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[论文关键词]智能光网络电力通信系统应用
[论文摘 要]智能光网络技术弥补了传统电力通信系统中SDH技术的不足,其在电力通信系统中的应用已经成为大势所趋。本文首先简要分析电力通信中光纤通信的现状,然后介绍智能光网络的概念及其主要技术,进而探讨其在电力通信系统中的应用。
我国智能化电网建设的加速对电力通信系统实时控制的要求更高,电力通信工作越来越重要。现有SDH光传输网络难以满足电网发展的需求,以SDH以及光传送网为基础的智能光网络的成为电力通信系统发展的方向。
智能光网络是构建下一代光网络的核心技术,这种技术和组网思路能带来显着的优势,不过不便之处在于这种技术目前尚处于发展之中,尤其是接口规范以及协议标准等都还处于制定过程当中。因此,可以采取以下措施在电力通信系统中应用智能光网络技术。首先是充分利用已有的网络资源,在保证目前投资的情况下逐渐引入智能光网络,达到少投入并且多收益的目的。其次是要坚持网络的兼容性以及技术的标准性,信令协议标准是智能光网络在电力通信系统中应用的前提,因此应当根据现有设备与网络以及评价方案选择标准协议抑或专有协议。最后要根据自身业务以及网络发展的实际状况引入并开展新的业务,逐步过渡到智能光网络。
从技术层面而言,智能光网络在电力通信系统中的应用可以从以下几个方面入手。第一是在已有的网络中引入集中控制系统,与此同时要向外提供标准的UNI接口,实现带宽与流量的按需配置。可以考虑在已有的光传输网层面选择核心节点配置大型交叉连接系统,通过这种方式能够屏蔽目前网络条件下的多厂商环境,构建一个灵活强大的智能核心层,也可以在保持已有传输网的前提下在集中管理系统上进行智能控制系统的配置,借助提供的标准OIF-UNI接口来实现与数据业务层之间的自动互联,最终搭建起结构重叠的智能光网络。第二,等智能光网络技术实现标准化后,可以在电力通信网络中建立信令机制,配置带宽的工作就可以由信令网来实现。对于目前电力通信网络中的带宽配置则仍然可以继续使用集中控制系统来实现。在一段时间内两种方式共同使用,平滑过渡,保证全网间的端到端配置。智能光网络技术是构建下一代电力通信系统的核心技术之一,它的网络体系结构能够给电力通信网络带来深远的影响。目前智能光网络技术受制于协议标准等问题的掣肘而没有得到广泛的应用,并且其产品的成熟度也有待考验。不过智能光网络在电力通信系统中的应用已是大势所趋,可以通过上述两种方式逐步推广应用以提高电力通信系统的通信效率。
总而言之,在电力通信系统中应用智能光网络技术能够实现技术上的自动化以及信息化,提高光缆的利用率以及光纤通信的可靠性,改善网络的多业务接人能力,并且其友好的操作界面也便于管理用户信息,从而达到降低成本提高电网运作效率的目的。
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国际标准组织如ITU、ETSI和3GPP等分别从不同角度提出了M2M的网络架构[4]。
根据ITU-T发布的定义,物联网体系架构主要可划分为三个层面:感知层、网络层和应用层。如图1所示,该架构基本达成业界共识,但是其体系架构过于抽象属于概念模型,在转化为技术实现的过程中还需要细化。
在ITU-T物联网体系架构的基础上,ETSI提出了一种可看作逻辑模型的M2M应用顶层架构[5]。如图2所示,ETSI把M2M体系架构划分为M2M设备及网关和M2M网络两个大域。M2M设备及网关域包括M2M设备、M2M网关和M2M局域网,可以基于现有的各类标准实现;M2M网络域则包括广域网和M2M应用系统。
相较于ITU的概念模型,ETSI的逻辑模型侧重于M2M服务能力层,通过对服务能力和接口的定义来实现屏蔽网络细节的M2M应用、M2M服务能力及网络三者之间的相互调用,可供在研究平台和网关设备功能及接口时参考。
在ETSI的体系架构基础上,3GPP也提出了一种支持MTC应用的通信架构。如图3所示,涉及到的实体包括MTC终端、承载网络、MTC服务器和MTC应用。其中,MTC服务器是MTC业务的管理平台;MTC应用负责业务逻辑的实现。承载M2M通信的移动网络包括GPRS、EPC以及短消息和IMS网络。
3GPP提出的MTC通信架构侧重于M2M网络层,对M2M网络中各通信网元的功能和接口进行了定义,其适用于研究MTC业务的管理平台以及M2M核心网络的功能和接口时参考。
以上标准组织虽然都提出了M2M的网络体系架构,但是有其局限性。ITU和ETSI的架构过于框架性,对于实际的网络部署没有较好的指导意义;3GPP虽然对于网络网元功能增强有一定的研究,但是由于目前部署的H2H网络大多处于R7或R8版本,而MTC网络体系的研究是在R10以上版本的网络基础上进行的。因此,在现有网络中按照标准来部署MTC网络还为时尚早,需要研究一种网络架构既具有在现有网络基础上投资和部署的可行性,又能满足现阶段MTC业务应用的需求。
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我国智能化电网建设的加速对电力通信系统实时控制的要求更高,电力通信工作越来越重要。现有SDH光传输网络难以满足电网发展的需求,以SDH以及光传送网为基础的智能光网络的成为电力通信系统发展的方向。
智能光网络是构建下一代光网络的核心技术,这种技术和组网思路能带来显著的优势,不过不便之处在于这种技术目前尚处于发展之中,尤其是接口规范以及协议标准等都还处于制定过程当中。因此,可以采取以下措施在电力通信系统中应用智能光网络技术。首先是充分利用已有的网络资源,在保证目前投资的情况下逐渐引入智能光网络,达到少投入并且多收益的目的。其次是要坚持网络的兼容性以及技术的标准性,信令协议标准是智能光网络在电力通信系统中应用的前提,因此应当根据现有设备与网络以及评价方案选择标准协议抑或专有协议。最后要根据自身业务以及网络发展的实际状况引入并开展新的业务,逐步过渡到智能光网络。
从技术层面而言,智能光网络在电力通信系统中的应用可以从以下几个方面入手。第一是在已有的网络中引入集中控制系统,与此同时要向外提供标准的UNI接口,实现带宽与流量的按需配置。可以考虑在已有的光传输网层面选择核心节点配置大型交叉连接系统,通过这种方式能够屏蔽目前网络条件下的多厂商环境,构建一个灵活强大的智能核心层,也可以在保持已有传输网的前提下在集中管理系统上进行智能控制系统的配置,借助提供的标准OIF-UNI接口来实现与数据业务层之间的自动互联,最终搭建起结构重叠的智能光网络。第二,等智能光网络技术实现标准化后,可以在电力通信网络中建立信令机制,配置带宽的工作就可以由信令网来实现。对于目前电力通信网络中的带宽配置则仍然可以继续使用集中控制系统来实现。在一段时间内两种方式共同使用,平滑过渡,保证全网间的端到端配置。智能光网络技术是构建下一代电力通信系统的核心技术之一,它的网络体系结构能够给电力通信网络带来深远的影响。目前智能光网络技术受制于协议标准等问题的掣肘而没有得到广泛的应用,并且其产品的成熟度也有待考验。不过智能光网络在电力通信系统中的应用已是大势所趋,可以通过上述两种方式逐步推广应用以提高电力通信系统的通信效率。
总而言之,在电力通信系统中应用智能光网络技术能够实现技术上的自动化以及信息化,提高光缆的利用率以及光纤通信的可靠性,改善网络的多业务接人能力,并且其友好的操作界面也便于管理用户信息,从而达到降低成本提高电网运作效率的目的。
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随着网通通信系统不断的发展,不仅其规模越来越大,其复杂程度也越来越高,系统之间的联系也逐渐密切起来。随之而来系统的不确定性也越来越大,而系统的复杂性使得网络通信系统易受环境的不确定性影响,从而使系统出现脆性风险,甚至给环境带来一定影响。在这种情况下,有必要基于网络系统脆性风险建立脆性风险评估体系,以减少不必要的网络脆性风险。如何更好的对网络通信系统信息脆性风险评估进行分析,已经成为相关部门值得思索的事情。
脆性是伴随着复杂系统而存在的,基于脆性定义,系统脆性特点进行分析。现在网络通信系统中脆性不能明显的显现出来,只有当其受到强烈干扰之后,才能显现出来,并将脆性随时激发出来。随着网通通信系统不断的发展,其脆性可能随时被激发。因此,网络通信系统信息脆性问题是具有隐藏性的;因网络通信系统容易受复杂系统干扰,当其受一定条件限制时,其系统有脆性联系的系统就会受脆性的影响而产生崩溃;因网络通信系统进化方式较多,再加上受外界环境的影响,使其表现结果具有多样性,这也使得状态脆性变化形式更加多样化,系统脆性损失也变得多样化。在系统脆性的影响下,系统工作状态会呈现出混乱的状态,其脆性持续一段时间后会产生不同程度的危害性,甚至影响社会秩序的有序进行;网络通信系统子系统之间常会因为熵相互争夺,而使其熵值降低,从而使网络通信系统信息出现非合作博弈。此外,网络通信系统脆性也具有连锁性、延时性和整合性。网络通信系统在实际运行过程中一旦受外界干扰,其系统脆性就会随之产生逐渐崩溃,但是系统崩溃是可以延时一段时间的,毕竟系统有一定的开放性和组织性。再加上脆性是具有一定属性的,在对系统脆性进行研究时,需要全局分析。
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随着通信技术的发展及信息业务量的剧增,社会对通信专业人才的需求不断加大,从近几年的就业情况来看,企业需要的是既有较好的理论基础,又有较强的实践能力,并且了解通信行业技术的综合应用型人才。因此,高校必须不断完善通信实验室建设,改进实验模式,才能适应市场对人才的需求。我院于2009年提出了建设综合通信网络实验平台的计划,并获得了中央地方共建专业特色实验室项目的资助。
TD-SCDMA技术是目前广为使用的新技术,大幅提升了数据传输速率,实现了移动宽带,能够处理图像、音乐、视频等多种媒体形式,提供网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。
系统由TD-SCDMA无线侧基站控制器单元(RNC)、无线侧基带处理及射频单元(Node B)及无线网络操作维护中心(OMC-R)等主要设备及相关系统软件组成。
TD-SCDMA无线侧基站控制器单元(RNC)采用华为公司新一代基站控制器DRNC820型设备,该设备集成度高、容量大、可靠性好,可以满足未来高速分组业务发展,大大提升TD-SCDMA全系统的带宽和容量。系统采用MAIO(Multiple Access To I n One)技术,统一ATM,TDM和IP交换体系,既支持对2G传输资源的前向兼容,也支持向全网IP的演进。设备采用模块化设计,支持单框解决方案与平滑升级;采用双平面GE Star交换网,可提供最大120Gbps的交换容量;接口丰富,可提供多种组网方式。
TD-SCDMA无线侧基带处理及射频单元采用业界技术领先的多形态统一模块设计,具有体积小、容量大、功耗低、安装灵活的特点,最大可支持36载扇的TD-SCDMA基带处理能力。
操作维护系统主要完成软件管理、故障管理、性能管理、测试管理、传输管理等功能。
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【摘 要】文章对M2M业务特征和MTC通信网络架构进行了探讨。首先详细分析M2M业务特征以及对现网架构的影响;然后借鉴国际标准组织提出的M2M网络架构,并在此基础上根据现阶段的网络现状和M2M业务需求提出了3G网络阶段适用的网络架构。
【关键词】M2M 网络架构 PCRF 核心网 专用网元
物物通信(M2M,Machine to Machine)是一种涉及一个或多个实体的不需要人为干预的数据通信,也称为机器类型通信(MTC,Machine-Type Communication)。随着M2M业务的快速发展,基于移动通信网络的MTC正日益成为一种主要的移动通信方式,但是传统移动通信网络毕竟是面向人人通信(H2H,Hu-man to human)业务设计的,适应H2H的业务需求,却不能满足M2M业务需求。具体来说,MTC和传统人人通信的不同之处包括以下方面[1]:
(1)基于MTC通信的应用场景比H2H通信的场景丰富很多,而且具有差异性。根据功能特性划分大致可归纳为位置感知和共享、环境信息感知、远程控制与执行、数据收集发布、视频监控、近场通信等。这些应用的差异化一方面表现为功能上的多样性;另一方面也体现在应用特征以及对网络的需求上的差异化。
(2)数据通信为主,包括小流量数据包、视频流等。
(3)要求MTC通信成本比H2H更低。由于M2M业务是在H2H业务之后发展起来的,最小化成本是M2M业务生存的重要考虑。不同的应用因其重要性不同,对通信的要求也是不同的,需要结合事件发生的可能性和需要付出的通信等综合成本来考虑进行成本的最小化。
(4)M2M终端数目巨大,需要更灵活和有策略的终端管理。潜在的海量M2M终端接入通信网络,而且M2M终端无论是从传输特性、QoS要求和移动性,还是从终端的分布密度方面,都与H2H终端有很大不同。
(5)以小数据量传输为主。
如果继续使用传统移动通信系统来进行MTC通信,其系统的效率、成本和适用性都无法达到最优。因此,在考虑M2M业务特征的同时减少对H2H业务的影响,从而设计MTC专用的通信系统,是当前物物通信不断发展背景下的一个重要课题。
