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導語：在數據通信的概念的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
移動數據通信是指移動體之間的通信，移動數據通信由兩個部分組成，分別是空間系統和地面系統。移動通信系統從20世紀80年代誕生以來，由3G向4G過渡，從而系統性能在很大程度上取決于頻率的高低。到了4G后，寬帶無線接入系統、毫米波LAN、智能傳輸系統（ITS）和同溫平臺（HAPS）系統將投入使用。對于用戶而言，移動數據通信在進入4G后，可接入的技術包括：3G、固定無線接入、衛星系統、廣播系統等。
二、移動數據通信的無條件加密方案
隨著移動通信設備功能的日漸強大，出于用戶信息安全的考慮，在移動設備與中心服務器交互當中，加密方案將保證用戶信息和通話安全。移動通信通常采用HTTP方式，但HTTP是無狀態協議，為了滿足數據交互需求，其中需要加入客戶端，才能夠保持用戶間的通信。對于任何一個移動通信用戶而言，其數據交換過程當中，由于出于安全性考慮，服務器腳本設置當中的Session在無響應狀態中保持時間，無法與服務器交互，進而Session自動取消，服務器將不再保留信息。信息加密的目的是為了防止惡意攻擊者截獲信息，通過加密后，截獲的信息將無法閱讀，從而保證用戶信息安全。這種加密主要采取了密鑰的方式，只要對密鑰進行破解，才能夠瀏覽信息。目前為止，網絡上的加密手段主要采取混合加密體制，但應用于移動數據通信當中的密鑰，要求較為復雜一些。移動數據通信加密具有以下幾個特點：第一，擁有更好的安全性能，避免信息被他人截獲和閱讀；第二，算法執行效率更高；第三，密文有一定限度；第四，通信負荷較低。移動數據通信采取的加密方式通常為高級加密，其選擇方案時以AES和XXTEA作為加密算法。AES算法具有高安全性、高性能、高效率等優點，在移動通信設備系統中表現更為優秀。XXTEA算法的安全性也很高，并且初始化實際短，更適合Web開放中，實際應用于移動數據通信當中較少。
三、移動數據通信密鑰管理
在移動數據通信當中，密鑰是實現加密手段的一個關鍵項。密鑰管理占有著重要地位，是移動數據通信進行加密必須要解決的一個問題。在無條件安全加密方案中，服務端所連接的客戶可以共享n種解密方式，其過程如下：當收到客戶請求后，服務器隨機生成0~26535之間的整數r，之后選取對應加密方式，隨機生成。之后，按照密鑰固定長度進行隨機生成補足部分，并將補足部分的序列傳回客戶端。客戶在獲取密鑰后，將加密后的序列傳導服務器端，SessionID檢驗客戶身份，然后使用密鑰解密敏感數據信息。密鑰的方案有多種，具體實現中，C0、C1、C2分別設為XXTEA固定密鑰，也可以根據實際情況進行具體的加密方式選擇。密鑰管理當中，根據所加密算法不同，可以選擇固定或非固定密鑰進行解密。但對于不同加密方案，參數長度將影響其安全性，可能降低密碼分析難度，從而造成安全漏洞。混合加密密鑰可以避免大量費時操作，極大的提高了效率，并且其簡單算術操作和對稱性的密鑰加密操作，對于移動設備通信密鑰加密操作更加方便，且有利于執行。所以，客戶在選擇密鑰過程當中，要根據自身的實際情況，選擇更加合適的密鑰進行加密管理，從而保證移動數據通信的安全性。
四、結束語
【關鍵詞】 移動數據通信 無條件安全加密 設計
前言：當今社會經濟發展背景下，移動設備已經由單一的語音通話和短信功能，發展為多用途結合為一體的智能設備。移動設備計算性能的限制以及無線通信網絡限制，想要將移動設備與有線網絡進行直接連接，以此拓寬移動設備應用還無法實現。不過，本文當中采取的辦法是針對移動通信系統的數據交換，利用應用層傳輸無條件安全加密方案，以此來滿足系統安全需求。
一、移動數據通信概念
移動數據通信是指移動體之間的通信，移動數據通信由兩個部分組成，分別是空間系統和地面系統。移動通信系統從20世紀80年代誕生以來，由3G向4G過渡，從而系統性能在很大程度上取決于頻率的高低。到了4G后，寬帶無線接入系統、毫米波LAN、智能傳輸系統（ITS）和同溫平臺（HAPS）系統將投入使用。對于用戶而言，移動數據通信在進入4G后，可接入的技術包括：3G、固定無線接入、衛星系統、廣播系統等。
二、移動數據通信的無條件加密方案
隨著移動通信設備功能的日漸強大，出于用戶信息安全的考慮，在移動設備與中心服務器交互當中，加密方案將保證用戶信息和通話安全。移動通信通常采用HTTP方式，但HTTP是無狀態協議，為了滿足數據交互需求，其中需要加入客戶端，才能夠保持用戶間的通信。對于任何一個移動通信用戶而言，其數據交換過程當中，由于出于安全性考慮，服務器腳本設置當中的Session在無響應狀態中保持時間，無法與服務器交互，進而Session自動取消，服務器將不再保留信息。
信息加密的目的是為了防止惡意攻擊者截獲信息，通過加密后，截獲的信息將無法閱讀，從而保證用戶信息安全。這種加密主要采取了密鑰的方式，只要對密鑰進行破解，才能夠瀏覽信息。目前為止，網絡上的加密手段主要采取混合加密體制，但應用于移動數據通信當中的密鑰，要求較為復雜一些。
移動數據通信加密具有以下幾個特點：
第一，擁有更好的安全性能，避免信息被他人截獲和閱讀；
第二，算法執行效率更高；
第三，密文有一定限度；第四，通信負荷較低。
移動數據通信采取的加密方式通常為高級加密，其選擇方案時以AES和XXTEA作為加密算法。AES算法具有高安全性、高性能、高效率等優點，在移動通信設備系統中表現更為優秀。XXTEA算法的安全性也很高，并且初始化實際短，更適合Web開放中，實際應用于移動數據通信當中較少。
三、移動數據通信密鑰管理
在移動數據通信當中，密鑰是實現加密手段的一個關鍵項。密鑰管理占有著重要地位，是移動數據通信進行加密必須要解決的一個問題。在無條件安全加密方案中，服務端所連接的客戶可以共享n種解密方式，其過程如下：當收到客戶請求后，服務器隨機生成0～26535之間的整數r，之后選取對應加密方式，隨機生成。之后，按照密鑰固定長度進行隨機生成補足部分，并將補足部分的序列傳回客戶端。
客戶在獲取密鑰后，將加密后的序列傳導服務器端，Session ID檢驗客戶身份，然后使用密鑰解密敏感數據信息。密鑰的方案有多種，具體實現中，C0、C1、C2分別設為XXTEA固定密鑰，也可以根據實際情況進行具體的加密方式選擇。
密鑰管理當中，根據所加密算法不同，可以選擇固定或非固定密鑰進行解密。但對于不同加密方案，參數長度將影響其安全性，可能降低密碼分析難度，從而造成安全漏洞。
混合加密密鑰可以避免大量費時操作，極大的提高了效率，并且其簡單算術操作和對稱性的密鑰加密操作，對于移動設備通信密鑰加密操作更加方便，且有利于執行。所以，客戶在選擇密鑰過程當中，要根據自身的實際情況，選擇更加合適的密鑰進行加密管理，從而保證移動數據通信的安全性。
四、結束語
本文就移動通信設備的安全問題提出了一種移動數據無條件安全加密方案，并結合安全方案進行了相關的探討和分析，其中有關密鑰的設定以及客戶端安全問題的解決措施。這種移動通信設備無條件安全加密方案，將滿足移動設備的通信安全，滿足移動通信設備的實用要求。
參 考 文 獻
[1]ATUL.K.密碼學與網絡安全[M].北京：清華大學出版社，2005.
