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網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)范文第1篇

Abstract： Network traffic explosive growth of new businesses are emerging， there is an urgent demand for a flexible， reliable and scalable the emergence of intelligent optical network. As intelligent optical control plane network of key technologies， "signaling technology" is very important to the study. GMPLS is the use of ASON agreement， that is the more universal sign exchange agreement and an agreement GMPLS Optical Networks MPLS technology to the development of a product. Common signs multi-protocol exchange agreement through the various layers of the network connection control and data plane full division of the way to strengthen the structure of MPLS. This article discusses Generalized Multi-Protocol Label Switching Protocol（GMPLS） working principle， as well as the similarities and differences between MPLS and GMPLS. GMPLS key technologies， and the GMPLS links protect/resume.

關(guān)鍵詞： GMPLS協(xié)議；ASON；鏈路

Key words： GMPLS protocol；ASON；link

中圖分類號：TN915.04 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-4311（2014）16-0220-02

1 緒論

ASON的標(biāo)準(zhǔn)化情況，大家比較熟悉的是跟ASON熟悉的相關(guān)的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系，ITU-T，主要側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)和模型制定，傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)都是由它來制定的；IETF，原來是做IT方面的標(biāo)準(zhǔn)，后來它將MPTS進(jìn)行擴(kuò)展，對一系列的路由器這方面的協(xié)議進(jìn)行了規(guī)范，第三個(gè)是OIF，光互連互通。

一個(gè)是ITU-T，它首先從上層提出了一個(gè)需求，然后再由體系結(jié)構(gòu)往下分，在總體結(jié)構(gòu)下面就對信令和路由提出了一些基本的要求，針對每一個(gè)需求，然后再去制定自己的協(xié)議，有些協(xié)議是自己制定了。

OIF主要是信令的規(guī)范和制定，支持基本的SDH連接的建立和刪除，不支持鄰居業(yè)務(wù)發(fā)展，已經(jīng)比較成熟，多次互通演示，需求不明確。

E-EEI1.0信令規(guī)范已經(jīng)比較成熟，多次互通演示，不支持保護(hù)恢復(fù)，沒有實(shí)際應(yīng)用。E-NNI1.8路由規(guī)范草案目前只支持單位級單域方式。

IETF主要是GMPLS的標(biāo)準(zhǔn)，它是基于分組交換的MPLS-TE的擴(kuò)展，以支持非分組形式網(wǎng)絡(luò)。

2 通用多協(xié)議標(biāo)志交換協(xié)議（GMPLS）的技術(shù)

2.1 GMPLS概述

通用多協(xié)議標(biāo)志交換協(xié)議（GMPLS）通過完全劃分的方式對各種網(wǎng)絡(luò)連接層的控制和數(shù)據(jù)平面進(jìn)行管理，對MPLS的架構(gòu)進(jìn)一步強(qiáng)化。GMPLS通過允許端對端設(shè)定、控制和建立流量工程的方式對新舊網(wǎng)絡(luò)的無縫互連和會(huì)聚給予支持。借助IP路由選擇和定位模式，通過自動(dòng)化的端對端設(shè)定連接、網(wǎng)絡(luò)資源管理，GMPLS進(jìn)一步提升服務(wù)質(zhì)量水平，網(wǎng)的操作和管理借助通用的控制平面希望得以簡化。

總之，GMPLS通過建立和設(shè)定TDM路徑（它的時(shí)隙就是標(biāo)簽（SONET））、FDM路徑（它的電磁頻率就是標(biāo)簽（光波））、空間分割復(fù)用路徑（它的標(biāo)簽是指數(shù)據(jù)的物理位置（光學(xué)交叉連接））對MPLS功能進(jìn)行擴(kuò)展。

2.1.1 GMPLS工作原理

在一個(gè)LSR（標(biāo)記交換路由器）網(wǎng)絡(luò)上，通過產(chǎn)生虛擬的LSP（標(biāo)記交換路徑），MPLS能夠?qū)P的規(guī)模和QoS進(jìn)行改善。與MPLS相比，在Layer 1層次上建立連接這是GMPLS的一個(gè)增強(qiáng)之處所在。

GMPLS具備覆蓋模型和匹配模型兩種應(yīng)用模型。覆蓋模型中，也稱UNI，路由器是光纖域的一個(gè)客戶機(jī)直接作用于鄰接的光纖節(jié)點(diǎn)，實(shí)際上光纖網(wǎng)絡(luò)決定物理光通路，而不是由路由器來決定。

2.1.2 多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）概述

多協(xié)議標(biāo)簽交換（Multi-Protocol Label Switching）是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的體系，它為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量提供了目標(biāo)、路由、轉(zhuǎn)發(fā)和交換等能力。更特殊的是，它具有管理各種不同形式通信流的機(jī)制。MPLS獨(dú)立于第二和第三層協(xié)議，諸如ATM和IP。它提供了一種方式，將IP地址映射為簡單的具有固定長度的標(biāo)簽，用于不同的包轉(zhuǎn)發(fā)和包交換技術(shù)。它是現(xiàn)有路由和交換協(xié)議的接口，如IP、ATM、幀中繼、資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）、開放最短路徑優(yōu)先（OSRF）等。

