衛(wèi)星IP通信網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)分析

　　衛(wèi)星通信天然具有點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的廣播特性，因此在設(shè)計(jì)衛(wèi)通IP 網(wǎng)時(shí)可以考慮利用此特點(diǎn)減少衛(wèi)星載波數(shù)量進(jìn)而提高全網(wǎng)的衛(wèi)星資源利用率。

表4 某型號(hào)VOIP 設(shè)備實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

　　舉例說(shuō)明: 一個(gè)衛(wèi)星視頻會(huì)議系統(tǒng)包含1 個(gè)中心站和3 個(gè)遠(yuǎn)端站。若采用點(diǎn)對(duì)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(yuǎn)端站，加上3 個(gè)遠(yuǎn)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(yuǎn)端站，則可節(jié)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(jié)省1/3的衛(wèi)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(diào)影響采取的功率回退措施，可以降低射頻設(shè)備功率指標(biāo)，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(yīng)用示意圖

　　衛(wèi)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(xiàn)，這種方式需要精心設(shè)計(jì)系統(tǒng)，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能與衛(wèi)星通信設(shè)備互相配合，使系統(tǒng)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(yuǎn)端站點(diǎn)的信息;而遠(yuǎn)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(wèi)星通信設(shè)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(jī)一般認(rèn)為接在其上的IP 終端均為本地設(shè)備，會(huì)通過(guò)學(xué)習(xí)獲知終端與接口對(duì)應(yīng)情況。

　　若2 個(gè)衛(wèi)星通信地球站兩端均使用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，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(jī)之間的ARP 請(qǐng)求可能無(wú)限重復(fù)，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(jī)。

　　3. 4 主備切換路由問(wèn)題

　　衛(wèi)星通信網(wǎng)為保證系統(tǒng)的可靠性，大型站設(shè)計(jì)時(shí)衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器均采用冗余備份方式。若2 個(gè)冗余備份設(shè)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(wèi)通設(shè)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(wèi)星IP 信道質(zhì)量測(cè)試

　　衛(wèi)星透明信道質(zhì)量一般用誤碼率來(lái)衡量，而衛(wèi)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(biāo)才能較全面地衡量。

　　信道吞吐量衡量信道能夠傳輸?shù)腎P 數(shù)據(jù)的最大能力?？梢酝ㄟ^(guò)幾種方式獲得:a信道滿負(fù)荷傳輸數(shù)據(jù)時(shí)監(jiān)視信道IP 數(shù)據(jù)速率，可用Iris 軟件測(cè)試;b用網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)車軟件測(cè)試; c 利用專用測(cè)試儀器測(cè)量。

　　信道效率反映滿負(fù)荷時(shí)傳輸?shù)募儤I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在信道帶寬支持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率中所占的比例?？梢詼y(cè)出滿負(fù)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(shù)據(jù)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?qū)Ｓ脙x器測(cè)試。丟包率反映數(shù)據(jù)丟失和錯(cuò)誤情況，可進(jìn)而推算出誤碼率;延時(shí)和延時(shí)抖動(dòng)影響話音等實(shí)時(shí)性要求較高的業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　衛(wèi)星通信網(wǎng)用于同步數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，信道傳輸透明數(shù)據(jù)，結(jié)合業(yè)務(wù)終端可以傳輸話音、異步數(shù)據(jù)、同步數(shù)據(jù)、IP 數(shù)據(jù)、圖像和多媒體等業(yè)務(wù)。隨著IP 應(yīng)用的不斷普及，需要衛(wèi)星信道直接傳輸IP 數(shù)據(jù)，各種應(yīng)用承載在IP 平臺(tái)上，因此考慮衛(wèi)星通信的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)、克服不足的設(shè)計(jì)方案和工程實(shí)現(xiàn)方案就成為追求的目標(biāo)。另外結(jié)合工程實(shí)踐和試驗(yàn)給出供需雙方都能接受、維護(hù)方便及經(jīng)濟(jì)適用的衛(wèi)星IP 信道質(zhì)量衡量及檢測(cè)方法也是衛(wèi)星IP 通信網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)不可缺少的。