网络架构的设计,需要以网络所承载的具体业务为出发点[2]。也就是说,M2M网络架构的设计需要充分分析M2M业务特征和需求,结合终端上下行数据量、频度、QoS需求等方面的业务特征,将物联网应用分为如下五类。其中,对各类应用的部分需求和特征进行了分析,包括移动性、群组通信、鉴权以及按计划周期性处理等,不同场景间有较大差异。
(1)监控报警类:传感器本地监测数据,当发生不符合预期的数据变化时通过网络通知应用层进行报警。
平均数据传输速率:低,仅在某些触发条件下发送少量上行数据流量。
尖峰数据传输速率:不同场景间有较大差异,与应用需求确定的传输的数据内容有关。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求以及当前数据所代表的含义有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据持续性:低,仅在发生预置的事件时存在短暂的或者持续时间较短的数据传输。
与人交互性:低,通常由系统根据预置处理方式自动处理。
对连接性的需求:需要监控连接性以防破坏或无效。
终端移动性:因无下行流量需求,所以无移动性需求。
举例:输血车血液环境监测;井盖监控;移动资产跟踪。
(2)数据收集类
平均数据传输速率
上行流量:中,数据量较大,持续的数据上报或者周期性数据上报;下行流量:低,更多的是用于修改上报规则等。
尖峰数据传输速率:不同场景间有较大差异,与应用需求确定的传输的数据内容有关。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求以及当前数据所代表的含义有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据持续性:取决于数据传输间隔和传输方式的选择。[论文网]
与人交互性:低,通常由系统根据预置处理方式自动处理。
对连接性的需求:需要监控连接性以防破坏或无效。
终端移动性:因偶尔有下行数据,所以需要优化的移动性管理。
举例:气象信息监测;火灾现场数据收集;路况信息收集。#p#副标题#e#
(3)信息推送类
平均数据传输速率
上行流量:通常较低,主要用于提供应用所需的过滤或输入条件(如位置信息);下行流量:通常较大,主要用于传递所推送的信息(如广告、视频媒体等),持续的、基于交互等外界条件出发的或者周期性的数据推送。
尖峰数据传输速率:具有明显的尖峰数据特征,在条件触发后下发匹配的信息。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求以及当前数据所代表的含义有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据持续性:通常具有较长时间的持续性。
与人交互性:高,通常用户会做出反馈,系统根据反馈对推送的信息进行调整。
对连接性的需求:较强,需要维护网络连接以便于进行数据的正确传输。
终端移动性:两极分化。部分终端有很强的移动性;部分终端则通常不移动。
举例:智能博物馆等。
(4)视频监控类
平均数据传输速率
上行流量:高,主要用于传递所监控的多媒体数据;下行流量:低,主要用于传递控制和调节命令等。
尖峰数据传输速率:无明显的尖峰数据特征,数据传输通常维持一个相对稳定的传输速率。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:不同时刻有不同的要求。如在正常情况下要求适中,但一旦发生某些预置的事件则需要较高的可靠性传递。
数据持续性:通常具有长时间的持续性。
与人交互性:低,用户偶尔会对视频监控过程进行干预。
对连接性的需求:较强,需要维护网络连接以便于进行数据的正确传输。
终端移动性:两极分化。部分终端有很强的移动性;部分终端则通常不移动。
举例:家庭安防中的视频监控等。
(5)远程控制执行器类
平均数据传输速率
上行流量:通常较低,主要用于提供应用所需的过滤或输入条件(如预置事件的发生);下行流量:取决于控制对象和控制命令的复杂程度。
尖峰数据传输速率:通常具有明显的尖峰数据特征。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:要求较高,因涉及到控制过程是否能够正常实现。
数据持续性:通常具有长时间的持续性。
与人交互性:高,通常是对人操作指令的具体反映。
对连接性的需求:较强,需要维护网络连接以便于进行数据的正确传输。
终端移动性:两极分化。部分终端有很强的移动性;部分终端则通常不移动。
举例:工业自动化等。#p#副标题#e#
从对现网架构的影响来说,M2M业务可以分为两类:A类是现有网络不能满足需要网络优化的业务,这类业务需要过载控制功能来避免网络过载,以及针对客户的业务需求提供差别化的服务;B类是对于现有网络影响较小的业务,这类业务是对时效性要求不高的MTC业务,而且这些业务和现在的移动网络业务有类似的需求。从整体来说,M2M业务中大部分是A类业务,以下分析的是A类业务对现网架构的影响[3]。
M2M业务的多样性、差异化,网络的多种接入方式,M2M终端的海量性、差异化,以及M2M业务表现出来的传统电信业务所不具有的各种特点,都对现网架构和网元设备产生了很大影响,其直接后果是现网的核心网元如HLR/PCRF/GGSN的能力已经不能满足M2M业务所带来的信令、流量冲击和业务控制需求,主要体现在以下方面:
(1)由于物联网业务的特殊性,可能会产生瞬时大量的信令,会对无线网络的关键信令控制设备(STP/HLR/PCRF)造成影响而导致全网的瘫痪。因此,一方面要大规模提高相关信令控制设备的容量或设备的信令处理能力;另一方面需要进行差异化、分优先级的接入控制;此外,关键信令控制和处理设备要具备一定的设备过载保护机制以及高容灾、高流控能力,避免关键网元的过载,从而有效提升整网的可靠性。
(2)由于物联网业务的特殊性,其接入方式的多样性,涉及行业及用户和设备的多样性、海量性,因此需要对用户数据管理HLR网元进行相应增强,包括其数据库的可扩展性和灵活性,除了标准的用户签约信息,还有设备序列号、设备驱动程序信息、位置信息和配额信息等运营商、M2M客户私有字段等;对多种接入类型的支持,可对由不同接入类型(2G/3G/LTE)接入网络的设备进行鉴权;对用户标识和寻址的灵活动态支持,支持一卡多号或一号多卡;支持对终端设备基本状态的查询,能通过网络侧下发终端“苏醒”请求,发现设备被盗时能够立刻锁死等。
(3)由于物联网业务的特殊性及多样性、群组性,因此有必要对业务进行区分,包括业务分类分级、QoS分级、用户分组、设备分组,从而进行流量管理和业务管理,根据忙闲时、地理位置等各种特性采取不同的接入和传输处理策略等。此外,在现网PCC架构中叠加物联网策略控制,因其特殊性,PCRF(Policy and Charging Rules Function,策略与计费规则功能)进行策略控制时需先判断是个人用户还是物联网用户,而且物联网数据的瞬时爆发性会影响现网PCC架构,所以有必要设置专用的物联网M2M PCRF。
总之,需要对相关网元进行能力的增强和升级,可以改造现有相关网元,也可以设置M2M的专用网元叠加在现有H2H网络上来解决相应问题。
国际标准组织如ITU、ETSI和3GPP等分别从不同角度提出了M2M的网络架构[4]。
根据ITU-T发布的定义,物联网体系架构主要可划分为三个层面:感知层、网络层和应用层。如图1所示,该架构基本达成业界共识,但是其体系架构过于抽象属于概念模型,在转化为技术实现的过程中还需要细化。
在ITU-T物联网体系架构的基础上,ETSI提出了一种可看作逻辑模型的M2M应用顶层架构[5]。如图2所示,ETSI把M2M体系架构划分为M2M设备及网关和M2M网络两个大域。M2M设备及网关域包括M2M设备、M2M网关和M2M局域网,可以基于现有的各类标准实现;M2M网络域则包括广域网和M2M应用系统。
相较于ITU的概念模型,ETSI的逻辑模型侧重于M2M服务能力层,通过对服务能力和接口的定义来实现屏蔽网络细节的M2M应用、M2M服务能力及网络三者之间的相互调用,可供在研究平台和网关设备功能及接口时参考。
在ETSI的体系架构基础上,3GPP也提出了一种支持MTC应用的通信架构。如图3所示,涉及到的实体包括MTC终端、承载网络、MTC服务器和MTC应用。其中,MTC服务器是MTC业务的管理平台;MTC应用负责业务逻辑的实现。承载M2M通信的移动网络包括GPRS、EPC以及短消息和IMS网络。
3GPP提出的MTC通信架构侧重于M2M网络层,对M2M网络中各通信网元的功能和接口进行了定义,其适用于研究MTC业务的管理平台以及M2M核心网络的功能和接口时参考。
以上标准组织虽然都提出了M2M的网络体系架构,但是有其局限性。ITU和ETSI的架构过于框架性,对于实际的网络部署没有较好的指导意义;3GPP虽然对于网络网元功能增强有一定的研究,但是由于目前部署的H2H网络大多处于R7或R8版本,而MTC网络体系的研究是在R10以上版本的网络基础上进行的。因此,在现有网络中按照标准来部署MTC网络还为时尚早,需要研究一种网络架构既具有在现有网络基础上投资和部署的可行性,又能满足现阶段MTC业务应用的需求。
在现有的3G网络阶段,为解决发展M2M业务面临的网络运营和网络资源问题,运营商可以通过采用物理上隔离的网络来单独承载机器通信业务,在初期可以通过核心网中专设的网元实现业务的隔离,在后期演进也可以延伸到采用专用的接入网实现物联网业务的接入隔离。此外,物联网管理平台也是物联网解决方案中必不可少的组成部分。物联网管理平台与物联网独立网元配合,在物联网业务发展的初期阶段主要实现物联网独立码号集中管理和物联网业务有效管控等功能。随着物联网的发展,平台的功能也会逐步支撑更多资源管控与更多的业务流程,并开放更多资源及能力。可以根据M2M业务的特性,实现基于位置、时间段、接入类型的QoS控制和相应的计费策略;还可以根据用户的属性及行为进行相应的分组,实行基于群组的流量统计、事件分发和策略执行等,这体现在核心网中PCRF/SPR/M2MSP的功能实现。综上所述,在3G发展阶段,M2M网络架构的特征具体体现在以下四个方面:
(1)在无线接入侧对Wi-Fi、2G、3G、无线传感网络等多种方式的整合,实现移动通信网络对行业应用领域的广覆盖,构建面向行业的M2M移动网络。
(2)在核心侧构建M2M专用的HLR、GGSN、SMSC等网元,实现对M2M等物联网业务的集中运维和管理,并能够实现与“现网”的有效隔离,有利于网络的安全、稳定、扩容及升级。#p#副标题#e#
(3)在核心网中部署M2M专用的PCRF等策略控制网元,利用M2M业务的业务特性和用户属性,实现对网络资源的高效利用和对业务服务的精细支撑。
(4)在核心网中搭建M2M业务支撑平台,实现对业务和终端的统一管理。
在物联网业务发展的初期阶段,考虑针对物联网网络通信需求,进行最小成本隔离:只新建核心网的关键节点,实现网络支撑隔离。对于业务系统,需要单独建设物联网平台,实现业务承载隔离;对于接入网络,则公用,不考虑单独建设。如图4所示,是一种在现网上叠加专用M2M核心网络的架构。在该方案中,与现网共用无线和SGSN,新建物联网专用的GGSN/DPI,通过APN选路将物联网数据路由到处理物联网数据的GGSN,新建物联网专用的PCRF+SPR,完成对物联网业务的流量、安全、QoS控制,新建物联网专用的HLR进行物联网设备签约信息、标识及安全管理。
3G阶段的M2M网络架构如图5所示。
其中,主要网元的功能如下:
HLR:由于现网的HLR都是支持H2H的HLR,支持的能力和M2M的支持能力还是有所不同。HLR也有自己特殊的一些需求,包括:需要支持群组签约数据能力;支持终端监控(如位置监控、IMEI监控等)能力,支持某个时间段接入控制,支持扩展ID到MSISDN、IMSI的映射能力,支持终端特征签约(如终端的低优先级、是否为PS only等),供SGSN控制UE的行为;HLR要支持多profile的签约,降低终端漫游时的资费,支持一卡多号和一号多卡的M2M业务。
GGSN:扩展的GGSN需要增强支持基于群组流量统计,基于流的计费信息、QoS策略执行和基于群的事件上报等。
短消息中心:除了现有的短消息的功能外,需要支持短消息完成设备触发的功能,支持在一号多卡的M2M业务中短消息的群发功能。
PCRF:支持群组的策略数据动态下发、更新和删除,支持群组用户的流量监控。
SCP:完成M2M业务中的紧急呼叫等语音呼叫的计费,产生语音呼叫话单。
OCS:实时信用控制、预付费使用数据业务和增值业务实时计费。
M2MSP业务平台:M2M平台为集团客户提供统一的M2M终端管理、终端设备鉴权。提供数据路由、监控、用户鉴权等管理功能;承载信息上报、参数配置、终端状态检测、终端注册等业务功能的短信上下行通道;支持一卡多号和一号多卡的M2M业务,进行动态的号码管理。在实际部署中,物联网业务支撑管理平台按照功能划分为总部平台、省平台两个层面。
M2M业务的多样性、差异化以及M2M业务表现出来的传统电信业务所不具有的各种特点,都对现网架构和网元设备产生了很大影响。本文在研究M2M业务特征及其对现网的影响和国际标准组织提出的网络体系架构的基础上,提出了在现有移动通信网络上部署具有可行性,又能一定程度上满足MTC业务应用需求的网络架构。
运营商发展M2M业务的基础与发展移动通信是一致的,在专用的M2M网络架构中,必须长远规划网络资源,根据业务发展实施网络优化和数据分流,加强平台建设,完善网络覆盖,加大网络容量,从根本上满足M2M业务需求,同时又不影响当前的人人通信业务,提高用户体验。
[1] 沈嘉,刘思扬. 针对移动M2M业务的优化技术研究[J]. 现代电信科技, 2011(10): 37-44.
