光纤路由（共3篇）
光纤路由 篇1
摘要：无线-光纤混合宽带接入网(WOBAN)是一种新型的具有竞争力和广泛前景的混合接入网络,其集成了EPON光纤接入网高速、宽带的优点和WMN无线网络灵活、便利的长处。但需要注意的是,无线-光纤混合宽带接入网对于光域互联路由技术提出了较高的要求。基于以上,本文从无线-光纤混合宽带接入网络概述入手,探讨了其路由技术。
关键词：无线-光纤宽带接入网络,路由算法,网络拥塞
一、前言
随着多媒体技术的发展,多媒体传输业务被广泛使用,人们对网络通信能力的要求越来越高。就目前来看,主干网建设日渐完善,但“覆盖一公里”问题则制约了网络的发展。无线-光纤混合宽带接入网络集成了无线接入网和光纤接入网的优势,但路由技术一直是无线-光纤混和宽带接入网络的瓶颈。基于以上,本文简要分析了无线-光纤混合宽带接入网络路由技术。
二、无线-光纤混和宽带接入网络概述
无线-光纤混和宽带接入网络(以下简称WOBAN)主要由前端的无线Mesh网和后端光纤网组成。光网络单元ONUs是前端光纤网和无线网的分界点,其能够实现光信号和无线信号的高速转换。在WOBAN中,前端无线网络为Mesh网,后端光纤网为PON[1]。在Mesh网中,其融合了Ad Hoc和WLAN,现有的IEEE80211MAC层协议标准无法支持Mesh网,且当前没有专门针对Mesh网的路由协议标准,因此假定应用80211实现Mesh网的多跳传输,其最大传输速率为54/11/54/Mbps,单跳传输区域限定范围为100米。
三、无线光纤混合宽带接入网络路由技术
3.1前端无线Mesh网路由算法
最短路径路由算法和DARA路由算法是都是常见的路由算法,但二者在Mesh网中的应用都有着一定的局限性,本文提出了应用于WOBAN的Dijkstra算法,以此作为最短路径选择算法,首先提出了MHRA算法(最小跳路由算法),其以跳数为权重,之后提出了MDRA算法(最小时延路由算法),期以时延作为权重,下面来进行具体分析。
3.2MHRA算法
1)建立网络连接矩阵
将WOBAN实际网络拓扑结构进行抽象,得到25×25阶的连接矩阵B,如果B(i,j)=1,则代表节点i到节点j之间存在直接连通链路,链路权重固定,始终为1,如果B(i,j)=0,则代表节点i和节点j之间没有直接连通链路。
2)建立最短路径表
根据权重矩阵,对每一个节点通往其他节点都建立最短路径表,通过Dijkstra算法来选择最短路径。
3)信息统计
用户信号包到达最近路由器的时候,则此最近路由器成为源节点,在用户信号包中,对其目的节点有着明确,一旦目的节点进入到光网络中,则应当选择所要进入光网络的网络单元ONUs作为目的节点,如果用户信号包中信息数据的目的节点是其他用户,则选择该用户的路由器作为目的节点[2]。当数据到达源节点的时候,其会在已经建立好的最短路径表中选择一个到达目的节点的最短路径,之后直接进行发包处理,统计每一个用户信号包的延时信息,为之后的仿真数据比较提供数据支持。
3.3MDRA算法
1)广播链路状态
将当前用户信号包密度λi、有效链路容量Ci等信息周期性的发布到没一条链路i中,在DARA算法中,根据节点相邻链路的数量来实现对有效链路容量Ci的平均分配。
2)预测链路状态
3)链路权重确定
4)链路计算
建立连接矩阵,方法与MHRA算法连接矩阵建立方法一致,对B(i,j)=1的链路进行权重赋值,之后根据Dijkstra算法来确定最短路径。
5)信息统计
根据节点用户信号包的发包数量,在路径计算过程中确定了经过节点,在经过节点进行链路状态的更新,对各个用户数据包的延时进行统计。
MHRA算法在负载较轻环境下时延性能更优良一些,但随着负载的增加,MDRA算法时延性能更好,能够有效实现负载平衡,不会在个别路径集中网络,造成网络拥塞。
四、结论
本文以Dijkstra算法为基础,将其应用到WOBAN的前端无线Mesh网络中,实现了MHRA算法和MDRA算法,并结合仿真结果分析了两种路由算法的性能,随着负载的增加,MDRA算法的应用值得考虑。
参考文献
[1]索凯华.无线-光纤混合宽带接入网络路由技术研究.浙江工业大学,2012
[2]马应平等,WOBAN中最短路径Dijkstra路由算法.军事通信技术,2012
光纤路由 篇2
