网络规划与设计范文
时间：2023-03-22 09:11:22
导语：如何才能写好一篇网络规划与设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：校园网；万兆以太网；IPv6
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)15-30665-03
1 建网需求
1.1一般建网需求
校园网的建设涉及到基础网络设施的建设和业务应用平台建设两个不同的层面。文章主要分析网络基础设施建设和网络运营方面相关的内容。校园网络建设从网络流量模型上看和企业网的流量模型相似，用户集中而网络流量大，但实际应用上还存在许多和企业网不同的地方。主要特点如下：
1.1.1多出口的需求：
典型的组网有中国教育和科研网（CERNET）出口和运营商网络出口。多出口带来了以下两个需求：
A.多权限ISP需求。用户可通过不同的账号名或采用相同的账号，不同的域名认证，获得不同的上网权限。譬如做到用户不认证前能自由访问校园内部分服务器，采用“user@163”登录，可实现Internet和校园网络自由访问，采用“user@cernet”登录，可访问CERNET和校园网。用户域名选择可通过WEB认证时用户通过选择WEB认证上的相应选择项进行选择。
B.多ISP分别计费的需求，对应不同的ISP，计费策略不一致。
1.1.2用户管理的需求：
使用方便，存在WEB认证需求。要求能做到基于WEB的身份认证、多ISP选择、用户费率查询、带宽动态调整（隐性需求）、多WEB界面（隐性需求）等。
需要解决账号和端口绑定问题。通过此种方式限制账号的使用区域。
对用户带宽进行控制的需求，要求设备能对用户的带宽进行控制，譬如限制为256K、512K、1M、2M、5M、10M等等级。
1.1.3以网养网的需求：
如何使现有网络具有自我造血机制成为高校普遍关心的问题，而只有具有自我造血机制才能使校园网络更好的发展，不断的完善。目前主要的措施有两个：
发行宽带上网卡，改变以前单一，高成本的收费模式。卡号类型主要有包月卡、包月限时长、时长卡三种类型，包月限流量卡作为一种备选解决方案。同时配合灵活的折扣方式，引导学生上网（如上课时间单价比夜晚高些）。
开展服务收费。高校拥有丰富的教育资源，并且是公众教育的主要支撑力量。基于网络开展有偿的资源提供正成为目前公众教育的主要形式。这样不仅盘活了现有资源，通过有偿服务推动公益教育的发展。
1.1.4安全管理的需求：
学生接受新鲜事务的能力非常强，因此校园也成为黑客最多的场所之一，如何保障校园网络的安全成为建网时不得不考虑的问题，目前主要攻击手段有DOS，DDOS等。
上网日志的需求，主要是配合公安机关保证社会的稳定和校园的安全。
1.1.5NAT的需求：
由于没有公网IP地址或地址不够，另外，因为教育网地址用户报文在通过运营商网络边界路由器时不被信任或运营商地址用户报文在通过教育网边界路由器时不被边界路由器信任，会造成部分Internet网站不可访问。解决此问题的措施需要在运营商或教育网其中一个出口做NAT，对此出口屏蔽内部路由。
1.1.6组播业务的需求，特别是可控组播的需求将随着校园信息化的深入而体现出来。
1.2建网具体需求
本次校园网建设工程，涉及到整个校园网。详细需求为：
A.在图书馆三楼设立中心机房安放两台核心万兆交换机；
B.一号楼和二号楼各需要2台48口千兆交换机通过一台万兆交换机汇聚后千兆接入校园网；四号楼需要3台48口千兆交换机通过一台万兆交换机汇聚后千兆接入校园网；研究生楼3个单元72套需要3台千兆交换机通过一台万兆交换机汇聚后千兆接入校园网；
C.学生公寓区一4大栋（每栋由2小栋采用“工”字形组成），每栋160间住房，共需56台24口百兆交换机，通过百兆光纤汇聚到高性能安全三层快速以太网交换机后再通过千兆光纤接入核心交换机；学生公寓区二5大栋，共需约70台24换机，也采用和公寓区一同样的方式完成校园网的接入；
D．家属区33栋共360户，每栋采用一台16端换机完成楼内的接入，最后通过光纤汇聚到一台高性能安全三层快速以太网交换机后再通过千兆光纤接入校园网；
E.三号楼、五号楼、六号楼、七号楼、八号楼等楼栋的信息点采用交换机的堆叠再分别通过千兆光纤接入校园网；
F.新建一台核心路由器，实现和校园网和CHINANET、CERNET的相连。
2 校园网网络建设方案概述
校园网网络解决方案总体设计以高性能、高可靠性、高安全性、良好的可扩展性、可管理性和统一的网管系统及可靠组播为原则，以及考虑到技术的先进性、成熟性，并采用模块化的设计方法。组网图如下所示：
2.1核心层：
本次方案用两台万兆核心交换机作为校园网的核心层。两个万兆交换机通过2GE链路捆绑相连。
核心万兆交换机应具备足够的业务槽位，较高的背板交换能力，满足所有接口线速转发的交换能力和与之相匹配的多层包转发能力。同时核心万兆交换机应具有良好的扩展性，还应具备良好的业务支持，如组播、MPLS VPN、IPv6、WEBSWTITCH、IDS和RPR等。因此我们可以根据校园网的发展增加相应的接口板和交换引擎，或根据需要增加WEBSWITCH、IDS等业务板持续的保证核心层的高性能。
2.2汇聚层：
选择合适的汇集设备对于校园网来说意义重大。因为，一台高性能的汇集设备不仅可以分担核心设备的压力，更能提高其所覆盖网络用户的数据交换效率，保证校园网的畅通无阻。汇聚设备选择的标准：A．性能强劲，能够分担核心设备的压力。B．业务支持丰富，考虑实际应用，汇聚交换机应能提供以下业务支持能力：等值路由能力；内置802.1x认证Server；完善的安全保障技术，有效抵抗各类网络攻击和病毒；万兆支持能力。本次组网，根据实际用户分布和数量，汇聚层交换机选择的全千兆(可扩展至万兆)或百兆智能三层交换机。通过提供高密度的GE/FE端口，为园区网提供GE/FE接口的汇聚和收敛功能，汇聚交换机不仅可以保证教学区、宿舍区大量的数据无阻交换，同时还可以通过特有的安全技术，流控技术，认证技术提高网络的质量，更好的提供网络服务。并且随着网络应用的增加，可选用相应扩展接口。教学区的汇聚交换机要求还可扩展至万兆接口，实现园区网在将来可从千兆骨干平滑过渡到万兆骨干，从而有效地保护了原有投资。
2.3接入层：
一个高性能的校园网除了核心、汇聚设备性能要求强劲之外，最重要的一环是数量最大的接入交换机。接入交换机不仅要求保证线速的交换，同时要提供良好的用户认证、管理和安全控制等功能，保证校园网管理策略的一致性。接入交换机通过用户上网身份认证，费用统计，防MAC地址、IP地址盗用，带宽控制，ACL管理，流分类等功能完成校园网的管理和运营，并且配合强大的处理能力，满足校园网流量大，数据交换频繁，业务开展较多的特点。
2.4路由器：
在校园网中，一般有两个公网出口：一个教育网出口和一个运营商出口。路由器通过配置，应该可以实现用户访问教育网时走教育网出口，访问公众网时走公众网出口；而当一个出口出现故障时能自动切换到另外一个出口，保证业务不中断。还可以通过配置让一部分用户只能访问教育网。
园区网中用户的访问量很大，而出口带宽又是有限的，经常出现用户无休止的占用出口的带宽资源，主要表现在使用各种下载软件和P2P（BT）软件占用带宽很严重，导致连接数的增加和流量的突然增大。容易引起出口瘫痪。因此路由器应能够基于IP头、UDP/TCP头，UDP/TCP内容进行识别，并确定是否进行相应的控制。
2.5用户认证管理
为统一的网络认证和管理，本次方案将选用成熟的管理软件作为全网的用户认证和管理的核心。管理软件采用平台化设计，具备用户认证、计费、LDAP、网关等多种功能模块，可以根据实际需要开展基于802.1x的认证管理或基于WEB的认证管理。而且以后可根据需要实现多种计费，开展二次运营。
2.6网管平台：
为提高网络管理的效率，减轻网络维护的压力，本次组网采用网管系统进行全网设备的统一管理。网络管理软件可以对数据通信设备如路由器、交换机等进行统一管理和维护，位于网络解决方案的管理层，能够实现网元管理和网络管理的功能。网络管理软件基于灵活的组件化结构，包括网元管理平台、拓扑发现、流量监管、面板管理、配置管理等，用户可以根据自己的管理需要和网络情况灵活选择自己需要的组件，真正实现“按需建构”。
3.1IP地址规划
在网络规划中，IP地址方案的设计至关重要，好的IP地址方案不仅可以减少网络负荷，还能为以后的网络再扩展打下良好的基础。
3.1.1地址编制原则
A.唯一性原则
唯一性是IP地址在TCP/IP协议中最基本的要求，是IP地址的基本特征和IP地址编制的重要依据。校园网内部每个子网络所使用的IP地址的网络地址字段必须是唯一的，同一个子网络中的IP地址中包含的主机地址字段也必须是唯一的。
B.连续性原则