[2] 沈嘉,刘思扬. 面向M2M的移动通信系统优化技术研究[J]. 电信网技术, 2011(9): 39-46.
[3] 孙其博,刘杰,黎羴,等. 物联网:概念、架构与关键技术研究综述[J]. 北京邮电大学学报, 2010(3): 1-9.
[4] 诸瑾文,王艺. 从电信运营商角度看物联网的总体架构和发展[J]. 电信科学, 2010(4): 1-5.
[5] 沈苏彬. 物联网技术架构[J]. 中兴通讯技术, 2011(1): 8-10.
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[摘 要]:智能光网络技术弥补了传统电力通信系统中SDH技术的不足,其在电力通信系统中的应用已经成为大势所趋。本文首先简要分析电力通信中光纤通信的现状,然后介绍智能光网络的概念及其主要技术,进而探讨其在电力通信系统中的应用。
[关键词]:智能光网络电力通信系统应用
我国智能化电网建设的加速对电力通信系统实时控制的要求更高,电力通信工作越来越重要。现有SDH光传输网络难以满足电网发展的需求,以SDH以及光传送网为基础的智能光网络的成为电力通信系统发展的方向。
目前我国电力光缆主要由普通光缆、ADSS光缆以及OPGW光缆组成,近几年的光缆建设以OPGW光缆为首要选择,辅以普通光缆,基本覆盖110kV的开闭所以及变电站,通过光纤线路实现网络连接。就传输网络而言,已有的SDH电力通信系统通常采用环网结构,即使用SDH光端机进行组网,传输容量一般为2488Mb/s或者622Mb/s。目前我国电力通信系统光线通信主要存在以下几个方面的问题。首先是灵活性比较差。通信网的业务调度能力较差,静态的端到端业务配置效率低.业务的疏通以及汇聚时往往出现阻塞,对于突发特较强的数据业务先天不足,并且SDH的网管功能使得其对网管的依赖性较强,一旦网管出现故障后果不堪设想。其次是业务模式比较单调。由于SDH网络无法对不同的用户和业务进行分级,因此提供的保护方式单一,网络资源的利用率比较低.更无法实现对资源的优化配置。再次是光缆的安全性比较差。SDH网络只能依靠2个光缆路由组成环形网络,难以应对网络光缆中断的故障,有着多站点通信失灵的危险。最后是扩展性能差。由于传统电力光纤通信的管理针对厂商,环网数量的增加带来了资源瓶颈,电路调度以及环间资源的优化往往比较繁琐。
智能光网络是在SDH以及光传送网上增加独立的控制平面后形成的,支持目前传送网提供的不同速率以及信号特性的业务。智能光网络能够在两个客户网之间提供固定带宽的传输通道,因此它对于新业务有着较强的可扩展性,能够支持多种业务模型。与传统的SDH网络相比而言,智能光网络有着以下几个方面的优点。首先是采用动态分布式的重路由,将全网的空闲链路当做备份路由,可以为多重节点故障时恢复链路提供更多的解决方案,因此能够使用备用宽带保障重要业务,并且它提供多种业务等,能够根据不同的需求定制特定的恢复方式,提高网络资源的利用率,为用户提供差异化的服务。其次是智能化的端到端配置。智能光网络中的业务配置能够根据网络资源、用户要求等使信令协议自动地进端到端的指配,创建动态的交叉连接并以此连接做为实体进行管理。快速配置的能力可以现状提高新业务的效率,实现资源的充分利用,并且信令的快速配置有利于未来多厂商互联互通。最后是资源的动态分配。在智能光网络中能够根据用户的需求提供带宽,达到按需分配的目的。通过设置自动触发带宽调整条件可以利用智能光网络的自动化以及智能化能力来完成带宽的自动无损调整。
第一,路由技术。路由技术是智能光网络中控制平面的重要技术,分为域内路由协议以及域间路由协议,前者适用于同一运营商的不同控制域,后者则适用于是不同运营商的控制域之间。第二,信令技术。在SDH中主要依靠网管集中实现调度,信令技术并不重要,而在智能光网络中信令技术是其重点,信令协议用于建立、维护以及拆除分布式连接,传送资源发现、呼叫控制、连接选择以及连接控制等信息。第三,自动发现技术。自动发现指的是网络通过信令协议实现网络资源的自动识别,包含控制实体、层邻接以及物理媒介层的逻辑邻接和业务发现。第四,链路管理技术。链路管理运行于邻接节点间的传输面上,用于提供链路并管理节点之间的控制信道,其核心作用在于信道管理、故障定位以及隔离等等,是实现光路自动配置的关键。第五,生存技术。生存技术是保证网络在故障发生后对受损业务的恢复,在智能光网络中其生存技术基于GMPLS协议的,该协议分为路径保护与区段保护,路径保护在连接终端上,当故障发生后替换到替代的路径上,区段保护则位于两个个相邻的结点之间,在故障发生后工作链路转移到备用的链路。
智能光网络是构建下一代光网络的核心技术,这种技术和组网思路能带来显著的优势,不过不便之处在于这种技术目前尚处于发展之中,尤其是接口规范以及协议标准等都还处于制定过程当中。因此,可以采取以下措施在电力通信系统中应用智能光网络技术。首先是充分利用已有的网络资源,在保证目前投资的情况下逐渐引入智能光网络,达到少投入并且多收益的目的。其次是要坚持网络的兼容性以及技术的标准性,信令协议标准是智能光网络在电力通信系统中应用的前提,因此应当根据现有设备与网络以及评价方案选择标准协议抑或专有协议。最后要根据自身业务以及网络发展的实际状况引入并开展新的业务,逐步过渡到智能光网络。
从技术层面而言,智能光网络在电力通信系统中的应用可以从以下几个方面入手。第一是在已有的网络中引入集中控制系统,与此同时要向外提供标准的UNI接口,实现带宽与流量的按需配置。可以考虑在已有的光传输网层面选择核心节点配置大型交叉连接系统,通过这种方式能够屏蔽目前网络条件下的多厂商环境,构建一个灵活强大的智能核心层,也可以在保持已有传输网的前提下在集中管理系统上进行智能控制系统的配置,借助提供的标准OIF-UNI接口来实现与数据业务层之间的自动互联,最终搭建起结构重叠的智能光网络。第二,等智能光网络技术实现标准化后,可以在电力通信网络中建立信令机制,配置带宽的工作就可以由信令网来实现。对于目前电力通信网络中的带宽配置则仍然可以继续使用集中控制系统来实现。在一段时间内两种方式共同使用,平滑过渡,保证全网间的端到端配置。智能光网络技术是构建下一代电力通信系统的核心技术之一,它的网络体系结构能够给电力通信网络带来深远的影响。目前智能光网络技术受制于协议标准等问题的掣肘而没有得到广泛的应用,并且其产品的成熟度也有待考验。不过智能光网络在电力通信系统中的应用已是大势所趋,可以通过上述两种方式逐步推广应用以提高电力通信系统的通信效率。
总而言之,在电力通信系统中应用智能光网络技术能够实现技术上的自动化以及信息化,提高光缆的利用率以及光纤通信的可靠性,改善网络的多业务接人能力,并且其友好的操作界面也便于管理用户信息,从而达到降低成本提高电网运作效率的目的。
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摘要:网络通信系统已经具备了一定的加密系统,而我们说到的是在原有的加密体系上,设计一种更加安全、有效的加密系统。该系统在原有的安全系统上将数据以三重IDEA加密,而密钥则采用RSA加密,并用单向数字函数SHA—1实现数字签名,从而确保了用户在使用时更加的安全。本文主要介绍该系统的设计以及其应用。
关键词:三重IDEA算法RSA算法网络通信系统数据加密
目前网络通信系统采用的协议都是TCP/IP协议,因此,在对网络通信系统中传输的数据进行加密时主要研究的就是会话应用层。在数据形成的最初就将其加密不仅可以使数据在通过网络传输的过程中更加的安全,还能够避免在传输过程中需要进行加密的繁琐。由此可见,在进行加密设计时首先必须将整个网络通信系统的结构弄清楚,然后才可以根据网络系统的结构设计出最适合该网络的加密系统。
为了确保网络通信系统的安全,数据加密已经普遍的投入使用,也确保了网络通信系统的安全。但是原有的数据加密网络通信系统难免存在一些漏洞,因此,我们就在原有的数据加密网络通信系统上进行了一些设计,从而确保数据的传输更加的安全、可靠。
(一)加解密模块的设计。本系统是将对称密码算法和公钥密码算法相结合,使两者的优缺点相互结合,以弥补各自的不足。对称密码算法具有加密速度快、加密强度高的特点,可以满足大量数据的高效加解密;而公钥密码算法具有加密速度慢、加密强度高、密钥便于管理的特点,因此,它可以对明文的密钥进行加密。这样就弥补了对称密码算法中密钥不便于传递的缺陷。两者结合,各取其优点,使之互补,能够更便于网络通信系统的加密。
(二)用外部CBC模型三重IDEA算法加解密。三重IDEA算法是分组密码算法中比较优秀的算法,该算法的密钥长为128bit,而且它还具有较好的抗差值分析和相位分析性,并且便于硬件和软件的实现。
三重IDEA算法即是采用IDEA算法在三个密钥的作用下对一个明文进行多次加密,在该算法加密的系统中所使用的三个密钥必须保证相互独立。假设所使用的三个密钥为K1、K2、K3,明文为P,密文为C,用密钥加密过后用EK表示,解密过后则用DK表示。因此,整个算法的过程的描述如下:
加密:C=EK3(DK2(EK1(P)));解密:P=DK1(EK2(DK3(C)))
CBC不是一种加密算法,而是一种算法的实现方式,是一种密码模式。密码模式不会损坏密码算法的安全性,而CBC模式的应用主要就是在明文被加密之前将其与前面的密文进行异或运算。在一组明文分组被加密过后,其结果会被存在反馈寄存器里面,然后再进行下一组明文分组加密的时候,CBC模式就会先将这一组明文分组与前面加密过后的密文进行异或运算,然后将结果又存到反馈寄存器中,又将其与下一组明文分组进行异或运算,一直循环到明文分组加密结束。CBC模式采用这样的方法主要就是为了将完全相同的消息加密成不同的密文消息,这样就可以避免窃听者采用分组重放的方式再进行攻击。整个加密过程实现起来并不难,但是必须保证用于加密的密钥相互独立,而该系统所使用的密钥是由系统的随机函数产生的。
RSA算法的安全性与大数的分解难度是息息相关的。使用RSA算法求取密钥的方法大致如下:首先,我们随机的选择两个大素数P和Q;然后将两个数相乘计算出模数,将两个数分别减去1相乘,计算出欧拉函数Φ(n);计算出欧拉函数后选择与其互素的正整数d,其必须满足gcd(d,Φ(n))=1的条件;最后计算密钥e,而其必须满足的条件是d*e=1mod(Φ(n))。这些密钥中e、n是公开的,而p、q、d则是保密的,e是公开的加密密钥,d是秘密解密密钥。
该加密系统是基于Internet的C/S通信模型建立的,也主要是在该模型中使用。它主要是在应用层对数据进行加密、数字签名或身份认证等运算,然后发送方再将数据用三重IDEA算法进行加密,用单向散列函数SHA-1实现数字签名,并将三重IDEA的密钥K1,K2,K3等信息用RSA算法进行加密,最后将加密完成的密文发送给接收方。而接受方在接受到信息后将会按照发送方加密的方式对数据进行解密,得到发送方发送的原文,然后进一步进行验证。这样,客户端与服务器之间的通信就可以正常的进行了,从而保障了两者之间通信的安全性。
基于数据加密的网络通信系统在很多的领域都可以用到,它主要就是避免信息在传输的过程中被截取或是篡改,在需要用到通信系统的领域都需要使用加密系统,从而才能保障网络中信息的安全性。加密系统是网络通信系统必不可少的一个部分,也在网络通信系统中将它的作用发挥的淋漓尽致。
在信息急速发展的时代,网络通信系统的安全是非常重要的,也受到了极大的重视。而为了保证网络通信系统的安全,研究以及使用加密系统就显得非常必要了。我们在文中谈到的加密系统在进行测试的过程中确实实现了对数据加密以及数字签名等功能。而网络通信系统在不断的发展,加密系统也将会不断的发展。加密系统在网络通信系统中也将其作用发挥了出来,并且随着发展将会为网络通信系统提供更加完善的安全保障。
[1]孟艳红,秦维佳,辛义忠.基于数据加密的网络通信系统的设计与实现[J].沈阳工业大学学报,2004,26(1):93-95
[2]夏美凤,施鸿宝.基于数据加密的网络通信系统安全模型与设计[J].计算机工程,2001,27(10):117-126
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近几年,物联网从诞生到迅速发展,受到了产业界及学术界的广泛重视,并上升到国家战略性新兴产业的高度。物联网的概念和内涵目前仍处于不断发展之中,物联网涉及的技术较多,其中M2M技术也是其核心技术之一。以下是今天读文网小编为大家精心准备的:M2M移动通信网络架构研究相关论文。内容仅供参考阅读!
