基于塑料光纤的EtherCat网络传输系统

文章提出一种基于塑料光纤的Ether CAT网络传输系统,该系统在恶劣的、嘈杂的工作环境中可以提供稳定、可靠的通信线路,能够高速地传输控制信号和指令,采用塑料光纤可以避免因使用金属电缆线路而受电磁干扰导致通信传输中断的危险,本传输系统将利用其自带的数据传输物理光纤接口通过塑料光纤连接主从设备,通过工业以太网Ether CAT网络进行数据传输,实时监控和控制管理,这样的光纤数据传输系统不仅适合于低成本的实时控制监控设备的连接,也适合于实时高速的大数据量的设备进行连接;由于本光纤传输系统是通过工业以太网Ether CAT网络进行数据传输,以Ether CAT网络完美兼容标准以太网协议IEEE802.3u的特点,也对未来为设备更新硬件性能和日常维护减少了维护成本。

基于D2D通信和虚拟MIMO的飞行器集群网络传输方案设计

在无中心飞行器集群网络中,非直通条件节点间不同的中继路径可能导致较大路径损耗落差,为有限资源前提下网络传输能力的提升带来困难。参考5G移动通信中的终端直通(Device to Device,D2D)技术与中继通信中的虚拟多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术,提出一套D2D通信与虚拟MIMO技术结合的无中心飞行器集群网络传输方案。重点研究在正交资源模式下,将不同的协作传输协议与空时编码进行组合,在信噪比、误比特率、接入概率等方面对通信性能的影响。仿真结果表明:D2D通信与虚拟MIMO技术结合的传输方案在不增加资源的前提下,对集群网络的通信性能有明显提升,且引入分布式空时编码可进一步优化误比特率性能,但3种传输协议在不同传输质量评价方向的改善有所不同。

工业PON中确定性网络传输技术研究(特邀)

无源光网络(PON)凭借其大带宽、低成本和抗电磁干扰等优势,被认为是下一代工业互联网的重要组网技术之一。然而,以“带宽提升”为主要技术发展思路的常规PON,其传输控制机制难以满足以“时间敏感”为特征的高品质工业业务传输需求,对常规PON的网络传输能力提出了重要挑战,迫使其融入新的特性,即确定性。文章以时分复用(TDM)-PON为主要研究对象,首先阐述了工业互联网的业务特征及传输需求,分析了工业互联场景下常规TDM-PON面临的两大技术挑战:一是传统带宽分配方案引起的时延不确定性;二是队列调度机制僵化引起的时延不确定性。围绕上述挑战,文章介绍了提升TDM-PON确定性网络传输能力的关键技术,如协作传输接口、单帧多突发和确定性带宽分配(DetBA)等。其次,文章介绍了一种基于网络演算的时延边界建模思路作为确定性工业PON系统设计与性能评估的理论模型。最后,文章从业务层、媒质接入控制(MAC)层、物理层及控制管理平面等多个角度探讨了确定性工业PON的潜在技术及发展方向。

考虑信息泄露影响的光纤传感网络传输数据安全导入方法

为了提高对光纤传感网络传输数据安全传输能力,提出基于信息泄漏加密传输的光纤传感网络传输数据安全导入方法。采用离散混沌时间序列同步调制方法实现对光纤传感网络传输数据导入过程中调制编码处理,根据混沌随机编码特性实现对光纤传感网络传输数据过程中的同步输出稳定性调节和自主随机编码,构建光纤传感网络信息传输泄漏抑制的加密密钥,通过Logistics映射实现对光纤传感网络传输数据导入过程中的信息泄漏加密重传,根据光纤传感网络传输数据的混合敏感密钥表征和算术编码,实现信息泄漏控制和数据安全导入。实验结果表明,采用该方法进行光纤传感网络传输数据导入的加密性能较好,其光纤传感网络传输数据已加密比特序列的识别率为98%,误码率仅为2.7∗10-9%,抗泄漏能力达到了0.970,并且导入后的数据完整度达到了0.996,说明该方法具备了较强的加密效果、抗泄漏能力,实现数据的安全导入和加密传输。

