,我国网民规模达5.64亿,其中手机网民数达到4.20亿。该报告显示,Internet应用在我国迅速普及,已经融入到社会的各个层次和方面,特别是宽带和手机这两种接入方式发展加快,显示随时、随地、随意的宽带Internet应用需求成为新的增长点。
根据铁道部2012年铁道统计公报,2012年我国铁路运输发送量达到18.93亿人次,完成旅客周转量9812.33亿人公里,铁路旅客运输规模位于世界第一。其中客运专线建设全面推进,特别是自2007年4月【和谐号】动车组列车开行以来,以其安全、快速、舒适、方便的运输品质,开创了我国铁路旅客运输新局面。
然而,在信息社会的今天,行进中的旅客列车却依然是信息的孤岛,每年有十几亿旅客在列车上度过数百亿小时与Internet隔离的时光。如今,越来越多的旅客随身携带笔记本电脑、平板电脑、智能手机等移动网络设备,有在列车上随时上网的需求。因此,旅客列车宽带Internet应用研究不仅可提升铁路服务质量、满足旅客日益强烈的宽带Internet服务的需要,同时也是一个潜力巨大的市场。
2 旅客列车宽带网络概述
国内对铁路无线的前期研究主要集中在采用GSM-R/GPRS等移动蜂窝通信技术为列车提供窄带连接,应用领域主要为铁路信号传输和列控等。然而该技术的频率带宽目前只有4MHZ,该网络本质上仍然是2G移动通信技术,在移动环境下,其带宽也只有几kbit/s,根本就无法满足列车上旅客访问互联网的需求。针对于这种情况,本文提出了一种基于无线Mesh网络技术的旅客列车宽带网络设计方案。
旅客列车宽带网络是基于Wi-Fi的铁路专用无线Mesh(网状网技术)网络技术的一种新型网络,可提供宽带高速移动的无线网络,支持基于IP的话音、视频和数据传输业务。网络具有自我组织、自动配置、性能自动调节、链路自动修复等特性,支持负载均衡和冗余备份,为高速列车上互联网接入、数据传输和语音服务提供稳定可靠的承载平台。
它提供带宽高达300M的无线链路通道,以无线基站系统所构成的无线链路为骨干网与铁路有线传输网相结合。该网络的的实现不仅可以满足高速列车上旅客对宽带Internet服务的需求,而且可以作为铁路运营维护管理的辅助手段,能够提供定点视频监控、移动视频监控、机车车辆数据实时交互、突发事件的应急指挥、话音通信及编组场应用等功能,可提高运营维护管理效率、减人增效。
旅客列车宽带网络的拓扑图如图1所示。
3 旅客列车宽带网络结构设计
旅客列车宽带网络由列车无线局域网、车-地宽带连接、地面无线Mesh网络3层结构组成,如图2所示。
根据数据流的源和目的地址,可以将旅客列车宽带网络应用分类两大类:车内数据流和车-地间数据流。对于车内数据流,直接在列车无线局域网内部高速转发。对于车-地间数据流,由车-地宽带连接实现车地数据快速交互。由于我国铁路现有的交互网、传输网、数据通信网三大基础网络一般还只到达主要站段,沿线部署的无线基站难以实现直连,它们可以通过地面无线Mesh网络实现通信数据汇聚。
基于无线Mesh网络技术的旅客列车宽带网络结构如图3所示。 无线Mesh网络的最大的特点是网络中的每个节点都可以发送和接收信号,每个无线网络节点都可以与一个或者多个对等的无线网络节点直接进行通信,每个无线网络节点都可以同时作为AP和路由器。因此,在组建无线Mesh网络时,列车上只需设置一个接入点(车载Mesh设备)即可,每节车厢中设置的AP与车厢内旅客使用的智能手机、笔记本电脑等移动终端均可视为网络中的节点,这样可以很好的保证网络的连通性和稳定性。
旅客列车宽带网络的核心部分是地面无线Mesh网络以及列车内部的无线局域网的组建。
3.1 地面无线Mesh网络