2.1.3 GMPLS和MPLS之間的異同

通過必要的結(jié)構(gòu)，GMPLS對MPLS協(xié)議實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，其控制對象通常情況下，主要包括：路由器、DWDM系統(tǒng)、ADM、光交叉互連等。

GMPLS和MPLS都不屬于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。GMPLS作為信令協(xié)議，在該信令協(xié)議的作用下，用戶設(shè)備為傳輸?shù)搅硪辉O(shè)備上的信號建立或撤消一個(gè)電路。

對于MPLS來說，只對GMPLS所稱的分組交換功能（psc）接口進(jìn)行處理，而GMPLS增加了其他四種類型的接口?；趲托旁膬?nèi)容，第二層交換功能接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送；基于數(shù)據(jù)的時(shí)隙時(shí)分復(fù)用（TDM）功能接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送；就像光交叉互連一樣，交換功能接口在獨(dú)立的波長或波段上工作，對于光纖交換功能接口來說，只能在獨(dú)立光纖上進(jìn)行工作。

2.1.4 GMPLS的技術(shù)優(yōu)勢

①加快業(yè)務(wù)的配置過程：GMPLS統(tǒng)一的信令機(jī)制能夠?yàn)橐磺袠I(yè)務(wù)提供快速配置服務(wù)，同時(shí)能夠提供任何級別的QoS，以及相應(yīng)的可用性。

②業(yè)務(wù)智能和效率更高：對于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來說，GMPLS允許對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行瀏覽。

③以前四層網(wǎng)絡(luò)完成的功能通過兩層結(jié)構(gòu)就可以

完成。

④網(wǎng)絡(luò)資源利用的靈活性大大提高。

⑤對于光信號的失真現(xiàn)象，通過標(biāo)簽集以及顯性標(biāo)簽控制等就可以降低。

⑥允許建立雙向的LSP。

⑦可以對范圍很廣的數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳送，同時(shí)能夠?qū)Υ罅康臉I(yè)務(wù)進(jìn)行傳送。

2.2 GMPLS鏈路保護(hù)/恢復(fù)

2.2.1 GMPLS鏈路保護(hù)/恢復(fù)

鏈路故障管理在全網(wǎng)管理中屬于非常重要的環(huán)節(jié)。對于鏈路故障管理來說，通常情況下，主要包括檢測、定位、通告和消除四個(gè)步驟。對于GMPLS來說，必須提供光層的故障檢測機(jī)制。一旦檢測到故障，在與數(shù)據(jù)通道隔離的控制通道上，相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通過傳送LMP Channel Fail報(bào)文對故障進(jìn)行定位。

故障一旦被檢測到，并且對其進(jìn)行定位和通告后，對鏈路就可以采用合理的信令協(xié)議進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)。對于鏈路保護(hù)和鏈路恢復(fù)來說，兩者之間的區(qū)別主要在于：鏈路保護(hù)要求對資源進(jìn)行預(yù)先分配，同時(shí)能夠?qū)收线M(jìn)行快速隔離，并將故障鏈路上傳送的數(shù)據(jù)切換到正常的鏈路上。而鏈路恢復(fù)需要借助動(dòng)態(tài)資源的創(chuàng)建，同時(shí)需用更多的時(shí)間對故障進(jìn)行隔離。

通常情況下，通過路徑切換和線路切換兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)鏈路保護(hù)和鏈路恢復(fù)。

2.2.2 鏈路保護(hù)

對于鏈路故障來說，雖然通過鏈路保護(hù)能夠快速排除，但是，這種方式預(yù)先需要對資源進(jìn)行分配，進(jìn)一步降低了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。根據(jù)操作方式可以將鏈路保護(hù)分為分段保護(hù)和路徑保護(hù)兩種，在發(fā)生故障鏈路的相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行分段保護(hù)，在發(fā)生故障的LSP的端點(diǎn)執(zhí)行路徑保護(hù)。按照資源的預(yù)先分配方式，可以將鏈路保護(hù)分為1+1鏈路保護(hù)和M：N鏈路保護(hù)，所謂1+1鏈路保護(hù)，就是通過為每條主通道配置一條備份通道，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，對主通道到備份通道的切換由下游節(jié)點(diǎn)來完成；對于M：N鏈路保護(hù)來說，就是預(yù)先為N條主通道分配M條備份通道，這些備份通道平常不傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)主通道出現(xiàn)故障時(shí)，將數(shù)據(jù)通過一條備份通道進(jìn)行傳輸。

2.2.3 鏈路恢復(fù)

