网络协议标准范文

导语：如何才能写好一篇网络协议标准，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】多业务传输管线通信军用

在同步数字体系技术的基础上，多业务传输平台技术逐渐发展起来。它兼有同步数字体系技术的优点，又可以对异步传输模式、时分复用模式、ip同时承担，可以统一管理和控制这些业务，逐渐成为军用网络的新兴传输协议。多业务传输平台技术可以在同步光纤网或同步数字体系上稳定、快捷地传送，灵巧地优化了时分复用模式、异步传输模式、网络之间互连的协议和以太网的融合。基于多业务传输的光纤通信网络以其成熟、稳定、可靠、灵巧的技术魅力，逐渐在军用网络领域得到广泛应用。

一、多业务传输平台技术的特点

多业务传输平台技术与同步数字体系具有同样的数据帧结构，继承了同步数字体系的标准光接口、低速度信号科学部署、自愈环技术以及便捷的网络管理功能，能够优化传输时分复用模式、网络之间互连的协议和异步传输模式的传输。

基于同步数字体系的多业务传输平台技术优势体现在对以太网、异步传输模式的兼容上。比如在通信业务的表现上有异步传输模式技术接口，可以用时分复用模式传送视频数据，以及用网络互连协议传输在以太网上等。

在新发展的多业务传输平台上，其能够在同步数字体系的传输通路上，按照系统要求分离传递时分多路复用模式语音数据的实现数字信号复用和构建传输网络的通信体制，可以分担传输网络协议的网络带宽。

传递语音和实时数据的虚拟传输通道要具备同步数字体系的功能，遵循传统的同步数字体系保护模式，来保证语音和数据传输的延迟和抖动合乎服务质量。借助弹性分组环和多协议标签交换传递的数据要依照IEEE 802.17规定的多协议标签交换传递表征。

弹性分组环和多协议标签交换技术可以独立应用在多业务传输平台上，也可以合并运行。内嵌弹性分组环时，数据通过ethernet接口直接整合安置到弹性分组环的媒体访问控制层，接着把媒体访问空之城数据包通过通用帧规程匹配到同步数字体系传递，同时匹配多个虚拟通道来传输弹性分组环数据。

二、多业务传输平台技术光纤综合通信网络平台核心技术研究

多业务传输平台技术光纤综合通信网络平台借助同步数字体系传输技术，利用弹性分组环和多协议标签交换进行交换和传输互联网数据。

（1）同步数字体系+弹性分组环+多协议标签交换的融合技术。多业务传输平台技术融合了同步数字体系+弹性分组环+多协议标签交换技术传输交换话音、视频、实时数据等。通常情况下，实施性质的语音、视频数据以时分复用方式传递；对于网际互联等突发性数据则以弹性分组环和多协议标签交换协议实现传递。协议标签交换协议兼有网际互联和异步传输模式的优势，还有网际互联协议的机动性、易拓展性，具有异步传输模式硬件交换技术的质量保证性、管控流量功能。

（2）弹性分组环协议的实现。弹性分组环是依托网际互联协议实现的媒体访问控制协议。摒弃了传统的冗余式交换机配置，取而代之的是双管线环路的链路组织，系统可靠性和传输能力明显提高。弹性分组协议的核心技术是两环架构、自寻拓扑、复用空间以及智能切换等。通用成帧规程、链路接入规程协议、Virtual Concatenate技术和链路自控协议是弹性分组环协议的核心部分，其确保了弹性分组环协议在同步数字体系中的有效传递，以及自动控制带宽。

（3）多业务传输平台技术协议的实现。多业务传输平台技术是网际互联业务实现的核心，其能有效保证网络服务质量，可以实时传递指挥控制命令。在数据的安全方面，要注意隔离不同类型的数据网络，虚拟专用网可以有效发挥作用。

三、多业务传输平台光纤综合通信网络的组建

在多业务传输平台光纤综合通信网络的组建中，核心技术有：a.电信管理网技术；b. Network Architecture总体技术。c.通信网管理技术。d.通信网的互通互联。e.通信网信息安全技术等等。

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关键词 视频会议系统；视频会议技术；发展趋势

中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）68-0184-02

电视会议是通过电视和通信网络在两个或者多个地点之间举行的虚拟会议，它通过各种设备传送图像、声音以达到交流的目的，还可以通过白板发表意见；同时还能够观察与会人员的表情、动作、形象等，在会议效果上几乎等同于现场会议。电视会议适应了信息化时代便利、快速的特点，支持了远距离人们之间进行信息共享与交流，越来越多的公司、企业以及政府部门开始应用电视会议技术。

1 电视会议系统组成

电视会议系统主要由终端设备、传输设备、节点交换设备、附属备件等组成。1）终端设备。终端设备主要是完成信号发送与接收任务的，它将信息、音频、视频等各种信号进行处理之后组合成数据码流，再将数据码流进行信号格式转变，使其能够进行传输。终端设备主要有电视机、麦克风、控制切换设备、图像处理设备、编译码器、调制调解器等；2）传输设备。传输设备是经过终端设备加工后传输语音信号、图像信号的信道，主要有数字微波、卫星、电缆、ISDN网络、光缆、DDN专线等信道；3）节点交换设备。节点交换设备也就是多点控制单元。当有多方共同举行电视会议的时候，必须要使用节点交换设备将终端设备发出的信息、音频、视频等信号转换成为同一种模式的信号格式，然后再进行分配。节点交换设备就像一台交换机，将来自各个会场的信息流进行同步分离，将信息、音频、视频等数据抽取出来完成切换或者混合，最后将各个会场所需要的信息进行重新组合，送往对应会场的终端设；4）相关的附属备件。包括计算机监视器、放映机、白板、录像机、投影仪等。

2 电视会议技术发展

2.1 协议标准

随着视频会议系统市场需求的旺盛，越来越多的企业从事这方面的生产与研究工作，为了有效解决不同厂家生产的产品之间的互通问题，国家电信联盟自20世纪90年代便开始制定全球统一的视频会议标准。制定的主要保准有用于ISDN上的H.320协议，用于局域网桌面上的H.323协议，用于电话网上的H.324协议，用于B-ISDN与ATM网络上的H.310协议，还有视频编解码标准H.261、H.263、G.771、H.263+、H.264等。其中，H.320协议与H.323协议是最为成熟的技术，现在，H.323是目前世界上应用最广泛的协议标准。

2.2 编解码技术

在各种信号的传输当中，视频信号的传输占用的带宽比较多，编解码技术是减少带宽一个关键环节。目前视频编解码的保准主要有两个，一个是国际标准化组织制定的MPEG系列，另一个是国际电信联盟制定的H.26X系列。MPEG系列主要有MPEG-1、MPEG-2以及MPEG-4等；H.26X系列主要有H.261、H.263以及H.263+等。国际电信联盟于2005年推出的H.264因其低码率，尤其是高达102:1的数据压缩比，在视频编解码技术中得到广泛应用。当前，H.265也正在研发制定阶段，它的压缩比率甚至比H.264要高1倍以上，而且对编码与解码过程的计算量没有明显的影响。随着技术的不断发展，人们也正在将计算机视觉以及图形图像的识别、理解技术等相关内容融入至压缩编码算法当中。这些新算法、新理论正在不断促使着信息处理技术前进与完善，从而推动了电视会议技术的发展。

2.3 网络技术

目前，使用比较多的网络有ATM网、IP技术、宽带智能网。1）从网络技术的发展趋势来讲， IP技术的应用已经成为一个新的发展趋势。多媒体网络的一个发展趋势技术IP技术，尤其是IPV6技术更是进一步增加了IP的地址空间，具有了动态地分配网络地址与支持实时业务的功能，使IP层安全因素得到大大增加；2）宽带智能网突破了ATM网的局限，具备一些ATM网没有的功能，实现了将业务控制和信息传输分离开来的目标，而且系统的扩展性与相容性也比较好；3）ATM具有面向连接、延时小、吞吐量大、端口速率高等许多的优点，多媒体通信需求得到完全满足。但是设备的花费比较高，还要受到ATM网络的限制，如果没有ATM网则无法使用。因此，具体选择哪种网络技术方式来举行电视会议，要从工作效率、管理水平以及管理费用等方面进行综合考虑。