在层次化结构的网络中为各个节点划分连续的IP地址区间，便于实现路径叠合等优化IP地址的分配技术，简化路由表数据，提高路由算法的计算效率和动态路由的快速收敛，能有效利用地址空间。
C.扩展性原则
IP地址编制要兼顾网络规模扩展的要求，为各个节点预留足够的IP地址扩展区间时，应考虑对网络在用地址的继承性，满足路由协议的要求、实现IP地址编用的平滑连接等，这是保证网络扩展和有序管理的重要条件。
D.规范性原则
网络内各节点的网络互联设备和局域网内主要设备等采用规范的地址编制技术和方法，是网络互联互通和提高网络管理效率的有效措施。
E.标准化原则
遵循有关TCP/IP协议标准来规划IP地址，是网络建设的重要原则。
3.1.2 IP地址编制方法
A.完全二叉树分配法
网络中各级子网IP地址的编制，是从完全二叉树地址空间中某一子树的根开始，逐级向下地将该子树下的从属子树分配给各级子网和其下级子网，同级子网均以同样方法分配同根的二叉树。网络互连IP地址和用户主机IP地址，都是从本级子网的从属子树地址空间中分配。采用这一IP地址的编制技术，既避免了各级子网IP地址的重叠，又保证了各级子网IP地址空间的连续性。
B.分布式的地址空间预留技术
分布式的地址空间预留技术是指给按层次划分的各级子网IP地址预留空间，当由于网络扩展需要IP地址扩展时，可使扩展的IP地址空间与在用的IP地址空间连续，使网络继续保持其最简的路由表数据结构，保证了IP地址的平滑扩展。
C.无类域间路由（CIDR）编址技术
无类域间路由CIDR（Classless Interdomain Routing）编址技术使用了可变长子网掩码VLSM（VARIABLE-lengthSubnetMask）技术和完全二叉树地址分配技术，可根据网络和主机的分布状况，灵活地选择不同的子网掩码屏蔽位长度，动态地分配网络地址标志位和主机地址标志位长度，不仅能有效地提高IP地址空间利用率，而且使路由表数据更加简化。
3.1.3校园网IP地址规划
考虑到公有IP地址紧缺、校园网内信息点较多的实际情况，对的学生宿舍区IP地址规划采取分配固定的C类私有IP的方式。在防火墙上使用NAT（Network Address Translation）网络地址转换协议，将内部自行定义的私有IP地址转换为Internet公网上可识别的公有IP地址。
将整个网络按照不同的汇聚点划分为若干个区，每个区分若干个C类私有IP地址，然后再按变长子网掩码技术方案划分IP地址。
3.2路由设计
对于双星型结构来说，内部路由可以采用OSPF V2，。内部路由在层次上可以分为两层：骨干路由层和接入层，毫无疑问，将双核心设计为骨干路由区域，负责告诉、稳定地转发数据包。区域的划分如图所示。
骨干路由层原则上采用OSPF V2，OSPF V2适用于自治域内的路由规划，有较强的域内路由分区和负载分担的功能，更重要的是它是一种开放的标准，各种厂家的设备均支持，不必担心不同厂家设备之间的路由协议的兼容问题。
接入层路由采用默认路由。
4 路由器解决方案
考虑到统一网管的需求，使用与交换机同一品牌的路由器。
路由器应选择基于分布式的网络处理器硬件转发和无阻塞交换技术，具备优异的扩展能力，可以通过软件平滑升级的方式支持IPv6。核心路由器强大的IP业务处理能力和三层交换机低成本以太交换能力，可提供更丰富的业务、更灵活的组网和更理想的性价比。核心路由器是IP骨干网和IP城域网向宽带化、安全化、业务化发展的重要源动力。
对于核心路由器，其产品应满足如下特点
A.分布式第五代路由器
第五代路由器采用了业界高性能网络处理器技术，充分继承了第四代全分布式硬件处理的架构，有机地结合了软件的灵活性和硬件的高性能，即提供线速转发性能，又具备快速良好的业务升级和扩展能力，最大限度地保证用户投资，加速IP网络向宽带化、安全化、业务化、智能化方向发展。
B.业务丰富
高品质QoS能力，实现智能业务感知，提供先进的队列调度算法、SARED拥塞控制算法，精确保证不同业务的带宽、时延和抖动，满足不同用户、不同业务等级的“区分服务”要求。
基于分布式硬件处理，具备高性能的业务能力，提供全面的MPLS VPN业务，胜任高性能P/PE应用，提供高品质、安全和多层次的MPLS VPN解决方案；提供高性能组播能力；提供千兆线速NAT等各种业务。
具备快速良好的扩展能力，通过软件升级即可平滑支持IPv6和未来新业务，是未来网络可持续发展的条件，是未来IP电信网（IPTN）的重要基石。
C.灵活的组网能力
拥有从64k到10G速率接口，支持RPR环网技术，提供丰富的协议功能，能够应对各种复杂组网，满足IP城域网、骨干网、运营支撑网的组网需求。
提供报文过滤、流量采样、端口镜像、安全日志等各种安全措施，是构建高安全可维护网络的最佳设备。
D.高可靠性
各关键部件包括路由处理系统、交换网系统、时钟系统、电源、管理总线全部为冗余热备份，实现基于状态的热切换；所有组件支持热插拔；采用无源背板设计；提供热补丁技术，实现软件完全平滑升级；支持动态路由协议、MPLS流量工程，提供IP/MPLS快速重路由、接口自动保护切换（MSP）、虚拟路由冗余协议（VRRP）、RPR自愈环网(IPS)等保护机制，具备快速路由备份（FRB：Fast Routing Backup）特色功能，有效保证了全网运行的高速可靠。
5 基于网络设备的安全措施
网络安全是任何一个网络建设时首先要考虑的重要问题，校园网的环境更加复杂，学生的好奇心比较强，并且有不少学生的技术水平比较高，校园网的网络安全更加值得关注。
篇2
关键词：计算机 信息网络系统 规划研究 设计方案
中图分类号：TP39
文献标识码：A
文章编号：1007-3973（2012）006-100-02
1 计算机网络系统的结构特点
1.1 计算机网络系统规划的分布形式
计算机网络系统规划是由分布式逐渐向集中式慢慢过度的发展过程，为了充分的适应我国国情，计算机网络逐渐有分布式慢慢的向更加具体化更加易于管理的集中式做详细调整。由于网络分布式过于散乱，在整体规划和布局过程中会出现麻烦或者偏差，所以更容易造成人力物力的资源浪费，以及成本的无谓提高。所以，趋向集中式管理是计算机网络系统的必然转折过程。
这种形式的转化不仅可以在很大程度上提高效率，还可以在经济水平等方面逐步完善节约的理念以及风险意识。统筹兼顾计算机网络的运营成本以及运营方式，让计算机运营理念可以进步一得到快速更新交叠，向集中式管理模式逐渐转换。
1.2 计算机网络系统规划的基本特点以及功能
随着计算机领域的革新和逐步调整，在逻辑上的网络转换真正意义上实现了高效稳定的群集集中式的网络系统，这样的系统在业务的具体需要上不断的扩充并适当的延伸，各地区的局域网也可以通过路由器与集中式管理的控制中心进行大规模的数据交换以及数据剖析和上传。
数据库的清点以及审核已经变成了客户管用的模式，为了随时更新方便客户的操作，计算机网络系统必须拥有及时反馈并提供最新信息的功能特点，第一时间总汇所有的信息内容并且实现资源共享。由网络总部进行统一管理并且严格筛选，然后迅速传送。
在网络每天的点击率和信息传播速度等方面可以清晰的观察到集群网络的一些特点，供求环境在网络的大平台上进行综合以及迅速收集新信息并且重新扩散，迅速并准确，第一时间把所有的信息网重组而且按照一定的逻辑顺序和方式。
1.3 计算机网络系统规划的实际运行效果
由于计算机网络系统的进一步组建并且整个网络平台的管理模式得到了新的改善以及网络业务管理系统的初具规模，所以集中式分布网络系统的发展已经如火如荼。促使了很多企业和运用网络了解资源信息的领域都被带动起来，所以，集中分布的网络系统与各项业务关系以及业绩的提升都紧密相联。计算机网络系统的作用不断的被认可并且得到进一步的积极发展运用。
无论是商界，金融界，以及证券和交易市场，乃至于学校或者娱乐场所等都以及得到了越来越强大的市场经济水平的占有量。尤其是有关金融行业的发展更是史无前例的在曾经一贯的经济竞争中如鱼得水，运行效果极佳，口碑早已不再是一个完美的句子，而是变成了数以万计甚至亿万计的庞大数字系统。
2 计算机网络系统的规划研究具体原则
2.1 计算机网络系统的总体原则
局域网的设计原则是根据越来越被人们认可的，现代科技速度以及前沿经济能力建设发展方向还有理念所实施的。(1)计算机网络系统的首要原则要遵循当代网络的实用性，统一性以及灵活时效性。(2)还有兼顾其开放性的具体运营手段和可扩充性及安全性的基本运营理念。设计原则要根据标准规范作为系统分析的研究策略要求掌握，还要同时开展各项可持续运营的网络利用新型行业，以高效节能并且迅速时效的最基本原则作为奠基理由，再通过网络渠道制定适合于计算机局域网可以展开的发展方向。这样的计算机网络系统才能真正的服务社会，成为全球公用首要的利用渠道。
2.2 计算机网络系统规划的具体实施
其计算机网络系统开放性的发展原则提前是符合国际化标准网络平台的各项统一规则，同时局域网通过网络之间的互通原则实现开放的总体理念。以规范化作为先决条件才能真正的把开放性原则实施到位，并且在运用中表现的更加合理井井有条。
