衛星IP通信網(wǎng)設計技術(shù)分析

　　針對影響TCP 業(yè)務(wù)傳輸因素進(jìn)行針對性的分析和試驗，可以得到改善其傳輸性能的各種措施:

　　a加大發(fā)送窗口尺寸，調整發(fā)送數據包長(cháng)，可以使傳輸效率提高;b保證信道誤碼率至少達到10-7;c協(xié)議欺騙、本地應答; d 采用協(xié)議加速器，將TCP協(xié)議轉換為適合衛星信道傳輸的協(xié)議，本地處理確認應答; e采用擴展TCP 協(xié)議，改進(jìn)擁塞和慢啟動(dòng)機制、支持特大窗口等以便適應長(cháng)延時(shí)誤碼信道; f采用多線(xiàn)程應用軟件如網(wǎng)絡(luò )快車(chē)，可以提高傳輸速率，明顯改善信道利用率，表2 和圖1 分別給出了不同線(xiàn)程數下TCP 業(yè)務(wù)傳輸的試驗數據和曲線(xiàn)。

表2 多線(xiàn)程試驗數據

圖1 多線(xiàn)程傳輸TCP 業(yè)務(wù)

　　以上措施綜合應用效果會(huì )更好。

　　2. 2 長(cháng)延時(shí)對HTTP 業(yè)務(wù)的影響及解決辦法

　　HTTP 主要用于網(wǎng)頁(yè)瀏覽，每個(gè)網(wǎng)頁(yè)會(huì )包含許多鏈接。正常瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)，每個(gè)鏈接會(huì )建立一個(gè)連接。

　　因此通過(guò)衛星的長(cháng)延時(shí)信道直接瀏覽網(wǎng)頁(yè)，不同連接不同時(shí)間建立，整個(gè)網(wǎng)頁(yè)瀏覽時(shí)間很長(cháng)。

　　可采用的解決辦法就是在衛星通信網(wǎng)中心站先下載完整的所需網(wǎng)頁(yè)，遠端站通過(guò)一個(gè)連接下載整個(gè)網(wǎng)頁(yè); 或者中心站主動(dòng)存儲常用網(wǎng)站，推送到各遠端站。

　　3 衛星IP 通信網(wǎng)設計

　　3. 1 路由協(xié)議選擇

　　衛星IP 通信網(wǎng)路由協(xié)議選擇，與地面IP 網(wǎng)最大的不同之處就是衛星通信網(wǎng)的路由一般比較簡(jiǎn)單明確。對于應用最多的星狀網(wǎng)絡(luò )以及路由關(guān)系確定的衛星通信網(wǎng)不需要采用地面網(wǎng)常用的動(dòng)態(tài)路由方式，一般選用靜態(tài)路由就能滿(mǎn)足使用要求。

　　3. 2 提高衛星信道利用率

　　衛星通信信道是利用衛星轉發(fā)器資源建立的,其租用費用昂貴，設計時(shí)要想方設法提高其利用率,一般表現為信道帶寬的利用率。

　　( 1) 降低或優(yōu)化IP 開(kāi)銷(xiāo)

　　IP 數據的包頭、包尾開(kāi)銷(xiāo)及包發(fā)送間隔降低了衛星信道傳輸業(yè)務(wù)信息的能力，采取下列有效措施減少附加開(kāi)銷(xiāo)可以有效提高衛星信道利用率。

　　a 上衛星信道之前先利用路由器將IP 數據轉換為透明數據，去除IP 及其業(yè)務(wù)附加的包頭、包尾等附加信息，通過(guò)同步接口接入衛星設備，衛星信道只傳輸業(yè)務(wù)數據，信道效率最高;b采用具有包頭壓縮、數據壓縮、QoS( 服務(wù)質(zhì)量)、TCP 加速等功能的衛星通信設備;c采用TCP/ IP 協(xié)議加速器，通過(guò)直接確認法、動(dòng)態(tài)窗口尺寸、動(dòng)態(tài)包尺寸、QoS、包頭標記壓縮、數據壓縮和協(xié)議轉換等技術(shù)。表3 給出了1 Mbps 衛星信道采用skyX 加速器不同包長(cháng)時(shí)信道的利用率;d自主開(kāi)發(fā)的應用盡可能避開(kāi)TCP 協(xié)議，采用UDP( 用戶(hù)數據報協(xié)議) + 錯誤包重傳方式;e選用IP 開(kāi)銷(xiāo)較少的業(yè)務(wù)設備。不同廠(chǎng)家的VOIP( IP 語(yǔ)音) 設備、圖像編碼器和視頻會(huì )議設備等IP 業(yè)務(wù)終端，其IP 開(kāi)銷(xiāo)不同，因此可以通過(guò)優(yōu)化設計選用開(kāi)銷(xiāo)較小的業(yè)務(wù)終端以便從源頭上減少數據量，從而提高衛星信道效率。圖2 給出了測試IP 業(yè)務(wù)開(kāi)銷(xiāo)的示意圖，需要利用集線(xiàn)器廣播特性監視和測量業(yè)務(wù)數據，可用Iris( 捕獲查看進(jìn)出網(wǎng)絡(luò )數據包)軟件測試業(yè)務(wù)在IP 信道上的實(shí)際數據速率與業(yè)務(wù)信息速率比較，就可得出開(kāi)銷(xiāo)情況。表4 給出了一個(gè)VOIP 設備實(shí)測數據。

表3 數據包長(cháng)對衛星信道傳輸影響

圖2 IP 業(yè)務(wù)開(kāi)銷(xiāo)測試示意圖.