铁路无线Mesh网络的核心部分是铁路沿线架设的无线Mesh基站,固定Mesh基站的间距平均为2公里--直线区域Mesh基站间距离略大,而山区和隧道区域所需要的Mesh基站间距在1.5公里左右。固定Mesh基站之间的互联采用5.8GHz技术,对车辆的接入也采用5.8GHz频段技术。固定Mesh基站经过多跳无线组网之后,进入到就近的光纤节点处。为了保证车辆高速移动的情况下能够在固定Mesh基站之间快速切换,必须在车辆上安装移动车载Mesh设备。该网络支持移动速度高达300公里时速的漫游切换。
铁路无线Mesh网络中主要使用两种Mesh基站。一是,光纤落地节点固定基站采用GCM8622 Mesh基站,即每个光纤落地点均需放置一套GCM8622。该Mesh基站内置了3块802.11n模块,可以为系统提供更高的整体性能。按照实际环境的经验值,每个802.11n扇区在1公里内可提供70Mbps以上的汇聚吞吐量。二是,沿线的无线中继节点基站采用GCM8632 Mesh基站,即在铁路沿线光纤无线中继基站使用GCM8632设备,该设备内置3块802.11n模块,其中两块5.8GHz模块分别处理Mesh上行和Mesh下行的通信,保证了无线网络多跳的高宽带和低时延,另一个5.8GHz模块处理移动车载Mesh设备的无线接入,支持第三方太阳能电池供电。地面无线Mesh网络结构如图4所示。
3.2 列车无线局域网
在每节车厢设置一个AP接入点,在整列车最中央的那节车厢设置一台车载Mesh设备、一台路由器和流媒体服务器,整列车通过车载Mesh设备与铁路两边的基站建立连接,形成一个无线局域网络。而车厢内部以车载流媒体服务器为中心,以各车厢AP接入点为节点,组成一个车域无线网络。目前,我国的动车组在出厂时已经部署了内部的AP接入点,只需在中央控制部分增加一套流媒体服务器设备即可满足列车内部无线局域网的组网需求。
车载Mesh设备采用GCM8300设备,该设备保证列车在高速移动和快速切换下依然保证无间断的通讯,提供至少40Mbps车地通信带宽。GCM8300设备内置1个5.8GHz 802.11n无线模块,并提供1个千兆以太网接口用于连接车载路由器。
4 旅客列车宽带网络关键技术及应用场景
4.1 旅客列车宽带网络的关键技术
⑴车地互联的实现。旅客列车宽带网络采用集中接入的模式,在旅客列车内部组成一个局域网,由车载通信网关集中负责与地面基站的车-地互联。车载网络终端均是接入到列车局域网,当需要与地面网络通信时再由车载通信网关进行数据中继。
⑵车载通信网络在不同的Mesh节点间实现无缝的AP间切换。在铁路沿线的无线宽带覆盖中,AP采用方向性天线沿铁路线进行定向覆盖,其覆盖半径可超过1公里。旅客列车是沿着铁轨按照规定的运行轨迹移动,并且铁路沿线的AP部署也是已知的,即车载通信网关可以预知其即将接入的下一个AP。同时,由于车载通信网关往往是一个独立的WIFI设备,比一般移动节点可以更方便地集成多个无线模块。
⑶无线网络安全机制。旅客列车宽带网络的安全机制主要由车地互联层实现,即车载通信网关只能接入合法的地面Mesh节点,而地面Mesh节点只允许合法的车载通信网关接入。车载通信网关和地面Mesh节点都与用户无关,可以采用特殊的身份识别机制达到更高效更安全的身份认证。
⑷网络管理技术。旅客列车宽带的网络管理涉及到车地互联层的车载通信网关、地面接入层的Mesh节点、汇聚层的汇聚网关和交换控制中心。交换控制中心定期采集每个Mesh节点和车载通信网关的状态数据,根据操作人员指令或动态最小生成树算法等生成包含网络管理信息的配置脚本,然后将相关配置脚本传送给对应节点。各节点定期或根据指令随机向交换控制中心报告节点状态,接收并应用交换控制中心下达的配置脚本,从而实现网络的集中管理和性能优化。