可扩充性原则在计算机网络系统实施中的体现同样十分明显，使之变得更具良好的网络服务平台，基础优秀并且符合现代的前沿服务信息化的标准理念。同时更需要注意的是时刻遵循可靠性原则，这是整个计算机信息网络规划研究设计的基础，只有具备这一项实质性原则，并且落实的翔实有效才是不中断用户正常使用的条件，所以把容错率降低到最小，是计算机网络系统的本职任务。
同时，计算机网络系统对于可管理性原则也必须无条件遵循。只有在一定的管理强度下，计算机网络才能真正意义上为大家更好的服务，才能便于随时维护并且监管运行状态和运行速率。
3 计算机网络系统的研究与设计方案
3.1 计算机网络系统的设计方案
如今，计算机网络系统的运用已然十分广泛，其广域网接入方式也不再单一，主要接入方式有三种：(1)电话线调制解调器接入法，这种方法比较传统，接入方式简单。(2)电缆调制解调器，这种方法也越来越普遍。(3)无线微波接入法，这种接入方法比较适于大家方便快捷的应用，方便大家在出行或者会议等各种场合随时随地使用，这种方式特别受到广大计算机研究爱好者的赞誉。
目前，计算机在校园或者在室内应用的广域网在结构或者安全方便具备极高的性能，网络结构完好，可以基本上保证连接过程中无断点，无故障。可以自觉的均衡网络服务器使用流量，大大减少甚至杜绝了网络杜塞的现象，可以使网络变得更加畅通更加快捷、方便，以便于在使用过程中减少数据的丢失现象。
3.2 计算机网络系统设计方案存在的安全问题
为了可以确保计算机网络系统使用的安全性，可以合理的通过路由器进行微控制，有效的充当外部防火墙，阻止或者直接屏蔽了很多外部的不良信息侵扰，还可以通过加密的形式对计算机网络系统管理设计规划进行内部保护，防止更多的恶性信息滋扰计算机的正常工作。
还要考虑到计算机网络系统的布线设计可靠强度，这种布线设计避免了电磁波的干扰，同时在布线的过程中应该考虑到来自于各种方面想干扰情况，除此之外，电源和消防报警系统也需要同步进行完善。为了从根本上消除计算机网络遭到外界入侵的干扰现象，正确的报警信号以及传输至消防中心是至关重要的一项研究课题。
在正确修正报警以及放侵扰的设计同时，对于病毒的防范意识需要同步加强，这一点对于网络安全性不可小觑。因为网络病毒也同样会受到网络使用的限制，所以，DOS病毒是比较需要用户注意的一种常见网络病毒现象，是病毒入侵的主要防范对象。当然，我们在使用计算机网络系统的同时，也要逐步完善计算机网络的更新，随时发现问题，解决问题，为计算机的使用提供了更好的安全保障，使我们对计算机的应用更加行之有效，更加的安全、方便、快捷。
4 结语
综上所述，在这个变化万千的信息时代，计算机网络系统的应用领域越来越广泛，所以对于计算机是使用也适当的越来越重要，人们的目光多数都自然而然的慢慢聚焦在了对计算机网络系统的规划与设计上面。所以在事态万千的年代，计算机网络系统的设计更是要必须配合当代人发展的眼光，来为各项服务系统提供日益扩张的需求以及平台。
参考文献：
[1] 黄海水,黄贞益,王大龙.环境信息系统的设计与实践[J].计算机应用研究,2000(11).
[2] 周兴东,普钢.数据管理和网络备份设计[J].云南电力技术,2000(03).
篇3
关键词：网络结构；主干网；核心层；汇聚层；接入层
中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 01-0000-01
The Planning and Design of Campus Network Structure
Luo Yong,Deng Jiarong
(Wenshan Institute,Wenshan663000,China)
Abstract:With the advent of information age,campus network Structure catch more and more college attention.This departure from the campus network design principles,focusing on the campus network architecture and describe the hierarchy of the network options and recommendations.
Keywords:Network structure;Backbone network;Core layer;Convergence layer;Access layer
一、校园网络设计原则
（一）整体规划、分步实施原则。充分考虑整体需求，既要考虑到目前的应用需求，还应考虑校园网建设过程中的资金投入不可能一步到位、以及今后出现新技术和新需求的实际情况，做到升级维护简单易行，后期建设不浪费原有投资。
（二）先进性和成熟性原则。要有先进的设计思想和超前意识，设计要充分应用已经成熟的先进技术，采用市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品，能根据技术的发展平稳的向新技术过渡，保证网络通讯介质、网络设计核心的向后兼容性。
（三）可扩充性原则。要建设成完整统一、组网灵活、易扩充的弹性网络平台，采用层次性的系统设计原则，使网络具有良好的可扩充性，在将来网络升级或再投资的情况下，能随时通过增加网络设备或模块来对现有设备进行升级和扩充，并能把替换下来的设备应用到分支或边缘网络上。
（四）开放性和标准化原则。网络设计采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，能兼容不同的拓扑结构，支持良好的维护、测量和管理手段，提供网络统一实时监控，实现设备的统一管理；整个网络系统全部采用或符合国际标准，以便和不同厂家的产品互操作和互联，自由地选择不同厂家的计算机、网络设备及操作系统。
（五）安全可靠性原则。充分考虑整个网络的稳定性，要充分考虑关键链路、设备、系统的冗余设计，支持网络节点的备份和线路保护，通过使用网络用户身份识别、VLAN、包过滤、入侵检测及防火墙等技术建立全方位、立体化的网络安全体系，保证网络系统的安全性。
（六）经济实用性原则。网络规划设计应具有良好的性价比，要考虑到网络技术的日新月异，选择网络设备时要有前瞻性，要能够兼容未来的标准技术及应用，避免现在选择的技术或设备在一段时间后就会过时甚至被淘汰，造成新一轮的大规模投资，尽量减少二次投资。
二、网络结构设计方案
（一）网络架构选择。在校园网的建设过程中，主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性作用。选择适合自身校园网络需求特点的主流网络技术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，将来能向新技术、新设备平稳过渡，从而保护原有投资。校园网属于局域网范畴，通过网络主干将各楼宇内的局域子网互联起来，并通过出口系统，实现与外部教育网、公网互联。网络主干、各楼宇的子网、网络出口、各种网络安全系统以及网络管理系统构成完整的校园网络系统。
目前，校园主干网建设中采用的网络技术主要有千兆以太网技术、万兆以太网技术、FDDI技术以及ATM技术，这些技术各有优缺，选择时需要综合考虑实际建设的具体需求，选择适合于学校自身实际情况的网络。通过以上几种技术对比，千兆以太网和万兆以太网技术具有传输速率高、技术成熟、性价比优异等特点，是当今校园网建设的主流技术，同时也是对原有网络升级的明智选择。因此，如果是中等规模的院校，其校园网络规划可选取以千兆以太网组建网络核心，以百兆以太网作为分支局域网的组网方式。
（二）网络层次结构选择。对于中等规模高校而言，根据校园规划、校园内数据访问流量特点，网络可采用模块化、层次化的设计方法，使用核心层、汇聚层、接入层三层构架方式。通过千兆光纤交换构建网络核心层，构成网络主干；通过千兆双绞线交换构建汇聚层，构成楼宇子网交换；通过百兆交换构成接入层，实现楼宇中各楼层房间的网络接入。核心层通过1GE技术构成互联，主要完成数据的高速转发；汇聚层在主干光纤线路上选择几个节点作为汇聚节点，汇聚节点与核心节点之间通过1GE技术连接，汇聚节点通过1GE与接入层节点连接；接入层完成用户的接入控制、速率限制和网络准入检测，以及通过802.3af技术提供对无线AP、IP视频监控头等的以太网供电。
1.核心层。考虑学校网络建设有一个逐渐扩大规模的过程，设计时充分考虑了网络结构灵活性，先在校园网络部署2核心节点，双冗余模式。两个核心节点采用2台高性能千兆路由交换机作为主干中心交换机，将两核心节点以千兆双回路互联提供无阻塞传输骨干网，并实现负载分担和互为备份，提高核心层的可靠性和稳定性。