在有效利用網(wǎng)絡(luò)帶寬的情況下，鏈路恢復(fù)能夠?qū)收线M(jìn)行排除。與鏈路保護(hù)預(yù)先分配資源相比，鏈路恢復(fù)通常情況下需要借助動(dòng)態(tài)路由算法和帶寬進(jìn)行分配，與鏈路保護(hù)相比，排除故障的時(shí)間往往比較長。

對于排除跳數(shù)較多、距離較遠(yuǎn)的LSP中出現(xiàn)的故障，線路恢復(fù)通常是有效的。這是因?yàn)?，其只需對LSP中出現(xiàn)故障的那一小段線路進(jìn)行重新選路，對LSP進(jìn)行重選路由所需的時(shí)間明顯減少。

3 結(jié)論

在動(dòng)態(tài)路由技術(shù)的作用下，互聯(lián)網(wǎng)具有靈活的管理能力和強(qiáng)大的生存能力，人們憑借其完善的域名解析體系，進(jìn)而能夠比較容易地記住復(fù)雜的網(wǎng)站地址；對于電信網(wǎng)來說，由于通過靜態(tài)管理模式進(jìn)行管理，通過靜態(tài)預(yù)配置的方式對所有信息進(jìn)行管理，進(jìn)而在一定程度上制約了服務(wù)的開展，同時(shí)降低了服務(wù)質(zhì)量，但是在穩(wěn)定性、可靠性方面，電信網(wǎng)卻具有自身的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]石晶林，丁偉等.MPLS寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2001.

[2]陳錫生，盧建軍，李國民.現(xiàn)在信息網(wǎng)[M].北京：人民郵電出版社，2000.

[3]龔倩.智能光交換網(wǎng)絡(luò)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2003.

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)范文第2篇

 

隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)接口的開放性以及數(shù)據(jù)鏈接的安全性的要求越來越高，有線控制網(wǎng)絡(luò)的局限性也越來越突出。

 

ZigBee是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率，適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。本研究主要介紹了ZigBee的網(wǎng)絡(luò)模型，并探討了ZigBee技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用。

 

前言：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和信息管理技術(shù)的不斷進(jìn)步，工業(yè)控制系統(tǒng)逐步由集中走向分散。網(wǎng)絡(luò)化、開放化、智能化和集成化成為了工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展的方向。ZigBee技術(shù)是一種具有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的短距離無線通信技術(shù)，其中物理層(PHY)和介質(zhì)訪問控制層(MAC)協(xié)議為IEEE802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)層由ZigBee技術(shù)聯(lián)盟制定，應(yīng)用層的開發(fā)應(yīng)用根據(jù)用戶自己的應(yīng)用需要，對其進(jìn)行開發(fā)利用，因此該技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁C(jī)動(dòng)、靈活的組網(wǎng)方式?？梢郧度敫鞣N設(shè)備，非常適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域。

 

1.ZigBee技術(shù)介紹

 

1.1 ZigBee協(xié)議

 

ZigBee是一組基于IEEE批準(zhǔn)通過的802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的，有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在ZigBee技術(shù)中，其體系結(jié)構(gòu)一般用層來描述它的各個(gè)簡化標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee協(xié)議符合七層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由物理層(PHY)、介質(zhì)訪問控制層(MAC)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)和應(yīng)用層(APL)組成。在IEEE802.15.4定義的物理層和子層協(xié)議規(guī)范基礎(chǔ)上，繼續(xù)定義了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，在應(yīng)用層中規(guī)范了應(yīng)用支持子層和設(shè)備對象。每一層負(fù)責(zé)完成所規(guī)定的相應(yīng)任務(wù)，并且向上層提供服務(wù)，各層之間的接口通過所定義的邏輯鏈路來提供服務(wù)。

 

根據(jù)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，ZigBee的工作頻段分為3個(gè)頻段，這3個(gè)工作頻段相距較大，而且在各頻段上的信道數(shù)目不同，各頻段上的調(diào)制方式和傳輸速率不同。它們分別為868MHz、915MHz和2.4GHz，其中2.4GHz頻段上分為16個(gè)信道。

 

完全協(xié)議用于一次可直接連接到一個(gè)設(shè)備的基本節(jié)點(diǎn)的4K字節(jié)或者作為Hub或路由器的協(xié)調(diào)器的32K字節(jié)。每個(gè)協(xié)調(diào)器可連接多達(dá)255 個(gè)節(jié)點(diǎn)，而幾個(gè)協(xié)調(diào)器則可形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對路由傳輸?shù)臄?shù)目則沒有限制。其中物理層和介質(zhì)訪問控制層主要采用IEEE802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有的傳統(tǒng)無線技術(shù)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，由ZigBee聯(lián)盟制定。

 

1.2 ZigBee節(jié)點(diǎn)模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應(yīng)模塊四部分組成，傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理本身采集的數(shù)據(jù)和其它節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù);無線通信模塊負(fù)責(zé)與其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù);能量供應(yīng)模塊為傳感器節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量。