4.2 旅客列车宽带网络的应用场景
⑴列车车厢应用。列车宽带网络可以实现多种应用:列车内部视频监控;旅客语音通信;客运业务数据传输;旅客互联网数据访问。
⑵站场应用。可以实现在途列车与调度之间的通信、地面工作人员之间的通信、车上与地面工作人员的通信。
5 结束语
我国正处于经济高速发展时期,各种运输方式发展迅速,要想在激烈的运输市场中取得有利地位,除了需要升级硬件设施外,也应以旅客为本,为旅客提供人性化的信息服务。可以确信,基于无线Mesh网络技术的旅客列车宽带网络的建设将极大提高铁路旅客服务质量,改善铁路形象,为我国铁路信息化建设做出贡献。
关于研究的无线网络技术论文三:
千兆无源光网络(GPON)是一种面向下一代网络的接入技术,它具有速率高、传输距离长、效率高和可伸缩性强等关键优势。同时,GPON支持引入更高带宽的以太网新业务,并能低成本提供传统的语音服务。该技术正被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化,综合化改造的理想技术。随着城市化进程的加快,城市高层建筑数量也不断上升,城市人口越来越密集。如何在高层建筑中进行移动业务覆盖是现今全球运营商需要解决的系统性问题。下面,文章就基于千兆无源光网络(GPON)技术的移动系统数据传输网络改造进行探究。
1.GPON网络的工作原理
1.1 GPON 网络参考模型
PON 网络是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络;由光线路终端OLT、光网络单元ONU光分配网络ODN组成。
1.2 数据复用
GPON 系统采用WDM 技术,实现单纤双向传输。为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号,采用以下两种复用技术:下行数据流采用广播技术;上行数据流采用TDMA 技术。
1.3 GPON 网络的保护倒换方式
(1)光纤备份方式特点;
(2)OLT 端口备份方式特点;
(3)全备份方式特点;
(4)混和备份方式特点。
2.带宽需求
GPON系统最高支持下行速率2.488Gbit/s,上行速率1.244Gbit/s,这是当前已商用接入网技术所能达到的最高速率,根据统计和查找,表1显示各业务在不同的环境下对带宽的需求情况。
下面按照上表的数据来进行一个计算:
假设一栋30层的电梯公寓住户数量为n户,每10层安装一套室分系统,则全楼需要3套室分设备。以上所有的业务只分配1个GPON接口,提供的有效带宽2Gbit/s。
3.多业务支持和安全
GPON采用GEM对多业务流实现简单、高效的适配封装。GEM提供了一种灵活的帧结构封装,支持定长和不定长帧的封装,对多种业务实现通用映射,不需要进行协议转换,实现过程简单,开销小,协议封装效率最高可达94%,实现了带宽资源的充分利用。
室分系统部署以后,原有宽带业务和移动业务将并存。通过流分类、VLAN划分等把各种业务进行区分和隔离,提供不同的优先级,对不同的业务分别进行运营管理。根据优先级、VLANID、业务类型等标记各种业务类型。按VLAN进行业务流分类,实现宽带业务与移动业务的隔离,不同的业务通知设置不同的优先级来满足不同类型的QoS保证。
对于下行采用广播方式的数据,为了防止被未授权的ONU获取,可以采用AES加密算法,对数据帧加密和加扰,确保GPON下行数据传输安全,防止数据窃听。
4.同步