【關鍵詞】數據通信；網絡安全；網絡維護
1數據通信與網絡安全
1.1數據通信
所謂的數據通信網絡主要是指計算機通過雙絞線、電話線和有線電視頻道來實現的網絡，用戶可以通過網絡來實現很多工作，如制作文件、共享信息資源以及進行交流等。通信網絡可以分為四種類型：局域網、廣域網、城域網以及國際網絡，其中局域網分布范圍是最小的，我們通常說的城市網絡就是局域網的一種類型網。局域網覆蓋的主要是一個城市，其覆蓋范圍一般是在10~100km之間；廣域網的數據通信網絡相比更大的城域網，距離的分布通常是在輻射范圍內100~1000km；我們常說，互聯網是世界范圍內最大的數據通信網絡，然而，在數據通信網絡的應用中局域網的使用可以說是最常見的，局域網是更加靈活和可靠的數據通信。通常在一個單位可以使用多個局域網，比如在財務部門可以運用多個內部局域網來進行金融賬戶的集中管理，管理人事檔案等，所以說局域網是有非常重要的實際應用意義的。
1.2網絡安全
所謂的網絡安全是指對網絡系統各種硬件、軟件和其他相關數據的保護，并且防止意外或惡意修改、損壞或泄漏的網絡信息而造成網絡系統不能能夠正常運行。大概來說，只要是涉及網絡信息安全以及信息的保密性的都屬于網絡安全的范疇。網絡安全也是一門牽涉計算機網絡技術和通信保密技術等多種學科的綜合性學科。我們都知道，網絡是有許多節點的，這些節點包含客戶機終端、一個或多個服務器等。在實際生活中，中國聯通就是通過在不同城市之間的通信系統和部分通信信息的開放來實現網絡的高速化，但仍有一些信息屬于隱私，不能共享，所以他們要在這些信息上進行維護。當數據通信網絡作為私營網絡時，通常很難從外部對其進行攻擊，但如果單位和內部員工離開的時候，外部就有機會攻擊內部網絡系統，并竊取信息，使信息傳播到其他組織。
1.3數據加密
數據加密是指處理可讀信息形成了不可讀的代碼形式，稱為密碼。互聯網是危險的，這是內在的TCP/IP協議，以確保互聯網的安全，對數據加密是不可缺少的。數據加密是維護計算機安全的一個重要部分，是最基本的計算機網絡安全預防措施。對文件進行加密是需要確保該文件是否可以使用密碼，防止文件在傳輸過程中出現泄露的現象。加密技術不僅可以用于網絡數據通信的安全，還可以用于企業機密的安全。要想做好數據加密工作，首先應該理解數據加密，數據加密是通過使用加密技術來實現的，數據加密技術是長途傳輸信息過程中使用的安全技術。通過數據加密可以防止數據傳輸的過程出現泄漏問題，使其傳輸過程中不會被攔截。加密傳輸的數據主要包括硬件加密和軟件加密兩個方面。計算機網絡技術在社會的發展中發揮著至關重要的作用。然而對于網絡系統中存在的安全隱患，需要使用防火墻技術、加密技術、入侵檢測技術等措施來處理這些隱患，從而提高計算機網絡安全，確保網絡系統和網絡信息的安全。
2網絡維護
2.1網絡維護的目標
維護數據的穩定和安全是網絡安全的最終目標，維護數據通信的穩定不僅僅是一個簡單的技術問題，也是一個重要的商業和社會問題。在網絡中的數據通信穩定，不像其他產品一樣能給企業帶來直接的經濟效益，但可以通過網絡安全對數據通信網絡的安全進行維護，使單位和企業內部各種信息的傳輸和共享有一個安全的網絡環境。同時有關部門和決策者的溝通信息是管理的基礎和重要的決策依據，所以對企業來說，網絡安全決定了通信數據傳輸的安全，這些信息對一個公司或企業的發展都是至關重要的，甚至決定了他們在市場中的存亡。數據通信網絡的維護，可以保證信息傳播的真實性和準確性，從而維護商業競爭的公平和社會的穩定。但目前許多單位和數據通信網絡都有潛在風險，網絡安全問題逐漸突顯出來。然而，這一問題的出現怒僅僅是因為這些單位或企業缺乏必要的技術支持和硬件，也有一些原因是基本原則的缺陷和網絡指令授權問題。
2.2網絡維護的必要
通信技術的快速發展推動了計算機網絡技術的進步，使客戶端服務器系統和機制更加成熟。穩定的現代計算機網絡信息系統已經成為一種很重要的信息交流方式，通過網絡可以獲取各種各樣的信息。目前無論是機構、企業或組織，如學校，通過建立相應的局域網，所有文件和信息都可以實現溝通和共享，相關人員可以為遠程用戶訪問數據通信網絡，獲得所需的數據。與此同時，網絡的安全已經成為一個重要的問題；在數據通信中，加強網絡安全、加強數據通信網絡的維護，對實現網絡的安全性、可靠性和穩定性是非常關鍵的。然而，對于數據通信網絡和網絡安全這兩個問題，首先應該清楚的理解他們的概念。
3加強網絡安全的維護
要加強數據通信網絡維護、數據通信的可靠性和安全性，需要加強網絡的安全，首先我們必須從現有的網絡條件下，進行全面的網絡安全就檢測，排除一切對網絡安全有威脅的問題，并通過對檢測結果的分析，采取相應的策略，對這些問題進行解決，這樣才能更好的提高網絡安全指數。
3.1網絡安全檢測
數據通信網絡和應用程序主要是為單位或企業相關人員提供一個網絡平臺，以便相關人員可以通過這個平臺來獲得他們所需要的數據，并且可以保證這些數據的安全性和獲取的高效性。為了保證數據通信網絡的可靠性，首先應該對網絡安全做出檢查，根據安全檢測的標準來檢測一些潛在用戶信息中的安全隱患，確保數據通信的安全環境，檢測必須全面細致，保證檢測的準確性和可靠性，相關人員檢查檢測的結果，但是檢測時還要根據網絡的環境和相應的信息技術的變化進行改變，以便相關的技術人員根據通信網絡的安全性對其進行全面控制。
3.2網絡安全存在的必要