3 视频会议发展趋势

3.1 高清视频

由于交互式多媒体电视会议技术的时效性、可靠性以及传输载体质量与数量的不断提高，音频、视频传输也会更加逼真、清晰。同时接入方式的多样化，能够兼容不同速率、不同标准、不同厂家生产的各类终端。诸多的优点，使得多媒体电视会议技术有着更广阔的市场前景。

3.2 云视频会议

云计算技术的运用，使云视频会议具有高保真音频以及高清晰视频，数据可以同步传送，实现了协同操作；只要有网络与终端，就可以支持万人以上甚至数十万人同时举行会议。虽然云视频会议具有诸多的优点，但是性能的稳定性阻碍了其发展前进的脚步，所以安全系数高、简单易用、稳定性强等性能过硬的产品是厂家研究方向的重点，而不是研发更多的功能。

3.3 三网融合

三网融合指的是互联网、广播电视网、电信网的融合，将三者进行整合使其成为统一的相互兼容、相互渗透的信息同信网络，这就意味着视频会议将会不再受制于带宽的限制，实现成本较低的高数据流。三网融合也使手机屏、电脑屏以及电视屏统一起来，从而使会议地点不再局限于会议室内。

4 结论

近几年来视频会议技术发展飞快，技术不断成熟，音音频与视频传输质量有了大幅度提高，安全性与稳定性也有了长足的进步。随着云计算机的应用以及三网的融合，更是对视频会议的发展起到了推波助澜的作用。由此可以看出。视频会议技术的发展前景充满希望，以后会逐步地向集约化、简单化的方向发展，更贴近大众市场。

参考文献

[1]倪奇志，李文，苗军.SRIO联手DSP阵列创完美电视会议系统[J].信息系统工程，2008(9).

[2]李志钢. Pro/ENGINEER中创建尺寸阵列特征的思路及方法[J].CAD/CAM与制造业信息化，2007(1).

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关键词：无线校园网 安全认证

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0186-01

近几年来，全国高校兴起无线校园网络的建设热潮。北京大学，北京航空航天大学，广州大学等高校已建成并投入使用。基于无线网络，能够打造一个数字化的校园，各种通信设备可以随时随地地接入网络，提升校园信息化水平；依托无线校园网建设的校园安防监控体系，扩展性强，能够即时增减监控摄像机；通过无线网络可以向智能终端推送信息，便于即时下达各种通知。只要善加利用，无线校园网可以大大方便师生工作学习，提高教学科研效率[1]。

无线校园网基于IEEE 802.11系列协议标准，现在市场上主流设备采用802.11n协议，最新的802.11ac，802.11ad协议标准已制定完毕。理论上，802.11ac设备能提供最少1Gbps的带宽进行多站式无线局域网通信，或者最少500Mbps的单一连接传输带宽。802.11ad使用高频载波的60GHz频谱，理论速度达到7Gbps，可用于实现室内无线高清音视频信号的传输，为无线多媒体应用带来完备的高清音视频解决方案。

由于其开放的特点，无线局域网的安全性一直备受关注。早期的无线局域网主要采用无线网卡物理地址（MAC）过滤、服务区标识符（Service Set Identifier，SSID）匹配、有线等效保密（WEP）等安全技术。上述三种安全技术提高了无线网络传输的安全性，但是都存在不同程度的缺点：虽然理论上MAC地址具有唯一性，但在实际应用中， MAC地址可以进行伪造。由于AP每隔一定时间会送出一个信标帧（Beacon Frames），其中包含有信标间隔、时间戳和SSID等信息，这样非法入侵者就能自动搜寻频道找到合法的SSID接入网络。为了保护传输数据，WEP使用了RC4算法来加密从接入点或者无线网卡发送的数据包。RC4算法本身是一种安全的算法，但在RC4算法的无线实现中，由于初始向量（Initialization Vector，IV）本身的弱点，带来了很多安全问题。针对802.11的安全问题，随后又出现了VPN-Over-Wireless技术、WPA（Wi-Pi访问保护）两种新的安全技术。为了进一步加强无线网络的安全性，IEEE工作组又了802.11i标准。这一代安全标准定义了安全网络RSN（Robust Security Network）的概念，从数据加密和控制访问两方面对以往无线局域网的安全措施进行了改进和加强[2]。

无线校园网常见的安全问题有：Rouge AP隐患和802.11协议攻击。Rouge AP隐患即学生将一些未经许可的无线AP私自接入网络，对全网的安全稳定性造成危胁。常见的802.11协议攻击有无线报文的FLOOD攻击，NULL DATA报文攻击和Weak IV攻击。对于Rouge AP问题可以通过在所有以太网端口进行Portal或802.1x认证来解决，对于协议族攻击，可以通过设置一个动态黑名单，时刻检测全网设备，将任何发起攻击的无线客户端添加到此动态黑名单中。下面我们通过分析H3C安全策略来研究下无线校园网安全认证问题的解决方案。

H3C公司的无线安全解决方案为EAD（Endpoint Admission Defense）端点准入防御。由两大功能模块组成：安全防护和安全监控。安全防护是从入网终端的安全控制入手，通过对终端进行安全认证，对达不到安全标准的终端进行修复，保证网络的安全。而安全监控是通过在终端入网在线过程中，实时监控其安全状态，并针对安全问题采取适合的应对措施，实时保障网络安全。

EAD整体控制，主要是通过身份认证，安全认证和动态授权三步控制整个网络体系的安全。对所有接入的用户身份进行认证，非法用户将被拒绝接入网络，支持802.1x和Portal认证，身份认证不仅仅局限于用户名和密码，还可以绑定IP，MAC，VLAN和端口等。对通过身份认证的用户再进行安全认证，由安全策略服务器验证用户终端的安全状态（包括补丁版本、病毒库版本、软件安装、系统服务、注册表、是否登录密码为弱密码等）是否合格。安全认证不合格的终端被安全联动设备通过ACL策略限制在隔离区进行安全修复。进入隔离区的终端可以进行补丁、病毒库的升级、卸载非法软件和停止非法服务等操作，直到安全状态合格。如果用户通过了身份认证、安全认证，则安全策略服务器将预先配置的该用户的权限信息（包括网络访问权限等）下发给安全联动设备，由安全联动设备实现按用户身份的权限控制。安全联动设备根据安全策略服务器下发的监控策略，实时监控用户终端的安全状态，一旦发现用户终端安全状态不符合企业安全策略，则向EAD安全策略服务器上报安全事件，由EAD安全策略服务器按照预定义的安全策略，对用户采取相应的控制措施。

随着802.11系列协议不断完善和设备厂商对其产品安全策略的不断改进，无线校园网的安全性将获得良好保障。不久的将来，无线校园网必将成为高校的必备设施。

参考文献

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【关键词】MPLS；VPN

【中图分类号】TP393 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0074-01

1、MPLS VPN简介

随着网络经济的发展，企业对于自身网络的建设提出了越来越高的要求，主要表现在网络的灵活性、经济性、扩展性等方面。在这样的背景下，VPN以其独有的优势赢得了越来越多企业的青睐。利用公共网络来构建的私有专用网络称为虚拟私有网络（VPN，Virtual Private Network）。在公共网络上组建的VPN像企业现有的私有网络一样提供安全性和可管理性等。在所有的VPN技术中，MPLS VPN具有良好的可扩展性和灵活性，是目前发展最为迅速的VPN技术之一。

