基于OPNET的地域通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )仿真研究

摘要：針對無(wú)線(xiàn)通信情況下地域通信網(wǎng)中心交換機節點(diǎn)間的通信質(zhì)量，采用模塊化的方法描述節點(diǎn)對象的行為并對節點(diǎn)進(jìn)行建模，通過(guò)OPN ET網(wǎng)絡(luò )仿真工具對地域通信網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的仿真模型以及組成各節點(diǎn)的進(jìn)程模塊進(jìn)行設計實(shí)現，結合地域通信網(wǎng)的一個(gè)實(shí)例，得出了節點(diǎn)受不同干擾情況下的全局數據業(yè)務(wù)丟包率和話(huà)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(xiàn)節點(diǎn)、入口節點(diǎn)和傳輸系統組成的覆蓋戰術(shù)戰役區域的通信網(wǎng)，是公認的戰術(shù)通信網(wǎng)的主要發(fā)展方向。
地域通信網(wǎng)是保證作戰部隊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)作戰地域開(kāi)設若干個(gè)通信中心節點(diǎn)，節點(diǎn)之間用無(wú)線(xiàn)電中繼線(xiàn)路連接起來(lái)，固定或移動(dòng)用戶(hù)分別通過(guò)有線(xiàn)電路或無(wú)線(xiàn)電臺與通信中心的有無(wú)線(xiàn)入口連接，形成一個(gè)到所屬各部隊既有直接路由又有迂回路由的統一通信網(wǎng)。
與傳統通信裝備組成的野戰通信系統相比，地域通信網(wǎng)具有生存能力強、時(shí)效性高、綜合互通程度高、機動(dòng)性好、保密性好和抗干擾能力強的優(yōu)勢，因此成為目前陸軍中軍、師(含師與團之間)的主要通信手段。地域通信網(wǎng)的出現，使野戰通信在通信裝備、通信體制、通信戰術(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。

1 仿真工具介紹
網(wǎng)絡(luò )仿真技術(shù)是一種通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò )設備、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 )設計或優(yōu)化所需要的網(wǎng)絡(luò )性能數據的仿真技術(shù)。網(wǎng)絡(luò )模型不僅可以在實(shí)施之前預測拓撲和設備規劃，還有助于在網(wǎng)絡(luò )的運行中保持其有效性。
OPNET Modeler是一種優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò )仿真和建模工具，支持面向對象的建模方式，并提供圖形化的編輯界面，更便于用戶(hù)使用。它將通信網(wǎng)絡(luò )仿真的各個(gè)階段合并在一起，包括模型的設計、仿真、數據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(wú)線(xiàn)建模器還可用于建立分組無(wú)線(xiàn)網(wǎng)和衛星通信網(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。其結果分析器為網(wǎng)絡(luò )性能的分析提供了直觀(guān)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 )節點(diǎn)的仿真模型進(jìn)行設計實(shí)現，在節點(diǎn)模型中使用不同的模塊來(lái)描述節點(diǎn)對象的不同行為，展示網(wǎng)絡(luò )設備和系統的體系結構。模塊一般代表應用業(yè)務(wù)、協(xié)議層和物理資源，如緩沖區、端口和總線(xiàn)。每個(gè)模塊都擁有相應的進(jìn)程模型，因此稱(chēng)為進(jìn)程模塊。每個(gè)進(jìn)程模塊模擬節點(diǎn)行為的一個(gè)或幾個(gè)方面，如節點(diǎn)的數據創(chuàng )建、數據采集、數據存儲等。進(jìn)程模塊之間通過(guò)數據包流線(xiàn)或統計線(xiàn)進(jìn)行連接。一個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)模型由多個(gè)進(jìn)程模塊組成。
對節點(diǎn)按層建模，如圖1所示。

2．1 節點(diǎn)模型
地域通信網(wǎng)中主要的節點(diǎn)有3類(lèi)：交換機節點(diǎn)、終端節點(diǎn)和干擾節點(diǎn)。交換機主要用以對報文進(jìn)行轉送，包含有路由功能，根據位置不同，分為中心交換機和本地交換機。終端節點(diǎn)包括話(huà)音終端和數據終端，分別用于提供話(huà)音和數據業(yè)務(wù)。以中心交換機為例對節點(diǎn)模型的設計進(jìn)行說(shuō)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，一般通過(guò)中心交換機實(shí)現交互通信。中心交換機之間采用無(wú)線(xiàn)通信，組成地域通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)絡(luò )。其節點(diǎn)模型如圖2所示。

從圖2可以看出，中心交換機節點(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(wú)線(xiàn)mac模塊、無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機以及天線(xiàn)模塊等。圖中實(shí)線(xiàn)代表數據流線(xiàn)，虛線(xiàn)代表統計線(xiàn)。
2．2 進(jìn)程模型
主要的進(jìn)程模塊有應用層進(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(shuō)明進(jìn)程模型的設計實(shí)現。