2.汇聚层。在校内的学生宿舍、图书馆、行政楼、实验楼、和多媒体教室部署汇聚交换机，采用千兆交换机作为汇聚交换机，汇聚交换机和核心交换机之间采用双链路捆绑连接，实现负载均衡的同时完成链路备份。考虑到学校内今后可能存在大量高带宽要求的内网访问需求，对于汇聚交换机的MAC地址大容量能力及MAC地址的学习更新速度等重要指标提出了严格要求，需要在设备选择时着重考虑。
3.接入层。考虑到网络对带宽需求的持续增长，接入层节点考虑1000M上联，100M到桌面的接入方式。交换机采用支持千兆上联和快速以太网连接的高性能三层交换机，根据楼宇接入信息点数量、数据流量的不同，选择不同的交换机。对于信息点少、数据流量小的楼宇，可考虑直接连接到就近的汇聚交换机；信息点密集的楼宇可以采用多台交换机堆叠后通过千兆链路上联至汇聚交换机。在校园内一些特殊区域如会议室等区域，采用WLAN接入，实现网络全方位覆盖。
参考文献：
[1]熊桂喜,王小虎译.计算机网络（第三版）[J].清华大学出版社
篇4
【关键词】 FTTX技术 电信运营 网络系统 规划与设计
一、FTTX技术应用
1.1 FTTX技术中PON技术基础应用
ADSL2+等技术模式不能够满足人们对宽带的发展需求，“上行>6Mbit/s，下行
1.2 FTTX技术、DSL、LAN技术联合应用
FTTX技术在应用上建设成本相对较高，与传统网络技术相比在资金投入上相对较大。实现FTTX技术、DSL、LAN技术联合应用是在GPON与EPON技术发展基础上实现的，并且这种发展趋势能够更好的应用在商业发展模式中。FTTX技术、DSL、LAN技术联合应用能够在一定程度上保证网络级联层次，推动商业建设中网络系统应用，强化FTTO接入效果。同时还能够满足人们对十兆比特每秒直至100Mbit/s的宽带需求。对Triple-play等业务采用FTTx和DSL相互结合方式能够控制信息数据传输距离。宽带改造能够为客户提供更加专业的宽带接入服务效果，根据EPON设备提供的专业性业务功能，将会为服务系统更加的完善，保证信息技术能够符合网络系统趋势。
1.3 FTTX技术与WiMAX联合应用
网络信息传输无限制性受到了越来越多的人关注。并且经过多年的研究发展，这种固定WiMAX技术应用较为成熟，在成本投入上得到了全面的控制。FTTX技术与WiMAX联合应用是一种全新光纤接入模式，能够为用户提供更加专业的VoIP等业务服务。
二、FTTX网络建设模式
FTTX为宽带中国提供了高带宽、低成本、高效率的网络部署能力，通过该技术可以迅速覆盖目标区域。目前应用到的FTTX技术主要有FTTH和FTTB两种模式。
2.1 FTTH建设模式分析
FTTH（光纤到户）：是指将光网络单元（ONU）安装在住家用户或企业用户处。FTTH建设模式一般应用于城市/县城密人口密集区域，高档小区、政府机关、写字楼等用户装机率较高场景且经济能力较强的场景。
标准FTTH建设模式如下图所示：
采用FTTH建设时要考虑以下几点区别：
1.一级分光与多级分光区别：一级分光：接入用户点相对集中； 多级分光：接入用户点相对分散；
2.集中分光与分散分光区别：集中分光：方便维护；分散分光：节约光缆资源；
2.2 FTTB建设模式分析
FTTB，它是利用数字宽带技术，光纤直接到小区里，再通过双绞线（超五类双绞线或4对非屏蔽双绞线）到各个用户。FTTB建设模式一般可以分为FTTB+LAN和FTTB+DSL。FTTB+LAN：适合于中高档商住区、中档写字楼等，五类线限制布线长度不能超出90米。FTTB+DSL：适合于中低档商住区、农村等，铜缆线路接入长度宜少于300米。
对比FTTB和FTTH的建设方式，FTTB要求终端ONU设备布放在用户家楼外，且需要接入市电；而FTTH终端是直接放置到用户户内，使用用户家电源。
标准FTTB建设模式如下图所示：
总结：在FFTx的发展中，需要运营商和制造商共同努力，打造出一个完善的产业市场，并对其中的薄弱环节进行改善。不仅要丢材料、设备等进行周期性的维护管理，还要在供电、节能等方面进行创新，要把市场中的各个环节相互连接起来，互相配合，推动整体的发展。运营商在市场中起到的作用是至关重要的，由于运营商是FTTx技术的实施者和运营者。在FTTx产业中还要定期开展学术交流，进行产业技术研究，致力于降低FTTx产业各个环节的成本，提出改良方案，制定对我国FTTx产业的发展有利的政策，推动我国FTTx的整体发展。
篇5
【关键词】有线电视网络；FTTH；宽带光纤；接入系统；设计规划
引言
随着社会经济的发展，有线电视网络的重要性愈加显著，为了满足用户对带宽的需求，宽带光线接入技术得到了人们高度关注，其关键点便是下移光节点，使其靠近用户。FTTH作为有线电视网络的重要发展趋势，探讨其接入系统设计与规划是必要的。
一、FTTH的概况
FTTH主要是指光线到户，即：在用户住宅或企业中安装ONU光网络单元，它是光纤入网系列中较近用户的类型，但其未能满足广大用户的需求，随之出现了FTTH，其优势显著，一是，保证了带宽，二是，增强了网络对数据的透明度，三是，减少了对供电、环境等要求，四是，简化了接入维护与安装。在建设FTTH过程中，其基础为无源光网络PON，虽然EPON与GPON网络结构一致，但技术各异，经学者研究显示，与EPON相比，GPON拥有更为良好的网络性能，主要是因其采用了光层指标，同时其封装使用了GEN，进而满足了对TDM业务支持的QoS需求，使其拥有了较好的表现及良好的语言效果。经对比分析可知，二者有着相同的网络传输距离，均支持1:64的分光比；此外，GPON对物理器件有着严格的要求，而EPON相对宽松。总之，两个系统均存在优点与不足，本研究选用了EPON系统[1]。
二、有线电视网络FTTH宽带光纤接入系统的设计与规划
有线电视网络FTTH宽带光线接入过程中应对各影响因素给予全面与综合考虑，包括性价比、产业链等，在此基础上，本研究使用了“两纤三波”接入，具体为：有线电视广播信号、宽带双向信号均以1芯光线承载，同时借助了EPON技术。具体设计规划如下：有线电视网络FTTH宽带光纤接入系统基础为“两纤三波”与EPON技术，具体组成拥有ODN光分配网络、ONT光网络终端及OLT光线路终端，其中OLT主要是依照既有的格式汇聚不同业务信号，此后经ODN传输，使其到达ONT，再结合业务类型，汇聚源于ONT的信号，并对其进行转发，最终达到各业务网。ODN有效连接了OLT和ONT，保证了光传输的实现，而ONT的功能主要有为用户提供语言、数据等[2]。关于EPON的可用带宽，以单个EPON为例，其可用带宽应满足以下条件：标准EPON：1G的使用YD/t1475，10G的使用IEEE802.3av；下行线路速率，1G与10G分别采用1250Mbit/s与10312.5Mbit/s；下行可用带宽：1G与10G分别为950Mbit/s与8300Mbit/s。关于业务模型，系统中常见的业务有标清电视、标清点播，高清电视、高清点播及Internet接入等，其下行业务所需带宽分别为3M/每路、3M/每路、12M/每路、12M/每路、4M/每路,所占带宽分别为300M、0.5M×n、200M、2M×n、2M×n，其中标清点播、高清点播及Internet接入均存在一定的业务渗透率，分别为1/3、1/3与1/2。经计算可知，每个EPON接口的FTTH用户容纳量应在1718左右。在设计规划过程中应考虑以下因素，第一，工作波长，IG-EPON的上下行波长可选用1310nm与1490nm，而I0G-EPON存在两种情况，一种为非对称模式，则使用1310nm、1577nm，另一种为对称模式，则要采用12700nm、1577nm。第二，传输距离，设计时应对各影响因素给予关注，具体有OLT与ONT参考点见的最大通道插入损耗、二者光链路中各级光分路器的总插损、每个光连接器的插损、每条光链路上的连接器个数、最长光链路长度及光纤衰减系数等。以最大通道插入损耗为例，1G-EPON的1000BASE-PX20+光模块最大值应为28dB，I0G-EPON的PR30光模块应为29dB；通常，每个广连接器的插损值应为0.5dB；1270nm、1310nm波长的光纤衰减系数为0.38dB/km，1490nm、1577nm应分别为0.26dB/km与0.25dB/km[3]。
三、总结
综上所述，在有线电视网络发展过程中，其最为重要的趋势之一便是光线到户，在先进技术支持下，通过FTTH宽带光线接入，由原有的铜线网络媒介转变到了光纤网络媒介，为了促进有线电视网络发展，本文分析了宽带光线接入系统的设计规划，旨在为光线到户实践提供理论支持。
参考文献
[1]朱冬旭.有线电视网络FTTH宽带光纤接入系统的设计与规划探析[J].科技传播,2014,17:226+134.
[2]凌明伟,李远东.有线电视网FTTH宽带接入系统规划设计要点探讨[J].中国有线电视,2013,02:137-139.