MPLS即多协议标签交换属于第三代网络架构，是新一代的IP高速骨干网络交换标准，由IETF所提出，由Cisco、3Com等网络设备大厂所主导。从MPLS字面上来看，它是一个可以在多种第二层媒质上进行标签交换的网络技术。这一技术结合了第二层的交换和第三层路由的特点，将第二层的基础设施和第三层路由有机地结合起来。第三层的路由在网络的边缘实施，在MPLS的网络核心则采用第二层交换。

2、MPLS VPN工作原理

MPLS是一种特殊的转发机制，它把进入网中的IP数据包分配标签，并通过标签的交换来实现IP数据包的转发。标签作为替代品，在网络内部MPLS在数据包所经过的路径沿途通过交换标签，而不是看数据包的IP包头来实现转发，当数据包要退出MPLS网络时，去掉数据包上的标签，继续按IP包的路由方式到达目的地。MPLSVPN有三种类型的路由器，CE路由器、PE路由器和P路由器，主要工作流程如下：

（1）CE到PE间通过IGP路由或BGP将用户网络中的路由信息通知PE，在PE上有对应于每个VPN的虚拟路由表VRF，类似有一立的路由器与CE进行连接。

（2）PE之间采用MP-BGP传送VPN路由信息以及相应的标签（VPN的标签，以下简称为内层标签），而在PE与P路由器之间则采用传统的IGP协议相互学习路由信息，采用LDP协议进行路由信息与标签（用于MPLS标签转发，以下称为外层标签）的绑定。到此时，CE、PE以及P路由器中基本的网络拓扑以及路由信息已经形成。PE路由器拥有了骨干网络的路由信息以及每一个VPN的路由信息VRF。

（3）当属于某一VPN的CE有数据进入时，在CE与PE连接的接口上可以识别出该CE属于哪一个VPN，进而到该VPN的VRF路由表中去读取下一跳的地址信息。同时，在前传的数据包中打上内层标签。下一跳地址为与该PE作对等的PE的地址，为了到达这个目的端的PE，在起始端PE中需读取MPLS骨干网络的路由信息，从而得到下一个P路由器的地址，同时采用LDP在用户前传数据包中打上用于MPLS标签交换的外层标签。

（4）在MPLS骨干网络中，初始PE之后的P均只读取外层标签的信息来决定下一跳，因此骨干网络中只是简单的标签交换。

（5）在达到目的端PE之前的最后一个P路由器时，将把外层标签去掉，读取内层标签，找到VPN，并送到相关的接口上，进而将数据传送到VPN的目的地址处。

（6）P路由器完全依据MPLS的标签来作出转发决定。由于P路由器完全不需要读取原始的数据包信息来作出转发决定，P路由器不需要拥有VPN的路由信息，因此P只需要参与骨干IGP的路由，不需要参加MP-BGP的路由。从MPLS VPN工作过程可见，MPLSVPN丝毫不改变CE和PE原有的配置，一旦有新的cE加入到网络时，只需在PE上简单配置，其余的改动信息由BGP自动通知到CE和P。

3、MPLS体系结构

（1）标签边界路由器LER是MPLS的入口/出口路由器，在MPLS域与其他网络边缘的标记交换路由器，主要功能是进行IP报文初始化处理、分类等第三层功能和标签绑定功能。在入口处将IP地址转换成标签，在出口处又将标堑恢复成IP地址。

（2）标签交换路由器LSR是支持标记交换协议的路由器，具有第三层转发分组和第二层交换分组的功能。它能运行传统的IP路由协议，并能执行一个特殊控制协议以与邻接的LSR协调标签的绑定信息。

（3）标签Label（如图3-1所示）

4、MPLS VPN在信息网络中的应用

基于MPLS技术平台实现的MPLS VPN，以其独具特色的优势赢得了越来越多的企业的青睐，令企业可以较少地关注网络的运行与维护，而更多地致力于企业的商业目标的实现。

MPLS是多协议标签交换协议的简称。MPLS VPN网络中，有三种设备：CE、PE和P路由器，CE是用户直接与服务提供商相连的边缘设备，可以是路由器、交换机或者终端；PE是骨干网中的边缘设备，它直接与用户的CE相连；P路由器是骨干网中不与CE直接相连的设备。P路由器并也不知道有VPN的存在，仅仅负责骨干网内部的数据传输，但其必须能够支持MPLS协议，并使能该协议；PE位于服务提供商网络的边缘，所有的VPN的构建、连接和管理工作都是在PE上进行的。

采用MPLS VPN技术可以把物理上单一的IP网络分解成逻辑上隔离的网络，并且每个VPN单独构成一个独立的地址空间，即VPN之间可以重用地址，在分配地址时不必考虑是否会与其他的VPN发生冲突，只需要考虑在本VPN之内不冲突即可，这样可以解决IP网络地址不足的问题，也方便网络的扩展和变更。

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【关键字】 视频会议 视频监控 融合 互联互通 解决思路

一、国内视频系统现状

1.1视频会议系统

视频会议是用视频会议终端在两个或多个地点的用户之间举行会议，实时传送声音、图像的通信方式。它同时还可以附加静止图像、文件、传真等信号的传送。参加视频会议的人员，可以通过视频终端发表意见，同时看到对方，并显示在黑板、白板上的字图，使在不同地点参加会议的人员感到如同和对方进行“面对面”交谈。

1.2视频监控系统

视频监控是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，通过获得有效数据、图像或声音信息，管理部门对突发性异常事件的过程进行及时监视和追忆，用以提供高效、及时指挥和高度、布置警力、处理案件等。

1.3指挥调度

相对于视频会议和视频监控而言，指挥调度的应用场景更复杂。通常在对视频会议和视频监控系统接入后，还需要接入IP电话、手机、语音集群等，并且需要支持在复杂条件下的网络通信。

1.4其它应用

远程医疗

通过卫星链路实现远程手术示教，提高对医疗资源的有效利用，解决边远地区医疗资源不足的问题。这种方式也可以用于对驻外维和任务、应急抢险救灾等场景。

教育录播

通过视频方式，达到对教学信息的实时有效传递。

视频直播

随着智能手机以及3G/4G网络普及，多元化商业模式已经成熟，这些条件满足了客户个性化需求和应用场景多样化挑战，也使得视频直播成为目前移动互联网上的爆发点。

二、国内视频融合存在问题

随着近些年来视频系统的不断发展，以及对各行各业的不断渗透和定制，很多企事业单位、公司内部也已经实现这些系统和网络的建设。目前的视频信息应用系统中，音视频资源包含的信息量大，细节充分，在日常工作和管理中占有重要的地位，应用也相当广泛。但是，由于早期系统建设标准的不一致，各个业务体系之间彼此独立，体系内也存在信息种类多样、品牌杂、厂商多、协议乱、非标化、烟筒多、管理难的问题，不仅不能在各体系间实现资源的互联、互通和信息共享，而且还导致视频资源重复建设，调度使用不便等问题。

主要问题表现归结起来就是两个字：通和控。

2.1通的问题

“通”，主要与呼叫协议和能力级协商等相关。比如视频会议H.323体系中H.225呼叫控制协议、H.245媒体控制协议就属于该范畴，当协议中规定的能力交换等内容双方约定不一致的时候，就会在通的环节上出现问题。视频会议系统大致经历了窄带、半宽带和宽带3个发展阶段，即分别以H.324、H.320和H.323技术发展起来的视频会议系统。其中，H.323标准是ITU-T于1996年由H.320/H.324的基础上发展而来，比较成熟，是视频会议系统领域应用最为广泛、设备支持厂商最多的协议标准，其目标是在基于IP的网络环境中实现可靠的面向音视频和数据的实时应用。从发展趋势来看，以H.323技术发展起来的宽带视频会议系统是视频会议的发展方向。