M2M移动通信网络架构研究全文如下:
【摘 要】文章对M2M业务特征和MTC通信网络架构进行了探讨。首先详细分析M2M业务特征以及对现网架构的影响;然后借鉴国际标准组织提出的M2M网络架构,并在此基础上根据现阶段的网络现状和M2M业务需求提出了3G网络阶段适用的网络架构。
【关键词】M2M 网络架构 PCRF 核心网 专用网元
物物通信(M2M,Machine to Machine)是一种涉及一个或多个实体的不需要人为干预的数据通信,也称为机器类型通信(MTC,Machine-Type Communication)。随着M2M业务的快速发展,基于移动通信网络的MTC正日益成为一种主要的移动通信方式,但是传统移动通信网络毕竟是面向人人通信(H2H,Hu-man to human)业务设计的,适应H2H的业务需求,却不能满足M2M业务需求。具体来说,MTC和传统人人通信的不同之处包括以下方面[1]:
(1)基于MTC通信的应用场景比H2H通信的场景丰富很多,而且具有差异性。根据功能特性划分大致可归纳为位置感知和共享、环境信息感知、远程控制与执行、数据收集发布、视频监控、近场通信等。这些应用的差异化一方面表现为功能上的多样性;另一方面也体现在应用特征以及对网络的需求上的差异化。
(2)数据通信为主,包括小流量数据包、视频流等。
(3)要求MTC通信成本比H2H更低。由于M2M业务是在H2H业务之后发展起来的,最小化成本是M2M业务生存的重要考虑。不同的应用因其重要性不同,对通信的要求也是不同的,需要结合事件发生的可能性和需要付出的通信等综合成本来考虑进行成本的最小化。
(4)M2M终端数目巨大,需要更灵活和有策略的终端管理。潜在的海量M2M终端接入通信网络,而且M2M终端无论是从传输特性、QoS要求和移动性,还是从终端的分布密度方面,都与H2H终端有很大不同。
(5)以小数据量传输为主。
如果继续使用传统移动通信系统来进行MTC通信,其系统的效率、成本和适用性都无法达到最优。因此,在考虑M2M业务特征的同时减少对H2H业务的影响,从而设计MTC专用的通信系统,是当前物物通信不断发展背景下的一个重要课题。
网络架构的设计,需要以网络所承载的具体业务为出发点[2]。也就是说,M2M网络架构的设计需要充分分析M2M业务特征和需求,结合终端上下行数据量、频度、QoS需求等方面的业务特征,将物联网应用分为如下五类。其中,对各类应用的部分需求和特征进行了分析,包括移动性、群组通信、鉴权以及按计划周期性处理等,不同场景间有较大差异。
(1)监控报警类:传感器本地监测数据,当发生不符合预期的数据变化时通过网络通知应用层进行报警。
平均数据传输速率:低,仅在某些触发条件下发送少量上行数据流量。
尖峰数据传输速率:不同场景间有较大差异,与应用需求确定的传输的数据内容有关。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求以及当前数据所代表的含义有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据持续性:低,仅在发生预置的事件时存在短暂的或者持续时间较短的数据传输。
与人交互性:低,通常由系统根据预置处理方式自动处理。
对连接性的需求:需要监控连接性以防破坏或无效。
终端移动性:因无下行流量需求,所以无移动性需求。
举例:输血车血液环境监测;井盖监控;移动资产跟踪。
(2)数据收集类
平均数据传输速率
上行流量:中,数据量较大,持续的数据上报或者周期性数据上报;下行流量:低,更多的是用于修改上报规则等。
尖峰数据传输速率:不同场景间有较大差异,与应用需求确定的传输的数据内容有关。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求以及当前数据所代表的含义有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据持续性:取决于数据传输间隔和传输方式的选择。[论文网]
与人交互性:低,通常由系统根据预置处理方式自动处理。
对连接性的需求:需要监控连接性以防破坏或无效。
终端移动性:因偶尔有下行数据,所以需要优化的移动性管理。
举例:气象信息监测;火灾现场数据收集;路况信息收集。
(3)信息推送类
平均数据传输速率
上行流量:通常较低,主要用于提供应用所需的过滤或输入条件(如位置信息);下行流量:通常较大,主要用于传递所推送的信息(如广告、视频媒体等),持续的、基于交互等外界条件出发的或者周期性的数据推送。
尖峰数据传输速率:具有明显的尖峰数据特征,在条件触发后下发匹配的信息。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求以及当前数据所代表的含义有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据持续性:通常具有较长时间的持续性。
与人交互性:高,通常用户会做出反馈,系统根据反馈对推送的信息进行调整。
对连接性的需求:较强,需要维护网络连接以便于进行数据的正确传输。
终端移动性:两极分化。部分终端有很强的移动性;部分终端则通常不移动。
举例:智能博物馆等。
(4)视频监控类
平均数据传输速率
上行流量:高,主要用于传递所监控的多媒体数据;下行流量:低,主要用于传递控制和调节命令等。
尖峰数据传输速率:无明显的尖峰数据特征,数据传输通常维持一个相对稳定的传输速率。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:不同时刻有不同的要求。如在正常情况下要求适中,但一旦发生某些预置的事件则需要较高的可靠性传递。
数据持续性:通常具有长时间的持续性。
与人交互性:低,用户偶尔会对视频监控过程进行干预。
对连接性的需求:较强,需要维护网络连接以便于进行数据的正确传输。
终端移动性:两极分化。部分终端有很强的移动性;部分终端则通常不移动。
举例:家庭安防中的视频监控等。
(5)远程控制执行器类
平均数据传输速率
上行流量:通常较低,主要用于提供应用所需的过滤或输入条件(如预置事件的发生);下行流量:取决于控制对象和控制命令的复杂程度。
尖峰数据传输速率:通常具有明显的尖峰数据特征。
QoS要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据安全要求:不同场景间有较大差异,与应用需求有关。
数据可靠传递要求:要求较高,因涉及到控制过程是否能够正常实现。
数据持续性:通常具有长时间的持续性。
与人交互性:高,通常是对人操作指令的具体反映。
对连接性的需求:较强,需要维护网络连接以便于进行数据的正确传输。
终端移动性:两极分化。部分终端有很强的移动性;部分终端则通常不移动。
举例:工业自动化等。
从对现网架构的影响来说,M2M业务可以分为两类:A类是现有网络不能满足需要网络优化的业务,这类业务需要过载控制功能来避免网络过载,以及针对客户的业务需求提供差别化的服务;B类是对于现有网络影响较小的业务,这类业务是对时效性要求不高的MTC业务,而且这些业务和现在的移动网络业务有类似的需求。从整体来说,M2M业务中大部分是A类业务,以下分析的是A类业务对现网架构的影响[3]。
M2M业务的多样性、差异化,网络的多种接入方式,M2M终端的海量性、差异化,以及M2M业务表现出来的传统电信业务所不具有的各种特点,都对现网架构和网元设备产生了很大影响,其直接后果是现网的核心网元如HLR/PCRF/GGSN的能力已经不能满足M2M业务所带来的信令、流量冲击和业务控制需求,主要体现在以下方面:
(1)由于物联网业务的特殊性,可能会产生瞬时大量的信令,会对无线网络的关键信令控制设备(STP/HLR/PCRF)造成影响而导致全网的瘫痪。因此,一方面要大规模提高相关信令控制设备的容量或设备的信令处理能力;另一方面需要进行差异化、分优先级的接入控制;此外,关键信令控制和处理设备要具备一定的设备过载保护机制以及高容灾、高流控能力,避免关键网元的过载,从而有效提升整网的可靠性。
(2)由于物联网业务的特殊性,其接入方式的多样性,涉及行业及用户和设备的多样性、海量性,因此需要对用户数据管理HLR网元进行相应增强,包括其数据库的可扩展性和灵活性,除了标准的用户签约信息,还有设备序列号、设备驱动程序信息、位置信息和配额信息等运营商、M2M客户私有字段等;对多种接入类型的支持,可对由不同接入类型(2G/3G/LTE)接入网络的设备进行鉴权;对用户标识和寻址的灵活动态支持,支持一卡多号或一号多卡;支持对终端设备基本状态的查询,能通过网络侧下发终端“苏醒”请求,发现设备被盗时能够立刻锁死等。
(3)由于物联网业务的特殊性及多样性、群组性,因此有必要对业务进行区分,包括业务分类分级、QoS分级、用户分组、设备分组,从而进行流量管理和业务管理,根据忙闲时、地理位置等各种特性采取不同的接入和传输处理策略等。此外,在现网PCC架构中叠加物联网策略控制,因其特殊性,PCRF(Policy and Charging Rules Function,策略与计费规则功能)进行策略控制时需先判断是个人用户还是物联网用户,而且物联网数据的瞬时爆发性会影响现网PCC架构,所以有必要设置专用的物联网M2M PCRF。
总之,需要对相关网元进行能力的增强和升级,可以改造现有相关网元,也可以设置M2M的专用网元叠加在现有H2H网络上来解决相应问题。
国际标准组织如ITU、ETSI和3GPP等分别从不同角度提出了M2M的网络架构[4]。
根据ITU-T发布的定义,物联网体系架构主要可划分为三个层面:感知层、网络层和应用层。如图1所示,该架构基本达成业界共识,但是其体系架构过于抽象属于概念模型,在转化为技术实现的过程中还需要细化。
在ITU-T物联网体系架构的基础上,ETSI提出了一种可看作逻辑模型的M2M应用顶层架构[5]。如图2所示,ETSI把M2M体系架构划分为M2M设备及网关和M2M网络两个大域。M2M设备及网关域包括M2M设备、M2M网关和M2M局域网,可以基于现有的各类标准实现;M2M网络域则包括广域网和M2M应用系统。
相较于ITU的概念模型,ETSI的逻辑模型侧重于M2M服务能力层,通过对服务能力和接口的定义来实现屏蔽网络细节的M2M应用、M2M服务能力及网络三者之间的相互调用,可供在研究平台和网关设备功能及接口时参考。
在ETSI的体系架构基础上,3GPP也提出了一种支持MTC应用的通信架构。如图3所示,涉及到的实体包括MTC终端、承载网络、MTC服务器和MTC应用。其中,MTC服务器是MTC业务的管理平台;MTC应用负责业务逻辑的实现。承载M2M通信的移动网络包括GPRS、EPC以及短消息和IMS网络。
3GPP提出的MTC通信架构侧重于M2M网络层,对M2M网络中各通信网元的功能和接口进行了定义,其适用于研究MTC业务的管理平台以及M2M核心网络的功能和接口时参考。
以上标准组织虽然都提出了M2M的网络体系架构,但是有其局限性。ITU和ETSI的架构过于框架性,对于实际的网络部署没有较好的指导意义;3GPP虽然对于网络网元功能增强有一定的研究,但是由于目前部署的H2H网络大多处于R7或R8版本,而MTC网络体系的研究是在R10以上版本的网络基础上进行的。因此,在现有网络中按照标准来部署MTC网络还为时尚早,需要研究一种网络架构既具有在现有网络基础上投资和部署的可行性,又能满足现阶段MTC业务应用的需求。