 

由于ZigBee節(jié)點(diǎn)模塊要與電器儀表等現(xiàn)場設(shè)備一起使用或者單獨(dú)使用，并且使用電池供電，所以要求ZigBee節(jié)點(diǎn)模塊體積小、低功耗和高可靠性。ZigBee節(jié)點(diǎn)硬件模塊主要由微控制器、無線射頻收發(fā)模塊、串口接口、調(diào)試模塊、液晶模塊和電源模塊組成。微控制器主要用于控制無線射頻收發(fā)模塊，處理射頻信號，控制和協(xié)調(diào)各個(gè)器件的工作。我們可以在傳感器終端加裝不同的傳感器來實(shí)現(xiàn)對所需數(shù)據(jù)的監(jiān)控，從而發(fā)揮ZigBee平臺(tái)的作用。中心數(shù)據(jù)管理終端由中心節(jié)點(diǎn)和PC機(jī)組成，二者之間可以通過 RS232 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。平臺(tái)采用了Microchip公司提供的開放協(xié)議棧，通過設(shè)計(jì)修改其應(yīng)用層代碼來實(shí)現(xiàn)所需的功能。

 

通常，ZigBee 節(jié)點(diǎn)的IEEE64 位地址是由用戶自己定義的， 它們被寫在節(jié)點(diǎn)的 EEPROM 中。而每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)后，中心節(jié)點(diǎn)會(huì)分配給它一個(gè)16位網(wǎng)絡(luò)短地址。對于初次使用的終端節(jié)點(diǎn)，可以經(jīng)過與中心節(jié)點(diǎn)綁定過程從而讓終端節(jié)點(diǎn)的地址信息出現(xiàn)在中心節(jié)點(diǎn)的綁定表中，使數(shù)據(jù)的收發(fā)更加穩(wěn)定。

 

2.ZigBee技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用

 

2.1 ZigBee在工廠消防監(jiān)控中的應(yīng)用

 

隨著人們生活質(zhì)量的提高。裝修裝飾逐步高檔化，電器設(shè)備的增多，高層及超高層建筑的增加以及商場超市等群眾聚集場所規(guī)模的迅速擴(kuò)大，消防安全的重要性越來越突出。

 

而今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和成熟，越來越多的新型建筑采用了智能消防系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)分成兩部分：無線煙感器終端(多個(gè))和中心數(shù)據(jù)管理終端。

 

無線煙感器終端是檢測發(fā)送煙霧數(shù)據(jù)的集成設(shè)備，它在檢測到一定濃度的煙霧后在本地報(bào)警，同時(shí)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給管理終端。ZigBee噴淋和報(bào)警控制器內(nèi)置基于CC2530的ZigBee終端節(jié)點(diǎn)，它能通過無線信道接收來自ZigBee協(xié)調(diào)器下發(fā)的指令，解析后執(zhí)行噴淋器、報(bào)警器的控制，并可根據(jù)需要采集噴淋器、報(bào)警器的運(yùn)行狀態(tài)上報(bào)協(xié)調(diào)器。CC2530的P0.0口是采集煙霧傳感探頭輸出信號的I/O口，當(dāng)CC2530檢測到P0.0為低電平時(shí)，說明有火情發(fā)生;反之，說明無火情。

 

2.2 ZigBee和CAN總線技術(shù)的應(yīng)用

 

在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域，對現(xiàn)場無線化的需求也進(jìn)一步加大，所以使用CAN總線技術(shù)和ZigBee技術(shù)的結(jié)合，運(yùn)用到一定范圍內(nèi)的工業(yè)控制現(xiàn)場，是一個(gè)很好的方式。

 

CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任一節(jié)點(diǎn)均可以在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息;CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求;CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù);CAN只需通過報(bào)文濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù);CAN總線是兩線結(jié)構(gòu) ，即為差分形式的物理結(jié)構(gòu)。也就是說，CAN總線上使用“顯性”(邏輯0)和“隱性”(邏輯1)兩個(gè)互補(bǔ)值來表達(dá)邏輯。

 

CAN的直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km(速率5kbit/s以下)，通信速率最高可達(dá)1Mbit/s(此時(shí)通信距離最長為40m);CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低;CAN的通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纜，選擇靈活。

 

網(wǎng)關(guān)主要由CAN收發(fā)器、CAN控制器、ZigBee模塊以及負(fù)責(zé)協(xié)議轉(zhuǎn)換的控制器組成。CAN 節(jié)點(diǎn)沒有固定的站點(diǎn)地址，即沒有主從節(jié)點(diǎn)之分，可以有多個(gè)主機(jī)。

 