SIP是一个面向Internet会议的电话简单信令协议，也考虑了对其他协议的扩展适应性，具有较好的可扩展性和灵活性，它与其他协议，如会话描述协议（SDP）、会话公告协议（SAP）、实时传输协议（RTP）等结合后，能够部署和管理各种应用。

当然，SIP协议正处于不断补充、发展和完善过程中，SIP和H.323协议都可以用于建设视频会议，但二者既不兼容、也互不包含，协议互通是当前存在的重要问题。对监控系统来讲，“通”则体现在系统设备的注册、设备信息上报等方面，存在注册失败、信息不全等问题。

网络化监控时代，安防监控不再是独立系统，无论何时何地都可以大联网应用，但又要受到协议限制，不同厂家产品通信协议不同，由此不同品牌之间产品无法实现对接；即便是同一品牌，不同型号产品，也会出现协议不统一的情况，阻碍了网络设备联网应用。于是，行业内出现了各种通信协议互联标准，如ONVIF（开放型网络视频接口论坛）、PSIA（物理实体安防互操作性联盟）、SVAC（安全防范监控数字视音频编解码技术标准）、GB/T28181（安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求）等。

2.2控的问题

“控”，主要是标准协议大框架下细节的差异性。比如标准协议中规定了申请主席，设置发言人、网络检测、丢包重传等内容，但对控制时序及上层操作方式等没有规定，故各厂商之间存在标准协议之外操作类功能互控问题。

需要解决的问题包括呼叫建立和呼叫释放消息序列的映射，映射H.323和SIP网络之间的媒体编码算法，预留和释放与呼叫相关的资源，处理在通话过程中的信令消息和特色业务等。“控”，对监控系统来讲，需要解决的问题体现在对前端摄像机码流浏览、云台控制、语音呼叫等过程，实时视音频点播、设备控制、报警事件通知和分发、状态信息报送、智能分析等功能方面存在控制无效等问题。

三、视频融合解决方案

一般来说，在当前多协议共存、大协议栈下各定自己标准，视频融合实现方式目前大多数都是采用协议转换网关，这是最高效解决方案。除此之外，向上封装提供完整的API接口、遵循国内国际标准，也是常用方法。当然，这需要整个行业共同努力，积极构建行业发展形势。

3.1提供API

开放式平台供应商提供常用的API接口，让合作伙伴及最终用户可以在平台上得到兼容。是否能提供API接口由视频会议及监控的架构决定，开放式平台可使第三方系统和设备有效兼容，在会议管理、会议控制、权限管理、调度、警报、报告、维护等功能上创造更好的运作效率。

3.2协议标准化

互通，讲求的是使用的标准一致。互通融合主要体现在两方面，一是信令互通，二是码流特性对齐融合。

H.323协议为现有的分组网络PBN（如IP网络）提供多媒体通信标准，是目前应用最广泛的协议。基于硬件的视频会议系统，基本上都是采用这个技术标准，这保证了所有视频会议厂商生产的终端和MCU都可以互联互通。

GB/T28181标准的，标志着我国视频监控系统的建设有了顶层规划参考。无论是前端设备与系统平台的对接，还是平台与平台之间的联网都有了参考标准。可以说，GB/ T28181标准从根本上支撑起了我国视频监控的建设，其制定与推广很大程度上提升了整个视频监控行业的规范程度，为视频监控互联互通以及深度应用提供了技术依据。

四、视频融合发展方向

随着技术的发展和需求的明确，各类媒体资源服务器趋于融合，有望提供统一的媒体综合汇聚和转码中心，媒体中心根据终端能力，推送合适编码格式的码流给多媒体终端，实现多屏一致体验。通过多媒体能力共享平台，可以实现音频、视频、文本和数据统一部署与能力共享，实现各类终端与媒体中心共享音视频引擎，提高复用能力，最终完成各类会议系统、监控系统、语音系统的完全融合。

参 考 文 献

[1]段炼，唐海娜，李俊.针对IP视频会议基于网络的QoS综述[J].通信学报.2005，26

[2]门雅范.视频会议技术及其发展动态分析[J].华章.2010，11

[3]卢毅.浅析视频会议系统建设与应用[J].管理学家.2009，7.

[4]何i林，陈朝武，卢煜，等.基于SIP的视频监控联网系统的设计与实现[J].电视技术.2009，5

[5]郑小龙.谈数字视频监控的集大成时代[J].电子产品世界.2010，5

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    [论文摘 要] 智能光网络技术弥补了传统电力通信系统中SDH技术的不足,其在电力通信系统中的应用已经成为大势所趋。本文首先简要分析电力通信中光纤通信的现状,然后介绍智能光网络的概念及其主要技术,进而探讨其在电力通信系统中的应用。

    我国智能化电网建设的加速对电力通信系统实时控制的要求更高,电力通信工作越来越重要。现有SDH光传输网络难以满足电网发展的需求,以SDH以及光传送网为基础的智能光网络的成为电力通信系统发展的方向。

    一、我国电力光纤通信的现状

    目前我国电力光缆主要由普通光缆、ADSS光缆以及OPGW光缆组成,近几年的光缆建设以OPGW光缆为首要选择,辅以普通光缆,基本覆盖110kV的开闭所以及变电站,通过光纤线路实现网络连接。就传输网络而言,已有的SDH电力通信系统通常采用环网结构,即使用SDH光端机进行组网,传输容量一般为2488Mb/s或者622Mb/s。目前我国电力通信系统光线通信主要存在以下几个方面的问题。首先是灵活性比较差。通信网的业务调度能力较差,静态的端到端业务配置效率低.业务的疏通以及汇聚时往往出现阻塞,对于突发特较强的数据业务先天不足,并且SDH的网管功能使得其对网管的依赖性较强,一旦网管出现故障后果不堪设想。其次是业务模式比较单调。由于SDH网络无法对不同的用户和业务进行分级,因此提供的保护方式单一,网络资源的利用率比较低.更无法实现对资源的优化配置。再次是光缆的安全性比较差。SDH网络只能依靠2个光缆路由组成环形网络,难以应对网络光缆中断的故障,有着多站点通信失灵的危险。最后是扩展性能差。由于传统电力光纤通信的管理针对厂商,环网数量的增加带来了资源瓶颈,电路调度以及环间资源的优化往往比较繁琐。

    二、智能光网络概述

    (一)智能光网络的概念

    智能光网络是在SDH以及光传送网上增加独立的控制平面后形成的,支持目前传送网提供的不同速率以及信号特性的业务。智能光网络能够在两个客户网之间提供固定带宽的传输通道,因此它对于新业务有着较强的可扩展性,能够支持多种业务模型。与传统的SDH网络相比而言,智能光网络有着以下几个方面的优点。首先是采用动态分布式的重路由,将全网的空闲链路当做备份路由,可以为多重节点故障时恢复链路提供更多的解决方案,因此能够使用备用宽带保障重要业务,并且它提供多种业务等,能够根据不同的需求定制特定的恢复方式,提高网络资源的利用率,为用户提供差异化的服务。其次是智能化的端到端配置。智能光网络中的业务配置能够根据网络资源、用户要求等使信令协议自动地进端到端的指配,创建动态的交叉连接并以此连接做为实体进行管理。快速配置的能力可以现状提高新业务的效率,实现资源的充分利用,并且信令的快速配置有利于未来多厂商互联互通。最后是资源的动态分配。在智能光网络中能够根据用户的需求提供带宽,达到按需分配的目的。通过设置自动触发带宽调整条件可以利用智能光网络的自动化以及智能化能力来完成带宽的自动无损调整。