篇6
【关键词】 TD-SCDMA 网络优化 覆盖
一、引言
网络规划是3G移动通信系统建设中一个非常重要的环节，是决定网络性能优劣的最基本前提。由于网络规划涉及大量的复杂计算和概念抽象，如无线覆盖预算、绕码相关性计算、码资源分配、相邻小区规划、链路损耗计算等，网络规划必须借助与工具软件进行。
3G移动网络优化与分析软件可以将实际网络建设中的复杂规划计算通过快速仿真处理，用图形和数据表的方式给出直观的网络规划结果。另一方面，对于网络规划中的一些抽象概念也可以通过仿真软件进行直观展示，有利于建立完整的对移动网络规划的理解。
二、系统结构与组成
3G移动网络优化与分析软件定位于TD-SCDMA技术，是一种新型的网络优化与分析软件，该软件采用分布式、分层、模块化、可伸缩、可组合的体系架构，从基础网络、业务、用户三个层面衡量网络，并对关键指标进行分析，结合功能强大的地理信息系统（GIS），为用户提供基本运营指标的显示、定位与分析，不仅可以使运营商有效把握网络所提供的业务运行质量，还可以运用于实际教学，全面展现网络规划与优化工作的核心内容。
GIS在通信系统的应用相当广泛，如本地资源网、光纤接入网、电信线路管理等都是基于GIS的开发应用，这种电信地理信息系统把电信设备与当地的地图结合起来，再结合图库转化技术，实现了电信设备的地图化管理。基于GIS的TD-SCDMA网络规划与优化系统将各种类型的基站同本地地图有机地结合，能够分析、优化网络中基站的覆盖状况，及时获取基站的工作信息，从而了解整个网络的运行状况。
本系统结构采用三层架构Client/Server模式，网管数据库基于Oracle而建，为TD-SCDMA网络提供性能管理、故障管理等数据资料，并记录网络中所有基站各个时刻的指标信息，如图1所示。规划与优化系统并不对网管数据库进行修改，只是通过网管数据库提供的接口，实时读取相关数据，将其导入到后台本地数据库中。本地数据库基于SQL Server而建，数据库中保存有系统实现各项管理和优化功能所需要的数据资料。在本地数据库基础之上，建立起呈现在客户端的各项管理和优化功能模块，其主要功能是：覆盖规划是对网络中现有基站的覆盖状况进行图形化显示，首先，软件将导入数据库中的基站信息，并结合详细地地图经纬度信息，在地图上显示出来，然后根据内嵌无线链路传播模型，软件能够自动根据基站的相关数据计算覆盖半径，并将覆盖面积用图形化的形式在客户端显示出来，便于维护管理人员进行查看； 邻区规划是对每个基站下的相邻小区进行规划，能够查看邻小区信息，实现自动邻区数据的输出； 频点规划是对每个小区的频点进行规划设计，方便维护人员的使用； 扰码规划是可以实现全网扰码规划、局部扰码规划和小区扰码规划等功能；性能分析可以实现基站信息的导入分析，根据实际维护工作的需求，实现添加、删除、管理与维护各个基站的信息，为网络规划与优化工作带来方便。完整的软件使用功能介绍可以查阅软件的帮助说明。
三、系统实现的关键技术
3.1 基于栅格法的无线信号覆盖
无线网络规划中，覆盖规划的主要功能是通过无线信号的传播模型对规划区域进行覆盖计算。传播模型按照适用环境来划分可分为室外传播模型和室内传播模型；按照传播模型来源划分可以分为经验模型和确定性模型。以往的研究人员和工程师通过对传播环境的大量分析研究已经提出了许多传播模型，用于预测接受信号的中值场强。目前得到广泛使用的传播模型有Okumura-hata模型、COST321 Hata模型及通用模型等几种[9]。
本系统采用的传播模型是一种通用模型，它的系数由Hata公式导出。通用模型由下面的方程确定：
（1）首先根据基站的分布位置确定需要进行覆盖规划计算的Raster数据的范围，即所有基站在东南西北四个方向上最边缘的位置。这样做可以有效减少计算空间，加快计算和显示速度。（2）从第一个扇区开始，根据扇区设定的参数确定每个扇区需要计算的范围。在数据范围内逐格计算信号强度结果，对于已经存在信号的象元取信号强度的最大值为Raster数据值。并在Raster数据多余波段存储信号强度最大的扇区索引，直至所有的扇区都计算完。（3）根据计算的信号Raster数据，按照设定的信号强度大小，对符合要求的Raster数据部分按指定的颜色和图层进行显示。
3.2 基于Thiessen多边形的数据可视化
理论上小区的边界范围通常采用正六边形表示，但实际系统中由于基站位置的随意性，小区边界不可能用正六边形来表示，只能用多边形表示。本系统中采用Thiessen多边形法对小区的边界范围进行图形化展示。
荷兰气候学家A・H・Thiessen提出了一种根据离散分布的气象站的降雨量来计算平均降雨量的方法，即将所有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线，于是每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，并称这个多边形为泰森多边形。泰森多边形又叫Voronoi图或Dirichlet图。Delaunay三角形是由与相邻泰森多边形共享一条边的相关点连接而成的三角形。Delaunay三角形的外接圆圆心是与三角形相关的泰森多边形的一个顶点。泰森多边形是Delaunay图的偶图。
泰森多边形具有以下特性：（1）每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；（2）泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；（3）位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。泰森多边形可用于定性分析、统计分析、邻近分析等。泰森多边形示意图如图2所示。
仿真系统利用Thiessen多边形计算扇区范围的步骤如下：（1）将每个基站看做是平面上的一个离散数据点，用Bowyer_Watson算法构建这些数据点的Delaunay三角网。（2）在得到的Delaunay三角网中，对每个顶点的三角形的边做垂直平分线，连接每条垂直平分线，得到Thiessen多边形。（3）根据每个基站上的扇区之间的相对角度与设定的扇区计算半径，计算扇区的覆盖扇形。（4）把得到的覆盖扇形与基站的Thiessen多边形求交即计算出每个扇区的覆盖区域。
3.3 带边数约束的无向网络构建
在无线网络的邻小区规划中，邻区规划的目的在于保证在小区服务边界的手机能及时切换到信号最佳的邻小区，以保证通话质量和网络性能。邻区规划数量应该遵循适当原则，决定两个扇区是否为邻小区主要取决于两个扇区之间的距离、天线朝向角、扇区周围的无线网络环境以及扇区预设的最大邻区数量。
邻区数据在规划区域以内本质上可以表达为一个或多个有向图网络，而邻接链表法是存储有向图结构最有效的方法之一[8]。仿真系统在进行邻区自动规划时，采用邻接链表法记录邻区数据，将扇区作为网络中的节点，扇区的邻小区关系作为网络中的边，邻小区的重要性作为边的权值加以存储。邻小区规划计算的过程就是带边数约束的无向网络构建的过程。邻区规划步骤为：首先对符合要求的节点进行连接形成无向图；然后将不符合参数约束的节点按照重要性排序删除超出数量的边，此时的无向图即为邻区规划的结果。带参数无向网络构建的过程如图3所示。
邻区规划算法有两个关键问题，一是对扇区之间可以设置邻小区的条件的确定，二是当扇区的邻小区超过最大数量时对超出的数量如何取舍。系统首先将各扇区的邻小区链表都置为空，然后根据扇区所属基站之间的距离以及他们的相对朝向角决定是否应该将两个扇区设置为邻小区。为了解决第二个关键问题，算法引入邻区优先级参数P。CellA与CellB的P值为：
K为距离角度归一化参数，可以自行设置，将距离与相对角度统一处理。对每个扇区的邻小区链表都按照权值排序。当某个扇区的邻小区数超过最大数量时，剔除链表中权值最大的邻小区。
四、系统功能
系统采用多文档界面的开发模式，系统界面包含标准化的菜单、工具栏以及导航树。在主体程序的框架下，用不同的子窗体分别用于显示环境地理信息数据、移动网络基站数据和网络规划仿真结果数据。系统运行界面如图4所示，图中显示为利用Thiessen多边形法计算所得到小区的边界。
仿真系统利用ArcEngine在GIS图形图像方面的显示和处理功能，网络规划中的各过程都可以形象直观地在软件中显示。系统对基站覆盖规划计算，将计算结果得到的Raster数据按照设定的信号强度标准分为7种颜色，每种颜色覆盖的范围因所设定的强度标准而异。系统的仿真计算效果展示如图5所示。
系统对移动网络进行自动邻区规划后，可以对任一一扇区进行邻区关系查询。如图6所示。其中红色阴影小区为查询的源小区，绿色阴影小区为源小区的邻小区。仿真计算的结果可以直观展示出相邻小区之间的角度、距离、位置关系，以及邻小区数量等信息。