節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀消息根據(jù)仲裁域賦予的優(yōu)先級對總線進(jìn)行競爭，即當(dāng)有多條幀消息同時(shí)出現(xiàn)在總線上時(shí)，發(fā)送低優(yōu)先級幀消息的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)退出總線競爭，具有最高優(yōu)先級的幀消息繼續(xù)傳輸，這樣節(jié)省了總線沖突的仲裁時(shí)間，即使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重也不會(huì)癱瘓。

 

由于CAN總線與ZigBee通訊的傳輸速率和傳輸方式不盡相同，所以為保證兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫?，也為保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般使用譬如高速SPI等高速協(xié)議作為轉(zhuǎn)換控制器。

 

結(jié)語：

 

基于ZigBee技術(shù)的無線監(jiān)測系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)成本低， 低功耗。在低耗電待機(jī)模式下，2節(jié)5號干電池可支持1個(gè)節(jié)點(diǎn)工作6～24個(gè)月，甚至更長，這是ZigBee 的突出優(yōu)勢。通過大幅簡化協(xié)議(不到藍(lán)牙的1/10) ，降低了對通信控制器的要求。

 

而且，ZigBee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn);同時(shí)主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成 65000 個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)，具有大容量的特點(diǎn)。因此可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，而且擴(kuò)展性強(qiáng)，對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)后可實(shí)現(xiàn)能源監(jiān)控，工業(yè)自動(dòng)化管理等，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)范文第3篇

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)；無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；WLAN無線AP

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-3044（2016）08-0049-02

1 無線網(wǎng)絡(luò)概述

無線網(wǎng)絡(luò)（wireless network）是利用無線電射頻或紅外線等無線傳輸媒體與技術(shù)構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與有線網(wǎng)絡(luò)的用途類似，可以和有線網(wǎng)絡(luò)互為備份。主流應(yīng)用的無線網(wǎng)絡(luò)分為無線局域網(wǎng)和通過公眾移動(dòng)通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的無線廣域網(wǎng)兩種方式。

無線局域網(wǎng)，也被稱為 WLAN，指通過無線通信技術(shù)將各種終端設(shè)備連接起來，實(shí)現(xiàn)信息傳遞和資源共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。按照國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，目前的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品的單小區(qū)（CELL）覆蓋直徑在幾十米到二、三百米，特殊情況下加功率放大和外接天線可增大覆蓋范圍，一般用于寬帶家庭，大樓內(nèi)部以及園區(qū)內(nèi)部。

無線廣域網(wǎng)絡(luò)，就是中移動(dòng)、中聯(lián)通、中電信提供的無線上網(wǎng)方式，有中移動(dòng)的GPRS（2G）、EDGE（2.75G）、TD-SCDMA（3G）。中電信的CDMA 1X，中聯(lián)通的WCDMA。

2有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別

無線局域網(wǎng)與有線局域網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別在于其傳輸媒體以及與之有關(guān)的媒體訪問控制（MAC）協(xié)議。

有線網(wǎng)絡(luò)的連接是通過網(wǎng)線與網(wǎng)卡及交換機(jī)等設(shè)備相連接，其優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速度快，缺點(diǎn)是組網(wǎng)繁瑣，需要穿墻打洞提前布線。無線網(wǎng)絡(luò)利用無線電技術(shù)取代網(wǎng)線，通過無線網(wǎng)卡與無線AP相連接；其優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)簡便，不需要事先布線，缺點(diǎn)是抗干擾能力差，傳輸速度慢。相對于有線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)具有移動(dòng)性強(qiáng)，組網(wǎng)靈活，安裝快捷和低成本的特點(diǎn)。

3無線局域網(wǎng)技術(shù)

3.1無線局域網(wǎng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

和有線局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3一樣，IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)稱為無線局域網(wǎng)（WLAN）介質(zhì)訪問控制和物理層規(guī)范，由無線網(wǎng)卡和接入點(diǎn)（AP）提供標(biāo)準(zhǔn)的功能。IEEE 802.11b是目前最常用的無線局域網(wǎng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，也是所有無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中最著名、普及最廣的標(biāo)準(zhǔn)，其載波的頻率為2.4GHz，傳送速度為11Mbit/s。IEEE 802.11b是所有WLAN標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的基石，未來許多的系統(tǒng)大都需要與IEEE 802.11b相兼容，它有時(shí)也被錯(cuò)誤地標(biāo)為Wi-Fi，實(shí)際上Wi-Fi是無線局域網(wǎng)聯(lián)盟（WLANA）的一個(gè)商標(biāo)，該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作，與標(biāo)準(zhǔn)本身實(shí)際上沒有關(guān)系，Wi-Fi是WLAN的重要組成部分。IEEE 802.11b的后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)中常用的是IEEE 802.11g，它的傳送速率為54Mbit/s。

IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)含有訪問控制和保密兩個(gè)部分，即服務(wù)配置標(biāo)識(shí)符（SSID）和有線等效保密（WEP），還有一種加密的機(jī)制是在無線網(wǎng)絡(luò)的虛擬專網(wǎng)（VPN）上來進(jìn)行的。簡單說，SSID就是自己給組建的局域網(wǎng)起的名字，必須將SSID的名稱設(shè)置為相同的電腦才能互相傳遞信息。該訪問控制技術(shù)用于在本地分割子系統(tǒng)，它可以將一個(gè)無線局域網(wǎng)分成若干子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)需要不同身份驗(yàn)證信息，只有通過身份驗(yàn)證的合法用戶才能夠進(jìn)入相應(yīng)的子網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)的安全性提供保障。 WEP被用來提供和有線網(wǎng)絡(luò)同級的安全性，保障無線傳輸過程中數(shù)據(jù)的安全性。WEP能夠提供和有線網(wǎng)絡(luò)相同級別的安全性。

3.2無線局域網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備

在組建無線局域網(wǎng)時(shí)，常用到的設(shè)備主要包括無線網(wǎng)卡、無線AP、無線網(wǎng)橋、無線天線等。

3.2.1無線網(wǎng)卡

無線網(wǎng)卡根據(jù)接口類型的不同，主要分為三種類型，即PCI無線網(wǎng)卡、PCMCIA無線網(wǎng)卡和USB無線網(wǎng)卡。

PCI無線網(wǎng)卡適用于普通的臺(tái)式計(jì)算機(jī)，無線網(wǎng)卡插在主板的PCI插槽上，無需外置電源。實(shí)際上PCI無線網(wǎng)卡只是在PCI插槽上插入一塊普通的PCMCIA卡。

PCMCIA無線網(wǎng)卡只用于筆記本電腦，支持熱插拔，可以非常方便地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)無線接入，同時(shí)也可以使用外部天線來加強(qiáng)PCMCIA無線網(wǎng)卡的信號強(qiáng)度。

USB接口無線網(wǎng)卡同時(shí)適用于筆記本和臺(tái)式機(jī)，只要安裝了驅(qū)動(dòng)程即可使用，支持熱插拔。在選擇時(shí)要注意的一點(diǎn)就是，只有采用USB2.0接口的無線網(wǎng)卡才能滿足802.11g無線產(chǎn)品或802.11g+無線產(chǎn)品的需求

3.2.2無線AP

無線AP是無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，是無線網(wǎng)絡(luò)的核心。其作用是把該設(shè)備接入有線網(wǎng)絡(luò)后，它可以把有線信號轉(zhuǎn)為無線網(wǎng)絡(luò)，筆記本或電腦通過接受它發(fā)射的信號接入無線局域網(wǎng)，通俗地講，無線AP是無線網(wǎng)和有線網(wǎng)之間溝通的橋梁。無線AP可分為兩類，單純型AP和擴(kuò)展型AP；單純型AP就是一般所說的無線AP，擴(kuò)展型AP就是我們常說的無線路由器。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)范文第4篇

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)  IEEE802.11  無線接入

    1 什么是無線局域網(wǎng)

    1.1 無線局域網(wǎng)的概念 無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，簡稱WLAN)是相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻(Radio Frequency； RF)的技術(shù)，取代傳統(tǒng)雙絞銅線(Coaxial)所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，它作為有線局域網(wǎng)的補(bǔ)充和延伸，使得通信的移動(dòng)化和個(gè)性化成為了可能。

    1.2 無線局域網(wǎng)的主要標(biāo)準(zhǔn) 常用的計(jì)算機(jī)無線通信技術(shù)有光波和無線電波。光波包括紅外線和激光，但由于光波易受天氣影響，不具備穿透能力，難以實(shí)際應(yīng)用。無線電波包括短波、超短波和微波等。

    擴(kuò)展頻譜通信（Spread Spectrum Communication）簡稱擴(kuò)頻通信。其基本特征是使用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機(jī)碼把載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形成寬帶的低功率頻譜密度的信號來發(fā)射。

    擴(kuò)頻通信的基本工作方式有4種：直接序列擴(kuò)頻（Direct Sequence Spread Spectrum）工作方式（簡稱DSSS方式）；跳變頻率（Frequency Hopping）工作方式（簡稱FH方式）；跳變時(shí)間（Time Hopping）工作方式（簡稱TH方式）；線性調(diào)頻（Chirp Modulation）工作方式（簡稱Chirp方式）。目前使用最多、最典型的擴(kuò)頻工作方式是直擴(kuò)式（DSSS方式），在無線網(wǎng)絡(luò)的通信中，就是采用這種工作方式。

    1.3 WLAN的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 由于實(shí)現(xiàn)無線通信的手段不一，以無線局域網(wǎng)技術(shù)和以GPRS/3G為代表的無線上網(wǎng)技術(shù)，制定了包括IEEE802.11、藍(lán)牙技術(shù)和HomeRF等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，而以IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))為代表的多個(gè)研究機(jī)構(gòu)針對不同的應(yīng)用場合，制定了一系列協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)了無線局域網(wǎng)的規(guī)范和實(shí)用化，并在眾多廠商的支持下成為目前主流協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