    (二)智能光网络的关键技术

    第一,路由技术。路由技术是智能光网络中控制平面的重要技术,分为域内路由协议以及域间路由协议,前者适用于同一运营商的不同控制域,后者则适用于是不同运营商的控制域之间。第二,信令技术。在SDH中主要依靠网管集中实现调度,信令技术并不重要,而在智能光网络中信令技术是其重点,信令协议用于建立、维护以及拆除分布式连接,传送资源发现、呼叫控制、连接选择以及连接控制等信息。第三,自动发现技术。自动发现指的是网络通过信令协议实现网络资源的自动识别,包含控制实体、层邻接以及物理媒介层的逻辑邻接和业务发现。第四,链路管理技术。链路管理运行于邻接节点间的传输面上,用于提供链路并管理节点之间的控制信道,其核心作用在于信道管理、故障定位以及隔离等等,是实现光路自动配置的关键。第五,生存技术。生存技术是保证网络在故障发生后对受损业务的恢复,在智能光网络中其生存技术基于GMPLS协议的,该协议分为路径保护与区段保护,路径保护在连接终端上,当故障发生后替换到替代的路径上,区段保护则位于两个个相邻的结点之间,在故障发生后工作链路转移到备用的链路。

    三、智能光网络在电力通信系统中的应用

    智能光网络是构建下一代光网络的核心技术,这种技术和组网思路能带来显着的优势,不过不便之处在于这种技术目前尚处于发展之中,尤其是接口规范以及协议标准等都还处于制定过程当中。因此,可以采取以下措施在电力通信系统中应用智能光网络技术。首先是充分利用已有的网络资源,在保证目前投资的情况下逐渐引入智能光网络,达到少投入并且多收益的目的。其次是要坚持网络的兼容性以及技术的标准性,信令协议标准是智能光网络在电力通信系统中应用的前提,因此应当根据现有设备与网络以及评价方案选择标准协议抑或专有协议。最后要根据自身业务以及网络发展的实际状况引入并开展新的业务,逐步过渡到智能光网络。

    从技术层面而言,智能光网络在电力通信系统中的应用可以从以下几个方面入手。第一是在已有的网络中引入集中控制系统,与此同时要向外提供标准的UNI接口,实现带宽与流量的按需配置。可以考虑在已有的光传输网层面选择核心节点配置大型交叉连接系统,通过这种方式能够屏蔽目前网络条件下的多厂商环境,构建一个灵活强大的智能核心层,也可以在保持已有传输网的前提下在集中管理系统上进行智能控制系统的配置,借助提供的标准OIF-UNI接口来实现与数据业务层之间的自动互联,最终搭建起结构重叠的智能光网络。第二,等智能光网络技术实现标准化后,可以在电力通信网络中建立信令机制,配置带宽的工作就可以由信令网来实现。对于目前电力通信网络中的带宽配置则仍然可以继续使用集中控制系统来实现。在一段时间内两种方式共同使用,平滑过渡,保证全网间的端到端配置。智能光网络技术是构建下一代电力通信系统的核心技术之一,它的网络体系结构能够给电力通信网络带来深远的影响。目前智能光网络技术受制于协议标准等问题的掣肘而没有得到广泛的应用,并且其产品的成熟度也有待考验。不过智能光网络在电力通信系统中的应用已是大势所趋,可以通过上述两种方式逐步推广应用以提高电力通信系统的通信效率。

    总而言之,在电力通信系统中应用智能光网络技术能够实现技术上的自动化以及信息化,提高光缆的利用率以及光纤通信的可靠性,改善网络的多业务接人能力,并且其友好的操作界面也便于管理用户信息,从而达到降低成本提高电网运作效率的目的。

    参 考 文 献

    [1]张白浅.谈智能光网络的特点及应用[J].技术与市场.2009.

    [2]吴佳伟.智能先网络技术白皮书[J].电力系统通信.2010.

篇7

【关键词】 IEEE 1588 PTP 智能变电站 时钟同步

目前，在变电站自动化系统中广泛应用的对时方式主要有GPS同步脉冲对时，NTP（Network Time Protocol）网络时间协议，SNTP（Simple Network Time Protocol）简单网络时间协议对时等对时方式。随着数字化变电站的发展使得站内二次硬接线逐渐被串行通信线所取代，GPS对时技术已不适用于新兴的数字化智能变电站网络系统，而NTP/SNTP时间同步协议的时间同步精度仅能到到ms级，不能满足具有高精度和稳定性要求的电力自动化设备的需求，因此最终提出了IEEE 1588标准，它定义了一种用于分布式测量和控制系统的精密时间协议（Precision Time Protocol，PTP），其网络对时精度可达亚μs级，满足电力系统自动化设备对时间精度的要求，并且所占用网络和硬件资源较少，因此IEEE 1588网络对时方式是应用于智能变电站的理想对时方式[3]。

1 PTP时钟同步模型

PTP系统是分布式网络系统，由PTP设备和非PTP设备组成。下图1为一个典型的PTP分布式系统。

其中，OC（Ordinary Clock）为普通时钟，普通时钟可能是一个系统的最高级主时钟（Grandmaster Clock，GC），也可能是主、从时钟体系中的从时钟（Slave）。

BC（Boundary Clock）为边界时钟，PTP设备通过网络彼此通信，PTP协议在一个叫做域的逻辑范围内运行。实际中的物理网络和连接到网络上的各个PTP设备与多个域相连。边界时钟将PTP的域划分为不同的网段，这些网段被称为通讯路径，每条通讯路径中的PTP设备之间可以进行直接通信，不同路径之间的PTP设备可以通过边界时钟（或透明时钟）桥接。如图1中所示，路径A中的四个PTP设备可以直接互相通讯，但路径A与路径B中的PTP设备如需通讯则需要经过边界时钟（或透明时钟）的连接[1]。

边界时钟可以用于解决跨网段的全系统时钟同步问题，是因为它的从时钟端口与上一级主时钟同步，同时它的主时钟端口又使下一级从时钟与该边界时钟同步，这样将可以消除由于以太网交换机和路由器存储转发机制产生的以太网信息帧的传输延时，提高同步时钟精度，其典型应用如图2所示。

TC（Transparent Clock）为透明时钟，包括端到端透明时钟（E2E TC，End-to-End Transparent Clock）和对等透明时钟（P2P TC，Peer-to-Peer Transparent Clock）。由于在跨网段的全系统中，边界时钟采取的是逐级同步的方式，因此各级网元的同步精度误差会逐级累加，为了减少这一误差，引入透明时钟。透明时钟可对主、从时钟之间的网络延时进行精确测量与修正，能有效的克服边界时钟的缺点[1]。普通时钟、边界时钟、透明时钟为PTP设备，而非PTP设备包括网桥、路由器和其他基础设备，例如计算机、打印机等其他应用设备。

2 PTP时钟同步过程

通常情况下PTP时钟同步分为两个阶段：建立主从体系结构、同步化时钟。同步化时钟又包含时钟频率调整和相位调整两部分，相位调整主要是计算时间偏移和路径延时。

2.1 建立主从体系机构

IEEE 1588主要是利用网络中最优时钟算法，通过对比同步报文中的时钟优先级、时间等级、时间精度等信息，分析报文中的内容和自身的时钟数据，决定时钟的状态[2]。时钟的状态有三个：

Master：此时钟是它所处路径上的时钟源，即主时钟。一般设置专用的GPS时钟作为整个对时网络的主时钟源。

Slave：该时钟同步于它所处路径上的Master时钟，即从时钟。一般将过程层、间隔层及变电站层设备只作为对时网络末节点，扮演从时钟角色。

Passive：该时钟既不是路径上的主时钟，也不必与主时钟同步，例如当一条路径中网络中最优时钟算法出现两个可作为Master的时钟时，其中一个作为Master，另一个作为Passive。