互聯網的出現使人們的生活發生巨大的變化，極大地擴大了人們在網上的信息交流，然而伴隨著出現的是網絡信息的安全問題。網絡信息安全主要是網絡數據的數據信息、軟件和硬件設備安全以及網絡環境安全，外部人員可以通過攻擊IP地址而進入到數據通訊網絡系統，破壞和竊取系統的相應數據，從而威脅數據的真實性；要想摧毀所有潛在的威脅和風險，必須在網絡安全評估的基礎上，分析和展望未來的各種威脅和數據通信網絡中存在的風險，通過設置網關的限制、訪問的方式，以避免外部用戶的入侵系統。通過系統技術修復和完善，避免惡意入侵者可以利用。3.3發生危害怎么清楚危害一般來說，網絡脆弱性是一個影響網絡安全的重要因素，入侵和攻擊行為也往往是網絡漏洞操作和擴張的一部分。因此為了保持數據通信網絡的穩定性，有必要開發一個預防漏洞系統，接觸網絡威脅和風險的相關策略，用服務器發現預防和保護工作潛在的漏洞，健全病毒管理方案，以防止各種惡意的電腦病毒入侵，避免惡意竊聽攻擊等，還可以建立一個防火墻來防止地址欺騙和木馬攻擊。同時，也應該被添加到相應的應用程序的網絡安全系統，安裝各種各樣的軟件和硬件，這可能是一個潛在的安全漏洞，盡量不要把外包策略與主機服務器相連接，以避免數據丟失和數據泄露等問題的出現。
4結語
數據通信已經成為當代通訊的主要力量，智能、集成和快速通信網絡將與更多的信息相連接，加上信息的安全與穩定本身就是人們關注的熱點，因此，數據通信的安全必然會成為人們關注的焦點。加強網絡安全管理、加強數據通信網絡的維護，使數據通信更安全、可靠也是數據通信行業當下最為重要的工作。參考文獻[1]楊千.網絡安全技術和計算機網絡安全中的應用[J].2015（2）：72~73.
[2]施海.計算機網絡安全技術的應用基于網絡安全維護[J].2014（8）：121~122.
【關鍵詞】 計算機網絡 數據通信交換技術 ATM信元交換
隨著計算機網絡技術的發展，網絡技術已經廣泛應用于商業、金融、科研等各個領域。在光纖技術的發展下，網絡技術開始以高效、超大容量進行演變。在當今科技術迅速發展的今天，通信技術已經成為技術發展的主要需求。本文主要對計算機網絡和數據交換方法進行了分析，可以帶動計算機網絡技術和數據交換的發展。
一、算機網絡技術和數據通信交換的原理
計算機網絡是由各個獨立計算機連接起來的拓撲結構，主要由通信子網、網絡操作系統協和資源子網組成。通信子網和資源含有兩個節點（轉接節點和訪問節點）和一個鏈路。鏈路分為邏輯鏈路（雙絞線、同軸電纜、單模多模光纖及無線）和物理鏈路。計算機可以在網絡結構的基礎上，實現資源共享和數據傳輸。資源共享主要進行軟硬件、數據和通信同享。
數據通信交換是各種計算機在工作狀態下，與各個網絡設備形成的信息交換技術。最常見的數據通信交換就是計算機和計算機網絡設備之間形成的通信，此種通信方式沒有中間節點，是一種最簡單的信息交換方法。但是不可以在廣域網和局域網之間進行交換，需要在各個宿站點之間設置多個節點，保證進行數據通信式。因此此種數據通信技術基本原理是利用某種交換方法，經過某個節點和網絡設備，最終到達目標站點。
二、數據通信交換技術
2.1傳統數據交換
電路交換和包交換是傳統數據交換的兩種常見模式。電路交換辦法。電路交換表示在原站點和目標站點建立連接，同時不能讓其他計算機共享此電路，直到通信交換完成的一種方式。電路完成交換需要經過：建立鏈路，在呼叫過程中需找空閑線路建立物理鏈路；數據傳輸，建立數據傳輸所需要的鏈路并且不能被其他接收方占領；拆除連接線路，完成數據交換后，需要根據發送方和接受方的應答對各個節點進行拆除。包交換方法。存儲轉發是包交換最常使用的方式，由數據報和虛電路兩種或方式組成。包交換的利用率非常高，可以在不同速率和不同站點進行通信，但是時間較長，不能進行實效性要求較高的數據通信。數據包包含數據頭和數據本身，可以將其理解為一封平信，信封就是包含地質和信息等的報頭。同一個報文中的不同組，可以選擇不同方式進行數據傳輸，然后到達連接終端的時候，重新對傳輸報文進行重組和排序。虛電路是網絡連接站點形成的邏輯鏈路，可以在兩個站點之間進行面向連接并進行永久會話。源站點將信息發送給每個分組，目的站點會根據站點先后順序進行接受，不用進行重組和排序。呼叫虛電路和永久虛電路是虛電路的兩種方式。呼叫虛電路由呼叫報文、信息報文等組成。永久虛電路和專線電話具有類似功能，不需要進行建立和拆除報文過程。其中虛電路產生的差錯問題和流量控制都由網絡層的協議負責。
2.2光交換技術
1）波分光交換技術。波分復用技術是該技術的基礎，可以實現高速、大容量信息傳遞。波分光使用波長變化方式進行光交換。波分光具有很多輸入光纖和輸出光纖，而且各個光纖技術中含有很多載波信號，可以在解復用器和復用器相互間進行光纖和波長信號轉換。2）時分光交換技術。時分復是此技術的基礎，主要利用時隙互換原理進行分光交換。可以簡單將時分復技術理解為時間分化信號才能的幀，給予每個幀劃分很多長度相等的時隙，并分配信號，然后將各個信號連接在同一條光纖上。簡而言之，就是實現分復幀中時隙信號交換位置互換。3）空分光交換技術。光開關是此技術的基礎，在光開關的基礎上，讓光信號在傳輸空間發生變化。此項技術的核心器件 是光開關，開關速度對技術性能高低起到了決定作用。4）波分、空分光和時分技術組合。此項技術可以將波分、空分光和時分技術實現任意交換，進而實現數據通信的相互間交換。
2.3其他交換技術
ATM信元交換。此技術是建立在傳統交換和包交換基礎上的新技術，經常應用于綜合寬帶業務數字網絡。用戶可以在ATM信元和光纖的連接基礎上，實現高校通信。為了滿足實時性業務需求，ATM信元還保留了電路交換技術，最大化利用了電路交換技術的優點。幀中繼交換。此技術是面向包交換的一種方法，傳輸介質是光纖，可以進行節點轉發操作，具有傳輸錯碼率低，不進行流量和差錯控制等優點。但是交換的實時性差，不能進行語音和視頻等信號傳輸。
三、結束語
在計算機網絡技術的快速發展下，高效率、超大容量數據傳輸是未來智能網絡發展的主要方向。為了滿足多用戶需求，有效的利用網絡傳輸信息資源，保證數據通信和交換技術的協同發展，必須對網絡傳輸技術進行管理，進而提高網絡服務水平。
參 考 文 獻
關鍵詞：數據通信 DDN網絡 ATM網絡 IP網絡 IP承載網
一、數據通信的概念、組成和原理