    1997年，IEEE了802.11協(xié)議，1999年IEEE小組相繼推出了，802.11b和802.11a協(xié)議，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)吞吐速率。802.11a的網(wǎng)絡(luò)吞吐速率達(dá)到了54Mb/s和25Mb/s，但成本過高，使用頻段5.2GHz是衛(wèi)星通信頻段，很難大面積投入商用，目前最普及、應(yīng)用最廣泛的是802.11b無線標(biāo)準(zhǔn)，2001年，IEEE通過了802.11g標(biāo)準(zhǔn)，它向下兼容802.11a、802.11b的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)吞吐速率54Mbps， 而802.11n標(biāo)準(zhǔn)是IEEE推出的最新標(biāo)準(zhǔn)，它通過采用智能天線技術(shù)，可以將WLAN的傳輸速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps，提供到300Mbps甚至是600Mbps，引起了市場很大反響。

    2 為什么要構(gòu)建無線校園網(wǎng)

    無線接入在校園網(wǎng)中的優(yōu)勢 無線校園網(wǎng)與有線校園網(wǎng)相比，無線局域網(wǎng)具有巨大的靈活性，有線網(wǎng)絡(luò)在很多多場合受到布線的制約；布線、改線工程量大；線路易于損壞；固定的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)無法移動(dòng)。遇到網(wǎng)絡(luò)盲點(diǎn)時(shí)，須鋪設(shè)專用通信線路，成本高，難度大、耗時(shí)長，線路一旦出現(xiàn)故障排查、維修不便，無線校園網(wǎng)較之有線校園網(wǎng)，具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)范文第5篇

    ZigBee技術(shù)的命名源于人們對蜜蜂采蜜過程的研究,蜜蜂具體進(jìn)行采蜜時(shí),跳著八字舞,作為傳遞食物源的方向、距離和位置等信息的方法。因此,人們用ZigBee技術(shù)來代表具有能量消耗小、體積小、傳輸速率低和成本低的無線通信技術(shù),也就是“紫蜂”技術(shù)。

    ZigBee聯(lián)盟是一個(gè)高速成長的非盈利業(yè)界組織,成立于2001年8月,2002年,荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司、美國摩托羅拉公司、英國Invensys公司以及日本三菱電氣公司四大公司加盟ZigBee聯(lián)盟,共同合作研發(fā)名為“Zigbee”的無線通信標(biāo)準(zhǔn),被譽(yù)為ZigBee技術(shù)的里程碑。迄今為止,ZigBee聯(lián)盟更加龐大,囊括了國際上著名的半導(dǎo)體生產(chǎn)商、技術(shù)提供者、技術(shù)集成商和許多行業(yè)的200多家企業(yè),國內(nèi)的華為、海爾、中興等著名企業(yè)就在其中。網(wǎng)絡(luò)層以上協(xié)議由ZigBee聯(lián)盟負(fù)責(zé)制定。標(biāo)準(zhǔn)制訂工作與新世紀(jì)初期基本完成。與藍(lán)牙、高速率個(gè)人區(qū)域網(wǎng)相比,ZigBee協(xié)議更加簡單實(shí)用。

    二、ZigBee技術(shù)的優(yōu)勢及其局限性

    ZigBee是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案,是一種新興的短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。ZigBee以IEEE802.15.4為基礎(chǔ)。IEEE802.15.4被稱作IEEE802.15.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是IEEE無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)PAN(Personal Area Network)工作組的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。但I(xiàn)EEE只能夠處理物理層協(xié)議和低級MAC層,所以,ZigBee聯(lián)盟繼續(xù)開發(fā)了IEEE,標(biāo)準(zhǔn)化了它的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API。重新創(chuàng)造了一個(gè)安全、靈活的網(wǎng)絡(luò)層。不僅如此,安全層也相應(yīng)產(chǎn)生,這能夠保證便攜設(shè)備不會(huì)泄漏其標(biāo)識(shí),提高了信息的安全性,值得一提的是,其他節(jié)點(diǎn)也不容易獲得利用網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

    三、ZigBee協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

    Zigbee工作在2.4GHz或868/915MHz無線頻帶,Zigbee協(xié)議的整體框架包括物理層(Physical Layer,PHY)、介質(zhì)訪問控制層(Medium Access Control Layer,MAC)、數(shù)據(jù)鏈接層、網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer,NWK)、和應(yīng)用匯聚層(Application Layer, APL)。其中物理層、MAC層和鏈路層采用了IEEE802.15.4(無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng))協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善和擴(kuò)展,而網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用設(shè)備層是由ZigBee聯(lián)盟制定的,用戶只需編寫自己需求的最高層應(yīng)用協(xié)議。

    四、ZigBee設(shè)備及其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

    ZigBee設(shè)備按照不同的功能,能夠分為三種類型,它們分別為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(PAN Coordinator)、簡單功能器件(Reduced Function Device) 和全功能器件(Full Function Device)。

