基于OPNET的军事通信网扩展WLAN仿真

作者：时间：2011-09-20来源：网络收藏

摘要：为了在高技术条件下的局部战争中把握战场的主动权，充分发挥军事 通信网的保障作用，运用OPNET仿真建模技术，设计了一个简单的军事 通信网扩展 WLAN的拓扑结构，实现了在三个不同场景下的网络延时、丢包率、网络总负载及吞吐量等网络性能的仿真，并对网络的实时性、可靠性、稳定性等性能进行了比较与评估。实验结果表明，随着WLAN中BSS分布范围的扩大，网络延时和丢包率增加、网络总负载和吞吐量减小，但总体网络性能指标稳定，能够满足网络通信要求。
关键词：OPNET；军事 通信网；WLAN；网络性能

军事通信网是为了保障军队通信不间断而建立的一种专用通信网。在信息化作战条件下，军事通信网是军队的“中枢神经”，是保障各兵种联合作战的重要手段，在现代战争中正发挥着越来越重要的作用。文中使用网络仿真软件OPNET对军事通信网的扩展无线局域网(extend ed WLAN)进行了仿真和研究，并对几种情况下的仿真结果进行了分析比较，较全面分析了军事通信网WIAN的网络性能。

1 基于OPNET的扩展WLAN介绍
WLAN(Wireless Local Area Networks)无线局域网是一种数据传输系统。它是利用射频PF(Radio Frequency)技术取代旧式双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络。无线局域网络一般不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络之不足，以延伸网络，作为有线局域网络的备用系统。
无线局域网技术有蓝牙(Bluetooth)、IEEE802．11系列、HiperLAN、HomeRF技术等。目前得到广泛应用的技术是IEEE802．11系列。IEEE 802．11b可支持11 Mb／s共享接入速度，采用2．4 GHz ISM频段；与此相似的有IEEE 802．11a技术，它采用了5 GHz频段，其速率高达成54 Mb／s；新出现的IEEE 802．11g其实是一种混合标准，它既能适应IEEE802．11b标准，又符合IEEE802. 11a标准，但现在还不是很成熟。综合考虑，IEEE 802．11b无论是传输距离还是传输速率都占有优势，因此对于军事通信网可选择IEEE 802．11b作为仿真标准。
OPNET网络仿真软件是由美国OPNET Technology公司开发的一个大型的通信与计算机网络仿真软件包。为通信网和分布式系统的模拟提供了全方位的支持，是目前世界上先进的网络仿真开发和应用平台之一。基于OPNET的WLAN网络架构主要有：无线自组织网络(Ad-hoc)，基本WLAN(InfrastructureWLAN)，扩展的WLAN(Extended Service Set)和无线骨干网(Wireless Backbone)。
扩展的WIAN是实际应用中的无线接入网络，用之完成日常训练并接入军事通信网主干网。WLAN的主要组成有：
1)移动站(Sration)移动站就是战斗网中的战斗成员，是直接与无线信道连接的组件。它可以是移动的、便携式的或是固定的。每个移动站支持包括授权、认证、密码保护和交换数据(MAC服务数据单元)等服务。
2)基本服务子集(Basic Service Set，BSS)一个IEEE802．11无线局域网至少包含一个BSS。BSS是由一系列可以互相通信的移动站组成的，它在战斗网中相当于各个战斗小组。如果基本服务子集中的所有移动站可以直接互相通信而不与有线网络相连，称该BSS为独立基本服务子集(Independent BSS)。
3)无线接入点(AP) 一个BSS如果要和外单元通信，必须包含一个接入点(Access Point，AP)，AP的作用是完成无线局域网和LAN之间的桥接，含有AP的BSS称为“架构BSS(Infrastructure BSS)”，意味着它可以作为更大网络的一个组成部分。在一个架构BSS中，所有移动站和AP进行通信。AP既可作为无线子网通向有线网络的入口设备，又可作为本地无线子网络由交换设备。在大型的配置中，多个AP可以提供蜂窝式漫游的功能，使用户在自由移动的同时，能够无缝隙、无中断的接入到网络中。
此外还包括天线、POE供电设备、适配器等。

2 网络拓扑建模与仿真
部队在日常训练中都是通过双绞线组建局域网，有时线要拉几百米甚至更长，这样做很不方便，而且容易出现问题。将WLAN技术引入军事通信网，通过软件仿真，查看其网络性能，为部队实际应用提供可操作性的依据和参考。
将网络拓扑结构映射到OPNET中。如图1所示。