數據通信(data communication)是指兩臺設備之間通過某種形式的傳輸介質進行的數據交換。這些通信設備必然成為由軟件與硬件組成的通信系統的一部分。一個通信系統要達到的最基本目的是完成雙方的數據交換。
數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調制解調器(MODEM),作用是進行模擬信號和數字信號的轉換;如果傳輸信道為數字信道,DCE的作用是實現信號碼性與電平的轉換,以及新路接續控制等。傳輸信道除有模擬和數字的區分外,還有有線信道與無線信道、專用信道與交換網路之分。中央處理器用來處理由數據終端設備輸入的數據。數據通信的交換方式一共有三種分別為電路交互、報文交換和分組交換。
二、數字數據網(DDN)
吉林省的DDN網絡節點設備采用新橋設備作為中心節點,為用戶提供有9600kbit/s和N*64kbit/s速率的接入帶寬。
我省DDN目前結構可分為三層。第一層為省網核心層,由各地市省網DDN節點組成,該層負責全省跨地市DDN電路的轉接和為其他數據專業網絡提供中繼承載體;第二層為網絡接入層,由市網DDN核心節點組成,該層各節點負責本地區用戶的電路連接或轉接,同時該層各節點還負責匯接各市內分局、縣局DDN節點的業務數據;長春和吉林兩市的市網DDN采用的市NEWBRIDGE新橋設備。第三層為本地區用戶接入層,由小型DDN節點和DDN接入設備組成,該層負責本地用戶接入.
在本地用戶接入設備中,采用的支路板分別有2B1Q、DNIC、RS232、V.35、E1等。由于DDN設備投入的時間比較早,所以大多數的接入段采用模擬線接入方式,用戶端采用調制解調器(MODEM)設備,根據用戶的不同需求,分別提供V.24和V.35接口的調制解調器。RS232板卡及V.35板卡接入方式就更加多樣化,可以采用modem方式接入或者光端機加協議轉換器方式。
三、ATM網
ATM的英文全稱為“asynchronous transfer mode”,中文名為“異步傳輸模式”, ATM主要具有以下優點:
(1)ATM使用相同的數據單元,可實現廣域網和局域網的無縫連接。
(2)ATM支持VLAN(虛擬局域網)功能,可以對網絡進行靈活的管理和配置。
(3)ATM具有不同的速率,分別為25、51、155、622Mbps,從而為不同的應用提供不同的速率。
四、IP城域網
Internet通過TCP/IP協議把許多不同的物理網絡互聯起來,向用戶提供統一的服務,其基本思想是通過提供通用網絡服務,使低層網絡細節向用戶及應用程序開放,從而建立一個統一的、協作的、提供通信服務的通信系統。采用的方法是在底層網絡技術和高層用戶之間增加TCP/IP協議,TCP/IP協議為連接跨越不同網絡和不同的硬件平臺的互連網絡提供信息,向用戶提供通用服務。
長春市的IP網絡緊跟世界科學技術的發展,現有的IP網絡有163IP網、IP城域網、Iptv網等。在企事業及政府工作中普通的ADSL寬帶互聯網的性能及穩定性能已經不能滿足用戶對網絡帶寬及QOS的要求;光纖互聯網不存在ADSL的非對稱現在規則,其上傳及下載的帶寬都是同樣的速率,其特性正符合大中型企業及政府的需要。
長春市IP163網全網分為核心層、匯聚層、接入層。核心層由兩臺路由器組成,匯聚層由21臺BRAS(272#ERX現作為備件,全網承載數據20臺),10臺交換機和5臺路由器組成,接入層由54臺交換機和1062臺AD節點組成。長春市163網在青島路節點和寬平節點安放華為NE5000E核心路由器組成雙星型網絡,骨干節點采用華為8016骨干路由交換機、華為8508骨干路由交換機以及中興T160G骨干路由交換機,在這幾種交換機上設置千兆光口板、百兆光口板以及百兆電口板,其中千兆光口板用作路由器之間的中繼端口;現在大多數企業及和政府機關的外網連接都已經實現了光纖互聯網,早些年倡導的光纖到桌面已經不只是一句口號而是一步步實現。百兆電口主要作為ADSL節點和認證服務器的上聯端口用,長春市BRAS接入服務器設備采用華為ME60接入服務器、華為5200G接入服務器以及愛立信SE-800接入服務器。全網出口總帶寬為100G。在1062臺AD設備中, 1000M中繼帶寬節點有425個,100M中繼帶寬節點495個,200M中繼帶寬節點142個。
五、IP承載網(NGN)
IP承載網是各運營商以IP技術構建的一張專網,用于承載對傳輸質量要求較高的業務(如軟交換、視訊、重點客戶VPN等)。IP承載網一般采用雙平面、雙星雙歸屬的高可靠性設計,精心設計各種情況下的流量切換模型,采用MPLS TE、FRR、BFD等技術,快速檢測網絡斷點,縮短故障設備/鏈路倒換時間。網絡設計要求其承載的業務輕載,并部署二層/三層QOS,保障所承載業務的質量。通過采取以上措施,使IP承載網既具備IP網絡的低成本、擴展性好、承載業務靈活等特點,同時具備傳輸系統的高可靠性和安全性。
長春通信NGN承載網項目是為了滿足長春2006年軟交換建設對承載網絡的需求,并把該網絡建設成依仗具有較高Qos、可靠性和可維護、可管理的電信級IP承載網。
整個網絡采用雙星型網絡結構,在二樞紐和青島路分別部署兩臺P設備,。在匯聚節點設置八臺NE40E作為PE設備接入核心的軟交設備Soft3000、UMG8900,這八臺NE40E分別雙上行到兩臺P設備上,同時網絡在接入層放置了14臺NE40作為CE連接AG設備(UA5000)。
整個網絡采用MPLS-VPN方案,將信令和媒體分別通過兩個VPN來承載,確保兩個業務系統的安全。
在整個網絡中端到端的在PE之間部署BFD,,保證鏈路的中斷能夠被快速感知,和VPN FRR,保證流量通道的快速切換。
在各個PE節點間部署VPN FRR,通過VPN FRR和BFD的聯動保證在鏈路發生中斷后,VPN隧道能快速切換。