在现有的3G网络阶段,为解决发展M2M业务面临的网络运营和网络资源问题,运营商可以通过采用物理上隔离的网络来单独承载机器通信业务,在初期可以通过核心网中专设的网元实现业务的隔离,在后期演进也可以延伸到采用专用的接入网实现物联网业务的接入隔离。此外,物联网管理平台也是物联网解决方案中必不可少的组成部分。物联网管理平台与物联网独立网元配合,在物联网业务发展的初期阶段主要实现物联网独立码号集中管理和物联网业务有效管控等功能。随着物联网的发展,平台的功能也会逐步支撑更多资源管控与更多的业务流程,并开放更多资源及能力。可以根据M2M业务的特性,实现基于位置、时间段、接入类型的QoS控制和相应的计费策略;还可以根据用户的属性及行为进行相应的分组,实行基于群组的流量统计、事件分发和策略执行等,这体现在核心网中PCRF/SPR/M2MSP的功能实现。综上所述,在3G发展阶段,M2M网络架构的特征具体体现在以下四个方面:
(1)在无线接入侧对Wi-Fi、2G、3G、无线传感网络等多种方式的整合,实现移动通信网络对行业应用领域的广覆盖,构建面向行业的M2M移动网络。
(2)在核心侧构建M2M专用的HLR、GGSN、SMSC等网元,实现对M2M等物联网业务的集中运维和管理,并能够实现与“现网”的有效隔离,有利于网络的安全、稳定、扩容及升级。
(3)在核心网中部署M2M专用的PCRF等策略控制网元,利用M2M业务的业务特性和用户属性,实现对网络资源的高效利用和对业务服务的精细支撑。
(4)在核心网中搭建M2M业务支撑平台,实现对业务和终端的统一管理。
在物联网业务发展的初期阶段,考虑针对物联网网络通信需求,进行最小成本隔离:只新建核心网的关键节点,实现网络支撑隔离。对于业务系统,需要单独建设物联网平台,实现业务承载隔离;对于接入网络,则公用,不考虑单独建设。如图4所示,是一种在现网上叠加专用M2M核心网络的架构。在该方案中,与现网共用无线和SGSN,新建物联网专用的GGSN/DPI,通过APN选路将物联网数据路由到处理物联网数据的GGSN,新建物联网专用的PCRF+SPR,完成对物联网业务的流量、安全、QoS控制,新建物联网专用的HLR进行物联网设备签约信息、标识及安全管理。
3G阶段的M2M网络架构如图5所示。
其中,主要网元的功能如下:
HLR:由于现网的HLR都是支持H2H的HLR,支持的能力和M2M的支持能力还是有所不同。HLR也有自己特殊的一些需求,包括:需要支持群组签约数据能力;支持终端监控(如位置监控、IMEI监控等)能力,支持某个时间段接入控制,支持扩展ID到MSISDN、IMSI的映射能力,支持终端特征签约(如终端的低优先级、是否为PS only等),供SGSN控制UE的行为;HLR要支持多profile的签约,降低终端漫游时的资费,支持一卡多号和一号多卡的M2M业务。
GGSN:扩展的GGSN需要增强支持基于群组流量统计,基于流的计费信息、QoS策略执行和基于群的事件上报等。
短消息中心:除了现有的短消息的功能外,需要支持短消息完成设备触发的功能,支持在一号多卡的M2M业务中短消息的群发功能。
PCRF:支持群组的策略数据动态下发、更新和删除,支持群组用户的流量监控。
SCP:完成M2M业务中的紧急呼叫等语音呼叫的计费,产生语音呼叫话单。
OCS:实时信用控制、预付费使用数据业务和增值业务实时计费。
M2MSP业务平台:M2M平台为集团客户提供统一的M2M终端管理、终端设备鉴权。提供数据路由、监控、用户鉴权等管理功能;承载信息上报、参数配置、终端状态检测、终端注册等业务功能的短信上下行通道;支持一卡多号和一号多卡的M2M业务,进行动态的号码管理。在实际部署中,物联网业务支撑管理平台按照功能划分为总部平台、省平台两个层面。
M2M业务的多样性、差异化以及M2M业务表现出来的传统电信业务所不具有的各种特点,都对现网架构和网元设备产生了很大影响。本文在研究M2M业务特征及其对现网的影响和国际标准组织提出的网络体系架构的基础上,提出了在现有移动通信网络上部署具有可行性,又能一定程度上满足MTC业务应用需求的网络架构。
运营商发展M2M业务的基础与发展移动通信是一致的,在专用的M2M网络架构中,必须长远规划网络资源,根据业务发展实施网络优化和数据分流,加强平台建设,完善网络覆盖,加大网络容量,从根本上满足M2M业务需求,同时又不影响当前的人人通信业务,提高用户体验。
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网络是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起,组成数据链路,从而达到资源共享和通信的目的。通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流与传递。网络通信是通过网络将各个孤立的设备进行连接,通过信息交换实现人与人,人与计算机,计算机与计算机之间的通信。。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:使用JAVA编写网络通信程序修改论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
使用JAVA编写网络通信程序 全文如下:
摘要 :本文阐述了使用JAVA编程语言对基于客户/服务器模式的应用编写网络通信程序,讨论了SOCKET机制、输入输出流以及程序实现代码。
关键词 :JAVA,网络,SOCKET,APPLET
网络上的系统结构多为客户/服务器模式,服务器端负责数据和图像等的存储、维护、管理以及传递,客户端则负责人机界面的操作、送出需求及显示收回的数据。
下面介绍一下如何使用JAVA来进行网络编程:
1) 由于客户端通过IE同服务器建立联系,所以客户端使用Applet,服务器端使用Application;
2) 服务器应设置成多线程,应答多个客户的请求;
3) 两端通信使用SOCKET机制。
过滤流DataInputStream 和DataOutputStream 除了分别作为FilterInputStream 和FilterOutputStream的子类外,还分别实现了接口DataInput 和DataOutput。接口DataInput 中定义的方法主要包括从流中读取基本类型的数据、读取一行数据、或者读取指定长度的字节数,如readBoolean() readInt()、readLine()、readFully()等。接口DataOutput中定义的方法主要是向流中写入基本类型的数据或者写入一定长度的字节数组,如writeChar()、writeDouble() DataInputStream可以从所连接的输入流中读取与机器无关的基本类型数据,用以实现一种独立于具体平台的输入方式;DataInputStream 可以向所连接的输出流写入基本类型的数据。
Socket是面向客户/服务器模型设计的,网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换,这个双向链路的一端称为一个Socket。 Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。客户程序可以向Socket写请求,服务器将处理此请求,然后通过Socket将结果返回给用户。
Socket通信机制提供了两种通讯方式:有联接和无联接方式,分别面向不同的应用需求。使用有联接方式时,通信链路提供了可靠的,全双工的字节流服务。在该方式下,通信双方必须创建一个联接过程并建立一条通讯链路,以后的网络通信操作完全在这一对进程之间进行,通信完毕关闭此联接过程。使用无联接方式时其系统开销比无联接方式小,但通信链路提供了不可靠的数据报服务,不能保证信源所传输的数据一定能够到达信宿。在该方式下,通信双方不必创建一个联接过程和建立一条通讯链路,网络通信操作在不同的主机和进程之间转发进行。
Java语言的优点主要表现在:简单、面向对象、多线程、分布性、体系结构中立、安全性等方面。
(1) 简单性
Java与C++语言非常相近,但Java比C++简单,它抛弃了C++中的一些不是绝对必要的功能,如头文件、预处理文件、指针、结构、运算符重载、多重继承以及自动强迫同型。 Java实现了自动的垃圾收集,简化了内存管理的工作。这使程序设计更加简便,同时减少了出错的可能。
(2) 面向对象
Java提供了简单的类机制和动态的构架模型。对象中封装了它的状态变量和方法,很好地实现了模块化和信息隐藏;而类则提供了一类对象的原型,通过继承和重载机制,子类可以使用或重新定义父类或超类所提供的方法,从而既实现了代码的复用,又提供了一种动态的解决方案。
Java是一种完全面向对象的程序设计语言,它除了数组、布尔和字符三个基本数据类型外的其它类都是对象,它不再支持全局变量。在Java中,如果不创建新类就无法创建程序,Java程序在运行时必须先创建一个类的实例,然后才能提交运行。
Java同样支持继承特性,Java的类可以从其它类中继承行为,但Java只支持类的单重继承,即每个类只能从一个类中继承。
Java支持界面,界面允许程序员定义方法但又不立即实现,一个类可以实现多个界面,利用界面可以得到多重继承的许多优点而又没有多重继承的问题。
(3) 多线程
多线程使应用程序可以同时进行不同的操作,处理不同的事件。在多线程机制中,不同的线程处理不同的任务,他们之间互不干涉,不会由于一处等待影响其他部分,这样容易实现网络上的实时交互操作。
Java程序可以有多个执行线程,如可以让一个线程进行复杂的计算,而让另一个线程与用户进行交互,这样用户可以在不中断计算线程的前提下与系统进行交互。多线程保证了较高的执行效率。
(4) 分布性
Java是面向网络的语言。通过它提供的类库可以处理TCP/IP协议,用户可以通过URL地址在网络上很方便的访问其他对象。
(5) 体系结构中立
Java是一种网络语言,为使Java程序能在网络的任何地方运行,Java解释器生成与体系结构无关的字节码结构的文件格式。Java为了做到结构中立,除生成机器无关的字节码外,还制定了完全统一的语言文本,如Java的基本数据类型不会随目标机的变化而变化,一个整型总是32位,一个长整型总是64位。
为了使Java的应用程序能不依赖于具体的系统,Java语言环境还提供了用于访问底层操作系统功能的类组成的包,当程序使用这些包时,可以确保它能运行在各种支持Java的平台上。
java.lang: 一般的语言包。其中包括用于字符串处理、多线程、异常处理和数字函数等的类,该包是实现Java程序运行平台的基本包
java.util: 实用工具包。其中包括哈希表、堆栈、时间和日期等
java.io: 基于流模型的输入/输出包。该包用统一的流模型实现了各种格式的输入/输出,包括文件系统、网络和设备的输入/输出等
java.net: 网络包。该包支持TCP/IP协议,其中提供了socket、URL和WWW的编程接口
java.awt: 抽象窗口工具集。其中实现了可以跨平台的图形用户界面组件,包括窗口、菜单、滚动条和对话框等
java.applet: 支持applet程序设计的基本包
(6) 安全性
用于网络、分布环境下的Java必须要防止病毒的入侵,Java不支持指针,一切对内存的访问都必须通过对象的实例变量来实现,这样就防止了程序员使用欺骗手段访问对象的私有成员,同时也避免了指针操作中容易产生的错误。
(1) JDK
1) Java编译器
Java编译器将Java源代码文件编译成可执行的Java字节码。Java源代码文件的扩展名为 .java,Java编译器把这种扩展名的文件编译成扩展名为.class的文件。源文件中的每个类在编译后都将产生一个class文件,这意味一个Java源代码文件可能编译生成多个class文件。
2) Java解释器