2.2 主从时钟频率调整

主时钟向子网内的所有从时钟周期性的广播Sync（同步）报文，在Sync报文之后发送Follow_Up报文。其第n个Sync报文准确发送时间记做tsn，子网内所有从时钟在收到第n个Sync报文后几下接收时间tcn，其发送的准确时间tsn包含在随后的Follow_Up报文中。这样从时钟中包含了所有的tsn和tcn，即可计算出本地时钟与住时钟之间的频率偏差，并根据计算出的对本地时钟的频率做出相应调整。其频率调整过程示意图如图3所示。

计算公式：

（2-1）

2.3 主从时钟偏移量和网络延时修正

为了实现主从时钟偏移量和网络延时修正可以采用延时请求响应机制。其实现过程如图4所示。

主时钟向从时钟发送Sync报文，并记录发送时间t1，从时钟收到该报文后，记录接收时间t2；主时钟发送Sync报文之后，紧接着发送一个携带有t1的Follow_Up报文，从时钟接收后，计算接收向Sync报文的本地时标t2和Follow_Up报文中的时标t1的差异，作为主从时钟的偏移量。为了修正传输延时，从时钟向主时钟发送Delay_Req报文，并记录发送时间t3；主时钟接收到该报文后，记录接收时间t4，并回复从时钟一个携带有t4的Delay_Resp报文[1]。此时从时钟便拥有了t1～t4这四个时间，由此便可计算出主、从时钟之间的传输延时为Δt。

计算公式：

（2-2）

3 PTP时钟设备的冗余配置

在采用PTP协议对时时，时钟同步的可靠性和时间同步的精度，受时间同步网络中的交换机和路由器等非PTP设备影响较大。由于时钟同步系统给站内所有设备提供同步信号，一旦发生故障，会造成站内设备失去同步而无法正常工作，对变电站的安全性、可靠性形成巨大威胁。因此在组建站内通信网络和配置对时设备时，冗余措施必不可少。现以一单一过程总线智能变电站网络结构为例，演示智能变内通信网络和对时设备配置[2]。如图5所示。假设该站内过程层网络和站控层网络均采用PTP进行高精度对时，且过程层和间隔层设备的以太网芯片、变电站层计算机的网卡以及通信网络中的交换机或路由器均支持IEEE 1588硬件对时。

4 结语

IEEE 1588作为一种时钟同步精度达μs级的精密时间协议标准，在智能化变电站的建设中有重要意义。如果能更近一步降低其对设备硬件支持的需求，解决与其它对时方式的兼容性问题，其在整个自动化、通信等工业领域将有广阔的发展前景。本文介绍了IEEE 1588精确时间同步协议的关键技术，为此协议标准的应用提供了一个全局的概念。

参考文献：

[1]潘宏伟.应用IEEE1588协议的电力系统对时技术.山东大学，2011（4）.

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关键词：校园网；无线网络；无线校园网；协议标准；移动学习；教学资源

引言

美国率先在大学启动了无线校园网络，从1990年发展到今天，无线校园网已经成为各大院校网络建设的发展方向。随着无线通信技术和网络技术的发展，便携式、可移动智能终端的普及，移动学习、随时随地学习使广大师生对无线网络越来越依赖，对于各大院校，无线校园网的建设与应用已成为硬件建设的必备及教学改革的关键支持技术。

有线校园网的不足

校园网的建设是以光纤为主干，覆盖全校的宽带网。一般是以教学楼和办公楼为单位，各信息点分布在各楼的每个房间，在校园内上网必须将终端设备通过网线连接到相应的信息点上。这样的有线网络主要存在以下不足。

1.网络接口的位置固定

有线校园网，网络接口即信息点在综合布线时已固定好位置，利用计算机终端设备上网时，设备必须在网线能连接上的位置。然而随着笔记本电脑的普及，智能手机的应用，广大师生随时随地上网的需求越来越强烈，如在图书馆、教室的任何位置，甚至在走廊上、操场上，有线校园网已远远无法满足这些需求。

2.网络接口的数量有限

有线网络端口的数量是有限的，有网线接口的地方可以上网，没有布线的地方就不能上网，上网的数量受信息点多少的限制。而无线校园网易于扩展，根据需要，无线网络可以以多种配置方式满足几个到几千个用户的容量。

建设无线校园网的必要性

1.现代化教学需要

现在各大院校都开展了网络化教学，许多课程的课件都要通过访问页面来获取。广大师生都希望能有更便利的条件访问校园网上提供的各种资源，学生尤其希望在任何地点都能访问课程主页和课件资源，并进行提交作业等操作。

2.移动通信技术和网络技术发展的需要

无线网是在网络技术与无线通讯技术迅速发展的条件下应运而生的，无线网络是利用无线电波来实现与终端位置无关的网络数据传送系统。无线校园网可以让师生在网络覆盖范围内的任何位置利用计算机上网，随时随地开展教学活动。另外，在移动通信技术和网络技术相结合的技术支持下，利用手机上网获取信息已成为发展方向。有了无线校园网，学生可以方便地登录校园网获取教学资源，为移动学习提供了条件。

无线校园网的建设，不仅给学校带来了技术层面的革新，还带来了教学模式的改变，教育理念的深化，教育资源的重组。

无线校园网的技术支持

无线校园网是在有线校园网的基础上构建的，是对有线校园网的拓展和延伸。构建校园网的目的是为网络教育和移动教育服务，目前无线网络技术已经相当成熟了。

1.采用IEEE802.11系列协议标准

IEEE802.11协议即载波侦听多点接入/避免冲撞（CSMA/CA）。最初的IEEE802.11标准逐渐在更新，现在正在采用的标准有：IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g及IEEE802.11n等。IEEE802.11的功能有两个方面：一是载波侦听查看介质是否空闲，另一方面通过随机的时间等待，使信号冲突发生的概率减到最小，如介质空闲则优先发送。IEEE802.11b/g能够与现有的计算机网络进行平滑连接，并能与现有的有线网络、资源进行良好的兼容和整理合。

无线网络协议标准还有其他协议，如无线质量保证协议：IEEE802.11e；无线接入点漫游协议IEEE802.11f；动态频率调整与信道调整协议IEEE802.11h；无线链路安全保证协议IEEE802.11i；以太网传输供电协议IEEE802.11af；基于逻辑端口的认证协议IEEE802.11x。

2.硬件设备

无线网络硬件设备的技术发展到现在，硬件设备的功能及特性完全能够满足构建网络的需要。构建无线网络的硬件设备主要有服务器、核心交换机、POE交换机、无线路由器，在选择这些设备时，主要根据网络的规划要求确定各设备的型号及性能，综合考虑的因素主要是选购的设备是否安全、稳定、可靠；管理维护是否方便、易于扩展。

无线校园网应用

校园网是学校生活的组成部分，是广大师生获取信息和资源的重要途径。无线校园网是真正意义的校园网，它使校园的每个角落都在网络覆盖的范围内，对原有的有线校园网进行了最大的延伸，构建无线校园网主要是为网络教育和移动教育服务的。

1.服务网络教育实现教学资源的最大共享

这是现代化教学的需要，也是校园网的基本应用。现在高校的许多教学活动都在网上进行，学生通过网络进行课程的选择、作业的提交、教学课件的下载；教师通过网络上传课件、课程要求、布置作业；广大教职员工通过网络进行办公、了解学校的各种公告及新闻；教务处通过网络教学信息、对学生成绩进行管理等。有了无线校园网的支持，以上所进行的各种应用都变得灵活方便，随时随地了，不再受时间、空间的限制，资源的使用率有了很大提高。

2.更大范围的资源共享

无线校园网提供的一个基本功能是连入Internet，学生在校园内随时随地上网，不仅能浏览、使用学校网站的信息资源，还可以轻松进入Internet，更大范围地使用网络进行各种活动，如查找网上的其他学习资源、登录BBS、利用即时通讯工具聊天、网络购物等。无线校园网给广大师生的学习和生活带来了极大的方便。