物联网环境下复杂光纤通信传输网络节点调度

为了解决物联网环境下,光纤通信传输网络节点能耗高、调度效率低的问题,提出一种物联网环境下复杂光纤通信传输网络节点调度方法。在物联网环境下,分析光纤通信传输网络节点的分布情况,根据动态联盟理论,以最快调度速度和最小投资为目标,构建复杂光纤通信传输网络节点调度模型。通过蚁群和粒子群算法相结合的融合算法展开全部搜索,获取最佳调度方案,实现光纤通信传输网络节点调度。实验结果表明,所提方法的节点平均能耗在6.0 mJ以下,LBF值始终高于0.20,且节点调度耗时始终低于200 ms,具有良好的调度效果。

端接复杂电路传输线网络的电磁耦合时域并行计算方法

针对端接复杂电路传输线(TL)网络的电磁耦合问题,仍缺乏高效的场路协同仿真技术。该文将传输线方程与时域有限差分(FDTD)方法、诺顿定理和置换定理以及NGSPICE软件相结合,并引入消息传递接口(MPI)并行技术,提出一种高效的时域混合并行算法(FDTDTL-NGSPICE)。首先,根据诺顿定理和置换定理,将传输线网络分解为传输线子系统和复杂电路子系统,并构建对应的等效电路模型。然后,使用FDTDTL并行算法计算传输线子系统沿线各点的电压和电流,并获取对应诺顿等效电路的电流源和等效导纳大小。最后,使用NGSPICE对复杂电路子系统进行传导干扰分析,获得复杂电路各元件上的瞬态响应,并将端口电压反馈给传输线子系统作为边界,实现传输线网络电磁耦合的场线路联合协同仿真。通过对3类典型场景的计算实例,分别使用时域混合并行算法和电磁仿真软件CST电缆工作室(CS)进行数值模拟并对比,验证所提算法的置信度。

一种低碰撞多传输的水声无线网络MAC协议

针对水声通信网络中长传播时延带来的时空不确定性以及现有水声MAC协议中存在信道预约阶段握手碰撞概率较高的问题,提出了一种碰撞避免并发传输的MAC协议(Collision Avoidance Concurrent Transmission MAC protocol,CACT-MAC)。CACT-MAC协议先由目的节点发起广播测试帧,对信道进行预约。收到该测试帧的源节点通过发出带有并发传输条件的控制包进行并发传输节点的获取,同时这个控制消息还能够为后续数据包的追加传输提供支持。此协议包含一种发送优先级确定机制:根据源、目的节点传播时延与中继数据包数目来确定发送顺序。与DCT-MAC协议和Slotted-FAMA协议相比,所提协议在网络吞吐量上分别提高了5.49%和9.98%,同时在信息控制开销方面分别降低了18.87%和20.56%。

面向无线网络数据安全的非对称加密传输方法

针对无线网络数据安全传输时延较长的问题,提出一种基于矩阵计算的数据开放隐私泄露评估方法。设计基于小波变换算法的无噪声数据传输通道,获取用户信息并计算网络传输数据泄露风险;依托于非对称加密技术中典型的RSA算法,设计一个密钥生成器,分别获取数据传输相关的加密秘钥、解密秘钥;基于DFT-S-OFDM模型,完成无线网络数据加密信号的高效发送与接收。实验结果表明:该方法的数据加密传输时延保持在2ms以下,平均时延约为1.02ms,数据加密传输时延降低了76.55%、88.37%。

变拓扑结构下无线网络节点数据同态加密传输算法设计

由于无线网络在传输过程中,节点拓扑结构处于变化过程中,很容易被攻击,导致网络在数据传输过程中,被恶意攻击发生数据泄露。提出基于同态加密的无线网络节点数据安全传输算法。利用信道损耗模型确定无线网络的变化拓扑结构。通过遍历网络节点规划出数据的最优动态传输路径。在按照规划路径进行数据传输的过程中,设计一种同态加密算法对传感数据加密,实现无线网络节点数据的安全传输。实验结果表明:在不同类型的网络攻击下,设计数据传输技术的丢包率仅0.6%,证实了该技术可以保障无线网络节点数据的传输安全。

