衛星IP通信網(wǎng)設計技術(shù)分析

　　衛星通信天然具有點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播特性，因此在設計衛通IP 網(wǎng)時(shí)可以考慮利用此特點(diǎn)減少衛星載波數量進(jìn)而提高全網(wǎng)的衛星資源利用率。

表4 某型號VOIP 設備實(shí)測數據

　　舉例說(shuō)明: 一個(gè)衛星視頻會(huì )議系統包含1 個(gè)中心站和3 個(gè)遠端站。若采用點(diǎn)對點(diǎn)方式，中心站圖像信息需要3 個(gè)載波發(fā)給3 個(gè)遠端站，加上3 個(gè)遠端站的回傳圖像，共需6 個(gè)載波圖3( a) 中f1~ f6; 但若采用廣播方式通過(guò)1 個(gè)載波將中心站信息同時(shí)廣播給3 個(gè)遠端站，則可節省2 個(gè)載波，全網(wǎng)只需4 個(gè)載波圖3( b) 中f1~ f4。若所有載波大小一致，則全網(wǎng)可節省1/3的衛星資源，資源利用率大大提高。同時(shí)由于中心站由多載波工作方式更換為單載波方式，不需要考慮消除多載波交調影響采取的功率回退措施，可以降低射頻設備功率指標，圖3( b) 所需功放功率只有圖3( a) 工作方式時(shí)的1/6，因而可以降低建站成本。

圖3 廣播特性應用示意圖

　　衛星IP 業(yè)務(wù)廣播可以通過(guò)路由器廣義端口支持組播業(yè)務(wù)來(lái)實(shí)現，這種方式需要精心設計系統，使網(wǎng)絡(luò )設備能與衛星通信設備互相配合，使系統通過(guò)組播協(xié)議正常工作。由于采用組播時(shí)，中心站只廣播一個(gè)載波，其中包含到所有相關(guān)遠端站點(diǎn)的信息;而遠端站信息通過(guò)各自回傳信道上傳，多為單向信道。因此路由器和衛星通信設備之間只能采用RJ45 網(wǎng)絡(luò )接口才能工作,V. 35 和RS449 等透明接口不支持。

　　3. 3 廣播風(fēng)暴

　　網(wǎng)絡(luò )交換機一般認為接在其上的IP 終端均為本地設備，會(huì )通過(guò)學(xué)習獲知終端與接口對應情況。

　　若2 個(gè)衛星通信地球站兩端均使用網(wǎng)絡(luò )交換機，那么2 站間有多個(gè)雙向業(yè)務(wù)MODEM 時(shí)，2 個(gè)網(wǎng)絡(luò )交換機之間的ARP 請求可能無(wú)限重復，形成廣播風(fēng)暴。

　　避免辦法就是用路由器代替網(wǎng)絡(luò )交換機。

　　3. 4 主備切換路由問(wèn)題

　　衛星通信網(wǎng)為保證系統的可靠性，大型站設計時(shí)衛星調制解調器均采用冗余備份方式。若2 個(gè)冗余備份設備均分別接到路由器不同端口，主備切換前后的路由將發(fā)生變化，影響IP 業(yè)務(wù)的傳輸?？尚凶龇ㄊ潜ＷC主備衛通設備通過(guò)切換開(kāi)關(guān)接入路由器的同一端口，避免接入不同端口。

　　3. 5 衛星IP 信道質(zhì)量測試

　　衛星透明信道質(zhì)量一般用誤碼率來(lái)衡量，而衛星IP 信道質(zhì)量需要吞吐量、信道效率、丟包率、延時(shí)和延時(shí)抖動(dòng)等多個(gè)指標才能較全面地衡量。

　　信道吞吐量衡量信道能夠傳輸的IP 數據的最大能力?？梢酝ㄟ^(guò)幾種方式獲得:a信道滿(mǎn)負荷傳輸數據時(shí)監視信道IP 數據速率，可用Iris 軟件測試;b用網(wǎng)絡(luò )戰車(chē)軟件測試; c 利用專(zhuān)用測試儀器測量。

　　信道效率反映滿(mǎn)負荷時(shí)傳輸的純業(yè)務(wù)數據在信道帶寬支持的最大數據傳輸速率中所占的比例?？梢詼y出滿(mǎn)負荷傳輸時(shí)的業(yè)務(wù)信息速率例如用FTP( 文件傳輸協(xié)議) 下載大文件、UDP 傳輸大文件和傳輸視頻等，再除于信道理論數據速率。

　　丟包率、延時(shí)和延時(shí)抖動(dòng)給出信道實(shí)時(shí)的傳輸質(zhì)量，可以通過(guò)PING 命令或專(zhuān)用儀器測試。丟包率反映數據丟失和錯誤情況，可進(jìn)而推算出誤碼率;延時(shí)和延時(shí)抖動(dòng)影響話(huà)音等實(shí)時(shí)性要求較高的業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量。

　　4 結束語(yǔ)

　　衛星通信網(wǎng)用于同步數據傳輸時(shí)，信道傳輸透明數據，結合業(yè)務(wù)終端可以傳輸話(huà)音、異步數據、同步數據、IP 數據、圖像和多媒體等業(yè)務(wù)。隨著(zhù)IP 應用的不斷普及，需要衛星信道直接傳輸IP 數據，各種應用承載在IP 平臺上，因此考慮衛星通信的特點(diǎn)設計出發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢、克服不足的設計方案和工程實(shí)現方案就成為追求的目標。另外結合工程實(shí)踐和試驗給出供需雙方都能接受、維護方便及經(jīng)濟適用的衛星IP 信道質(zhì)量衡量及檢測方法也是衛星IP 通信網(wǎng)運行維護不可缺少的。