3.校园内实现移动学习、泛在学习。

移动学习指两个方面：一是学生利用笔记本电脑，配置无线网卡，在校园内任意位置可以随时上网，获取网络资源，这是建设无线校园网的初衷；二是随着移动通信设备和移动通信技术的发展，使用智能手机上网已成为人们的学习和生活中不可缺少的部分。笔记本不一定随时都在身边，但手机可以随身携带，由于手机上网的时间受流量的限制，且速度较慢，有了无线校园网，师生在校园内就可以利用随身携带的手机随时随地上网，只要一有需要就可以连接上网，这样就真正实现了移动学习、泛在学习。 无线校园网促进教学资源形式的改变

随着各类多功能便携式、可移动智能终端的普及，学生对移动学习提出了更高的要求，最主要是教学资源容量的要求，即教学课件要小而精，易于下载、易于网上阅读。目前，微课程的设计与制作成为各大院校教师教学改革的一个方向，原来的教学课件一般以一个完整的课堂教学时间为准，课件内容多、容量大，教师上传速度慢、学生下载慢、网上阅读占用时间长。而微课程是以3～5分钟的视频完成一个基本的知识点的讲解，视频时间短、容量小，学生下载方便、网上观看直观。微课程教学资源形式的形成，满足了学生对移动学习、泛在学习的需求，提高了教学效率。

篇9

标准TCP/IP通讯PROFINET协议仍然保留了TCP/IP和IT协议标准，因此同样具有SMTP，FTP和HTTP等标准的应用层协议，全面兼容IT的通讯技术。虽然该通讯方式的响应时间大概在100ms的量级，但是完全能够满足工厂级信息流控制的应用要求。

实时通讯（RT）在分布式控制系统中，主控制器与远程IO从站之间数据交换的响应时间要求十分苛刻，典型的时间为10ms量级，原有的IT通讯方式无法满足这么高的实时性要求。PROFINET协议标准提供了一个优化的，基于二层的实时通讯通道。经过交换机的时候，数据无需达到IP层就直接转出，减少了数据在交换机中的处理时间，提高了数据传递的速度。同时PROFINET中按照IEEE802.1Q将这些数据包区分优先级，让交换机优先处理PROFINET数据包，更好的满足设备层的实时性要求。

同步实时通讯（IRT）运动控制在控制系统中，对于实时性要求最高，一般对于数据传递的要求要小于10ms。PROFINET的实时同步（IRT）技术采用高速ASIC芯片处理实时数据的循环同步，在硬件上直接开辟一条完全属于IRT的通讯通道，即使在同一个网络线路上其他数据负载很大的时候，也可以确保IRT数据通道畅通。在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1μs，以此来确保控制信息及时的响应，完全满足各种的运动控制的通讯需求。

化纤包装物流线

纺织化纤产品已供过于求，行业竞争激烈，利润急剧下降，生产企业压力较大，同时去年人口普查表明，中国的人口红利开始慢慢消失，而近几年招工荒的出现对企业用工是一个大的挑战。企业面对用工荒的对策是让生产机械化现代化，降低用工数/单位产值这一比值。本项目就是这个背景下，由天圣控股集团投资，在滨海工业园区打造的化纤全自动包装物流生产线。每天完成大约几千吨的化纤钉的包装和输送工作。整个项目一共由两个独立的包装车间组成，每一个包装车间都有三条独立的包装线进行化纤钉的打包和输送。在三条包装线的末端的导轨上，两台小车根据不同的要求接送打包好的化纤包到制定的运输出口，并由铲车装到相应的货车上。

系统架构

该系统采用菲尼克斯的控制系统和实时以太网PROFINET架构（见图3）。ILC350PN控制器作为主站，通过PROFINET以太网交换机连接现场侧的PROFINET远程IO系统，并通过环网结构连接到主控制箱中。由于整个控制系统中有5个在轨移动小车，因此在小车附近采用支持PROFINET的WLAN无线系统，确保控制的实时性，弥补了有线系统对于移动设备的不足，使得系统控制更加安全和快捷。同时，由于基于PROFINET的WLAN网络又能够全面的兼容标准的无线网络，因此可以轻松的接入无线手持设备，在整个包装线上，实时查询和校验各个工位包装的信息是否正确。

编程模块化

“面对对象”的编程方式已经在IT领域十分普遍，利用逻辑思维方法把日常生活汇中的问题进行抽象、归纳，然后分类、聚合，再进行继承和封装，最后建立能够解决相同类型问题的软件模型。然而在自动化控制领域，原有软件的架构和特点仍然是注重逻辑和顺序运算。菲尼克斯ILC350PN可编程逻辑控制器作为控制核心，是一款高性价比的新型PLC，满足复杂设备制造商和中小型项目的要求，提供各种自动化功能的最佳技术和高效、灵活、经济性的解决方案。ILC350PN是基于高性能的开发软件PCWORX，因此使得对象模块化编程成为可能。PCWORX中文版的编程软件[3]，提供了标准的5种IEC编程语言（IEC61131-3）。包括功能块图FBD、梯形图(LD)语言、指令列表IL、结构化文本ST和序列控制SFC。这些所有的语言可以在同一个应用程序中混合使用。其中ST、FDB和LD的混合编程，能够使程序更加灵活，大大缩短开发时间。在该打包物流系统中，最主要的就是物流输送过程。每一个工位的基本功能之一就是对于化纤包进行输送，现在对最基本的三工位物流输送实现模块化处理。任取系统中的三个环节工位。在这三个工位上都有马达控制，对马达进行对象化处理，提取马达控制的共同属性，建立马达FB块。而物流传递过程中，三工位的传递方式都一样，可以分解为接货过程和送货过程。对于没有实体对象，但是具有相同功能的自动传递控制逻辑，也利用对象进行实例化，完成自动控制的FB块。针对这三个工位建立三个不同的程序实例来对应不同的工位，每一个程序实例可视为具体一一对应的现场工位。在该程序实例中，利用马达对象FB生成现场具体的马达实例对象，利用自动控制FB块事先前后两个工位的控制信息传递，这就完成了整个工位的程序化操作。然后使用全局变量进行各个工位之间接口信号的传递，达到“可见即可得”的控制方式。

现场调试

基于PROFINET实时以太网技术的控制架构，不仅能够满足现场实时性的要求，同时菲尼克斯的控制系统提供全面的网络诊断信息功能，使得现场几十个网络节点和远程IO系统的通讯状态一目了然。由于采用分布式控制和环网结构，最大程度的提高的网络的可靠性和硬件的稳定性。对于软件方面，利用对象模块编程，不仅整个系统描述十分清晰，程序工作人员能以最快的方式找到系统中任何一个环节，同时也给程序调试带来极大方便。一旦某一工位出错，在程序中打开相应的对象工位，寻找功能模块。在监控画面中能读出整个工位对象状态，找到出错的地方或不满足的条件，大大缩短了程序员调试查错的时间。由于整个控制系统中外加了基于PROFINET无线AP的功能，实现了对移动小车的无线化控制，不仅减少了硬接线的工作量，同时也为编程调试和现场维护提供了无线接入功能，调试人员可以拿着具有无限网卡功能的PC在现场随意走动调试，为调试带来了极大的方便。同时PROFINET工业以太网全面兼容标准的无线网络设备，因此可以快速、方便的接入手持信息采集设备，随时读取物流线上的产品，跟控制系统信息流数据进行对比和校验，确保产品信息的准确性。

结束语

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关键词:qos;现状；路由；展望

Abstract: network QoS technology as one of the core technology of the next-generation network; it is a hot topic of current network research and development. IP QoS involves a lot of content, the IETF has proposed many service models and mechanisms to meet the QoS requirements, and the ITU-T is more emphasis on the overall framework of QoS and IP performance metrics and system. This article focuses on the QoS of Research and technology foresight.Key words: the qos; the status quo; routing; Outlook