篇7
【关键词】 气象局 网络系统 设计与规划
一、市级气象局通讯网络系统建设存在的问题分析
（1）在进行故障备份过程中，缺乏对计算机技术的应用，依旧以手工拨号方式进行备份，导致工作效率和工作质量相对较差；（2）在带宽建设过程中，2M带宽的传输速率较慢，导致系统响应速度可能存在一定的延迟，不利于网络系统功能和作用发挥；（3）在进行网络核心建设过程中，应用H3C设备，但是对核心故障的处理，不及时的问题较为突出；（4）市级气象局通讯网络建设覆盖范围相对较小，并且在与县级市联系过程中，只有2层网络设备，这就导致视频会议系统工作展开较为困难，从而影响到市级气象局的工作效果和工作质量。因此，在进行设计和规划过程中，采取统筹兼顾的模式，显得十分必要。
二、市级气象局通讯网络系统建设目标
1、主要链路建设以6M网络为主，将2M的SDH设备作为备用链路，提升系统的数据传输效率；2、加强核心交换机备份，对系统故障问题予以有效应对。同时，采取网络可靠冗余性设计，发挥冗余设备的功能和作用；3、加强防火墙、安全技术应用，保证平台安全性得以提升；4、降低系统工作负荷，利用路由协议和VR RP技术，对业务量进行分流。例如应用2M SDH设备进行视频会议；6M网络进行业务数据搜集、办公等工作；5、加强市级气象局通讯网络的服务质量和服务能力建设，利用QQS技术，提供个性化服务，能够对相关业务数据、视频、办公、全景监控等业务提供较好的支持；6、通讯网络系统建设要加强管理，注重实现统一化的管理目标，保证服务平台能够得到较好的维护，保证平台功能得到较好的发挥。
三、市级气象局通讯网络系统设计与规划分析
3.1整体布局
市级气象局通讯网络设计与规划，需要立足于市级气象局发展整体情况，并在业务流布局时，采取“省局―市局―县局”双向模式，以纵向流为布局核心，根据业务走向，采取星型组网模式。将省局、市局、县局气象网进行紧密联系，通过信息共享，发挥气象局的功能和作用。
3.2局部规划
1、路由协议。市级气象局通讯网络设计与规划，需要保证数据信息能够借助于网络技术进行有效传输，这一过程中需要加强路由协议的设计和规划。路由协议应用要注重对网络路径进行优化选择，路由协议选择可以用OSPF路由协议，这一路由协议有利于降低管理的复杂性。同时，OSPE路由协议与省级路由协议保持一致性，使管理更加方便，并且该路由协议具有较强的拓展能力，方便日后的维护、升。
2、系统冗余性。系统建设规划过程中，系统冗余性问题的处理，在于保证网络结构具有较高的可靠性和冗余性，当系统主设备出现故障后，辅助设备能够保持系统继续工作，避免由于主设备故障导致系统停止运行。冗余性设计，需要对动态路由协议进行利用，以广域传输方式为主，提升数据传输的稳定性。
3、视频会议系统。视频会议系统的设计，是平台建设不可或缺的一个环节。在视频会议系统设计过程中，要保证线路的稳定性，并且降低网络延迟，提升网络数据传输效率。在规划时，要对原有的2M SDH设备进行有效利用，实现业务分流，将6M网络应用于业务信息传输方面，保证信息交流具有快捷性和效率性的特征。2M的SDH设备应用，接口可以采取以太网连接，并利用动态路由协议和VR RP技术，以备用链路进行数据信息传输。
4、网络安全性建设。设备安全：设备安全主要考虑到抗干扰性问题，并且实现路由器和交换机的安全加固。具体措施可以利用密钥方式，对用户登录进行验证。例如对路由不必要的服务进行关闭；利用SSH加密方式等等。设备安全性得以保障，在网络信息传输过程中，系统的安全性才能够得到较好的保障。访问控制：访问控制需要对非法用户进行阻拦。访问控制设置，可以在路由器上设置ACL，对子网之间的横向访问予以控制。同时，在核心网络设置ACL，加强防火墙建设，避免核心设备遭受非法入侵，影响到系统整体的稳定性。服务器安全：服务器安全问题体现在相应的业务应用系统、软件视频系统等方面。服务器安全建设，需要采取有针对性的措施，加强防火墙、杀毒软件的应用，避免服务器安全遭受攻击。ARP防御：一般来说，对ARP防御时，可以对ARP的文件内容进行检查，对其有效性予以确认。基于市级气象局通讯网络实际情况，可以在交换机S3600系列使用ARP入侵检测系统，在子网建设当中应用H3C S3600交换机，加强ARP入侵检测，保证系统应用的安全性和可靠性。
结束语：市级气象局通讯网络设计与规划，需要立足于计算机技术本身，对网络平台的实际需要予以把握，明确系统建设目标，并以此为出发点，进行系统设计和规划。
参 考 文 献
篇8
关键词关键词：CORBA；网络规划；三层体系结构
中图分类号：TP393文献标识码：A 文章编号：16727800（2014）002013402
0引言
1990年，OMG制定了OMA （Object Management Architecture 对象管理体系结构），CORBA（Common Object Request Broker Architecture 公用对象请求体系结构）是它的一种实现方案。由于CORBA 是开放式的、独立于厂商、用于网络上计算机应用的底层结构[1]，任何厂家、计算机、操作系统、编程语言及网络环境下基于CORBA 的应用均可使用IIOP标准协议，所以任何基于CORBA 的应用均能协同工作。
网络规划有两层含义：网络布设和网络优化。网络布设着重于网络中的拓扑结构设计，例如网络节点的分布，节点间的拓扑算法优化，目的在于构建一个最基本的网络框架；网络优化着眼于提升网络的整体负载性能，方便网络管理软件对各种网络业务进行管理。
目前，国内综合业务通信网网络规划系统软件的设计与实现往往存在如下问题：
（1）从体系结构上看：由于采用C/S模式进行开发，服务器负荷巨大。对于现今各项复杂的网络综合业务，客户端非常多，当所有客户端都向服务器提交服务请求时，网络负载集中于服务器端，服务器端逐渐成为整个系统的瓶颈，速度会变得十分缓慢，很难满足网络需求。
（2）从开发过程上看：现在的网络综合业务千差万别，对于每种不同的业务，在规划系统中都要开发出不同的应用程序，其代码的可移植性差、工程量大；通用的方法是采用动态链接库的方式进行设计，另一台机器上的开发人员想使用这一方法时，必须将其动态链接库拷贝过来才可使用，这便涉及到不同动态链接库的开发版本问题。
（3）从应用角度看：规划软件要对各业务的网络管理进行业务开通，这一过程集中于规划端，速度很慢，很难达到规划软件对管理软件进行优化的要求，也无法满足用户的要求。
基于上述原因，传统的网络规划系统亟待改进，而这种改进需从软件系统的体系结构规划入手。在本设计中，引入了CORBA技术作为本系统开发的支撑。采用CORBA规范构建网络规划系统软件，最终要实现数据库服务器/CORBA应用服务器/客户端三层体系结构，将对事务的处理方法封装为不同的CORBA服务，每个服务位于网络中不同的节点，形成一个逻辑上的“服务器群”。客户端通过ORB（Object Request Broker 对象请求）获取各个CORBA服务，或者通过某个CORBA服务访问数据库服务器。
1移动通信网功能需求
1.1网络规划的用况分析
网络规划系统是从传统的网络管理系统中分化出来的用于开通基本网络业务的软件系统。规划人员要通过此系统进行数据和业务的初始化工作，其主要系统模块为：设备库、网络拓扑和综合业务。
1.2设备管理功能需求
静态网络规划的设备管理只有设备库管理功能，动态网络管理中增加了设备状态实时监控的功能。
1.2.1设备库管理功能需求
设备库是整个网络规划系统开发时首先要初始化的部分。设备库管理的最主要功能是初始化设备库，即将设备添加到设备库，同时具有对设备进行修改、删除的功能。
对于大型的通信网络来说，设备非常多，所以要能够按照设备的类型一次添加多个设备。设备初始状态分为“正常”和“未使用”两种状态。
1.2.2拓扑管理功能需求
网络拓扑结构的管理包括如下功能：节点初始化、链路初始化、节点属性设置和链路属性设置。拓扑管理的重点是生成拓扑结构，在任意两个节点间找到一条最短路径。
1.2.3综合业务功能需求
由于本设计的重点是开发一个动态网络规划系统框架，网络综合业务的功能需求只能在具体的通信网络环境中提出。本系统框架只提供开发综合业务的接口。
2通信网网络规划系统软件设计
2.1网络规划系统三层体系结构
在通信网网络规划系统软件中，采用三层体系结构进行开发，在服务器和客户端之间，引入CORBA应用服务器，将对事务的处理方法封装为不同的CORBA服务，每个服务位于网络中不同的节点，形成一个逻辑上的“服务器群”。由ORB 建立该对象与客户程序之间的连接并创建一个对象，返回该对象的引用。此时客户程序可以调用该对象的方法，再由这些方法与服务程序对象交互。然后，客户程序使用对象引用调用一个对象上的操作，或引用对象包含的数据，从而减轻了服务器端的压力，均衡了网络负载，实现网络规划系统的网络优化要求，三层体系结构如图1所示。
