通信数据传输与数据质量保障的算法与方法研究

通信数据传输与数据质量保障的算法与方法研究

蔡东瑞

612322197908031117

摘要:网络通信传输数据增长态势格外显著，为进一步优化网络传输数据的安全存储性能，更好地实现数据存储目标，利用智能聚类算法完成数据安全存储任务，此方法根据数据的属性及特点，制定数据传输策略并对数据进行加密保存至文件头中，但其不适用于大规模的传输数据中，且计算量较为巨大，易为系统造成压力；利用HBase数据库实现数据安全存储，在加密过程中对数据进行线性配对算法，但忽略了访问数据的结构复杂度，使得存储效率逐渐降低。

关键词：通信数据传输；数据质量保障；算法与方法

引言

当今信息时代,智能手机、电脑等各种电子产品早已遍布世界各地,互联网技术又使各种产品紧密联系在一起,成为一个共同体。不同产品之间通过数据传输进行相互间的通信,在整个通信的过程中,数据的安全是最需要关注的问题之一,一旦安全性过低,传递的信息在传输过程中就可能会被其他人员截获,造成信息泄露。一些不法分子还会利用计算机的漏洞生成病毒,影响计算机功能的正常运行与使用,甚至造成设备瘫痪,使用户数据丢失,严重影响到了人们的生活与工作。

1.STM-1高容量数据传输技术

在传统的数据传输方案中，电网系统的控制装置在与多个通信站进行数据通信时，需要根据通信接口的数量进行扩展。目前主流的通信扩展装置只能支持22个数据通道，当接口数量过多时，就需要增加多组通信控制装置并开放对应的数据传输通道。随着通信扩展装置的增加会导致系统的可靠性降低，而且接口数量的增加将会导致接口的通信效率受限，影响数据传输效率和可靠性。同时系统在建设的过程中也需要铺设大量的电缆，不仅增加了建设成本，而且增加了设备维护难度，降低了可靠性。本文提出了一种新的STM-1（同步传输模块）高容量数据传输技术方案，其采用了FPGA（可编程门阵列）数控技术，能够同时输出63路符合高速数据传输标准的数据单元，而每个数据单元又可以同时提供16个数据接口，因此系统就能同时输出1008组具有稳定数据传输功能的执行基站。利用该技术不仅能够显著提升通信扩展装置的集成度，而且减少了数据的中间通信环节和通信接口上的数据延迟。

2.中继传输数据包格式设计

在各种类型的数据通信中，数据解析过程基本一致，可抽象为3个步骤：（1）确定规约种类；（2）按规约种类执行报文解析操作；（3）规约解析结果类型转换、存储，并供给其他系统使用。而规约的主要组成部分便是数据项定义，解析工作实际上是对数据项的解析。因此数据包格式设计在整个通信方法设计中尤为重要。在短时间多命令下发的场景下，通过该数据包能够判断网关是否有数据拥堵情况，便于向上级网关或平台索取空指令以解放待回复命令。

3.站间高速数据通信技术

为了解决不同电网基站间通信数据传输速度慢、效率低、兼容性差的不足，经过多次实际验证后，提出了一种新的站间高速数据通信技术，该技术以IEC61850通信协议为基础，通过高速光纤网络将不同区域的SDH设备相连接，形成一个全面、完整的供电局域数据网络，然后通过规范不同网络间的报文规范，实现了通信数据的高速传输。由于电网基站通信模块对数据通信的实时性和可靠性要求极高，而传统数据通信由于SDH设备中的电力通信网络的传输通道较窄，因此在大数据传输的过程中极易产生数据阻塞。为了解决该问题，对系统的通信逻辑和控制逻辑进行了耦合处理，通过双通道数据传输的模式，实现了对数据传输通道的拓展，提高了数据在传输过程中的稳定性和速率。