中图分类号：TN915.08文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）02-

QoS（Quality of Service）即服务质量。对于网络业务，服务质量包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等。在网络中可以通过保证传输的带宽、降低传送的时延、降低数据的丢包率以及时延抖动等措施来提高服务质量。

研究状况：

我国电信标准协会网络与交换标准技术委员会已经研究制订了《IP网络技术要求--网络性能参数与指标》标准（编号为YD/T 1171-2001）。该标准规定了支持IPv4的IP网络性能参数和临时指标，其中有些指标与用户所选择的服务质量(QoS)类型相关，还规定了满足推荐的、端到端国际IP网通信的、性能指标的每个网络段，应该提供的性能指标要求。适用于具有一个或多个网络段的端到端路径，所定义的QoS类型适用于终端用户与网络服务提供商之间以及网络服务提供商之间的IP网通信，可作为IP网网络规划、工程设计、运行维护以及相应设备的引进、开发的技术依据。该标准定义的QoS类型主要基于对下列应用的支持：点到点电话、多媒体会议和数据传输。

ip Qos主要体系结构及其实现机制

到目前为止，IP QoS主要有3种体系结构。

1、int―serv集成业务

int―serv主要引入了一个重要的网络控制协议RSVP(资源预留协议)。RSVP的引入使得IP网络为应用提供所要求的端到端的QoS保证成为可能。Int―serv尽管提供QoS保证，但其扩展性差。因为其工作方式是基于每个流的，这就需要保存大量的与分组队列数成正比的状态信息。此外，RSVP的有效实施必须依赖于分组所经过路径上的每个路由器。在骨干网上，业务流的数目可能很大，因此要求路由器的转发速率很高，这使得int―serv难于在骨干网上得到实施。

2、Diff―serv区分业务

IETF在RFC2475中提出diff―serv体系结构，旨在定义一种能实施QoS且更易扩展的方式，以解决int―serv扩展性差的缺点。diff―serv简化了信令，对业务流的分类颗粒度更粗。Diff―serv通过汇聚(aggregate)和PHB(per hop behavior)的方式提供QoS。汇聚是指路由器把QoS需求相近的业务流看成一个大类，以减少调度算法所处理的队列数。

3、MPLS多协议标签交换

多协议标签交换(MPLS)将灵活的3层IP选路和高速的2层交换技术完美地结合起来，从而弥补了传统IP网络的许多缺陷。它引入了“显式路由”机制，对QoS提供了更为可靠的保证。

多协议标签转换MPLS在路由寻址方面同传统路由器有明显的不同。MPLS支持特殊路由，到达同一目的地的数据包可沿不同路径进行转发。MPLS网络主要由标签交换边缘路由器LER和标签交换路由器LSR组成以上3种体系结构仅仅是提供了一种在―子网络域内实施QoS的框架结构，而具体的一些策略和相应的实现机制则由不同的厂商来决定。目前有关IP QoS的4种实现机制大致可归纳为：队列管理机制，队列调度机制，基于约束的路由(CBR)和流量工程。其中CBR是对QoS的限制参数进行一定的扩充。CBR需各路由器间相互配合，如相互通知网络的状态信息等。CBR的难点在于如何在状态信息的精确和频率之间取得一个折衷。CBR包括QoS路由(QoS-based routing)和策略性路由(poIicy routing)。三、、QoS技术展望

电信运营商一直致力于采用基于Internet理念的IP网技术来作为下一代网络技术的统一平台，但是随着时间的推移，人们设想中的基于IP和MPLS的多业务网并未真正得以实施。QoS、流量管理、组播和安全性问题基本上没有解决，这些问题日益影响运营商在此单一而庞大的IP网络上能够提供越来越多的新型增值服务。对电信营运商而言，现在面临的挑战是如何以一种非常有效而现实的方式来为不同的业务提供满意的端到端QoS保证，同时还要充分考虑到整个网络的性能，并且要充分考虑承载级QoS架构所需的可扩展性、可靠性、可操作性和可管理性。如何在统一的IP QoS架构中提供一组通用的网络运行机制来控制网络对某一业务需求进行正确的响应成为研究的关键问题。目前研究较多的IP QoS电信网络架构，一般将QoS关键构件归属于三个平面，即控制平面、数据平面和管理平面。

如何有效地组织这些QoS基本构件模块，并充分利用IETF和ITU-T地现有研究成果成为关键问题。在ITU-T建议草案Y.QoSar明确定义了基本QoS构建模块（接入控制、拥塞反馈、计量和测量、策略及策略配置、队列和调度、资源预留、服务等级管理, 费率表征和流量标识等），通过不同的方式把这些块组织起来，就可以控制网络提供业务所要求的性能。同时也考虑了实现QoS对安全的影响及相应机制。

IPv6 QoS IPv6在报头中保留了类似IPv4的TOS域，称为传输级别域，以继续为IP提供区分QoS服务。同时IPv6报头中增加20比特流标签（Flow Label）域。流标签更好支持综合QoS服务，可以直接标识流，并配合RSVP实现资源预留。IPv4的流分类器是根据源地址、目的地址、源端口号、目的端口号和传输协议类型的五元组确定。由于分组的拆分或加密，有些域往往难以获得，对高层报头的访问，也可能会阻碍新协议的引入。IPv6中一个流可以由源IPv6地址和非空的流标签唯一地标识。源可以通过逐跳扩展头或控制协议RSVP等向转发路径的中间节点建立流状态。IPv6节点接收到一个有标记的IPv6分组时，可以用流标记、源地址将分组分类到某个流。根据在一系列IPv6节点上建立的流状态，可以对分组提供一些流特殊处理。IPv6 QoS具体实施还在草案讨论制定中，还有一些具体应用问题需要考虑。

基于QoS的路由 整网或局部网络的QoS控制通常通过对路由与信令的控制达到对业务流传输的直接控制，因此路由直接关系到网络性能，所以QoS路由成为解决QoS问题的一项关键技术。QoS路由研究中将会遇到并需要解决的问题包括以下几个方面：

实时应用往往会对延时延时抖动，带宽，丢失率，业务代价等多个参数同时提出性能要求，例如，实时多媒体业务会对延时和延时抖动同时提出要求，这些参数相互独立时，选择满足多个参数限制的路由直接关系到路由算法的可实现性。同时承载多种QoS要求不同的业务时，网络性能优化困难，扩展困难，尤其是QoS和尽力而为（Best Effort）的业务独立共存时，很难确定最优的操作点。

每个路由节点状态信息的存储量大。QoS 路由中，每个路由节点需记录的状态参量将增多，如状态信息的存储量随网络节点个数的增加而指数性增加，将限制网络的扩展。

传输负载的抖动等动态信息都可能导致网络状态变化，这些变化因素直接影响全网状态信息的准确性，同时也直接影响算法的性能。

除了上述主要研究之外，其他QoS标准化的研究已经在《QoS发展史》中介绍过。此外，QoS的研究领域还广泛涉及到以下问题：

如何为应用层协议定制QoS服务。

如何综合协调TCP拥塞控制与QoS服务级别。

如何测量QoS 服务参数。

如何对区分QoS 服务实施不同的计费。

参考文献：

徐建.   计算机网络服务质量(QoS)评价与控制的基础研究[Z]. 北京科技年鉴. 2008

陈彪.   IP接入网络面向QoS的分组调度和流量整形研究[D]. 浙江大学 2003

王西锋,张晓孪.   网络服务质量技术研究[J]. 价值工程. 2010年34期

应越.   计算机网络质量研究与模拟[J]. 今日科苑. 2010年24期