存放数据库的计算机只存放数据库，不进行其它操作，因此该机器的硬件配置要求不高，而存放的数据库则可以具有强大的功能。CORBA应用服务群由网络中的多台计算机组成，每个计算机上存放一部分CORBA服务。一个客户端通常是针对一类业务而设置。例如在综合业务网络中，语音业务的配置可以是一个客户端，某台交换机的设置也可以是一个客户端。任何一个客户端要获得数据库中的数据或者是某项CORBA服务，都要对CORBA服务群提出请求。所以不管有多少个客户端，各客户端提出多少个服务请求，对于CORBA服务器群来说，由于处理并不是集中于网络中的某个节点，都不会造成网络拥塞，从而可以保持整体性能的稳定。
2.2设备管理
设备管理主要是对节点上交换机的管理。设备管理分为两大部分：设备库的管理以及设备的实时监控。网络中的所有设备组成了设备库，节点上的设备初始化从设备库中获取设备；设备投入运行后，对设备状态进行实时监控，以确保设备的正常工作。
设备管理要构建初始的默认设备库，以供拓扑生成和业务使用。设备管理流程如图2所示。
由图2可知，规划设备库时，首先要初始化默认的设备库，即存储当前网络中所有已布设的可见硬件设备的基本信息；然后，从默认设备库中提取设备信息，构造当前使用的设备库。这种对设备库的二级管理方式可以使对设备的规划管理更加灵活。拓扑结构的生成和所有业务的开通都基于当前设备库。规划人员可以对当前设备库的状态进行实时查询和更新。
2.3拓扑管理
网络规划软件中的拓扑管理包括如下内容：节点生成、节点属性设置、拓扑生成和链路属性设置。在动态网络规划中，网络拓扑是可以改变的，所以，节点和链路都可以随时删除和更新。
对网络拓扑的管理就是从当前设备库中提取设备以初始化网络节点，生成并管理网络拓扑结构。规划拓扑结构如图3所示。
拓扑生成时，需从当前设备库中提取设备信息。初始化节点的过程用于确定节点的类型，包括该节点上有哪些类型的交换设备，以及节点的经纬度位置。然后进行链路初始化，记录每条链路的基本信息。一条链路是两个节点间的链接。规划链路就是选择适当的路由算法（最短路径算法）生成拓扑结构。在网络规划时，不但要求任意两个节点间的路径尽量小，还需控制某个节点上的节点度，即经过节点的链路数，某个节点上经过的链路过多会造成单个节点的网络负载过大，网络负载不均衡。网络维护时规划人员能够对拓扑结构进行管理，包括对节点和链路的更新。对节点的更新会影响到此节点设备所配送的业务，对链路的更新则会影响到此链路上的业务连接信息。因此，进行拓扑维护时必须更新相应的业务。
2.4综合业务管理
网络规划的综合业务管理用于实现对各个设备上基本业务和业务连接的开通。对某一种业务的开通流程如图4所示。
开通某项业务时，首先要提取设备、节点、链路的信息，其次要提取自身已配送的业务数据和相关联的业务数据。然后，对这些数据在内存中进行关联。数据关联操作用于获取某项业务所属的链路，节点和设备，这一关联必须是能够反相的。数据关联后，规划人员就可以配送更新业务和业务连接。
3结语
本文基于CORBA规范设计了通信网网络规划系统
软件，主要用于大型通信系统。通信网络及其它与网络相关的系统都在尝试引入CORBA规范。本文对CORBA规范进行了深入研究，并尝试了将CORBA规范应用于网络规划系统软件的设计，具有很好的借鉴意义。
参考文献：
[1]AGUADO M， JACOB E. Simulation framework for performance evaluation of broadband communication architectures for next generation railway communication services[C]∥Proceedings of Intelligent Transport Systems Telecommunications， 2009：453457.
篇9
1 引言
在现代机械制造领域中，随着工厂机械制造机器人的普及，机械臂已经变得越来越重要。与传统的工业机械臂相比，未来的机械臂要能够完成更加复杂的机械加工任务。在实际的机械制造机器人应用中，衡量机械臂的工作性能主要是工作效率和工作可靠性指标。
机械臂是一个开链式的多连杆机构，用固定基座来进行固定，机械臂可以根据需要在自由端安装执行器来实现工厂生产操作，关节之间的运动可以带动连杆运动，使得机械臂运动来达到不同的姿态。本文主要针对这个问题展开研究，探讨机械臂的路径规划问题。
2 径向基函数神经网络介绍
神经网络具有分布式存储、并行协同处理和对信息具有自组织自学习等优点，所以广泛应用在人工智能方面。神经网络的大量神经元之间的连接权值和分布分别代表着特定的信息，当网络受损时可以保证网络的输出正确，这种信息处理方式大大提高了网络的容错性和鲁棒性。
径向基函数神经网络是基于函数逼近理论的，是根据系统的海量样本数据来选择隐含层神经元的径向基激活函数，可以用基函数来表示，能够无限的逼近真实的算法表达，它选择合理的隐含层单元个数和作用函数，能够把原来的非线性不可分问题映射成线性可分问题，把不好处理的非线性问题方便的简化为线性问题。径向基函数神经网络在训练时，在给定训练样本后学习算法要解决的核心问题是：设计神经网络的网络结构和求解相关的参数。网络结构设计主要包括网络的输入、网络的输出个数，隐含层节点数目。相关的参数主要包括涉及的参数有径向基函数的中心值、以及函数宽度和权值。
径向基函数神经网络属于一种性能较优的前馈型神经网络，它具有多维度非线性的映射能力和并行信息处理的能力，以及强大的聚类分析能力。与BP神经网络相比，径向基函数神经网络的网络拓扑结构采用的是径向对称的核函数，这样可以大幅提高神经网络的学习速度，同时能够避免陷入局部极小，具有较好的全局寻优能力，同时也具有较好的逼近任意非线性映射能力。
3 机械臂路径规划设计
机械臂轨迹规划主要研究的是机械臂在多维空间中的运动路线，即给定一个初始状态位姿，一个期望的末端执行器的位姿，根据规定的要求来寻找连接初始状态和期望状态的最优有效路径，然后把最优路径转变为机械臂各个关节的空间坐标，进一步转化为机械臂的各个关节的位移、速度和加速度，就形成了机械臂的路径。
机械臂的动力学状态模型为：
其中：D（q）为对称正定的惯量矩阵，为哥式力与离心力矩阵，G（q）为重力项矩阵，q为机械臂关节角位移矢量，为机械臂的角速度矢量，为机械臂的角加速度矢量，为机械臂各关节控制力矩输入矢量。
机械臂的动力学参考模型为：
其中，y为2n+1的参考模型状态矢量，r为n×1的参考模型输入矢量。
径向基函数神经网络包括一个输入层、一个隐层和一个输出层。隐层由一个径向基函数组成，和每个隐层节点相关的参数为网络中心向量和半径。本文选择高斯函数作为径向基函数。本文选择的神经网络训练方法为：输入层到隐层用无导师的聚类算法来训练，常用的是K-均值算法和模糊聚类算法，来确定神经网络的中心向量和半径，隐层和输出层的权值调整用有导师指导算法，来确定权重向量。
算法流程如下：首先对样本数据进行聚类，然后确定神经网络的隐层节点的中心的初始值，将这些样本进行分组，然后将训练样本按照距离的远近向隐层节点的中心聚类，完成后计算样本的均值，将样本均值赋值给隐层中心作为下一次迭代的聚类中心，下一步要判断聚类过程是否结束，聚类结束标志是当划分的每个聚类的样本中心不再变化。然后再计算下宽度半径，宽度半径等于每个聚类中心与该训练样本之间的平均距离。
通过算法验证，对机械臂的路径规划验证了算法的合理性和可行性，规划后支反力和扭矩等动力性能较好，完全满足工程需求。
篇10
【关键词】WCDMA 网规网优 Monte Carlo仿真 导频强度
1 引言
3G的商用已经紧锣密鼓地展开,在网络建设的初期,网络规划设计和优化尤为重要。作为三大标准之一的WCDMA已经在欧洲和亚洲的一些国家和地区商用,取得了良好的效果。
WCDMA系统除了可以提供比GSM更高的频谱利用率外,最主要的是可以为移动用户提供非对称多媒体业务。由于采用宽带码分多址(WCDMA)接入方式,其在无线接口设计方面有许多新的特点,例如上、下行链路1.5kHz的快速功率控制、支持软/更软切换等。在WCDMA系统中,干扰分析特别重要,基站灵敏度要视特定小区和业务而定。因此,WCDMA网络与传统GSM网络有着本质的不同,对网络规划设计提出了更高的要求,在规划设计时需考虑更多的因素。
2WCDMA无线网络规划设计需考虑的问题
WCDMA系统无线网络规划设计中有许多关键问题,包括多种业务支持、干扰受限、覆盖与容量相互依存、导频功率分配等,下面进行简单的陈述。
2.1 多业务支持
