基于OPNET的軍事通信網(wǎng)擴展WLAN仿真
摘要:為了在高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭中把握戰(zhàn)場的主動權(quán),充分發(fā)揮軍事通信網(wǎng)的保障作用,運用OPNET仿真建模技術(shù),設(shè)計了一個簡單的軍事通信網(wǎng)擴展WLAN的拓撲結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了在三個不同場景下的網(wǎng)絡(luò)延時、丟包率、網(wǎng)絡(luò)總負載及吞吐量等網(wǎng)絡(luò)性能的仿真,并對網(wǎng)絡(luò)的實時性、可靠性、穩(wěn)定性等性能進行了比較與評估。實驗結(jié)果表明,隨著WLAN中BSS分布范圍的擴大,網(wǎng)絡(luò)延時和丟包率增加、網(wǎng)絡(luò)總負載和吞吐量減小,但總體網(wǎng)絡(luò)性能指標穩(wěn)定,能夠滿足網(wǎng)絡(luò)通信要求。
關(guān)鍵詞:OPNET;軍事通信網(wǎng);WLAN;網(wǎng)絡(luò)性能
軍事通信網(wǎng)是為了保障軍隊通信不間斷而建立的一種專用通信網(wǎng)。在信息化作戰(zhàn)條件下,軍事通信網(wǎng)是軍隊的“中樞神經(jīng)”,是保障各兵種聯(lián)合作戰(zhàn)的重要手段,在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中正發(fā)揮著越來越重要的作用。文中使用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件OPNET對軍事通信網(wǎng)的擴展無線局域網(wǎng)(extend ed WLAN)進行了仿真和研究,并對幾種情況下的仿真結(jié)果進行了分析比較,較全面分析了軍事通信網(wǎng)WIAN的網(wǎng)絡(luò)性能。
1 基于OPNET的擴展WLAN介紹
WLAN(Wireless Local Area Networks)無線局域網(wǎng)是一種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。它是利用射頻PF(Radio Frequency)技術(shù)取代舊式雙絞銅線(Coaxial)所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)絡(luò)一般不是用來取代有線局域網(wǎng)絡(luò),而是用來彌補有線局域網(wǎng)絡(luò)之不足,以延伸網(wǎng)絡(luò),作為有線局域網(wǎng)絡(luò)的備用系統(tǒng)。
無線局域網(wǎng)技術(shù)有藍牙(Bluetooth)、IEEE802.11系列、HiperLAN、HomeRF技術(shù)等。目前得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)是IEEE802.11系列。IEEE 802.11b可支持11 Mb/s共享接入速度,采用2.4 GHz ISM頻段;與此相似的有IEEE 802.11a技術(shù),它采用了5 GHz頻段,其速率高達成54 Mb/s;新出現(xiàn)的IEEE 802.11g其實是一種混合標準,它既能適應(yīng)IEEE802.11b標準,又符合IEEE802. 11a標準,但現(xiàn)在還不是很成熟。綜合考慮,IEEE 802.11b無論是傳輸距離還是傳輸速率都占有優(yōu)勢,因此對于軍事通信網(wǎng)可選擇IEEE 802.11b作為仿真標準。
OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件是由美國OPNET Technology公司開發(fā)的一個大型的通信與計算機網(wǎng)絡(luò)仿真軟件包。為通信網(wǎng)和分布式系統(tǒng)的模擬提供了全方位的支持,是目前世界上先進的網(wǎng)絡(luò)仿真開發(fā)和應(yīng)用平臺之一。基于OPNET的WLAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要有:無線自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad-hoc),基本W(wǎng)LAN(InfrastructureWLAN),擴展的WLAN(Extended Service Set)和無線骨干網(wǎng)(Wireless Backbone)。
擴展的WIAN是實際應(yīng)用中的無線接入網(wǎng)絡(luò),用之完成日常訓(xùn)練并接入軍事通信網(wǎng)主干網(wǎng)。WLAN的主要組成有:
1)移動站(Sration)移動站就是戰(zhàn)斗網(wǎng)中的戰(zhàn)斗成員,是直接與無線信道連接的組件。它可以是移動的、便攜式的或是固定的。每個移動站支持包括授權(quán)、認證、密碼保護和交換數(shù)據(jù)(MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元)等服務(wù)。
2)基本服務(wù)子集(Basic Service Set,BSS)一個IEEE802.11無線局域網(wǎng)至少包含一個BSS。BSS是由一系列可以互相通信的移動站組成的,它在戰(zhàn)斗網(wǎng)中相當于各個戰(zhàn)斗小組。如果基本服務(wù)子集中的所有移動站可以直接互相通信而不與有線網(wǎng)絡(luò)相連,稱該BSS為獨立基本服務(wù)子集(Independent BSS)。
3)無線接入點(AP) 一個BSS如果要和外單元通信,必須包含一個接入點(Access Point,AP),AP的作用是完成無線局域網(wǎng)和LAN之間的橋接,含有AP的BSS稱為“架構(gòu)BSS(Infrastructure BSS)”,意味著它可以作為更大網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分。在一個架構(gòu)BSS中,所有移動站和AP進行通信。AP既可作為無線子網(wǎng)通向有線網(wǎng)絡(luò)的入口設(shè)備,又可作為本地無線子網(wǎng)絡(luò)由交換設(shè)備。在大型的配置中,多個AP可以提供蜂窩式漫游的功能,使用戶在自由移動的同時,能夠無縫隙、無中斷的接入到網(wǎng)絡(luò)中。
此外還包括天線、POE供電設(shè)備、適配器等。
2 網(wǎng)絡(luò)拓撲建模與仿真
部隊在日常訓(xùn)練中都是通過雙絞線組建局域網(wǎng),有時線要拉幾百米甚至更長,這樣做很不方便,而且容易出現(xiàn)問題。將WLAN技術(shù)引入軍事通信網(wǎng),通過軟件仿真,查看其網(wǎng)絡(luò)性能,為部隊實際應(yīng)用提供可操作性的依據(jù)和參考。
將網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)映射到OPNET中。如圖1所示。
網(wǎng)絡(luò)主要由服務(wù)器、交換機、接入點AP和若干終端組成。
每個作戰(zhàn)單元由5個作戰(zhàn)成員和1個AP組成,每個作戰(zhàn)單元的AP選用wlan_ethernet_router(fix),移動站選用wlan_wkstn(fix),交換機選擇Casio公司的CS_CSS11503_3s_ae24。
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