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电力通信中的无线通信组网的技术及应用
 

火龙果软件 发布于2013-12-23

 

摘要: WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网LAN的功能......

1 前言

目前,电力通信专网大量的使论文联盟用了光纤这种方式组网,一旦出现自然灾害,将对光缆的正常运行造成严重的威胁,很可能出现光缆大面积中断的情况,而光缆的抢修又要在条件满足的情况下进行,需要的时间比较长,这将对电网的安全运行造成严重影响。

2 无线通信组网技术

无线通信一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成,目前基于该技术的无线通信技术主要有;WEAN、WiMax、WMN、3G等4种技术。

2.1WLAN技术

2.1.1WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网LAN的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接人。WLAN技术也称为wi-Fi技术,目前有三个IEEE标准。

Wi-Fi的覆盖范围可达90m左右,传输速度快,802.11b的带宽可以达到11Mbit/s,而802.11a及802.11g更可达54Mbit/s。该技术可以组建无线局域网,特别在同一层楼内的办公室可以使用无线办公,其传输速率可以有效的满足宽带联网的需求。

2.1.2WIAN组网方案,即由AC(接人控制点)+AP(接入点)+无线网卡+网络管理组成。

2.1.3尽管Wi-Fi技术已经在应用非常广泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患,Wi-Fi采用的是射频(RF)技术发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号,所以非常容易受到来自外界的攻击。

2.2WiMax技术

2.2.1WiMax技术简介

WiMax使用的标准有802.16d和802.16e两个标准,无线信号传输距离最远可达50公里。WiMax是一项新兴的无线通信技术,能提供面向互联网的高速连接,适用于静止和半静止状态访问网络,其传输速率可达10M—70M左右,能完全满足宽带上网的需求。802.16e标准定义了空中的物理层与MAC层,802.16e接入IP核心网,也可以提供VIP业务,支持一点对多点的结构。

WiMax是提供最后一英里的无线宽带接入技术,可以替代现有的有线和DSL连接方式来。WiMax将提供固定、移动、便携形式的无线宽带连接,并最终能够在不需要直接视距基站的情况下提供无线宽带连接。

2.2.2WiMax组网方案

WiMax系统的网络结构包括WiMax终端、WiMax无线接入网和WiMax核心网3部分,如图1所示。根据所采用的标准以及应用场景不同,WiMax终端包括固定(802.16-2004)、便携和移动(802.16e)三种类型。

而WiMax接入网主要指基站,需要支持无线资源管理等功能,有时为方便和其他网络互联互通,还需要包含认证和业务授权(ASA)服务器。而核心网主要用于解决用户认证、漫游等功能及作为与其他网络之间的接口。

2.2.3WiMax优势和劣势

从安全性看,WiMax提供了加密机制,它在介质访问层(MAC)中定义了一个加密子层,支持128位、192位及256位加密系统,通过使用数字证书的认证方式,确保了无线网络内传输的信息得到安全保护。

从成熟度看,WiMax是一个先进的技术,推出相对较晚,存在频率复用性小、利用率低的问题,但由于最近才完成标准化,该技术的大规模推广还需要实践考验。

从应用前景看,该技术可以在较大范围内满足上网要求,覆盖可以包括室外和室内,可以进行大面积的信号覆盖,甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。

WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离,一直被业界看好是未来移动技术的发展方向,提供优良的最后一公里网络接入服务。

2.3WMN技术分析

2.3.1WMN技术简介

WMN即无线网状网技术,是移动AdHoc网络的一种特殊形态,它的早期研究均源于移动AdHoc网络的研究与开发。它是一种高容量高速率的分布式网络,不同于传统的无线网络,可以看成是一种WEAN和AdHoc网络的融合,且发挥了两者的优势,作为一种可以解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构。

WMN具有宽带无线汇聚连接功能、有效的路由及故障发现特性、无需有线网络资源等独特的优势。

在实际网络发展中,它可以与多种宽带无线接入技术如802.11、802.16、802.20以及3G移动通信等相结合,组成一个多跳无线链路的无线网状网络。这种无线网状网络可以有效减少故障干扰、降低发射器功率、延长电池使用寿命、极大的提高频率复用度,从而提高网络容量、无线网络的覆盖范围,并有效的提高通信可靠性。

2.3.2WMN组网方案

在使用无线网格网技术建设的网络中,其拓扑结构呈格栅状,整个网络由下列组成部分构成:智能接入点(IAP/AP);无线路由器(WR);终端用户/设备(client)。

2.3.3WMN优势和劣势

从安全性看,目前802.11Mesh网的安全方案主要是Tropos的TroposMetroMesh方案和Nortel的方案。Tropos Metro Mesh方案,采用了多层安全架构,对客户机提供WEP、WPA保护;对无线路由器间的数据采用64/128bitWEP或128bitAES加密;同时使用VPN来增强整体的安全性。链路层的保护是无线网络安全机制的第一步,但是单独的链路层保护不能提供对敏感数据的保护。

Nortel在安全方面也别具特色。每个无线路由器间均建立经过加密的IPSec隧道。以便安全地传送所有用户的数据业务、内部信令处理和管理信息,也就是说数据在无线路由器之间的传送都处于IPSee保护之下。

从成熟度看,WMN是正在研究中的技术,在研究中不断在不同方面结合各种技术的特点进行融合,而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。

从应用前景看,WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间,在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集,并广泛应用到环境检测、工业、交通等等领域。

随着其他技术的不断更新完善,WMN更好的与之相融合、互补,从而能够扬长避短发挥出各自的优势。

 
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