基于OPNET的地域通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)仿真研究

摘要：針對無線通信情況下地域通信網(wǎng)中心交換機(jī)節(jié)點(diǎn)間的通信質(zhì)量，采用模塊化的方法描述節(jié)點(diǎn)對象的行為并對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模，通過OPN ET網(wǎng)絡(luò)仿真工具對地域通信網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的仿真模型以及組成各節(jié)點(diǎn)的進(jìn)程模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，結(jié)合地域通信網(wǎng)的一個(gè)實(shí)例，得出了節(jié)點(diǎn)受不同干擾情況下的全局?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)丟包率和話音業(yè)務(wù)呼損率。
關(guān)鍵詞：地域通信網(wǎng)；OPNET；網(wǎng)絡(luò)仿真；進(jìn)程模型

地域通信網(wǎng)是由柵格狀干線節(jié)點(diǎn)、入口節(jié)點(diǎn)和傳輸系統(tǒng)組成的覆蓋戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)役區(qū)域的通信網(wǎng)，是公認(rèn)的戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)的主要發(fā)展方向。
地域通信網(wǎng)是保證作戰(zhàn)部隊(duì)與司令部之間相互聯(lián)絡(luò)的主要手段。在軍或師的整個(gè)作戰(zhàn)地域開設(shè)若干個(gè)通信中心節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間用無線電中繼線路連接起來，固定或移動用戶分別通過有線電路或無線電臺與通信中心的有無線入口連接，形成一個(gè)到所屬各部隊(duì)既有直接路由又有迂回路由的統(tǒng)一通信網(wǎng)。
與傳統(tǒng)通信裝備組成的野戰(zhàn)通信系統(tǒng)相比，地域通信網(wǎng)具有生存能力強(qiáng)、時(shí)效性高、綜合互通程度高、機(jī)動性好、保密性好和抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢，因此成為目前陸軍中軍、師(含師與團(tuán)之間)的主要通信手段。地域通信網(wǎng)的出現(xiàn)，使野戰(zhàn)通信在通信裝備、通信體制、通信戰(zhàn)術(shù)等諸多方面都發(fā)生了根本性的變化，因而成為通信對抗的重點(diǎn)目標(biāo)。

1 仿真工具介紹
網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)是一種通過建立網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)鏈路和協(xié)議模型，并模擬網(wǎng)絡(luò)流量的傳輸，從而獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)或優(yōu)化所需要的網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)的仿真技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)模型不僅可以在實(shí)施之前預(yù)測拓?fù)浜驮O(shè)備規(guī)劃，還有助于在網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行中保持其有效性。
OPNET Modeler是一種優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)仿真和建模工具，支持面向?qū)ο蟮慕７绞?，并提供圖形化的編輯界面，更便于用戶使用。它將通信網(wǎng)絡(luò)仿真的各個(gè)階段合并在一起，包括模型的設(shè)計(jì)、仿真、數(shù)據(jù)的收集和分析等階段。除了能模擬固定通信模型外，OPNET Modeler的無線建模器還可用于建立分組無線網(wǎng)和衛(wèi)星通信網(wǎng)的模型。OPNET為通信協(xié)議和路由算法的研究提供與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)相同的環(huán)境。其結(jié)果分析器為網(wǎng)絡(luò)性能的分析提供了直觀有效的工具。

2 網(wǎng)絡(luò)仿真模型研究
基于OPNET仿真軟件對地域通信網(wǎng)中各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的仿真模型進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，在節(jié)點(diǎn)模型中使用不同的模塊來描述節(jié)點(diǎn)對象的不同行為，展示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。模塊一般代表應(yīng)用業(yè)務(wù)、協(xié)議層和物理資源，如緩沖區(qū)、端口和總線。每個(gè)模塊都擁有相應(yīng)的進(jìn)程模型，因此稱為進(jìn)程模塊。每個(gè)進(jìn)程模塊模擬節(jié)點(diǎn)行為的一個(gè)或幾個(gè)方面，如節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)創(chuàng)建、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲等。進(jìn)程模塊之間通過數(shù)據(jù)包流線或統(tǒng)計(jì)線進(jìn)行連接。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模型由多個(gè)進(jìn)程模塊組成。
對節(jié)點(diǎn)按層建模，如圖1所示。

2．1 節(jié)點(diǎn)模型
地域通信網(wǎng)中主要的節(jié)點(diǎn)有3類：交換機(jī)節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)和干擾節(jié)點(diǎn)。交換機(jī)主要用以對報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)送，包含有路由功能，根據(jù)位置不同，分為中心交換機(jī)和本地交換機(jī)。終端節(jié)點(diǎn)包括話音終端和數(shù)據(jù)終端，分別用于提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。以中心交換機(jī)為例對節(jié)點(diǎn)模型的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。
地域通信網(wǎng)中，往往有多個(gè)子網(wǎng)，它們相互之間間隔較遠(yuǎn)，一般通過中心交換機(jī)實(shí)現(xiàn)交互通信。中心交換機(jī)之間采用無線通信，組成地域通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)絡(luò)。其節(jié)點(diǎn)模型如圖2所示。

從圖2可以看出，中心交換機(jī)節(jié)點(diǎn)模型中主要有ATM信令模塊、ATM呼叫控制模塊、ATM路由模塊、AAL模塊、ATM層模塊、ATM翻譯模塊、ATM分發(fā)模塊、無線mac模塊、無線收發(fā)信機(jī)以及天線模塊等。圖中實(shí)線代表數(shù)據(jù)流線，虛線代表統(tǒng)計(jì)線。
2．2 進(jìn)程模型
主要的進(jìn)程模塊有應(yīng)用層進(jìn)程模塊、ATM信令模塊、ATM呼叫控制模塊、ATM路由模塊、AAL模塊、ATM層模塊、ATM翻譯模塊、ATM分發(fā)模塊等。
下面以ATM呼叫控制進(jìn)程模塊為例說明進(jìn)程模型的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。