在整個網路上通過differ-serv方式來進行Qos保證,將媒體流定義為EF流,將信令流定義為AF2流,在各個設備上通過WFQ方式對各種數據流進行帶寬保證。
參考文獻:
【關鍵詞】調度數據網;備調系統;主干局域網與采集數據網;遠程工作站
1.引言
調度數據網作為調度自動化專用網絡通道，以中心輻射式結構將各變電站數據節點與中心主站前置服務實現路由連接，通過VPN隧道、BGP協議、OSPF協議實現實時與非實時信號的通信，然而它只適用于廠站信號采集業務。
對于主站系統而言，各服務器及其服務節點之間由于采用了分布式服務和信息處理，形成主干局域網，以滿足多節點、主備調系統、遠程工作站、維操工作站等不同的業務要求;加之配網自動化系統等數據交互連接，使得調度自動化系統數據網絡架構必須滿足安全分區隔離，有效同域互聯、優化與完善數據通信網絡，實現數據信息流分類交互通信，系統功能獨立完整互不干擾，有著十分重要的現實意義和技術價值。
2.基本架構
（1）從系統功能和服務應用，自動化網絡架構來分
1）主站系統服務層
應用業務如：EMS調控一體化系統、.DMS配調自動化系統，實現系統功能，完成數據處理與交互集中或分布式處理服務。
2）數據通信層：主干局域網…………采集數據網
實現方式如：傳輸通信、網絡交換、路由協議。
3）數據信號節點：各子站系統及自動化終端……………歸屬于采集數據網;調度遠程工作站、分散的系統應用節點……………歸屬于主干數據網。
前者作為數據源按照一定的協議與通信規約實現與主站系統的通信與解析;后者與主站系統屬于同一局域網，作為系統服務和應用的擴展和延伸。
（2）從數據信息類型來分
1）采集數據網：不同系統之間按照一定的協議與規約，以報文的形式，實現系統通信與解析，作出正確和實時的響應; 面向各廠站RTU數據及調控指令的交互和響應。
2）主干局域網：主站系統內部的擴展服務和應用維護，或者系統互聯實現主備調系統的模型同步、參數同步、圖形同步;以及遠程工作站、維操工作站。
3）特殊應用：跨安全區的信號服務應用。
如WEB平臺及其與SCADA系統的數據交互，公網信號（無線公網GPRS）接入系統等，必須經過單比特正反向隔離，確保數據純文本無指令代碼，保證系統的安全。
3.業務需求分析與問題的提出
調度數據網應用初期，由于對其功能及定位不很清晰，網絡專用概念的理解出現偏差，對主干網與采集網的隔離缺乏嚴格的保證，致使主干網與采集網交叉混擾;誤認為所有I區業務都可以在同一網絡構架下，只需調度數據網就足夠完成一切數據通信和信號處理，部分遠程調度工作站也采用調度數據網連接到系統主站;使得調度數據網的信號采集與主干系統信號交叉，未實現嚴格的隔離。隨著備調系統的實施，形成了多主機通信模式，愈發暴露出許多問題，如：網絡沖突、信號串擾、進程失效、資源搶奪等。
實驗證實，主備調主干節點及前置節點若同時與廠站通信，將造成遙信遙測錯誤，遙控失效，RTU通信斷續，截取報文分析，可發現通信主機干擾爭奪與廠站管理機的通信，使得系統通信出現網絡沖突，數據通信嚴重失效。
查看與分析網絡通信方式及其主要任務，其不同的特性和訴求是顯而易見的
主干網：主備調系統的互聯，實現數據交互，包括數據模型、系統參數、圖形的同步;
系統服務器、數據庫與各調度工作站、遠程節點的數據通信，訪問控制、網絡同步;
采集網：核心節點之間的互聯及與匯聚層、接入層的路由配置與網絡控制，實現廠站信號按照規劃配置的路由與指定服務節點通信。
從以上的狀況和要求，如何優化與完善自動化系統網絡架構，變得現實和需要認真研究與思考了。
4.通信現狀的制約
由于目前地調傳輸通信采用的是2.5G的SDH（STM-16），通信業務帶寬嚴重不足，并且通信網結構不合理，能夠提供給自動化數據通信使用的帶寬相當不足，嚴重制約了調度數據的的高速傳輸要求，難以滿足自動化數據交互的實時要求。一方面對于采集數據網，傳輸設備以CPOS光接口提供155M實現核心層與匯聚層的通信，總體容量限定在63*2M;另一方面對于主干網，由于對業務安全認識的分歧，（如網絡版安全等級不夠，網絡風暴的突發影響等），以及數據網絡通信方式的應用限制，使得主干局域網的構建比較困難;這些問題都亟待解決。
5.數據信息網絡的優化與完善
按照“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”網絡防護的指導思想;在不影響調控運行的前提下分步驟有序進行;明確總體目標和實施步驟
（1）目標：實現主干局域網與采集數據網網絡隔離，提升數據信息通信的安全和效率
（2）步驟：
1）部分轉移主干節點，通過傳輸網絡設備，形成主干局域網，強化網絡板的物理安全和1+1備用，盡可能擴展專用網絡帶寬;
2）梳理調度數據網，清除有關不合理路由，關閉異常端口，移除非采集業務的數據配置;進行路由檢測和業務檢測，確保主干業務與采集業務分離;
3）對主干業務所有節點重新進行系統和網絡配置，確保各業務系統及其功能完整有效，數據信號及其響應準確及時可靠;
4）著手準備建立滿足調度業務的主干數據網，以獨立的主干路由方式實現系統和服務的分布式擴展和應用;
5）重新部署包括數字證書、縱向加密認證、二次安防監測等系列安全防護措施。
圖1 自動化采集數據網、主干局域網示意圖
6.數據交互過程的安全防護與注意事項
無論是主干局域網還是采集數據網，安全防護工作及問題的處理都是至關重要的。它們都關系到系統的安全，關系到電網的安全，對安全防護的忽視和缺位都將帶來極其嚴重的后果;
在主干局域網中，需要完成許多數據交互工作，如電網模型、系統參數、圖形的同步;而在采集數據網中則需要通過一定的通信協議與通信規約實現數據、報文、指令及圖形的有效解析，要確保這些數據交互的準確可靠，必須有效的采用數字證書系統、身份識別技術、縱向加密認證技術、橫向隔離技術使得自動化系統運行處于嚴格的安全管理和有效的安全防護中。
