基于OPNET的地域通信網網絡仿真研究

摘要：針對無線通信情況下地域通信網中心交換機節點間的通信質量，采用模塊化的方法描述節點對象的行為并對節點進行建模，通過OPN ET網絡仿真工具對地域通信網各網絡節點的仿真模型以及組成各節點的進程模塊進行設計實現，結合地域通信網的一個實例，得出了節點受不同干擾情況下的全局數據業務丟包率和話音業務呼損率。
關鍵詞：地域通信網；OPNET；網絡仿真；進程模型

地域通信網是由柵格狀干線節點、入口節點和傳輸系統組成的覆蓋戰術戰役區域的通信網，是公認的戰術通信網的主要發展方向。
地域通信網是保證作戰部隊與司令部之間相互聯絡的主要手段。在軍或師的整個作戰地域開設若干個通信中心節點，節點之間用無線電中繼線路連接起來，固定或移動用戶分別通過有線電路或無線電臺與通信中心的有無線入口連接，形成一個到所屬各部隊既有直接路由又有迂回路由的統一通信網。
與傳統通信裝備組成的野戰通信系統相比，地域通信網具有生存能力強、時效性高、綜合互通程度高、機動性好、保密性好和抗干擾能力強的優勢，因此成為目前陸軍中軍、師(含師與團之間)的主要通信手段。地域通信網的出現，使野戰通信在通信裝備、通信體制、通信戰術等諸多方面都發生了根本性的變化，因而成為通信對抗的重點目標。

1 仿真工具介紹
網絡仿真技術是一種通過建立網絡設備、網絡鏈路和協議模型，并模擬網絡流量的傳輸，從而獲取網絡設計或優化所需要的網絡性能數據的仿真技術。網絡模型不僅可以在實施之前預測拓撲和設備規劃，還有助于在網絡的運行中保持其有效性。
OPNET Modeler是一種優秀的網絡仿真和建模工具，支持面向對象的建模方式，并提供圖形化的編輯界面，更便于用戶使用。它將通信網絡仿真的各個階段合并在一起，包括模型的設計、仿真、數據的收集和分析等階段。除了能模擬固定通信模型外，OPNET Modeler的無線建模器還可用于建立分組無線網和衛星通信網的模型。OPNET為通信協議和路由算法的研究提供與真實網絡相同的環境。其結果分析器為網絡性能的分析提供了直觀有效的工具。

2 網絡仿真模型研究
基于OPNET仿真軟件對地域通信網中各網絡節點的仿真模型進行設計實現，在節點模型中使用不同的模塊來描述節點對象的不同行為，展示網絡設備和系統的體系結構。模塊一般代表應用業務、協議層和物理資源，如緩沖區、端口和總線。每個模塊都擁有相應的進程模型，因此稱為進程模塊。每個進程模塊模擬節點行為的一個或幾個方面，如節點的數據創建、數據采集、數據存儲等。進程模塊之間通過數據包流線或統計線進行連接。一個網絡節點模型由多個進程模塊組成。
對節點按層建模，如圖1所示。

2．1 節點模型
地域通信網中主要的節點有3類：交換機節點、終端節點和干擾節點。交換機主要用以對報文進行轉送，包含有路由功能，根據位置不同，分為中心交換機和本地交換機。終端節點包括話音終端和數據終端，分別用于提供話音和數據業務。以中心交換機為例對節點模型的設計進行說明。
地域通信網中，往往有多個子網，它們相互之間間隔較遠，一般通過中心交換機實現交互通信。中心交換機之間采用無線通信，組成地域通信網的骨干網絡。其節點模型如圖2所示。

從圖2可以看出，中心交換機節點模型中主要有ATM信令模塊、ATM呼叫控制模塊、ATM路由模塊、AAL模塊、ATM層模塊、ATM翻譯模塊、ATM分發模塊、無線mac模塊、無線收發信機以及天線模塊等。圖中實線代表數據流線，虛線代表統計線。
2．2 進程模型
主要的進程模塊有應用層進程模塊、ATM信令模塊、ATM呼叫控制模塊、ATM路由模塊、AAL模塊、ATM層模塊、ATM翻譯模塊、ATM分發模塊等。
下面以ATM呼叫控制進程模塊為例說明進程模型的設計實現。