4.数据传输延时控制

根据数据类型的不同，可从数据流调度以及延时上界制定不同的策略。电网信息包含多种时限要求的信息流，各种传输信息流的应用对象各不相同，通常为1~4ms，例如电站监控数据信息的传输对时间要求较高，而对文件等非实时数据的传输时限要求则较低。国际上用数据链路层IEEE802.1p规范数据的时限传输，并通过设置优先级标记以实现不同数据的传输。对于GOOSE(GenericObject-OrientedSubstationEvent)信息流，则采用优先级更高的策略进行服务。当处理效率低于设定值时，会出现延迟现象，这将导致数据传输过程中的时限产生不确定性。应用服务分类机制可对不同数据信息进行详细分类，而针对不同的紧急程度赋予其优先级，能够保证紧急信息的传输服务质量。

5.RSA算法的优化和应用

随着数据传输技术的发展,针对图像信息的处理迎来了机遇与挑战.与文本数据相比,图像数据具有许多特殊的特征和特性,如相邻像素间的相关性强、冗余度高和数据量大等.面对变大的数据量,RSA算法的计算复杂度和算法速度都会受到消极影响.在网络数据传输的大部分节点上,基本都需要进行身份验证工作,以确保数据的正确性以及完整性.当进行身份验证时,RSA算法是一个明确的选择。此外,RSA算法还可应用于数字签名,一般将RSA中的私钥用于生成签名,公钥用于验证签名。RSA算法属于非对称密码算法中使用比较广泛的一种算法,它既可用于数据加密,也可用作数字签名和身份验证.该算法具有许多对称密码算法所没有的优点,能提供更高的安全性,保证了数据的可靠性、完整性和不可否认性。但同时RSA算法也存在计算复杂度高、加密时间长、存储空间大等缺点。科研人员针对该问题进行了研究,现在已开发出了一些基于RSA算法的改进算法.在RSA算法的实际应用中,大多数都是将RSA算法和其他加密算法混合使用,尽量避免RSA算法的局限性。在未来的应用中,应尽最大程度地发挥RSA算法的优势,使其更安全、更快速、更便捷。

6.MPACO算法优化方案

这一部分对网络的数据路由做出优化。通过对目前对无线传感器网络算法的优化方案的分析，现在算法大多都只针对拓扑形成阶段优化，到了数据传输阶段都是采用一个能耗的定值来模拟数据传输。但在实际数据传输中可能会受到环境影响，以及未必就走上一步已经形成的拓扑，所以我们不能只拿一个能量消耗的定值去模拟数据传输的能耗，需要同样重视数据传输的过程，即在不影响其他参数的情况下尽量走最短路径。蚁群算法是一种仿生算法，对蚂蚁寻找前往食物所在地进行觅食而走最短路径的这一自然行为进行模仿来实现算法的运行，整个蚁群在信息素的影响下由无序到发现最佳路径。但应用于无线传感器网络领域中，传统的蚁群算法只有单一信息素即距离，而网络同样也存在着例如跳数、节点度、剩余能量等不可忽略的会影响网络性能的参数。考虑参数过少会影响网络的寿命及性能，从而不能很好的利用有限的能量来进行数据传输。

结束语

为了解决现有网络通信方案无法满足电网系统大量设备接入和数据高速分析需求的不足，提出了一种新的电网系统高效数据融合通信技术，综合运用STM-1高容量数据传输方案、多控制终端聚合传输方案、站间高速数据通信技术，实现了对电网数据的高速、稳定传输。

参考文献

[1]李小玲,沈文娟,周新卫.自组织网络数据传输最短路径路由算法仿真[J].计算机仿真,2022,39(10):391-394+409.

[2]高艳.基于分簇算法的传感器网络大数据传输优化方法[J].传感技术学报,2022,35(09):1262-1267.

[3]杨娜.基于分组密码算法的网络传输数据信息加密方法研究[J].信息与电脑(理论版),2022,34(17):210-212.

[4]陈瑞.基于AES算法的运维数据加密传输方法[J].信息与电脑(理论版),2022,34(17):233-235+241.

[5]姚重阳.基于AES算法的加密I~2C控制器设计与验证[D].西安电子科技大学,2022.