7.結語
1移動通信技術
移動通信網與固定通信網一樣，不論從用戶對業務的需求，還是從網絡運營商提供的服務以及通信設備研發生產商來看，都可以分為3個層次：語音、數據、視頻和多媒體。可以將后兩個層次的業務統稱為移動數據業務，如短消息、傳真、電子郵件、文件、圖像、瀏覽網頁等。能為用戶提供移動數據業務的移動通信網，又可稱為移動數據網。也有專門提供移動數據業務而不提供語音業務的，稱為專用移動數據網（或簡稱為移動數據網，或無線分組數據網）。隨著技術的發展，語音和視頻等實時業務將完全以分組數據的形式傳送，那時，移動通信網也就完全變成了移動數據網。與無線數據通信相比，它們的共同點在于數據通信都是通過無線信道和網絡進行的，而主要區別就在于“移動”與“無線”二詞。“移動”一詞表示通信終端的3種運動狀態：歸屬區靜止、運動和漫游（訪問區靜止）。實際上“移動”主要是指“運動和漫游”這兩種狀態。因此，“移動數據通信”就是指終端在3種運動狀態下都能進行數據通信。而“無線數據通信”一詞主要含義是指在靜止狀態進行數據通信，但如果無線網絡能提供漫游服務，那么這種情況下的“無線數據通信”也是“移動數據通信”。能提供無線數據通信最典型的例子是無線局域網（WLAN）。隨著網絡技術的發展以及移動、無線網絡與互聯網的逐步演進和相互融合，傳統的無線數據網也能支持終端在運動狀態下進行數據通信，無線數據通信與移動數據通信將不再有區別。
2平臺結構設計
移動監控系統中監控前端和監控終端均處于移動網關的防火墻后，相互間不能完成點對點通信，在不增加設備的情況下無法建立數據鏈路。另外視頻監控系統中監控前端是嵌入式視頻服務器，DSP處理能力相對有限，監控前端運算負荷會過大，影響音視頻的質量和傳輸性。因此，考慮在Internet上引入流媒體轉碼服務平臺概念。流媒體轉碼平臺由三大功能模塊構成，如圖1所示，分為轉發模塊、流媒體轉碼模塊和設備認證模塊。流媒體轉碼服務平臺不僅使移動監控前端和移動監控終端之間的通信鏈路得以建立，同時可以實現傳統有線網絡中的PC監控客戶端訪問位于移動網絡內部的監控前端的實時音視頻信息，并通過控制信令實現對其進行控制，完成有線網絡與無線網絡的互通與整合。轉發模塊維持和視頻服務器的連接通道，使得連接請求可以跨越移動網關到達視頻服務器，并通過該通道對控制信令，報警信號進行及時的轉發，同時轉發模塊可以實現對音視頻媒體流進行緩存和轉發功能。設備認證模塊負責系統接入的安全驗證，阻隔未授權的訪問和操作。流媒體轉碼和模塊將原始音視頻流針對手持終端設備進行優化，并借助專業的流媒體平臺進行。
3系統實現
3.1接收與解碼的實現
視頻服務器采用的流媒體傳輸協議是RTSP[3]。RTSP是一種控制和傳輸實時媒體的傳輸協議，通過IP網絡傳送多媒體數據，用于流媒體服務器和終端之問的媒體流會話的建立和控制[4]。本文采用的是NetSink中的PushSink，轉碼模塊主動將轉換好的媒體流推送到流媒體服務。在接收和解碼部分，按照RTSP流媒體協議進行音視頻流的接收，并調用相應的解碼模塊進行解碼，最后將解碼后的碼流送到WindowsMedia編碼單元。接收及解碼程序框架如圖2所示。
3.2轉碼的原理
轉碼服務模塊利用轉碼技術，將高分辨率高帶寬的音視頻碼流針對手機設備進行實時轉換，映射成小畫面低帶寬，適合于移動網絡傳輸的碼流，再進行對手機設備的轉發。另外，在轉碼的過程中采用多碼率技術，同時轉換出多種碼率的低帶寬碼流，以適應不同的手機終端和移動網絡環境，在終端接收帶寬波動的情況下，自動在多種碼率間無縫切換，以達到最好的流暢度在進行原始碼流的接收和解碼之后，重編碼模塊對解碼后的信息進行重新編碼，重編成什么格式，是流媒體轉碼服務器設計中要考慮的問題。隨著流媒體的廣泛應用，微軟公司推出整套的流媒體制作、和播放產品WindowsMedia，其產品的一大特點是其制作、和播放軟件與WindowsNT/2000/9x集成在一起，勢必成為今后流媒體應用的主流產品[5]。編碼模塊將這些解碼后的數據轉換成WindowsMedia兼容的流格式，并發送給WindowsMedia流媒體服務器。系統在偵測到數據包到達的時候啟動處理流程。接收模塊將視頻服務器發送過來的原始音視頻流送入接收緩沖，調用解碼模塊對其進行解碼，解碼后的數據送入解碼緩沖區，以供WindowsMediaASFWriter模塊進行后續的編碼處理。客戶端在回放的時候，根據當前的網絡帶寬，自動選擇最合適的流進行解碼輸出，在帶寬波動的時候，子帶間可以實現平滑的切換。
3.3設備認證機制
視頻監控系統中，安全性是一個非常重要的問題，尤其是涉及保密的視頻信息，需要強有力的安全保障。每一路視頻服務器內均內置有安全認證和權限分級的功能，基于內嵌Web頁面，通過用戶名和密碼來確定用戶權限級別和訪問許可。在設備認證模塊中，這一機制被保留，專門設立安全數據庫，集中管理每一個視頻服務器的安全信息，在客戶端連接的時候進行安全驗證，阻止一切未經授權的訪問。對于移動客戶端，由于手機輸入相對于桌面PC較為不便，采用用戶名密碼方式不具有友好的用戶體驗。所以在對手機監控客戶端進行認證的時候，考慮獲取手機設備的唯一標識，在中心安全數據庫注冊并分配安全級別，移動客戶端在訪問時，由客戶端程序提供該唯一標識，無需用戶手動輸入身份信息，做到即開即用。手機設備的唯一標識的來源有IMEI方式、手機卡方式、操作系統API方式。系統采用的是由操作系統API提供的API獲取的DeviceID。通過調用WindowsMobile提供的GetDeviceUniqueID函數獲取16字節的設備唯一標識，并將該標識打包到連接請求信令里，提交給服務器。服務器根據該ID號查找用戶信息，并確定訪問權限。操作系統API提供的唯一標識，不容易被篡改，技術門檻較高，不過在更換設備后必須重新注冊。在設計中心數據庫結構的時候，用戶和設備ID號之間應該是一對多的關系，以應付一個用戶擁有多部手機的情況。