云计算背景下通信网络安全传输控制技术的研究

随着云计算技术的快速普及和应用,该技术已成为信息技术领域的重要发展方向之一。在云计算背景下,大量数据和信息需要通过网络进行传输和访问,而传统的网络安全控制技术已经不能完全满足云计算环境下的安全需求,因此需要加强对通信网络安全传输控制技术的研究。文章简要分析了通信网络安全传输控制技术的核心和通信网络安全遭受的威胁,并从加强通信网络安全传输控制的重要性出发,提出通信网络安全传输控制技术的具体要点和应用策略。

计算机网络拓扑结构对虚拟现实传输效果的影响分析

阐述星形、环形、总线型和网状不同网络拓扑结构对虚拟现实数据传输速度、延迟、带宽利用率及稳定性的影响。采用理论分析与实验模拟的方法,为虚拟现实系统的网络设计提供优化方案。

轻量级链式验证的网络传输层安全性增强方法

传输层是网络协议栈的关键组成部分,负责为不同主机间的应用程序提供端到端的服务.已有的传输层协议如TCP等为用户提供了基本的差错控制和确认应答等安全保护机制,在一定程度上保证了不同主机间应用程序收发报文的一致性.但现有的传输层安全保护机制存在严重的缺陷,如TCP报文的序列号容易被猜测推理,报文校验和的计算依赖于有漏洞的补码求和算法等.这导致现有的传输层安全机制并不能保证报文的完整性和安全性,从而允许一个远程的攻击者伪造出一个报文,注入到目标网络流中,对目标网络流形成污染或攻击.针对传输层的攻击发生在网络协议栈的基础层次,可以旁路掉上层应用的安全保护机制,对网络基础设施造成严重的危害.深入研究近年来针对网络协议栈的各种攻击和相关安全漏洞,提出一种基于轻量级链式验证的传输层安全性增强方法LightCTL.所提方法基于哈希验证的方式,使TCP连接双方能够对传输层报文形成彼此可验证的共识,避免攻击者或中间人窃取和伪造敏感信息,从而解决网络协议栈面临的典型安全威胁,包括基于序列号推理的TCP连接重置攻击、TCP劫持攻击、SYN洪泛攻击、中间人攻击、报文重放攻击等.LightCTL不需要修改中间网络设备如路由器等的协议栈,只需对终端协议栈中的校验和相关部分进行修改,因此方法易于部署,同时显著提升了网络系统的安全性.

具有可变增益恒压特性的双线圈无线电能传输系统补偿网络设计与分析

为了实现具有恒压特性的双线圈无线电能传输(WPT)系统中补偿网络的优化设计,该文在变压器T网络模型基础上定义等效耦合系数kr与等效变比n1,为双线圈WPT系统的高阶补偿网络设计与分析提供一种新方法。首先建立变压器T网络等效模型,给出具有恒压特性的串联-串联(S-S)型双线圈WPT系统元件参数表达式。其次结合等效耦合系数与等效变比,提出具有可变增益恒压特性的串联/并联-串联(SP-S)型与串联/并联-串联/并联(SP-PS)型双线圈WPT系统的补偿网络参数确定的新方法。在此基础上,考虑寄生电阻对系统传输特性的直接影响,以WPT系统的电压增益稳定性与传输效率为指标,得出不同等效参数下传输特性表达式,推导出在线圈偏移情况下最佳等效参数kr与n1的表达式,为WPT系统的补偿网络的优化设计提供理论依据。最终通过实物实验验证所提系统的恒压输出特性及其参数设计方法的正确性和有效性。

基于时间戳的异质信息网络数据动态加密传输

针对异质信息网络动态数据特征种类多、数据量大,在数据传输过程中易出现安全隐患等问题,提出一种基于时间戳的加密传输算法。采用DES算法建立网络数据加密种类查询表,标记关键字词字符,通过逆转换初始数据关键词的IP位置,计算得到关键词所处位置的属性、状态以及频率等信息,按照信息参数给出对应加密密钥。在此基础上,定义异质信息网络无向图,采用时间戳算法描述网络实时动态特性,划分网络中静态数据与动态数据,建立混淆矩阵,按照节点跟随时间的游走变化关系构建加密传输序列,完成最终数据加密传输。实验结果证明,所提算法的加密效果好,对任何类型的网络数据均能实现高效加密,且数据传输完整性较高。

