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1.8 海洋网络互联方法

本节简要讨论如何将岸基网络、水面网络、天空网络和水下网络互联起来,以及移动性和网络管理等相关问题。

1.8.1 网络互联

使用卫星连接海洋中不同网络是很直接的方法,因为卫星可以覆盖地球表面。然而,由于成本很高,卫星常被作为备份方案。也有一些研究寻找更经济有效的海洋网络互联方法。如前所述,可以利用SANET扩展岸基网络的覆盖范围 [48,72] ,文献[108]进一步采用陆基蜂窝网络和卫星网络构建集成无线网络系统,即将SANET用于远海水域船舶间的通信,而不涉及卫星。若船舶足够靠近海岸,可以用岸基蜂窝网进行通信;否则,使用卫星网络。文献[109]提出了类似的海上通信结构,以支持电子导航。它根据船舶可用的通信机会,将网络覆盖分为3个区域:A区,可以与陆地网络直接连接;B区,在A区之外,但有足够的船只形成SANET;C区,在A区和B区之外,只有DTN可以工作。上述思想在海洋互联网中得到了进一步扩展,它试图将海洋中的任何通信节点互联,形成一个自适应的大规模异构WANET,也可覆盖水下 [4]

1.8.2 移动性支持

由于不同类别的无线接入系统都可用于海上通信网络连接的最后一千米,如基于IEEE 802.11的Wi-Fi、基于IEEE 802.16的WiMAX和3GPP的蜂窝网络,移动用户可以在不同系统之间甚至在同一系统的不同覆盖域之间漫游。文献[110]讨论了一种移动性管理协议,支持垂直和水平切换,可提高船岸通信性能和维持始终最佳连接过程及保障海上网络安全。水平切换试图在一个系统中保持通信的连续性,垂直切换允许用户在异构无线系统之间移动,以利用每个系统的资源。文献[110]进一步提出了一种集成了主机身份协议(HIP) [111] 和始终最佳连接过程的体系结构,以尽可能符合海上环境规范。为此,船上节点中需安装一个由链路监视、分析、应用程序和决策等模块组成的智能系统。同时,节点配备了与不同接入系统对应的接口,最好的接口通常用于船岸通信。HIP可以通过基于非对称密钥的身份验证和加密机制来识别主机,以支持通信的保密性、完整性和可靠性。

1.8.3 网络管理

海上通信网络由不同类型的节点和战略/战术通信链路组成。数据传输的主要通信链路包括卫星、高频/甚高频/超高频海事无线电。典型的节点包括用于卫星通信的陆基中继、移动节点(如船舶)、连接它们的载体以及可能的商业卫星地面站 [112] 。船舶可以通过海事无线电直接通信,并可以通过卫星与战略网络进行通信。影响海上通信网络运行和管理的主要因素包括连接网络节点的通信承载者、节点的移动性和数据流量。这里,电力限制和移动性问题不像MANET那么严重,但船上一般没有熟练的网络管理员。为此,该文献提出了一种使用面向服务和基于策略的管理架构的自动化方案来快速提供各种管理服务,包括用于支持数据流量工程的资源优化,包含以下几个方面:流量监控、流量优先级、自适应路由和资源预留。 XNMsUqPAJA9BdMbeg3DA5nvIHrkAbLTl8JSOxM1tCx3XQLGsPRHmfKxQJ1ojPZC5

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