光纤通信网络保护方法分析

光纤通信网络保护方法分析

摘要:光纤通信网络保护设计原则为在遵循OSI七层光纤通信网络保护体系前提下,以功能的不同划分模块,并保证光纤通信网络保护的低功耗、高可靠性、高速度的特性。在此原则下我们有一些先例可供参考,如典型的LR-WPAN网络,它同样具有低功耗特点;在物理层使用了毫米波的载波,可以获得很高的网络带宽;同时网络拓扑并存着星型和点对点模型的网络,可靠性从而得到保障。它是一个简单,低消耗的信息网络,这个网络允许应用在有限功耗和任意吞吐量的需求下实现光纤通信连接。

关键词:光纤通信网络保护点对点设计

1 前言

系统的主要目标是设计一个易安装、易传输、易操作的光纤通信网络平台,从而能够更好的降低网络通信成本,并且保证网络信息能够在安全环境下运行。

2 光纤通信网络保护方法

2.1 新型组合式光纤通信网络保护

新型组合式光纤通信网络保护编队数据处理或组合数据处理时,若节点像地面设备那样彼此一致,其功耗则基本相近,但是若有光纤通信网络保护节点负责控制组合式光纤通信网络保护中的网络数据和

拓扑结构,这时其他的光纤通信网络保护节点可以只负责传输数据,这样可以限制或降低组合式光纤通信网络保护的总体功耗,所以本项目采用了后一种方案,所以我们就会有两种不同类型的设备节点,这两种节点类型各有利弊。比如FFD就可在两种不同的模式下来工作,一种是PAN的协调器模式,一种是普通模式,它可以在运行期间动态自如地在这两种模式之间进行切换。PAN模式下FFD发挥它的全部功能,而在普通模式下其功能同RFD的一样仅仅负责传输数据。即此时它就是一台RFD。所以在不同的地方,FFD和RFD发挥的功能是不同的。

2.2 光纤网络通信拓扑结构设计

考虑到组合式光纤通信网络保护在编队数据处理和组合数据处理的过程中相互位置无法像地面节点那样保持固定,本项目设计了随情况变化的动态拓扑结构,来保证组合式光纤通信器网络的正常工作。例如在光纤通信网络保护运行姿态良好的情况下可以组成星型和对等型结合的网络拓扑以达到较高的网络吞吐量来提高网络利用率,一旦某些光纤通信网络保护节点姿态出现问题,网络部分中断,则可以重新组网;极端情况下可以完全变成点对点网络以保证正常的光纤通信网络保护节点的通信,而之后再等待时机将恢复正常的航天器节点加入组合式光纤通信网络保护网络。

2.3 光纤通信网络地址设计

在光纤通信网络保护的光纤通信网络中,正如我们在陆地上一样,

每一个设备必须有一个唯一的地址,这些地址在空间中一般是64bit大小,或者协调器也可为其分配一个长16bit的短地址作为通信的唯一地址。PAN的协调器在空间中起到至关重要的地位,由于它的特殊性,很多情况下它的能源供给都比较稳定,而不是像其他终端用电池来供电。从拓扑结构上来讲,主要的拓扑结构可分为星型网络拓扑和点对点的网络。这两种网络各有其优缺点,适用于不同的地方。比如星型网络,它主要由协调器来实现控制、转发、协调的功能,协调器就像是一个中心的枢纽。而点对点的拓扑结构,主要保证两个点之间的通信,不分主次,互相通过标准的定义来实现协作,多个这样的网络结合在一起,就形成了大型的网络。

点对点的网络不需要协调器转发信息,所以可以为协调器减轻了负担,更容易在大型网络中应用,它可以实现网络自我的建立、调整、组织等等。点对点的网络的任意一个设备都可以自由的向它可以覆盖的范围内的设备发送信息而不用经过协调器,但在这种网络中,可以指定协调器,用以实现更大网络的组织工作。依照应用需求,光纤通信网络保护也许会选择星型结构和对等结构的两个拓扑结构之一。任何一个独立的PAN协调器都选择一个唯一的标识符。这个PAN标识符允许通信在设备间网络使用短地址并且使设备间传输经过独立网络成为可能。如何选择这个标识符的机制也已经超过本光纤通信网络保护的范围。

3 光纤通信网络保护协议设计

3.1 网络通信标识设备设计

在FFD被激活后,它能够建立他自己的网络并成为PAN协调器。所有的星型网络都是独立的,这必须选择一个PAN标识符,这个标识符没有被任何一个覆盖范围内的光纤通信网络所应用。一旦PAN标识符被选中,协调器就允许其他的潜在的FFD和RFD的设备加入网络。点对点网络结构在一个对等的拓扑结构中,每一个设备都可以跟任何一个在它光纤通信作用范围内的设备进行通信。当要把一个设备提名为PAN协调器时可以有各种原因,比如,由于它是第一个在信道上通信的设备等。在对等结构之外更多的网络结构被建立起来,强加于网络拓扑的管制是必要的。

物理层(PHY)提供两个服务:物理层数据服务和物理层管理服务,物理层管理服务跟物理层管理实体(PLME)服务接入点(SAP)有接口(PLME-SAP)。物理层数据服务可以让物理层协议数据单元通过物理无线信道进行发送和接收。物理层功能有无线收发器、ED、LQI、信道选择、信道评估的激活和钝化,和通过物理媒介传输接收包。物理层运行在59.9～60.1GHz上。本协议主要任务是设计MAC层,所以此物理层内容不再深入讨论。

MAC子层提供了两个服务:MAC数据服务和MAC管理服务并对MAC子层管理实体(MLME)服务接入点(SAP)有接口(也就是

MLME-SAP)。MAC层数据服务可以让MAC协议数据单元通过物理数据服务进行发送和接收。MAC子层的功能有信标管理、信道接入、GTS管理、帧验证、确认帧传输、连接和断开连接。并且,MAC子层提供了适当的基于安全机制考量的实现。

3.2 光纤通信簇树网络设计

簇树网络也使用对等通信拓扑结构。簇树网络是一个特殊的点对点网络,在这个网络中所有的设备都是FFD的。RFD作为一个簇树的叶子节点,这是因为RFD不允许其他设备来连接。任何一个FFD都可以作为一个协调器,对其他协调器提供同步服务。只有一个协调器可以作为总体上的PAN协调器,它可以比其他的设备有更多的计算资源。PAN协调器通过选择一个未经使用的PAN标识符来形成第一个簇,并且对邻近的设备广播信标帧。单独的簇树网络是一个最简单的簇树网络,但是形成一个多邻居的MESH网以后就可以形成更大的网络。一旦预定的应用和网络的需求相符,第一个PAN协调器会指导一个设备成为一个原来簇的邻近的新簇的PAN 协调器。其他设备逐渐的连接形成一个多簇的网络架构。父子关系而不是通信流程。多簇架构的优点是他的覆盖面积,缺点是增加了通信的时间。

参考文献

[1] 屈耀红,潘泉,闫建国.光传操纵系统的关键性技术初步研究