關鍵詞：查詢優化；網絡數據；平臺建設
中圖分類號：TP311
在改進后的系統中，客戶端也必須有自己的數據網絡平臺和私鑰來向其他人證明自己的身份，并且其數據網絡平臺必須經過查詢平臺建設的數字簽名，以便讓信任該查詢平臺建設數據網絡平臺的使用者也相信該查詢平臺建設簽過名的數據網絡平臺。由查詢平臺建設產生的用戶數據網絡平臺有以下特點：
（1）令任何有查詢平臺建設公開密鑰的用戶都可以恢復被證明的用戶公開密鑰。
（2）除了數據網絡平臺權威機構查詢平臺建設外，沒有任何一方能更改該數據網絡平臺而不被察覺。
1 網絡數據平臺查詢優化安全控制設計
在生成私鑰的時候，會讓系統的安全管理員設定保護私鑰的口令，日后任何人想使用服務器的私鑰時，都必須提供該口令，當OPENSSL工具包驗證口令和私鑰相匹配后，才能使用客戶端的私鑰文件，原則上說，只有客戶端數據網絡平臺的擁有者才知道客戶端私鑰的口令，因此輸入用戶密碼如果和私鑰相匹配，則驗證了用戶方的身份。
只有經過查詢平臺建設簽過名的數據網絡平臺對外界來說才是有效的，才可以用來向其他信任查詢平臺建設的人證明自身的身份[15]，因此，在生成客戶端的數據網絡平臺和私鑰后，還需用查詢平臺建設的私鑰對數據網絡平臺文件client.pem進行數字簽名。
服務器端數據網絡平臺與私鑰的生成與客戶端是相似的，在此不再重復。
2 查詢優化數據平臺報文的保護
當安全連接建立完畢后，系統對之后客戶方和服務器方發送IIOP報文的保護是通過摘要和對稱加密算法來保證其完整性與機密性的。因此，摘要算法和對稱加密算法的選擇對整個系統的安全健壯性就顯得尤為重要。
當SSL握手成功之后，安全連接就建立起來了，此時只要使用SSL_read（）和SSL_write（）讀寫SSL套接字代替傳統的recv（）和send（）操作。客戶端和服務器端就可以彼此發送IIOP報文，進行安全通信了。此時，在客戶端和服務器端之間發送的報文都根據系統規定的安全保護質量，通過3DES加密算法進行了加密與解密并用SHA-1算法進行數字摘要，以進行完整性與保密性保護。
在數據平臺網站中，在前臺會有不同級別的會員來訪問網站，而不同級別的會員能夠享受到的服務也不同；在后臺管理端，也會有不同級別的管理員來登錄管理網站，不同級別的管理員也會有不同的權限，所以，基于角色的訪問控制功能非常適用于數據平臺網站中。下面就簡單介紹一下基于角色的訪問控制服務，并提出基于角色的訪問控制模型。
基于角色的訪問控制簡稱RBAC，（RoleBasedAccessControl），這種訪問控制中，訪問許可權限與角色相對應，而用戶則是相應角色的成員。角色和訪問控制中用戶組的概念相近。但是，不同的是，角色不僅對應于一組用戶，同時還對應于一組權限，而典型用戶組只定義成一組用戶的簡單組合。我們可以把角色看作是為了闡述訪問控制策略而定義的語義結構。和一個角色相對應的用戶集和權限集合可能是暫時的，但是角色本身則相對穩定得多，因為一個組織或機構的活動或功能一般不會頻繁的變動。
訪問控制策略包含于RBAC的不同組件中，如：角色—權限、用戶—角色以及角色—角色關系。這些組件一起決定某個特定的用戶是不是有權訪問系統定的一塊數據。RBAC組件可能直接由系統所有人配置或由他委托的適當的角色間接地進行配置。某特定系統實施的安全策略都有上述配置好的RBAC組件決定。此外，在系統生命周期中訪問控制可以不斷的進化。RBAC的一個很突出的優點就是它可以根據系統要求的變化很方便地修改策略。
在許多訪問控制系統中，一般都會提供用戶組作為訪問控制的基本單元。組和角色概念一個主要區別在于：組一般只被看作用戶集合，而不是權限的集合。角色既是用戶集又是權限的集合。角色為這兩個集合牽線搭橋，把它們聯系在一起。
3 網絡查詢優化數據信息安全平臺建設
Linux主機設備，主流網絡設備、Windows服務器的進行的運行維護操作審計；日常維護人員操作Sybase數據庫，通過運維審計系統可以審計到維護數據庫的操作；可以支持針對外部廠商遠程運行維護時，進行操作審計；審計協議支持Telnet、FTP、SSH、SFTP、RDP等；詳細的權限分配功能，可以根據時間、登錄IP、目標資源等進行詳細授權；支持按時間、用戶名、被審計設備、命令等進行的定制報表，并可以導出Excel或PDF等格式報表；設備支持硬件冗余方式，并支持HA（雙機備份冗余）。
運維審計系統針對內部運維人員、廠商技術支持人員、外包服務商等對關鍵服務器、網絡設備、查詢平臺建設信息安全設備操作進行查詢平臺建設信息安全審計，規避查詢平臺建設信息安全風險，減少查詢平臺建設信息安全事件；規范運維流程，加強查詢平臺建設信息安全管理，提高運維查詢平臺建設信息安全水平；對運維查詢平臺建設信息安全違規事件及時追蹤，并提供可信、完整的技術依據；定時針對各類系統產生運行維護報告，審計運維內容，提交相關領導審核，并查詢平臺建設信息安全存檔；協助完善內控機制，達到數據平臺的合格性要求。
4 總結
結合單位內部的參考資料和以往開發案例系統研究分析可行性方案、概念設計：分析需求，由粗到精、由模糊到清晰的概括總結出系統設計的概念模型使原型系統開發有一個概念的框架、邏輯設計、物理設計、空間屬性數據庫設計：原型系統中用到的數據通信空間數據庫以及相關的屬性數據庫建庫工作、系統實現：基于Adobe公司的Flex開發，Actionscript編寫RIA的豐富前臺功能、MyEclipse平臺下Java語言開發服務器端的Servlet后臺處理程序或者借助微軟公司的Visualstudio2005開發后臺、ESRI公司的ArcGISServer或者開源的GeoServer數據通信服務器數據通信的WMS服務處理的緩存交由自定義Servlet處理、數據通信的開發框架選用開源的Modestmaps或者ESRI的arcgisapiforflex進行實現數據通信瀏覽（放大、縮小、漫游、全圖等）、查詢（圖查屬性、屬性定位查圖）、鷹眼窗口、圖層控制功能、數據通信標繪功能、數據通信渲染、專題圖制作等、編碼測試、到最后的性能分析和評價：通過在本單位研發中心不斷的測試系統，分析預測結果，按軟件工程學的流程進行分析，面對系統用戶給出各種可行性的調查結果，分析最終結果比較得出最佳方案。以及對數據通信核心算法的平臺建設整理研究。
