基于OPNET的軍事通信網擴展WLAN仿真

摘要：為了在高技術條件下的局部戰爭中把握戰場的主動權，充分發揮軍事通信網的保障作用，運用OPNET仿真建模技術，設計了一個簡單的軍事通信網擴展WLAN的拓撲結構，實現了在三個不同場景下的網絡延時、丟包率、網絡總負載及吞吐量等網絡性能的仿真，并對網絡的實時性、可靠性、穩定性等性能進行了比較與評估。實驗結果表明，隨著WLAN中BSS分布范圍的擴大，網絡延時和丟包率增加、網絡總負載和吞吐量減小，但總體網絡性能指標穩定，能夠滿足網絡通信要求。
關鍵詞：OPNET；軍事通信網；WLAN；網絡性能

軍事通信網是為了保障軍隊通信不間斷而建立的一種專用通信網。在信息化作戰條件下，軍事通信網是軍隊的“中樞神經”，是保障各兵種聯合作戰的重要手段，在現代戰爭中正發揮著越來越重要的作用。文中使用網絡仿真軟件OPNET對軍事通信網的擴展無線局域網(extend ed WLAN)進行了仿真和研究，并對幾種情況下的仿真結果進行了分析比較，較全面分析了軍事通信網WIAN的網絡性能。

1 基于OPNET的擴展WLAN介紹
WLAN(Wireless Local Area Networks)無線局域網是一種數據傳輸系統。它是利用射頻PF(Radio Frequency)技術取代舊式雙絞銅線(Coaxial)所構成的局域網絡。無線局域網絡一般不是用來取代有線局域網絡，而是用來彌補有線局域網絡之不足，以延伸網絡，作為有線局域網絡的備用系統。
無線局域網技術有藍牙(Bluetooth)、IEEE802．11系列、HiperLAN、HomeRF技術等。目前得到廣泛應用的技術是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頻段；與此相似的有IEEE 802．11a技術，它采用了5 GHz頻段，其速率高達成54 Mb／s；新出現的IEEE 802．11g其實是一種混合標準，它既能適應IEEE802．11b標準，又符合IEEE802. 11a標準，但現在還不是很成熟。綜合考慮，IEEE 802．11b無論是傳輸距離還是傳輸速率都占有優勢，因此對于軍事通信網可選擇IEEE 802．11b作為仿真標準。
OPNET網絡仿真軟件是由美國OPNET Technology公司開發的一個大型的通信與計算機網絡仿真軟件包。為通信網和分布式系統的模擬提供了全方位的支持，是目前世界上先進的網絡仿真開發和應用平臺之一。基于OPNET的WLAN網絡架構主要有：無線自組織網絡(Ad-hoc)，基本WLAN(InfrastructureWLAN)，擴展的WLAN(Extended Service Set)和無線骨干網(Wireless Backbone)。
擴展的WIAN是實際應用中的無線接入網絡，用之完成日常訓練并接入軍事通信網主干網。WLAN的主要組成有：
1)移動站(Sration)移動站就是戰斗網中的戰斗成員，是直接與無線信道連接的組件。它可以是移動的、便攜式的或是固定的。每個移動站支持包括授權、認證、密碼保護和交換數據(MAC服務數據單元)等服務。
2)基本服務子集(Basic Service Set，BSS)一個IEEE802．11無線局域網至少包含一個BSS。BSS是由一系列可以互相通信的移動站組成的，它在戰斗網中相當于各個戰斗小組。如果基本服務子集中的所有移動站可以直接互相通信而不與有線網絡相連，稱該BSS為獨立基本服務子集(Independent BSS)。
3)無線接入點(AP) 一個BSS如果要和外單元通信，必須包含一個接入點(Access Point，AP)，AP的作用是完成無線局域網和LAN之間的橋接，含有AP的BSS稱為“架構BSS(Infrastructure BSS)”，意味著它可以作為更大網絡的一個組成部分。在一個架構BSS中，所有移動站和AP進行通信。AP既可作為無線子網通向有線網絡的入口設備，又可作為本地無線子網絡由交換設備。在大型的配置中，多個AP可以提供蜂窩式漫游的功能，使用戶在自由移動的同時，能夠無縫隙、無中斷的接入到網絡中。
此外還包括天線、POE供電設備、適配器等。

2 網絡拓撲建模與仿真
部隊在日常訓練中都是通過雙絞線組建局域網，有時線要拉幾百米甚至更長，這樣做很不方便，而且容易出現問題。將WLAN技術引入軍事通信網，通過軟件仿真，查看其網絡性能，為部隊實際應用提供可操作性的依據和參考。
將網絡拓撲結構映射到OPNET中。如圖1所示。

網絡主要由服務器、交換機、接入點AP和若干終端組成。
每個作戰單元由5個作戰成員和1個AP組成，每個作戰單元的AP選用wlan_ethernet_router(fix)，移動站選用wlan_wkstn(fix)，交換機選擇Casio公司的CS_CSS11503_3s_ae24。