武警部隊(duì)?wèi)?yīng)急指揮通信網(wǎng)擴(kuò)展WLAN的建模與仿真

董思妤　李莎莎　白書琴

摘 要 參考武警部隊(duì)維穩(wěn)處突實(shí)際，設(shè)計(jì)一個具有普遍應(yīng)用價(jià)值的WLAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用OPNET仿真軟件對該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬仿真，通過對網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的分析，為該網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急指揮通信中的應(yīng)用提供理論支持。

關(guān)鍵詞 WLAN IEEE 802.11 OPNET 仿真

中圖分類號：TP391.9；E9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

當(dāng)前，信息化是武警部隊(duì)建設(shè)的主要方向，通信方面“三網(wǎng)一系統(tǒng)”已初具規(guī)模，基本能夠滿足武警部隊(duì)在日常任務(wù)中的通信要求，但通信網(wǎng)的末端建設(shè)還沒有受到關(guān)注，因此，將無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）技術(shù)作為通信網(wǎng)的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)滲透到部隊(duì)日常任務(wù)中去具有重要的應(yīng)用前景。

1武警部隊(duì)的通信網(wǎng)現(xiàn)狀及擴(kuò)展需求

武警部隊(duì)的通信網(wǎng)主要由“三網(wǎng)一系統(tǒng)”構(gòu)成，有線網(wǎng)承擔(dān)著保障武警部隊(duì)執(zhí)勤中心工作的重任，上至武警總部，下至基層中隊(duì)都由“三級網(wǎng)”連接到一起。作為通信網(wǎng)中與日常業(yè)務(wù)接觸最為緊密的網(wǎng)絡(luò)，有線網(wǎng)的性能十分有限。在無線網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)覆蓋不全，機(jī)動通信系統(tǒng)部署缺口較大的情況下，有線網(wǎng)的性能瓶頸制約著部隊(duì)遂行任務(wù)的戰(zhàn)斗力。隨著武警部隊(duì)信息化建設(shè)力度的不斷加大，有線網(wǎng)的性能也將不斷提高。

隨著WLAN的廣泛應(yīng)用，將WLAN技術(shù)應(yīng)用到武警部隊(duì)通信網(wǎng)中，作為主網(wǎng)的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，覆蓋更大范圍以及豐富“三級網(wǎng)”的神經(jīng)末梢，具有相當(dāng)重要的應(yīng)用前景。例如，武警部隊(duì)在某些抗震救災(zāi)、維穩(wěn)處突的任務(wù)現(xiàn)場，由于執(zhí)行的是臨時(shí)任務(wù)，指揮所需要在短時(shí)間內(nèi)建立起來。如果將WLAN技術(shù)應(yīng)用到類似的場景中，由于采取的是無線信道，只需要將計(jì)算機(jī)接入到無線局域網(wǎng)中，就可以節(jié)約大量原來用于布置網(wǎng)絡(luò)線路的時(shí)間和精力。用WLAN取代傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)，在指揮所范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)都將擺脫網(wǎng)絡(luò)線路的束縛，不管是展開還是撤離又或者是將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展都將變得方便快捷。

2擴(kuò)展WLAN及仿真工具介紹

WLAN是一種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。它是利用射頻RF技術(shù)取代雙絞線所構(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(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)之不足，以延伸網(wǎng)絡(luò)。目前廣泛應(yīng)用的技術(shù)是IEEE 802.11 系列。其中IEEE 802.11n可工作在2.4GHz和5GHz兩個頻段，理論速率最高可達(dá)600Mbps（目前業(yè)界主流為300Mbps），無論是傳輸距離還是傳輸速率都占有優(yōu)勢，因此可選擇IEEE 802.11n 作為仿真標(biāo)準(zhǔn)。

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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真軟件包，是目前世界上先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)仿真開發(fā)和應(yīng)用平臺之一。

3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Ｅc仿真

假定場景為應(yīng)急指揮中心駐地，該指揮中心內(nèi)建立了一個WLAN，由10個終端與1個AP組成一個星形結(jié)構(gòu)，各終端通過AP連接交換機(jī)、服務(wù)器接入主干網(wǎng)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有web瀏覽、文件傳輸、視頻會議等，主要統(tǒng)計(jì)該WLAN的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)吞吐量，以評價(jià)WLAN網(wǎng)絡(luò)是否達(dá)到實(shí)用要求。

將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)映射到OPNET 14.5中，如圖1 所示。

考慮到在實(shí)際維穩(wěn)處突任務(wù)中，指揮所的面積一般不會將范圍鋪得非常廣，因此在建立模型時(shí)將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建在100M*100M的范圍內(nèi)。然后進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)參數(shù)配置，收集統(tǒng)計(jì)量網(wǎng)絡(luò)延時(shí)Delay（Sec）、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載Load（bits/sec）和網(wǎng)絡(luò)吞吐量Throughput（bits/sec）并運(yùn)行仿真。

4仿真結(jié)果分析

設(shè)置仿真持續(xù)時(shí)間為1小時(shí)，仿真結(jié)束以后搜集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。結(jié)果如圖2和圖3。

從圖2可看出，在網(wǎng)絡(luò)初始化結(jié)束以后，整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了穩(wěn)定工作狀態(tài)，時(shí)延非常小，維持在0.4ms，網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性好。從圖3可看出，網(wǎng)絡(luò)吞吐量與總負(fù)載的比例一直保持在95%左右，說明網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定，足以滿足一般指揮要求。

5 結(jié)論

本文利用OPNET 網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，對武警部隊(duì)?wèi)?yīng)急指揮通信網(wǎng)擴(kuò)展WLAN進(jìn)行了建模與仿真，對網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)時(shí)延、負(fù)載和吞吐量進(jìn)行了分析，仿真結(jié)果表明該網(wǎng)絡(luò)性能穩(wěn)定，為該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在武警部隊(duì)遂行任務(wù)中提供了客觀的定量依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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