參考文獻：
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關鍵詞：信息網絡 數據通信 EDA技術
中圖分類號：TN791；G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）01（a）-0156-02
數據通信系統中，通過串行通信來達到交換信息數據的目的是經常采用的方式。異步串行通信要求的傳輸線少，可靠性高，傳輸距離遠，被廣泛應用于PC機和外設的數據交換。通常都由通用異步收發器UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）來實現該功能。同時在電子設計領域中，SOC片上系統技術日趨成熟，設計者可以在單塊或極少數的幾塊芯片中實現整個系統的功能，將UART的功能模塊集成到可編程邏輯器件FPGA （Field Programmable Gate Array）中。利用EDA（Electronic Design Automation）技術優點來設計串行通信接口，不僅可以直觀的讓同學們了解到數據鏈路層的工作原理，還可以在分工協作中深刻領會EDA技術在網絡通信中的實際應用。
1 UART工作原理和流程
通過對UART工作原理的分析，我們把整個系統模塊可劃分波特發生器，核，信號檢測器，移位寄存器，奇偶校驗器，總線選擇器和計數器等。UART的工作流程可以分為發生和接收兩個過程。
1.1 接收過程
當UART信號監測器模塊的輸入口偵測到數據時，即輸入口由高電平變為低電平，UART讀取串行數據并且將數據并行輸給計算機。首先UART內核會重置波特率發生器和移位寄存器，并且設置移位寄存器的時鐘為波特率時鐘，以準備接收串行數據。接著，移位寄存器模塊在波特率時鐘的驅動下，不斷讀取串行總線的輸入數據，并將串行數據保存在內部的寄存器中。接收完畢，UART內核會對已接收的數據進行奇偶校驗并輸出校驗結果。同時，UART內核會復位信號監測器，以準備進行下一次數據接收。
1.2 發送過程
由加載Load和發送Send兩個部分組成，如圖3所示。加載是內核依串行發送的順序將起始位、數據位和奇偶校驗位依次加載到移位寄存器內，這個過程移位寄存器工作在系統時鐘下，相對于外部總線傳輸速度來說非常快。完成加載后，內核會復位波特率發生器，并且指示移位寄存器工作在波特率模式下，移位寄存器便在波特率時鐘下依次將加載的數據發送到發送口。
2 UART奇偶校驗位發生器的設計
奇偶校驗位發生器的功能：（1）依據奇偶校驗規則（奇校驗ODD，偶校驗EVEN）的選定和輸入的串行二進制數據，計算出校驗位并與輸入的串行數據的校驗位比較來判斷數據的正誤；（2）根據校驗規則為由計算機發來的并行數據，添加校驗位。
利用modelsim軟件對上述奇偶校驗位發生器進行功能仿真，由仿真結果知，此模塊設計正確，其功能滿足設計要求。
3 UART波特率發生器模塊的設計
波特率發生器分別為數據接收和發送過程中的計數器以及串行數據發送過程中的移位寄存器提供時鐘。本文采用9600 bit/s的波特率發送和接收串行數據。波特率發生器的功能是產生和RS-232通信所采用的波特率同步的時鐘，這樣才能正確無誤地按照RS-232串行通信的時序要求進行數據發送或者接收。若要得到占空比為50%的波特率時鐘，只要讓計數器在計數到5208×50%=2604時輸出高電平，之后在計數到5208時，輸出置低電平并且重新計數，就能實現和9600 bit/s 同步的時鐘。
4 UART頂層模塊的設計
頂層模塊用來實現收發內核和各模塊之間的連接，接口定義如表1所示。
在波特率為9600 bit/s下，對UART進行發送功能仿真，得到數據發送的仿真結果如圖4所示。
圖中表明，TOTAL_BIT表示總數據位數，由計算機發送給UART的等待從TxD口發送的數據send_bus是01010101，由send信號觸發后，TxD輸出001010101，其中第一位是起始位，中間的八位是send_bus，TxD發送完成后輸出指示信號send_over。RxD上的數據為0101010010，其中起始位為0，之后是10101010。recv_buf最終變為了10101010，接收完成后recv會輸出保持一個時鐘周期的高電平。
5 結語
本文通過基于FPGA的UART的設計，實現了異步串行通訊的基本功能，并通過modelsim仿真軟件進行了功能仿真。本設計具有較大的靈活性，在實際運用中可根據外部設備的具體要求，調整波特率發生器模塊的分頻參數、設置不同的數據幀格式和校驗方式等。通過采用自頂向下的設計方法，首先進行立題分析，然后對各個模塊進行分解，交給同學們分組完成。通過這種方法，不僅大大加深了同學們對數據鏈路層、奇偶校驗和波特率設置的概念理解，而且也讓同學們對EDA技術在實際通信網絡中的應用有了直觀的認識，通過這樣的教學方法，把EDA技術與信息網絡課程的教學更緊密結合起來，在實際教學中起到了良好的效果。
參考文獻
[1] William Stallings，著.數據與計算機通信[M].王海，張娟，譯.電子工業出版社，2004.
[2] 潘松，黃繼業.EDA技術實用教程[M].北京：科學出版社，2010.