ADSL的设置是通过浏览器访问其设置页面而实现的。在默认的情况下，ADSL的IP地址为192.168.1.1，我们只要将连接ADSL的电脑上的IP地址设置成与ADSL同一网段，就可以访问ADSL的设置页面，具体是将电脑的IP地址设置成192.168.1.X，X一般为大于等于2小于 255，网关设置为192.168.1.1，然后打开浏览器，在地址栏上输入ADSL的IP地址，即192.168.1.1，就可以访问ADSL的设置页面。在这里设置IP地址是为了访问ADSL，设网关是为了以后上网。
第二步：输入默认的用户名和密码
进入ADSL的设置网面是需要使用用户名和验证密码的。一般默认用户名都是是admin，默认密码也是小写字母admin。如果不是请看一下你的说明书！注意此用户名和密码不是在电信公司的用户名和密码，而是ADSL设备的用户名和密码。输入正确后，才能进入ADSL的设置页面。
第三步：进入ATM页面进行设置路由
点击ATM链接，就可以进入设置页面。找到连接类型选项，选择PPP的单选项，此时页面下部会展开PPP的设置。在PPP设置中设置好用户名和口令，这里的用户名和口令才是你在电信（或其它ISP商）的帐号和密码，设置在这里是供
ADSL在开机时自动拨号用的。
第四步：设置自动分配IP地址功能即DHCP功能
在网络上的每一台电脑都有一个单独的IP地址，在同一个网络中，每台电脑的IP地址是唯一的。通常我们上网时，电脑中设置的是自动获取IP地址，也就是说，在该台电脑接通网络时，服务器就会自动分配一个唯一的IP地址给这台电脑，就象你进入影剧院时票上标明的楼层、排号、座号一样。但在一些局域网中，为了方便软件通讯，采用固定IP地址的方式，也就是说，每台电脑都有一个固定的IP地址，在同一网络中不会出现完全相同的IP地址，就象楼房中每个房间都有固定的编号一样。如果你的网络是采用前一种IP地址分配方式，就需要打开ADSL的自动分配IP地址服务功能，也就是设置DHCP。在DHCP页面，选择DHCP Server单选项就可以了。
第五步：设置DNS
选择DNS页面，将电信公司（或其他ISP商）提供的DNS设置在ADSL中，一般情况下可设置成为202.101.224.68。211.147.6.3 ……最好填上本地的DNS服务器地址
第六步：保存设置
以上设置需要保存才能生效，选择“保存”页面，将设置的内容保存。然后关闭浏览器，同时关闭ADSL的电源。下次打开电源时，原先的设置就生效了。
第七步：修改电脑的设置
如果你选择了DCHP功能，你就需要将刚才为了设置ADSL时修改的IP地址修改回来。将电脑的IP地址选择为自动获取IP地址，将ADSL的 IP地址即192.168.1.1添加到网关中。
第八步：重启电脑并打开ADSL电源，你就可以随意地上网浏览了。
安全提示：打开ADSL的路由功能后，你的帐号和密码均保存在ADSL中，这样就很容易被别人窃取。因此，最好在第五步保存设置之前，修改 ADSL的默认口令，即将MT800默认的口令“admin”改为其他口令，以免被他人轻而易举地进入你的ADSL设置界面。
升级软件：在电信公司提供的ADSL中，有些版本没有上述的设置界面，例如版本号为V100P007C01B010SP01的。此时你可以象升级电脑BIOS一样，用其他版本的软件刷新你的ADSL，实际上是用低版本的软件刷新，通常是刷成版本号为V100R006C01B010SP02。刷新的过程比较简单，只要找到相应的软件，在ADSL的“软件升级”界面中按照说明进行操作就行了。如果你的ADSL型号正好也是华为MT800，就可以直接下载软件，进行升级。
其他操作:你也可以采取在地址栏上输入相应的参数，从而进入相应的设置界面，即输入：192.168.1.1/MainPage?id=X，X的值参见下表：
ADSL设置页面 X值 作用
SmartAX MT800 6 MT800ADSL设置的主页面
ATM设置 25 设置路由功能的页面
其他设置
ADSL模式
51LAN配置 2
光纤路由 篇3
关键词：光纤光栅传感,无线传感器网络,路由
光纤光栅传感器是一种新型传感器。已报道的光纤光栅传感器可以检测的物理量有:温度、应变、压力、位移、压强、加速度、电流、电压、磁场、频率、浓度、热膨胀系数和振动等[1,2]。与传统的电传感器相比,光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、尺寸小、重量轻、耐温性好、测试精度高、耐腐蚀性好和属于无源器件等优点,可以应用在普通电传感器无法工作的领域,如化工业和航空业等[3]。