Java解释器对编译生成的字节码格式的可执行程序的运行提供支持,它是运行非图形Java程序的命令行工具。
3) Appletviewer
它是Java Applet的简单测试工具,可使用它来测试Java Applet程序,而不需要WWW浏览器的支持。
(2) Visual J++
Visual J++ 集成了可视化界面设计、交互式调试、代码编辑、联机帮助信息和介绍如何快速掌握该开发环境的实用向导等多项功能,同时具有能充分利用Active X和COM新技术的优势。利用Visual J++可创建交互性很强的Internet应用程序,是难得的Java 开发系统。
(1) Application 同 Applet 的通信
两端通过Socket机制进行连接:
1) 客户端的编程流程:
打开Socket,新建一个套接字;
为套接字建立一个输入和输出流;
根据服务器协议从套接字读入或向套接字写入;
清除套接字和输入/输出流;
2)服务器端的编程流程:
打开Server Socket,创建一个服务器型套接字和一个普通套接字,服务器型套接字在指定端口为客户端请求的Socket 服务;
使用ServerSocket类的accept()方法使服务器型套接字处于监听状态并把监听结果返回给普通套接字;
为该普通套接字创建输入和输出流;
从输入和输出流中读入或写入字节流,进行相应的处理,并将结果返回给客户端;
在客户端和服务器工作结束后关闭所有的对象,如服务器型的套接字,普通套接字,输入和输出流。
正是由于Java系统具有基于Socket的灵活通信机制,因而其应用程序能自由地打开和访问网络上的对象,就象在本地文件系统中一样。
(2) Applet之间的通信:
Applet之间的通信使用Applet Context类的getApplet()方法。
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计算机网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络是按照网络协议,将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫星。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能,具有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈计算机通信网络安全与防护策略的分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
近几年来,计算机网络技术已经开始进入到社会的各行各业中,比如:教育、商业、军事等,这就导致人们的生活习惯都开始发生变化。当前,新一代年轻人对计算机网络的依赖性是非常高的,他们会借助计算机网络来查找资料、听音乐、看电影以及找工作等。但是在计算机技术发展的同时一些安全问题开始涌现出来,因此人们比较重视计算机通信网络的安全。
现阶段,社会各界开始关注计算机通信网络安全问题,并且很多专家已经研发出新的防护软件,比如:防火墙、代理服务器等,但是还是会出现黑客侵袭、网络数据被盗等现象。当前,人为因素、计算机本身因素成为引发计算机通信网络安全问题的两大原因。下面详细分析了这两大因素:
1.1 人为因素
当前,很多网络管理人员的网络安全意识淡薄,他们在平时的工作中经常会出现一些人为失误,比如:无意中将密码口令泄露给其他人、并没有严格按照规定的步骤来进行操作等。还有一些黑客会伪装自己的身份,以此来盗取商业机密或者盗取一些重要的数据,严重的情况下还会导致数据的丢失。同时计算机终端用户自身缺乏安全意识,他们在使用计算机的时候,经常会访问一些缺乏安全性的网址,因此他们的计算机极容易染上病毒。
1.2 计算机因素
当前,计算机网络系统已经进入到人们的日常生活中,再加上网络具有开放性的特点,这就导致在传递过程中无法保证数据信息的安全。同时计算机软件系统本身也存在着问题。在设计软件的时候,设计者的考虑不全面,因此软件应用系统中存在着问题。如果黑客了解到该系统的漏洞之后,其往往会借助漏洞来攻击计算机系统。一些普通的设计者会设置一些后门程序,但是如果黑客可以解开设计者的后门程序,那么会给整个计算机系统带来严重的创伤。现阶段,计算机病毒也威胁着计算机系统。所谓计算机病毒是指利用自身所设计的程序来破坏计算机原有的系统、数据以及程序指令。近几年来,在计算机技术快速发展的同时,计算机病毒的种类也变得越来越多。现在3G网络已经普及,人们认为在不久的将来3G 运行平台有可能成为传播病毒的一个平台。
2.1 集中管理软件的安装
在计算机通信网络安全防护过程中,集中管理软件安装是一项非常重要的工作。究其原因在于集中管理软件以及安装软件影响着计算机通信网络防护的质量,还影响着计算机通信网络的安全。从某种程度上来讲,通过将安装软件与检测系统技术有效结合起来才可以真正保证计算机通信网络的安全。当前已经开始涌现出很多种检查网络安全的软件,但是在平时的检测过程中,相关工作者要依据实际情况来选择合适的检测软件,这样做可以保证计算机通信网络具有安全性。
2.2 提高计算机通信网络安全技术
当前计算机通信网络安全防护技术在维护计算机通信网络安全中起着非常重要的作用。通常情况下要想促使计算机通信网络安全防护技术得以提高,这就要做好以下几项工作:
(1)提高加密技术。所谓加密技术是指以伪装信息技术为支撑,然后要设置密码,避免他人侵入到计算机通信系统中。现阶段对称、不对称这两种加密方式成为加密技术经常用到的。与此同时,代替、乘积以及移位这三种密码是现代密码最主要的类别。
(2)设置防火墙。为了能够维护计算机通信网络的安全,这就要做好设置防火墙的工作。通常情况下,数据过滤、代理等技术是经常用到的防火墙技术。所以防火墙可以有效的识别外来数据,并且也可以拒绝外来数据的入侵,以此来确保计算机通信网络具有安全性。
(3)提高鉴别技术。一般通过鉴别技术来检查计算机通信网络中是否隐藏着安全隐患。在鉴别过程中,如果发现计算机通信网络中存在着安全隐患,那么就要及时采取有效的措施来解决这些安全问题。
(4)把握好计算机通信网络内部协议。在设计协议过程中,要考虑到加密技术,以便于更好的保护计算机通信网络的安全。
(5)入侵检测技术。当病毒侵入到计算机通信网络中,此时借助该技术可以检测到病毒的类型,然后工作人员根据病毒类型来采取措施。
2.3 提高计算机通信网络系统自身性能
在防护计算机通信网络安全时,要充分认识到计算机通信网络的实效性以及安全性这两个特点。同时还要提高安全等级鉴别技术以及安全防护技术,以此来提高计算机通信网络系统的安全性。
2.4 加强计算机通信网络安全教育和内部管理
通过注重计算机通信网络的内部管理,增强工作人员的安全意识来维护计算机通信网络的安全。在平时的工作中,要向工作人员灌输相关的安全思想,让他们在潜移默化中来提高自身的安全意识。与此同时要做好相关的教育工作,在教育中让工作人员真正了解到相关的安全技术,确保这些工作人员在日后遇到相关安全问题时可以及时采取有效的措施来确保计算机通信网络的安全。
当前,很多计算机用户都比较关注计算机通信网络的安全问题,一些人为因素、计算机自身系统原因都会影响到计算机通信网络的安全。在这两种因素中,人为因素对计算机通信网络的危害是非常大的。所以要制定完整的安全策略,还要不断增强工作人员的安全意识,以此来为计算机用户提供更为优质的服务。
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计算机网络技术的快速发展有其历史的必然,更有促成其发展的内在因素和作用机理。下面是读文网小编为大家整理的计算机网络技术基础论文,供大家参考。
摘要:随着社会的发展以及时代的进步,网络技术和信息技术的普及与广泛应用,有效提高了人们的生活水平和生活质量。在网络时代背景下,用户需求出现了较大的改变,数据运算功能以及简单问题的求解已经无法满足人们的实际需求,不利于社会的发展与进步。而将人工智能应用在计算机网络技术中,能够有效解决计算机网络技术存在的难题,为人们提供智能化和人性化的服务,进一步推动科技的发展与更新,实现社会的可持续发展。文章就对计算机网络技术中人工智能的应用进行深入分析和探讨。
关键词:计算机网络技术;人工智能;应用
人工智能作为新型的科学产业,其被广泛应用在社会生活的方方面面,对社会生活产生了极大的影响。目前,计算机网络技术的普及与应用,极大改变了人们的生产生活方式,为人们的工作、学习和生活提供了便利,但是在实际应用过程中,不可避免产生一些安全问题,影响生活的正常进行[1]。基于这种情况,将人工智能应用在计算机网络技术中,能够有效解决这些问题,丰富人们的生活,提高工作的质量和效率,为人们提供优质高效服务,实现社会的健康稳定发展。
1人工智能概述
(1)含义:人工智能涉及较广的学科,如语言学、生理学、心理学和计算机科学等,其主要目的是使机械具备人工智能的功能,从而代替人来进行危险和复杂的工作,有效保证工作人员的生命安全,促进工作效率的提升。对于人工智能而言,其能够将自然智能和人类智能加以区别,并利用系统设备模拟人类活动,有效完成操作人员的指令,能够指导计算机科学技术的发展,因此计算机可将其作为核心技术,从而将问题求解和数值计算转变化知识处理。
(2)特点:人工智能主要是以网络技术为甚础加以发展,能够有效保证网络系统运行环境的安全性和稳定性。一般而言,人工智能的特点主要表现在以下几个方面:一是对不确定的信息加以处理。利用网络分析模糊处理方式来打破固定程序的限制,对人类的智能活动加以模拟,有效处理不确定的信息,并对系统资源的全局或局部情况加以实时追踪和了解,为用户提供所需信息。二是便于网络智能化管理。将人工智能应用在网络管理工作中,能够给提高信息处理的效率和准确性,并利用其记忆功能来建立健全的信息库,便于信息的存储。同时将信息库作为信息总结、解释和综合的有效平台,保证高级信息的科学性和正确性,有效提高网络管理的水平[2]。三是写作能力强。人工智能能够对资源进行优化整合,传输和共享各个用户之间的资源,有机整合代理写作方式与网络管理,提高网络管理工作的效益与效率。
2计算机网络技术中人工智能的应用
2.1必要性
随着计算机技术和网络技术的快速发展,网络信息安全问题越来越突出,人们越来越关注网络系统管理中的网络控制和网络监控功能,以便及时处理信息,保证网络信息的安全性。在早期阶段应用计算机网络技术来分析数据时,往往难以保证数据的规则性和连续性,影响数据的真实性与有效性,因此将人工智能应用在计算机网络技术中,具有十分重要的意义。目前,随着计算机的广泛应用,用户对网络安全管理提出了更高的要求,以便保证网络信息的安全性。由于网络犯罪现象逐渐增多,要想保证网络信息的安全,必须要强化计算机的反应力和观察力,合理应用人工智能技术,建立优化与智能化的管理系统。这样能够对网络故障进行及时诊断,自动收集信息,便于采用有效措施来解决网站故障问题,及时遏制网络犯罪活动,保证信息的安全,促进网络系统的稳定运行[3]。人工智能技术能够有效推动计算机技术的发展,而计算机技术的发展又对人工智能的运用具有决定性作用。人工智能技术能够对不确定的信息进行技术处理,动态追中信息,为用户提供安全可靠的信息,促进网络管理工作质量和效率的提高。总体而言,将人工智能应用在计算机网络管理中,能够促进网络管理水平的提升。
2.2具体应用
将人工智能应用在计算机网络技术中,其具体表现在以下几个方面:一是系统评价和网络管理中的应用;二是人工智能Agent技术的应用;三是网络安全管理中的应用。