信息中心网络传输控制技术综述

信息中心网络(ICN)作为一种面向内容分发的新型网络架构,改变了内容检索和路由的方式。它直接对内容进行命名和寻址,并为网络节点配备了自决策计算、缓存和响应请求等能力,因而丰富了网络节点的功能。ICN的这些新特性和功能为网络传输控制技术研究提供了新的解决思路。同时,ICN的传输复杂度更高,且对传输控制有新的需求,从而对传输控制技术研究带来了新的挑战。本文对ICN的传输控制技术进行综述,在简要介绍传统TCP/IP网络的传输控制技术的基础上,从传输路径控制、传输速率控制和网内缓存控制等方面对ICN传输控制技术及其研究进展进行了梳理和分析,并对ICN传输控制技术的未来研究方向进行了展望。

基于HMAC算法的网络通信安全数据传输系统设计

目前的网络通信安全数据传输系统稳定性较差,导致通信质量下降。为了解决上述问题,设计基于HMAC算法的网络通信安全数据传输系统。通过加密模块、解密模块实现网络通信数据加密和解密处理,采用HMAC算法对身份认证模块字段的含义进行延伸,利用逻辑发生器减少外来伪造信息的攻击。获取Logistic映射和Chebyshev映射的迭代初值和控制参数,将其作为HMAC算法的序列值,保证消息的传播安全性和不可逆转性,以此实现网络通信安全数据传输。实验结果表明,基于HMAC算法的网络通信安全数据传输系统的传输稳定性高达99%,通信质量较好。

基于网络药理学和实验验证探究生血通便颗粒治疗慢传输型便秘的作用机制

目的采用网络药理学预测生血通便颗粒治疗慢传输型便秘(slow transit constipation,STC)的潜在作用机制,并进行动物实验验证。方法利用TCMSP数据库和BATMAN-TCM数据库筛选生血通便颗粒的活性成分及作用靶点,通过GeneCards数据库和OMIM数据库筛选STC疾病相关靶点,构建“活性成分-疾病靶点”网络,使用R语言对交集基因进行GO及KEGG富集分析。大鼠采用盐酸洛哌丁胺混悬液[3 mg/(kg·d)]灌胃建立STC模型。将大鼠分为正常组(等体积蒸馏水)、模型组(等体积蒸馏水)、莫沙比利组[1.35 mg/(kg·d)]、生血通便颗粒低剂量组[1.44 g/(kg·d)]、生血通便颗粒高剂量组[2.88 g/(kg·d)],每组8只,每日灌胃1次,连续治疗14 d。记录治疗后肠道推进率;HE染色观察结肠组织病理学改变;免疫组织化学法检测结肠组织酪氨酸激酶受体(tyrosine kinase receptor,c-Kit)表达;TUNEL染色检测结肠组织Cajal间质细胞(interstitial cells of Cajal,ICC)凋亡情况;Western blot检测结肠组织葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated protein 78,GRP78)、C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)、B细胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)、活化型胱天蛋白酶-3(cleaved cysteine aspartic acid specific protease-3,cleaved Caspase-3)蛋白表达水平。结果筛选出生血通便颗粒活性成分74个,对应的作用靶点为492个,CASP3(Caspase-3)、Bcl-2、Bax凋亡基因是STC的核心靶点之一,其相关的作用通路为内质网应激信号通路。动物实验结果表明,与正常组比较,模型组大鼠肠道推进率降低(P<0.01);结肠黏膜萎缩、变薄,黏膜上皮层有缺失,固有层腺体缺损破坏明显,可见炎性改变;结肠组织中c-Kit表达降低(P<0.01);凋亡细胞绿色荧光增加、c-Kit红色荧光减少,ICC凋亡指数升高(P<0.01);结肠组织GRP78、CHOP、Bax、cleaved Caspase-3蛋白表达水平升高(P<0.01),Bcl-2蛋白表达水平降低(P<0.01)。与模型组相比,莫沙必利组及生血通便颗粒低、高剂量组大鼠肠道推进率提高(P<0.01);结肠黏膜结构较完整,炎性情况有所恢复,腺体排列较整齐;结肠组织中c-Kit表达升高(P<0.01);凋亡细胞绿色荧光减少、c-Kit红色荧光增加,ICC凋亡指数降低(P<0.01);结肠组织GRP78、CHOP、Bax、cleaved Caspase-3蛋白表达水平降低(P<0.01),Bcl-2蛋白表达水平升高(P<0.01)。与莫沙必利组相比,生血通便颗粒高剂量组肠道推进率提高(P<0.05)、c-Kit表达升高(P<0.05)、ICC凋亡指数降低(P<0.05);生血通便颗粒低、高剂量组结肠组织中GRP78、CHOP、Bax、cleaved Caspase-3蛋白表达水平降低(P<0.01),生血通便颗粒高剂量组Bcl-2蛋白表达水平升高(P<0.01)。结论生血通便颗粒可通过抑制内质网应激GRP78/CHOP信号通路,调控Bax、Bcl-2、cleaved Caspase-3凋亡蛋白表达,从而抑制ICC凋亡以达到治疗STC的作用。