本文综合了无线传感网络和光纤光栅传感器的优点,提出用光纤光栅传感器作为无线传感网络的传感节点,构建一个新颖的光纤光栅传感网络,并设计了适合该网络的路由协议。在研究光纤光栅传感器工作原理的基础上,设计了采用光纤光栅传感器的无线传感节点的物理层结构,构建了光纤光栅传感网络的体系结构。讨论了普通的无线网络的路由算法及其优缺点,设计了适合本文提出的光纤光栅传感网络的路由算法,并在NS2下比较了这两种算法的网络性能。
1 原理及网络结构
1.1 Bragg光纤光栅传感器的工作原理
Bragg光纤光栅满足Bragg条件:
式中,λB为Bragg波长;n为有效折射率;Λ为光栅周期。作用于光纤光栅的被测物理量(如温度、应力等)发生变化时,会引起n和Λ的相应改变,从而导致λB的漂移。反过来,通过检测λB的漂移,可得知被测物理量的信息。Bragg光纤光栅传感器的研究工作主要集中在温度和应力的准分布式测量上,温度和应力的变化所引起的λB漂移可表示为
式中,ε为应力;Pi,j为光压系数;ν为横向变形系数(泊松比);α为热胀系数;ΔT为温度的变化量。
利用磁场诱导的左右旋极化波的折射率变化不同,可实现对磁场的直接测量。通过特定的技术,可实现对应力和温度的分别测量,也可同时测量。通过在光栅上涂敷特定的功能材料(如压电材料),可实现对电场等物理量的间接测量。
1.2 传统光纤光栅传感网络的体系结构
在实际应用中,往往需要对多个传感点进行测量,以获取离散信息的综合来描述探测区域的分布特征。光纤光栅传感网络在进行多点探测时,通常需要多个传感器,这就需要设计合理的复用技术。常用的复用方式有波分复用和时分复用,图1、2分别示出了采用这两种复用方式的光纤光栅传感网络的体系结构[4]。
采用这两种复用技术可以获取多个测量点的物理量,从而获得探测区域的分布特征。但采用这两种结构的探测系统,具有灵活性低、移动性差和网络敷设不方便等缺点,不能适用于需要临时检测的区域及人无法接近的区域等应用场合。同时,可支持的复用传感节点的数目通常只有几个到几十个,因而不适用于需大量传感节点的应用场合。因此,我们提出采用无线与有线相结合的方式,构建一种新型的光纤光栅传感网络系统。
1.3 新型的光纤光栅传感网络节点及体系结构
在无线传感网络中,传感节点一般由传感单元、数据处理单元、数据收发单元和电源单元等功能模块组成。本文采用光纤光栅传感器作为传感节点,设计了光纤光栅无线传感网络的节点,其结构如图3所示。此外,可以选择的其他功能单元包括定位系统、移动系统以及电源自供电系统等。
被测物理量施加于光纤光栅上,由光纤光栅反射回的光信号经过信号探测部分监测出对应的光信号变化量,再由信号解调部分解调出物理量对应的电信号的变化。经模/数(A/D)转换后,将数据传输给处理单元(CPU)处理,收发器将处理结果通过无线方式发送出去。
无线光纤光栅传感网络通常由部署在监测区域内的多个光纤光栅传感器节点组成,通过无线通信方式形成一个多跳、自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者,其典型结构如图4所示。
传感网络中通常包括传感节点、汇聚节点和管理节点。传感节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或移动通信网络到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据。
2 路由协议设计及性能评价
2.1 Flooding协议
Flooding是一种传统的洪泛式路由协议,不需要维护网络的拓扑结构和路由计算,节点将产生或接收到的数据包向所有邻居节点广播。这个过程重复执行,直到数据包到达目的地或者到达预先设定的最大跳数,图5示出了这个过程。该路由协议实现简单,不需要任何算法,不需要维护路由信息和路由计算,因而适合健壮性要求高的场合。
如图所示,该协议明显存在以下缺点:(1) 存在信息“内爆”问题,即同一个节点收到来自多个邻节点的相同的数据;(2) 出现部分重叠(overlap)现象,即同一个节点收到来自监控同一个区域的多个节点的部分或几乎相同的数据;(3) “资源盲点”问题,即节点不考虑自身的资源限制,在任何情况下都转发数据,从而导致了能量的浪费。由于存在以上缺点,因而该协议不适合光纤光栅无线传感网络[5]。
2.2 适合光纤光栅传感网络的路由协议
本文提出的光纤光栅传感网络大都用于环境等的监测,所以我们提出采用路由表技术,称该路由协议为RT(路由选择表)协议。其基本思想是:网络中每个节点维护路由缓存表,表的内容是到达目的节点的路由信息。这样,就避免了数据的泛滥转发,节省了能量。