(1)系统评价和网络管理。对于计算机网络管理而言,其要想实现智能化发展,必须要以人工智能技术和电信技术的发展为基础。人工智能不仅能够在网络的安全管理中发挥重要作用,还能够利用其问题求解技术和专家知识库来建立综合管理系统,确保网络的综合管理。由于网络具有一定的瞬变性和动态性,这在一定程度上增加了网络管理工作的难度,需要实现网络的智能化管理。而专家系统作为人工智能技术中的重要内容,其主要是总结某一领域中专家的经验和知识,并将其录入相关的信息系统中,从而有效处理该领域内的相关问题。对于计算机网络的系统评价和网络管理而言,能够利用网络管理中的专家系统来开展评价和管理工作,促进网络管理水平的提升。
(2)人工智能Agent技术。人工智能Agent技术又称之为人工智能代理技术,其作为一种软件实体,主要是由各Agent间的通讯部分、解释推理器、数据库和知识域库构成,以每个Agent的知识域库为依据,对新信息数据进行处理和沟通,有效完成相关的任务。一般而言,人工智能Agent技术能够在用户自定义的基础上自动搜索信息,并将其传输至指定位置,为用户提供智能化和人性化的服务[4]。例如用户在利用计算机对信息进行查找时,人工智能Agent技术可分析和处理信息,并向用户传递有效的信息,从而促进用户查找时间的节省。此外,人工智能Agent技术在人们日常生活中得到了广泛的应用,如邮件的收发、会议的安排、日程的安排以及网上购物等,能够为人们提供优质服务。同时,该技术具有一定的学习性和自主性,能够使计算机对用户分配的任务进行自动完成,促进计算机技术和网络技术的有序发展。
(3)网络安全管理。人工智能在网络安全管理中的应用,其主要可从三个方面加以分析。首先是入侵检测方面。对于计算机网络安全管理而言,入侵检测不仅是其重要内容,也是防火墙技术的核心部分,能够有效保证网络的安全性和可靠性。入侵监测功能在计算机网络监控中的有效发挥,能够保证系统资源的可用性、完整性、保密性和安全性。入侵检测技术主要是分类处理和综合分析网络数据,对可疑数据加以过滤,将检测的最终报告及时反馈给用户,从而保证当前数据的安全性[5]。入侵检测能够实时监测网络的运行状态,不影响网络性能,为操作失误、外部与内部攻击提供保护。目前,在人工神经网络系统、模糊识别系统和专家系统等入侵检测中开始广泛应用人工智能。其次是智能防火墙方面。相较于其他的防御系统而言,智能防火墙系统与其存在明显的差异性,其能够利用智能化的识别技术来分析、识别与处理数据,如决策、概率、统计和记忆等方式,从而降低计算量,及时拦截和限制无效与有害信息的访问,保证数据信息的安全。同时,智能防火墙的应用能够避免病毒攻击和黑客攻击,阻止病毒的恶意传播,有效管理和监控内部的局域网,从而保证网络系统的可靠运行[6]。此外,对于智能防火墙系统而言,其安检效率比传统防御软件要高,能够对拒绝服务共计问题加以有效解决,避免高级应用入侵系统,保证网络安全管理的有效性。最后是智能反垃圾邮件方面。智能反垃圾邮件系统主要是利用人工智能技术对用户邮箱加以有效监测,自动扫描和识别垃圾邮件,保证用户信息的安全。当邮件进入到邮箱后,该系统能够为用户发送相关垃圾邮箱的分类信息,便于用户及时处理垃圾邮件,保证邮箱系统的安全。
3结语
随着人工智能技术的不断更新与发展,人们对计算机网络技术的需求量也随之增加,促使人工智能技术进一步朝着纵深方向发展。人工智能在计算机网络技术中的应用,主要表现在系统评价和网络管理、人工智能Agent技术、入侵检测、智能防火墙和智能反垃圾邮件等方面,能够有效提高信息数据的安全性,保证网络系统的安全稳定运行。同时人工智能技术的应用能够为人们提供智能化和人性化服务,提高工作效率,促进网络管理水平的提升,实现计算机网络行业的可持续发展。
参考文献:
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[4]贾国福,贺树猛.人工智能及其在计算机网络技术中的应用[J].数字技术与应用,2015,07:100
[5]马义华.人工智能在计算机网络技术中的运用分析——评《计算机网络技术及应用研究》[J].当代教育科学,2015,20:77
[6]王彦娴.人工智能在计算机网络技术中的应用研究[J].信息技术与信息化,2015,08:84-85
【摘要】随着时代的不断发展,科技越来越发达,传统的有线电视已经满足不了人们的需求了,因此必须对有线电视进行改革。计算机网络不仅具有高效性,还具有资源共享的特点。将计算机网络技术应用于有线电视网络当中,不仅能够提高有线电视信息的传输质量以及传输效率,还能够提高用户对有线电视网络的满意程度。本文就计算机网络技术在有线电视网络中发挥的作用进行了论述。
【关键词】计算机网络技术;有线电视网络;作用
目前,中国的有线电视网络具有不对称性,主要表现为信息需求的共性和个性存在差异。通常情况下,用户所需求的信息大致相同,但是也不排除有个性化的需求,造成这样的局面,主要是由于用户下载时和上传时的信息不合理所造成的。将计算机网络科技应用于有线电视网络当中,可以实现不同数据的上传和下载,除此之外,计算机网络技术还可以实现具有针对性的有线电视网络传输。
1计算机网络技术应用于有限线电视网络
计算机网络技术所构成的有线电视网络系统主要包括有6个子系统,分别是数据播出、用户、外交互、卫星接收以及视频直播等子系统。数据播出子系统属于整个系统中最为重要的组成部分,也是整个有线电视网络系统的运行基础,因为大多数的信息资源都是从数据播出系统中获得的。数据播出系统可以把不同形式的数据宽带转变成为有线电视的频道信号,在对这些信号将进行特殊设置,使得只有合法的用户才能够接受使用。用户系统包括电脑、收卡以及电话等硬件系统,这些硬件系统是用来接收数据和处理数据的。外交互系统是用来拓展有线电视业务的,该系统主要包括路由器、网络服务器等。视频直播系统是一种将视频信号转变成电视节目的播放系统,视频信号是由摄像机或者录像机等硬件设备所提供。卫星接收系统需要借助接收天线或者信息接收卡来完成信息的接收,并通过服务器将接收到的信息储存并转换成有线电视的视频信息,是用户能够通过显示器观看视频。
2计算机网络技术在有线电视网络中的作用
2.1节目播放管理作用
有线电视网络属于局域网络,计算机网络技术可以使有线电视实现资源储存和资源共享,并对将要播出的节目进行较为合理化的安排,控制有线电视节目的播出顺序以及播放进程,由此可见,计算机网络技术在有线电视网络中起到有效的管理作用以及监督作用。有线电视总共有两个网卡,一个是用来接收计算机网络信息的,一个是用来播放电视节目以及进行流量调整控制的。将计算机网络技术应用于有线电视网络中,可以对有线电视数据进行加密处理,这使得有线电视的使用更加安全可靠。
2.2地理信息管理作用
有线电视网络的关节点、井位以及缆线和地理信息之间具有非常密切的关系;计算机网络技术会将地理信息进行储存和整理,让后再将处理之后的地理信息和用户信息相融合,最后对其进行统一的处理和储存,这种统一处理和存储的管理模式相对于人工管理而言,更具有高效性,出错率更低。
2.3在电视频道方面的作用
将计算机网络技术应用于有线电视网络当中,可以使有线电视的频道增多。以往,有线电视频道可分为五大类,分别是新闻、财经、报刊、教育以及动画。自从将计算机网络技术应用在有线电视网络后,有线电视网络获取信息的渠道越来越广阔,这使得有线电视的频道变得越来越多元化,除了以往的新闻、财经、报刊、教育以及动画等五大方面的频道节目外,还增加了教育、科技、娱乐等频道,这些频道中的节目十分的丰富精彩,不仅提高了人民群众的生活质量,还使人民群众的知识得以拓展。
2.4对有线电视网络起着改进作用
一般情况下,计算机网络通常以树状结构的作为网络结构,而有线电视网络则属于局域网络,局域你网络在信息传输上会受到多方面的影响,从而影响接收信号的质量。将计算机网络技术应用于有线电视网络当中,不仅可以有效降低信息的无效传输率,还能有效提高信息传输的速度。除此之外,计算机网络技术还可以对有线电视网络设置访问权限,只有已签过约的合法用户才能够接收和使用电视信息,使得有线电视网络更加安全可靠,可见,计算机网络技术对有线电视网络起着升级改造作用。
2.5在用户变更上的作用
自从将计算机网络技术应用于有线电视网络之后,有线电视越来越受广大用户的喜爱,使得很多的用户纷纷变更为有线电视网络用户。在进行用户变更的过程中,往往需要利用计算机网络技术对用户信息进行处理和存储,因此,计算机网络技术在用户变更上具有十分重要的作用。随着有线电视网络用户的逐渐增多,有线电视网络系统需要一个更为庞大的存储系统来进行用户信息存储,而计算机网络技术正好可以满足这个需求,由此可见,计算机网络技术可以确保用户信息存储更加完整、更加准确。
2.6在电缆改革上的作用电缆是有线电视传输的关键,因此电缆承担着非常重的任务。电缆通常是安装在马路的两侧,且没有设立相关的维护设施。随着时代的变迁,建筑业在不断发展,使得原有的电缆受到高楼大厦的影响,因而时常发生电缆故障,严重的影响到用户的信息接收质量,由此可见,传统的电缆传输信息的方式已经满足不了用户的需要了,因此,需要利用计算机网络技术来对电缆进行管理,以此来确保电视信息的有效传输,使故障电缆得以及时的维修。
3结语
目前,我国的计算机网络技术越来越发达,将计算机网络技术应用于有线电视当中,不仅使电视节目变得越来越多样化,还提高了有线电视的网络效率。计算机网络技术在有线电视网络中发挥着很多作用,譬如在用户变更上发挥着信息处理和存储的作用,计算机网络技术可以确保用户信息存储更加完整、更加准确;在电视频道上,使得电视频道变得越来越多元化,对电视网络具有改进作用,使得有线电视网络更加安全可靠,对有线电视网络起着升级改造作用;对有线电视网络网络节目的播出顺序和播放进度有着控制管理作用等。
【参考文献】
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计算机网络技术在人类社会生活的各个领域都显示出广阔的应用前景,极大的推动整个社会的发展,也使得计算机网络已成为信息时代的代名词。下面是读文网小编为大家整理的计算机网络技术基础论文,供大家参考。
摘要:随着计算机网络技术的高速发展,在人们工作和生活中应用也更加广泛,尤其在嵌入电子信息工程之后,极大地提高了人们的生活质量。本文概述了电子信息工程和计算机网络技术的内容,并重要研究了计算网络技术在电子信息工程中的应用。
关键词:计算机网络技术;电子信息工程;分析应用
0引言
在国内社会产业结构的持续优化的背景下,电子信息工程技术推动社会整体的发展中占据着重要的地位。并且,随着计算机网络技术日新月异的快速发展,进一步全景式地促进我国社会经济的综合发展,电子信息技术也在此氛围中取得了跨越式的成就,推动电子技术和通信信息的结合,对于提高民众生活有着很大的现实便利。然而,现阶段国内电子信息工程技术的发展相较于西方国家还有比较大的距离,尚不能满足民众对高层次信息技术的需求。因此,充分应用计算机网络技术对于现代化的电子信息工程的发展有着重要的现实意义。
1电子信息工程的优势
电子信息工程不仅可以推动新产品的开发,使其获得在社会经济发展的生存空间,还可以带动其他产业的发展。例如:电子信息产业在计算机网络技术的应用下,获得了优质的发展土壤,并且如今已经成为一种重要的新兴经济来源,一定程度上促进了社会经济的发展。
1.1便捷性
众所周知,电子信息工程处理信息的办法主要通过系统命令及硬件设施来完成的,因此,能够更为方便地处理大量信息任务。相较于人脑来说,电子信息工程技术能够使处理信息的过程中,一次性所解决的数量更高、效率更显著。不仅如此,伴随着国外内硬件设备的持续性快速更新与先进技术的发展,电子信息工程处理信息的水平也进一步加强,使电子信息工程技术更加的便捷。
1.2精确性