基于网络药理学探究黄芪、红芪在益气活血通便方治疗慢传输型便秘中的作用机制差异

目的:在黄芪、红芪本草药用历史对比总结基础上,利用网络药理学探究黄芪、红芪在益气活血通便方治疗慢传输型便秘中的作用机制差异,利用分子对接进行验证。方法:利用TCMSP和PharmMapper数据库筛选益气活血通便方中当归、黄芪、肉苁蓉、火麻仁、红芪的活性成分及靶点;通过GeneCards、DrugBank、OMIM等数据库筛选慢传输型便秘相关靶点,利用Venny 2.1.0工具作图比较益气活血通便方Ⅰ和组方Ⅱ治疗慢传输型便秘的靶点;通过STRING数据库构建活性成分和关键靶点PPI网络;利用Metascape平台进行GO和KEGG通路富集分析,比较网络药理学差异。构建益气活血通便方的成分-靶点-通路网络图,利用AutoDock软件进行分子对接。结果:得到组方Ⅰ60个活性成分,501个作用靶点;组方Ⅱ50个活性成分,622个作用靶点。得到疾病作用靶点1035个,组方Ⅰ和组方Ⅱ与慢传输型便秘交集靶点分别为161个和201个。GO富集分析得到益气活血通便方Ⅰ553条生物进程或通路,组方Ⅱ899条生物进程或通路。KEGG富集分析预测组方Ⅰ126条信号通路,组方Ⅱ144条信号通路。分子对接结果显示槲皮素、木犀草素、花生酸、山柰酚、3,9-二-O-甲基尼森香豌豆紫檀酚与EGFR、SRC、CASP3、HSP90AA1、ESR1有良好的结合活性。结论:益气活血通便方通过多点显效、协同增效治疗慢传输型便秘,红芪可发挥与黄芪相似的作用,但能否替代黄芪还有待于结合药效学实验、临床试验进一步深入研究。

基于模糊神经网络的无人机数据传输时延控制模型

传输信道状态若是处于拥塞状态,会使得无人机数据传输时延大幅度增加,所以构建基于模糊神经网络的无人机数据传输时延控制模型;考虑直射、散射和反射等现象确定无人机数据传输信道,计算无人机数据传输信道传输时延,综合能量消耗、时延等因素判断无人机数据传输信道是否处于拥塞状态;利用基于模糊神经网络的时延控制模型生成时延控制指令,通过扩频调制、拥塞调度和队列管理等步骤,实现无人机数据传输时延控制;实验结果表明,在该模型控制下无人机数据传输时延达到预期水平,控制误差约为0.03 s,且未对数据传输进程产生明显不利影响,控制效果更好。

基于窄带网络的铁路地质灾害监测数据传输方法研究

针对在无网络环境的复杂艰险山区,铁路地质灾害监测系统数据传输速度慢、效率低、无法满足通信要求的问题,提出了一种高效的窄带数据传输方式。通过将自定义协议、压缩、完整性校验的方法应用于采集仪主站与从站、主站与数据中心的传输方案上,实现自组织网络环境下监测数据的可靠传输,以保障铁路地质灾害监测数据的实时性、准确性和完整性。经实际测试,证明了其高效的数据传输性能,对窄带下的数据传输方式具有一定的工程参考意义。