WCDMA系统将不局限于提供话音和低速电路型数据业务,还支持包括高速分组数据业务在内的多种业务接入。各种业务对服务质量(QoS)要求的不同将直接影响信噪比门限参数的设定,因此不同的业务对应着不同的覆盖半径。网络规划工程师在实际工作中必须依据混合业务模型,从中级业务小区半径着手进行规划,在小区中均匀覆盖区域提供高速率业务,在小区边缘提供低速率业务;覆盖区域设计成连续覆盖,并对热点覆盖区域进行优化以提供高速数据接入。
2.2 干扰受限
WCDMA是一个自干扰系统,其容量受制于干扰电平的大小,干扰控制在WCDMA网络中显得尤为重要。采用合理的功率控制方法来降低干扰是WCDMA无线网络规划的关键,链路性能和系统容量都取决于干扰功率的控制结果。简要地讲:在WCDMA系统中,既要保证一定的通话效果和服务质量,又要把干扰降低到最小。
2.3 覆盖和容量规划
WCDMA系统是一个干扰受限系统,因此小区负荷的变化会对小区允许的最大传播损耗产生影响,也就是对覆盖产生影响;同时小区负荷的大小又是小区容量的决定因素。在多业务环境下,不同业务(话音、数据等)需要不同的无线承载,需要不同的物理信道,使用不同的扩频因子,获得不同的处理增益,其抗干扰能力不同,由此产生不同的接收机所需信噪比(SNR)门限要求,支持不同的覆盖范围。
一个小区的业务量越大,就意味着干扰越大,在相同的处理增益下,小区半径就较小,小区覆盖随系统负载的这种动态变化称为“小区呼吸”效应。WCDMA系统中,当负荷较小时,小区上行链路覆盖受限(coveragelimited),因为上行小区覆盖取决于手机的发射功率和基站热噪声;而当负荷较大时,小区下行链路容量受限(capacitylimited)。即在WCDMA网络规划时,覆盖和容量的规划对于上、下行链路是不同的,此外还要将它们二者之间的规划联合起来考虑。
2.4 导频功率分配
在WCDMA系统中,公共导频信道(CPICH)信号强度与系统性能有很大关系,表现在:导频信号强度的大小确定了小区的服务区域;根据导频信号的大小决定哪个小区可以进入激活集内实施软切换;移动台使用导频信号可获得系统消息并且利用它进行信道估计。在进行无线网络规划时,导频信道功率的分配非常重要,最优的导频信号功率可以在保证小区覆盖基础上对邻小区产生最小的干扰,从而达到最大的系统容量。
3 WCDMA无线网络设计与优化
3.1 WCDMA无线网络设计流程
WCDMA无线网络规划设计分为六个步骤,依次是:制定规划目标、传播模型校正、网络预规划、站址勘查和选择、无线网络设计(无线仿真)、网络优化。设计步骤见图1:
在WCDMA无线网络设计中,首先制定规划目标,设计目标应综合考虑市场需求和成本因素。这些因素将极大地影响所需要的基站数目和配置,包括所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型、每个区域内每种业务所要达到的覆盖概率、需满足的服务质量等。此外,还要收集各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料和网络增长规划等信息。
其次完成传播模型的校正。传播模型用于路径损耗的预测,为WCDMA系统的覆盖规划提供依据。在实际移动通信环境中,在系统设计之前,应该选用合适的传播模型进行路径损耗的预测;在有条件的情况下,进行车载测试,根据测试数据,对原始模型进行校正来获得更准确的路径损耗预测。
无线网络预规划是根据规划目标中提出的要求,综合考虑网络的覆盖、容量和质量,根据链路预算计算出网络在不同的地理区域(密集城区、城区、郊区、农村等)下所需要的基站间距以及覆盖面积,结合客户提供的初选站址信息得出基站的初始布局。
根据网络预规划结果提供的基站数量及站间距,在建站的可行性分析基础上,寻找合适的站址并进行筛选,同时建立基站信息数据库,主要包括:基站经纬度、基站可能的天线高度、方位角、基站周边环境、天馈线、天线与机房的位置等。
在站址确定以后,为了进行更精确的设计,提早发现网络设计的不足,必须借助网络规划工具对网络进行全面的仿真分析,根据仿真分析结果对网络进行优化处理,以得到尽可能满意的网络覆盖。
3.2 WCDMA无线网络设计及仿真
本次WCDMA无线网络设计拟建规模为全套最小配置化的核心网系统以及无线子系统,其中RNC配置两套、基站配置6套,可支持跨RNC间切换。WCDMA系统中容量与覆盖密切相关,所承载的用户数量和覆盖距离可以互相转换。在网络初期,用户较少,覆盖范围较大;随着用户的增加,基站覆盖范围会变小。本系统采用2010年预测用户的1/10来进行模拟仿真。
本设计中我们采用了Sbell规划工具A9155中用于WCDMA场强预测的标准传播模型(SPM)作为路径预测模型,SPM建立在经典的Hata模型基础上,引入了绕射、地物对传播的影响,能够精确用于150MHz～2000MHz频段近距离和长距离的场强预测。在此基础上,我们通过实际车载测试,对上述预测进行了校正,得到较准确的场强预测结果。
在预规划工作中,需根据链路预算计算出网络在不同的地理区域下所需要的基站间距以及覆盖面积。因为下行功率被所有公共信道和业务信号共享,而上行功率是有限的,因此覆盖设计主要基于上行链路预算。图2为网络预规划工作流程图:
借助专业规划设计软件,利用当地的数字地图及校正的传播模型,通过Monte Carlo模拟法仿真移动业务量分布,对无线网络中各种性能进行分析。在Monte Carlo仿真中,用户根据预先的业务模型被随机地分布在指定区域里,每个用户被指派了随机的位置、随机的业务类型和移动性、上下行速率及业务状态(激活或未激活);然后进行系统性能仿真来判断网络的性能指标,比如:导频覆盖、Ec/Io(码片能量与干扰之比,单位dB)、上行发射功率等是否满足要求。
通过仿真分析,我们得到最佳服务小区的Ec/Io如图3所示,相应的统计见表1。最佳服务小区Ec/Io是反映干扰有没有得到有效控制的重要指标值,设计目标是希望在覆盖的大部分区域里Ec/Io都能高于-12dB,尽可能使小区容量和通话质量达到最佳。
从图3可见,大于-12dB的区域在进行话音呼叫的时候可以保证优良品质,即为图中蓝绿色区域所示;小于-12dB的区域可能还可以通话,只不过服务可靠性比较差,即为图中紫色区域所示。另外图中出现了相当面积的白色区域,此为覆盖盲区。由此可见,基站部署不合理,导频覆盖质量较差,出现了严重的覆盖不连续现象。
由表1中的统计数据可以更加清晰地看到,由于本设计方案中基站分布范围过大,无法达到连续覆盖效果,出现了覆盖盲区,因此需要对本方案进行优化调整。
3.3 WCDMA无线网络优化及仿真
通过规划设计软件输出结果评估设计方案,如果预算所得到的覆盖质量未能满足要求,需进行网络优化。通过优化处理,然后重新进行Monte Carlo仿真验证,最终获得一个最优的网络设计。这是一个循环往复的过程,直至网络设计满足各项指标需求。
根据前述Monte Carlo仿真看到,网络覆盖特性没有达到设计目标,即在加载容量进行最佳服务小区Ec/Io性能仿真时,部分区域出现小于-12dB的情况。为达到目标,常用的优化措施包括:调整基站位置、数量、导频功率、天线高度、天线方位角和倾角等。此外还可以通过调整物理层参数,比如:减小业务所需的Eb/No值、减小基站射频部分的基站噪声指数、减小干扰储备、增加天线增益等,改善上行链路覆盖。
在本设计中,首先通过基站调整,我们放弃了一部分范围的覆盖;又进行了相关参数的调整,最终保证设计区域内达到比较满意的覆盖效果。经过仿真分析后得到优化后的最佳服务小区的Ec/Io如图4所示,相应的统计表如表2所示:
从图4可见,经过基站调整之后,基本上消除了白色区域的覆盖盲区,达到了较理想的覆盖。由表2统计数据可见,优化后的设计方案已达到了连续覆盖效果。
4 结束语
系统仿真可用于系统实施和系统优化,从而加速网络建设进度,保证了系统建设质量。本文在专业规划仿真软件的基础上,设计实现了WCDMA网络,根据Monte Carlo仿真结果对设计方案进行了修正和优化,得到了对网络覆盖、干扰等性能的最终预测,确定了系统设计参数,完成了最终的WCDMA无线网络设计和基站配置。
WCDMA网络规划是一个系统工程,需要依靠丰富的无线网络规划和运营经验。虽然目前有一些CDMA网络规划的经验可以借鉴,但WCDMA网络规划要复杂得多。在充分利用现有2G网络条件和运营经验进行3G网络的规划与实施的同时,平衡好覆盖、容量和服务质量的关系,提交给客户一个优质高效的WCDMA网络,最大限度地满足终端用户的质量需求,就可以在日益激烈的竞争中取得质量竞争优势。
参考文献
[1]张长刚,孙保红,等. WCDMA无线网络规划原理与实践[M]. 北京: 人民邮电出版社,2005.
[2]周胜,等译. WCDMA技术与系统设计[M]. 北京: 机械工业出版社,2002.
[3]Vijay K.Garg. 第三代移动通信系统原理与工程设计[M]. 北京: 电子工业出版社,2001.