电子信息工程非常显著的优势就在于处理信息的精确性。电子信息工程技术利用设计一系列的检查处理结果命令来完成对信息处理阶段的精确性,最终保证处理电子信息的有效性。同样,对比之下,人力的监控结果来说,不仅在监控环节所处理的内容显得太过繁杂,而且其处理的结果也非常容易产生错误,而且无法第一时间对错误进行纠正。即便在后期可以修正,也无法体现有效性,给信息的使用率造成干扰。
1.3辐射区域大
电子信息工程技术最为突出也是优势体现最大的特征在于其极大辐射区域。电子信息工程的任务就在于帮助人们正确处理信息,而每一产业、行业都无法离开对信息的处理。随着信息爆炸的时代全面来临,人们对信息资源的需求也正在逐渐递升,两者可以说是水涨船高的关系。这也进一步体现了电子信息工程在每一产业、行业将会发挥了更为重要的优势,已然成为了社会各个环节赖以生存和发展的关键信息处理形式。
2计算机网络技术的特征
计算机网络技术的功能特征重点体现于硬件资源共享、软件资源共享以及用户间信息交换。在这其中,硬件资源共享能够在网络全网区域内给予对处理资源、存储资源、输入输出资源等设备的资源共享,让使用人员可以在弱化投资池的情况下,实现集中管理以及平衡分担。而软件资源共享能够给网络用户提供远程访问数据的环境,进而获取到网络文件的传送服务,最终规避了软件在研制中的重复劳动,还有数据资源的重复存放,便于人们进行集中管理。用户之间的信息交换给不同地方的用户提供了非常强大的通信手段,使用户能够完成当前所普遍应用的信息交流,如:微信、微博、电子邮件、新闻消息分享以及各种电子商务行为。
3电子通信工程应用网络技术的优势
3.1提高信息流通质量
把网络技术应用至电子通信工程的各个环节,能够使用户缩短获取信息的时间,在处理信息环节显得更为便利与迅速,大大地降低了过去信息发布的耗时耗力,在网络开展信息交流更为便利,最终收获信息交流的质量水平。不仅如此,网络技术对信息有效的处理与发布,能够极大地提升人们对于信息的利用效率,最大程度上激发信息的有效性。故而,把网络技术嵌入至电子信息的通信工程中,一方面能够提高国内各产业、行业对信息数据的处理需求,还可以在很大水平上拓宽信息来源的渠道,使得电子通信工程获取信息的数据量日益增加,所信息来源的渠道也进一步扩大,最终实现该行业部门的工作效率。
3.2安全性得到加强
毋庸置疑,每一件事物都存在都有利弊互存。不容否认,在电子信息工程结合网络技术的形势下,会为其造成一定程度的风险,其具体表现为:信息在通信阶段中会被其他人员监听、修改以及盗取。然而,同样,只要不断健全网络技术,针对性地规避这些风险,做到“魔高一尺,道高一丈”就能够极大地提升电子信息工程信息的安全性。网络,有着开放性与自由性的环境特征,电子信息通信工程一般也会面临木马的攻击。有鉴于此,加强计算机网络技术的安全防护技术,已经是当前众多安全保护软件的重点打造的服务,基本实现了对电子信息通信工程信息的保护,最终持续推进了电子信息通信工程的安全性。例如,研发工作性能强大的防火墙技术;利用网络服务终端系统来实施电子通信信息内容的自主备份等手段。无论如何,基于网络技术背景下的电子通信工程相较于传统的纸张信息的安全性,有着明显的提高。
4计算机网络技术在电子信息工程中的应用
电子信息工程中,计算机网络技术广泛应用于设备的联网层面,以此能够非常高效地推动工程设备的研发以及工程设备进一步达到联网功能等。这也就直接预示着电子信息工程设备在开发及应用过程中,对计算机网络技术有着很大的依赖性。随着国内外计算机网络技术在电子信息工程设备中普及、先进技术的推广及应用,当前绝大多数的新兴的电子信息工程设备也已经拥有了联网的功能,不仅如此,在和有关部门在一起研发先进电子信息工程设备的过程中,也越来越重视对联网功能的开发。电子信息工程设备在研发阶段,必须要依托于计算机网络服务的有关协议、信息数据的传输标准以及分层传输方式,最终实现对先进设备的制定。惟其如此,方能使研发出的设备可以和计算机网络实施直接的接入,规避无意义的环节出现,进一步让电子信息工程设备可以“单刀直入”地通过计算机网络系统来开展信息数据的整理与发布。最终,全面提升电子信息工程有关工作的效率,让应用电子信息服务的使用能够可以获得最佳的信息服务。所谓“计算机网络技术”,本质上是把“计算机技术”与“通信技术”进行有机结合,计算机网络技术可说是一种利用计算机这一载体所创设出的一个资源共享的巨大平台,这一平台构建的方式不一而足,例如:可利用电缆、光纤、终端设备等手段,使通信全球化成为主流、成为现实。随养“全球经济一体化”和电子信息网络化的形势已然铸成,这也对网络技术产生了深远的影响。一方面,对电子信息理论的掌握,能够有利于模拟各种数字信号和明白各种信息的运行机制。计算机网络技术属于电子信息设备研发与设备资源实现共享必不可少的重要前提,TCP/IP对电子信息设备的网络连接形势、传输数据等展开了定义,并且涵括了包括网络接口层、应用层、网际层及运输层的分层系统,而这些分层体系是完成传输控制协议的重点,负责聚集信息和传输信息。现阶段,绝大多数的电子信息设备间都普遍通过网络技术来完成对资源之间的传递,网络信息的传递就需要通过TCP/IP协议才可以得到满足。作为一项以计算机网络技术为纲领性路径的工程技术,其在电子信息工程的整体发展中占有非常重大的意义。所以,全面强化计算机网络技术和现代技术的有机结合,可以行之有效地推动电子信息工程的发展,并最大程度上发挥所长,发挥优势。
5结束语
综上所述,计算机网络技术正在快速、深入、广泛地应用到电子信息工程中,其所展示的作用也为全球电子信息工程技术带来了革命性的影响。研发设计人员再把计算机网络技术复合至电子信息工程的阶段,应当在全面掌控电子信息工程特征的背景下,最大程度上激发计算机网络技术减少获取及发布时间,提升信息质量,确保电子通信工程安全性等优势,让计算机网络技术最大限度上应用至电子信息工程的建设中来,最终整体推动我国电子信息工程建设实现快速、稳定、有序发展。
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摘要电子信息工程是一种建立在计算机网络技术以及计算机软件技术之上的工程,在通讯、科研以及国防等领域有着非常大的应用作用。近些年,电子信息工程中引用计算机网络技术的份额越来越高。本文首先分析计算机网络技术以及电子信息工程,然后总结电子信息工程中计算机网络技术的应用。
关键词计算机网络技术;电子信息工程;应用
随着计算机网络技术的迅速发展,计算机网络逐渐成为人们日常生活与工作的重要组成部分,人们的工作、生活的方式也被计算机网络技术所改变。电子信息工程是融合计算机网络技术以及计算机软件技术为一体的综合性信息传递、使用技术,其对经济的发展有着决定性的推动效果。但是,当前我国电子信息工程的发展效果以及成熟性并不够,其仍然有许多的问题有待改善。
1计算机网络技术与电子信息工程简述
计算机网络技术主要是表示计算机技术以及通信相结合的数字技术,其必须遵循网络协议,并按照一定的要求将分散或独立的计算机进行信息的传递、交互。在计算机网络技术当中,主要通过网络的连接,实现信息的传输,但是传输需要相关的介质,例如网线、双绞线、微波、电缆以及光纤等等。经过笔者经验分析,计算机网络技术具备较强的硬件、软件共享功能,在资源的使用过程中,只需要使用网络技术便可以将数据进行收集、整理、处理、传递、共享等。从而让电子信息工程具备视频、文字、图片的传递等功能。计算机网络技术在人们的生活当中非常普遍,甚至随处可见。除此之外,计算机网络技术的信息传递与常规信息传递方式相比,网络技术的安全性、准确性更高,更加效率与安全。电子信息工程主要包含数据的收集、处理以及储存,电子设备信息软件系统的应用等,就是手机、电脑在电话、短信、网上等过程都属于电子信息工程范围。从当前的应用技术而言,电子信息工程在日常工作、生活当中的引用已经较为普及,其具备较大的影响力。同时,电子信息工程能够给人们的生活带来一定的便利性,提升人们的生活质量,降低人们的工作量等,在人们日常生活当中所使用的笔记本、平板、收集等设备当中都具备相应的电子信息工程技术,其内容包含信息技术、通信技术以及计算机网络技术等。
2计算机网络技术在电子信息工程当中的应用
2.1电子信息工程中的信息传递
当前的电子信息工程中,因为人们已经基本进入信息化电子时代,人们每天所接受的信息量相比以往有着显著的提升,人们也需要这些信息。在这样的情况之下,电子信息工程的高效、大量信息传递的功能也是实现电子计算机网络技术良好应用的基本。使用计算机网络技术传递信息,能够保障信息的安全性,在信息的传递过程中,计算机网络技术在电子信息工程当中的作用其他技术无法替代。随着电子信息工程以及计算机网络技术的不断完善、创新,其能够推动社会良好的成长,让人们的生活、工作更加快捷、便利,对此,计算机网络技术在电子信息工程当中的引用非常重要也非常有必要。
2.2电子信息工程的安全问题
电子信息工程除了优势以外,仍然有一定的缺陷。计算机网络技术中一直存在着网络信息威胁这一安全隐患,这一隐患也同样适用在电子信息工程中。计算机网络技术安全防护技术当中,加密技术是保护计算机信息不被切取的最有效方式之一,能够保障计算机网络的整体安全性能。计算机网络安全防护系统当中,利用密钥管理程序,对计算机当中的大部分文件以及系统重要程序进行加密,保护其不会受到远程用户的访问。当前的加密方式主要有两种,一种是访问地址的形式,另一种是密码的形式。对此,用户便可以根据自身的实际情况选择最佳的加密方式,从而提升计算机网络技术安全防护效果。在提升计算机网络技术安全性的同时,也能够有效地提升电子信息工程的信息传递安全性。
2.3电子信息工程当中的技术应用
电子信息工程当中计算机网络技术的实际应用可以被理解成广域网技术,广域网的应用范围非常大,其能够连接着不同网络供应商、不同城市以及不同设备,从当前的网络技术形式分析,广域网的用户量仍然处于稳定增长的趋势。在这样的环境之下,对网络通信传输的要求也在不断的提升,例如对光缆、电缆的传输能力。当前计算机网络技术的引用现状显示,光纤介质的信息快速传递功能能够有效地抵挡绝大部分的信号干扰,并且有着非常高的信息传输质量,不会产生噪音,传输距离较远等优势。对此,广域网的主要传输方式普遍为光缆。除此之外,卫星通信也有着独特的优势,主要是通过地面的收发站以及卫星实现信号的传输,这一技术能够有效地应用在光缆无法铺设或铺设距离过长的地方。卫星通信主要的展现形式便是日常生活当中所应用的手机,例如手机信号。
2.4电子信息工程设备的研发
电子信息工程无论是资源在设备之间的共享,还是新设备的研发,都离不开计算机网络技术。计算机网络技术能够很大程度的影响全球经济一体化,电子信息的网络化、社会化等。对此,相关工作人员应当充分理解电子信息技术,能够熟练的掌握数字信息技术,网络技术运行机制、模拟机制等。例如,在实际的应用当中,相关工作人员应当明确公用线路以及专业线路之间的差别,必须对专用线路施以相应的防护加密。当前在电子信息工程系统当中,派生系统、UNIX系统的引用较为广泛,但是这样的网络体系并没有统一的协议标准以及统一的结构,这一现象将会导致计算机网络技术之间的加密信息传递变得复杂、难以实现,所以,相关工作人员必须利用计算机网络技术有效的缓解这一方面的问题。
3结论
综上所述,当前社会中,信息的传递主要是利用无线数字通信。以计算机网络技术作为基础所建设的电子信息工程,其在完善、成长的过程中能够真实的展现计算机网络技术的进步效果。本文主要阐述了电子信息工程以及计算机网络技术,并着重分析计算机网络技术在电子信息工程当中的应用。笔者认为,随着计算机网络技术的不断进步,其电子信息工程将会不断的改革、发展,与此同时,电子信息工程又会反向的给网络技术提供新型动力。
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