    啟動(dòng)、配置網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器能夠支持各節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián),保持間接尋址用的綁定表格,并負(fù)責(zé)各成員的鏈路狀態(tài)信息管理、身份管理以及分組轉(zhuǎn)發(fā)等任務(wù)。他同時(shí)還能設(shè)計(jì)信任中心和執(zhí)行其它活動(dòng)。一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)只允許有一個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)器。

    其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示

    五、無線通信技術(shù)Zigbee技術(shù)在無線安全監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

    ZigBee技術(shù)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對各種環(huán)境及生產(chǎn)參數(shù)全方位、實(shí)時(shí)監(jiān)測和智能預(yù)警,以大大降低生產(chǎn)安全隱患。

    每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有接收信號強(qiáng)度指示功能(RSSI),所安裝的無線傳感器節(jié)點(diǎn)通過自組織就可以非常容易的形成一個(gè)無線傳感器通信網(wǎng)絡(luò),在進(jìn)行無線傳感器節(jié)點(diǎn)的安裝的時(shí)候,為了使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的性能能夠得到有效的保證,必須引起我們的重視的就是,要求所有的節(jié)點(diǎn)都必須能夠和三個(gè)以及三個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相互之間的通信,盡量避免單一線路的通信。如圖2所示是整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

    節(jié)點(diǎn)隨著人員位置的移動(dòng),也就成為了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。這些移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)能夠與固定的無線傳感器進(jìn)行信息的交換,我們就能夠借助固定位置的節(jié)點(diǎn)對工作人員的信息來核對,同時(shí),能夠把工作人員的信息向地面的監(jiān)控中心進(jìn)行傳送,而且,工作人員的信息的顯示可以通過地面的控制中心得到實(shí)現(xiàn)。

    通過ZigBee協(xié)議的使用,以及IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的采用,從而實(shí)現(xiàn)的一個(gè)無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),這個(gè)無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)速率比較低、距離比較短的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),并且,這個(gè)無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)具備比較低的射頻傳輸成本。

    主要性能指標(biāo)如下:

    1.組網(wǎng)與通信:完成無線傳感器眾多的不同的節(jié)點(diǎn)之間點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的無線通信,并且能夠?qū)崿F(xiàn)這些節(jié)點(diǎn)之間的自組網(wǎng)絡(luò),同時(shí),也能夠提供服務(wù)支持給基礎(chǔ)和管理服務(wù)層。2.通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn):ZigBee協(xié)議和IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。3.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是網(wǎng)狀的。4.應(yīng)用系統(tǒng):可以實(shí)現(xiàn)通用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供,同時(shí),也可以實(shí)現(xiàn)面向各個(gè)不同領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供。5.管理與基礎(chǔ)服務(wù):通過組網(wǎng)與通信部分提供的服務(wù),可以提供服務(wù)支持給應(yīng)用系統(tǒng)。6.數(shù)據(jù)傳輸速率:250KBps。7.調(diào)制方式:DSSS(O-QPSK)。8.使用頻段:2.4-2.483GHz.9.節(jié)點(diǎn)功耗:5OmW-300mW。10.接收靈敏度:-94dBm的接收靈敏度。11.時(shí)延:進(jìn)行激活或信道接入的時(shí)延是15ms,進(jìn)行設(shè)備搜索的時(shí)延是30ms。12.節(jié)點(diǎn)間通信范圍:75m-100m。

    設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件時(shí),選用的傳感器與通信器件,要符合耗電小、成本低、體積小等條件,并且電路板布建要容易,具備可動(dòng)態(tài)配置、可自編程等特點(diǎn)。本文研究的系統(tǒng)硬件平臺(tái)主要是分布式傳感器節(jié)點(diǎn)。

    本文設(shè)計(jì)的分布式無線傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件,包括MSP430F149模塊、傳感器模塊、CC2420無線通信模塊、存儲(chǔ)模塊和電源管理模塊等。MSP430F149模塊主要負(fù)責(zé)的工作是鏈路管理與控制,并執(zhí)行基本頻帶通信協(xié)議和相關(guān)的處理過程,它包括建立鏈接、鏈路類型的支持、頻率的選擇、功率的模式、媒體的接入控制和安全算法等,然后對傳感器模擬信號進(jìn)行調(diào)理,并通過A/D轉(zhuǎn)換,最后暫存于緩存中,并由無線通信模塊CC2420通過無線通信信道傳送到主控節(jié)點(diǎn),再進(jìn)行信息特征的提取、信息融合等高層決策處理。整個(gè)節(jié)點(diǎn)可由外部直流電源供電或采用電池組,視具體情況而定。節(jié)點(diǎn)支持瓦斯、CO、頂板壓力等各種傳感器,能夠根據(jù)監(jiān)測的實(shí)際需要選擇配置。