该算法主要包括两个过程:(1) 路由发现过程。节点发送信息时,先在路由表中查找路由,若有路由,则按照路由发送信息;若没有,就进行路由发现过程。节点广播路由请求包(RREQ)给自己所有的邻节点,邻节点接收到RREQ后,先在自己的路由表中查找,看是否有到目的节点的路由,如果有,则将路由信息写入路由回复(RREP)包发给源节点;如果没有,再将RREQ转发给自己所有的邻节点。以此类推,直到目的节点或中间某个节点知道到达目的节点的路由。(2) 路由维护过程。如果某个发起路由请求的源节点移动了或者网络拓扑变化了,它能够再次发起一个路由发现过程,以找到到达目的节点的新路由,建立一个新的路由表。
当源节点通过多跳方式给目的节点发送数据时,网络节点只需要查询本地的路由表信息,将数据包发送给下一跳节点,直到到达目的节点。这样就避免了数据的洪泛转发。因此,本文提出的路由算法具有很好的能量,适用于我们提出的光纤光栅传感网络。
2.3 性能评价与分析
2.3.1 性能指标
为了评价本文提出的路由协议的优越性,这里选择如下3个性能指标与Flooding协议进行对比分析。
(1) 分组平均递交率:
即目的节点接收到的数据包个数与源节点发送的数据包个数之比,deliverate=(目的节点接收到的数据包个数)/(源节点发送的数据包个数)。这项指标反映了网络传输的可靠性,递交率越高,可靠性越高。
(2) 端到端的平均时延:
包括路由查找时延、数据包在接口队列中的等待时延、传输时延及媒体访问控制(MAC)层的重传时延等,end-to-end-delay=∑(接收到数据包的时间-发送数据包的时间)/(发送的数据包个数)。这项指标反映了路由有效性。
(3)网络平均能耗:
即所有节点的平均能耗值,aver_energy_consumption=(∑节点能量消耗)/(节点数)。该指标反映了网络的能量有效性。
2.3.2 仿真场景与工具
本文选用UC Berkley大学研发的事件驱动和面向对象的网络仿真工具(NS2)作为仿真平台。以Flooding以及RT协议进行分析,用由12个节点组成的网络拓扑结构来进行仿真实验,仿真网络拓扑图如图6所示,主要仿真参数见表1。
2.3.3 仿真结果分析
本文从分组平均递交率、端到端的平均时延和网络平均能耗3方面对Flooding和RT协议进行了比较分析,图7给出了仿真结果。
从图7中可以看出,在分组递交率方面,Flooding协议要比RT的性能优越,这是因为Flooding协议直接转发数据包,不受网络拓扑变化的影响,而RT则在网络拓扑发生变化时,可能发生丢包现象;RT在转发数据前需要查询路由表,而Flooding协议不需要,因而RT的时延比Flooding协议的要长;在平均能耗方面,RT避免了数据的重复转发,因而能耗比Flooding协议低。总体而言,RT协议的平均递交率和平均时延比Flooding略差,但节能远胜于Flooding协议,因此,RT协议更适合于本文提出的新型光纤光栅无线传感网络。
3 结束语
本文通过分析光纤光栅传感器的工作原理,指出了其应用优势,通过讨论传统光纤光栅传感网络的特点,指出了其存在灵活性低、移动性差等弊端。我们把无线网络引入到传统光纤光栅传感网络中,构建了新型的光纤光栅无线传感网络,设计了该传感网络的传感节点。由于本文设计的光纤光栅无线传感网络通常应用在数据流量小、节能要求高的场合,因此我们设计了适合该应用场景的RT协议。通过与Flooding协议对比分析发现,RT协议更适合本文提出的新型光纤光栅无线传感网络。
参考文献
[1]Blanc M Le,Huang S Y,Ohn M,et al.Distributedstrain measurement based on a fiber Bragg grating andits reflection spectrumanalysis[J].Opt.Lett.,1996,21(17):1 405-1 407.
[2]Zhang Wei-Gang,Huang Yong-Lin,Xiang Yang,etal.Temperature-independent stress and displacementbi-directional sensing tuned by applying bilateral canti-lever beam[J].Chinese Physical Lett.,2002,19(1):76-78.
[3]刘云红.光纤光栅传感器技术及其应用[J].传感器世界,2005,(3):23-25.
[4]高宏伟.新型光纤光栅传感复用系统的研究[D].天津:南开大学,2006.