由于各移动基站的覆盖范围都是有限的,特别是用于室内系统,更要控制其覆盖范围,那么当用户从大楼内向大楼外的移动过程中,业务要能及时切换到室外的宏基站上去,这个过程叫做切换。切换时要求各基站之间的频率和相位必须同步在一定范围之内,所以移动技术对于同步都有严格的要求。
在以GSM为代表的2G中,网络只需要频率同步,不需要时间同步。到了3G时代,出现了三种制式:WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。其中,WCDMA也是只需要频率同步,不需要时间同步。而另外两种3G技术以及LTE不仅需要频率同步,也需要较高精度的时间同步。
对于同步一般可采用2种方法:
(1)可以采用全球卫星定位系统(GPS)实现同步。但GPS系统由美国军方开发和控制,存在一定的政治风险。现在,我国自主研发的卫星导航系统【北斗】卫星系统,目前已经开始上线运营,如果使用【北斗】卫星系统则不会出现上述政治风险。所以,可以使用北斗卫星系统进行授时和同步。
(2)采用类似SDH的同步原理,定时信息从OLT经过PON的光物理层传递到ONU;网络参考时钟从OLT侧输入,作为该PON网络的公共时钟源,ONU与该时钟源保持频率同步。此方案的时钟同步精度优于0.01×10-6,可以满足承载基站业务的频率同步要求。
5.自愈保护
在对PON进行工程部署时,一个值得考虑的问题就是如何对PON进行保护。众所周知,PON存在的意义和价值就是在解决高密度接入需求的同时保证低廉的建设成本。如果以类似SDH网络对PON进行深度1∶1或1∶1的保护,则从光缆资源角度PON就已经失去了其根本的特点和优势。那么如何在发挥PON网络的优势的同时,也能兼顾到业务的自愈保护呢?图4~6中列举了现网中所使用的3种拓扑结构方式。
(1)树型结构使用范围最为广泛,适用于接入用户密集分布的住宅区、商业区等高密度接入区域。对于新建PON以及需要大规模改造的区域,树型结构便于建设与维护,同时也方便网络的扩容。
(2)总线型结构使用的场景主要是城市交通监控摄像系统使用。其特点如电路中的串联电路,随着距离的延长,信号衰减会增长。并且一个光分镜的损坏会影响后面设备的正常工作。
(3)环形结构可以看成特殊的总线结构,其中光信号的传输方向可以分为顺时针和逆时针。环网主要使用场景为SDH接入环的改造,它能较好地兼容现有SDH光缆敷设特点。对于网络扩容,新增同级别的ONU将涉及到光缆割接问题,因此扩容投资成本较大,适合一次性大规模建设。
由于树型结构是现网宽带接入中使用最主要的一种方式。基于资源共用的目的,室分系统也只能使用这种以树形结构为主的网络结构。在具体使用中,应当根据实际需求进行适当改造,增强结构自愈保护的能力。
对于树型结构组网模式而言,网络最薄弱的环节在于其单一的分光器,OLT以及主干光缆的主干保护方式就是对主干部分的组成部分进行1+1的冗余,通过业务切换达到容错的目的。同时,对于连接移动基站设备的支路光纤以及分光器也要做到1∶1备份,所以可采用的网络结构来进行改造。
在以上两种优化结构中,对于原有的宽带接入用户,不需进行冗余改造。只是对于连接室分系统的ONU,才进行冗余改造,改造的拓扑结构图可以采用其中的一种进行。这样在网络建设过程中既控制了成本,也提供了足够的业务保护。
6.结束语
综上所述,千兆无源光网络(GPON)技术的优势是明显的。通过对千兆无源光网络(GPON)在业务带宽、多业务支持、同步以及自愈保护等几方面的分析,在高层建筑的室分系统中的数据传输通路引入PON网络,是完全可行的。通过改造,运营商可以充分利用以后的宽带接入的资源,避免了传输资源重复投资,快速高效、高质量部署好室分系统,效益十分明显,因此,我们有理由相信千兆无源光网络(GPON)技术的未来应该有很好的发展。