衛星IP通信網設計技術分析

　　針對影響TCP 業務傳輸因素進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加大發送窗口尺寸，調整發送數據包長，可以使傳輸效率提高;b保證信道誤碼率至少達到10-7;c協議欺騙、本地應答; d 采用協議加速器，將TCP協議轉換為適合衛星信道傳輸的協議，本地處理確認應答; e采用擴展TCP 協議，改進擁塞和慢啟動機制、支持特大窗口等以便適應長延時誤碼信道; f采用多線程應用軟件如網絡快車，可以提高傳輸速率，明顯改善信道利用率，表2 和圖1 分別給出了不同線程數下TCP 業務傳輸的試驗數據和曲線。

表2 多線程試驗數據

圖1 多線程傳輸TCP 業務

　　以上措施綜合應用效果會更好。

　　2. 2 長延時對HTTP 業務的影響及解決辦法

　　HTTP 主要用于網頁瀏覽，每個網頁會包含許多鏈接。正常瀏覽網頁時，每個鏈接會建立一個連接。

　　因此通過衛星的長延時信道直接瀏覽網頁，不同連接不同時間建立，整個網頁瀏覽時間很長。

　　可采用的解決辦法就是在衛星通信網中心站先下載完整的所需網頁，遠端站通過一個連接下載整個網頁; 或者中心站主動存儲常用網站，推送到各遠端站。

　　3 衛星IP 通信網設計

　　3. 1 路由協議選擇

　　衛星IP 通信網路由協議選擇，與地面IP 網最大的不同之處就是衛星通信網的路由一般比較簡單明確。對于應用最多的星狀網絡以及路由關系確定的衛星通信網不需要采用地面網常用的動態路由方式，一般選用靜態路由就能滿足使用要求。

　　3. 2 提高衛星信道利用率

　　衛星通信信道是利用衛星轉發器資源建立的,其租用費用昂貴，設計時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) 降低或優化IP 開銷

　　IP 數據的包頭、包尾開銷及包發送間隔降低了衛星信道傳輸業務信息的能力，采取下列有效措施減少附加開銷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 及其業務附加的包頭、包尾等附加信息，通過同步接口接入衛星設備，衛星信道只傳輸業務數據，信道效率最高;b采用具有包頭壓縮、數據壓縮、QoS( 服務質量)、TCP 加速等功能的衛星通信設備;c采用TCP/ IP 協議加速器，通過直接確認法、動態窗口尺寸、動態包尺寸、QoS、包頭標記壓縮、數據壓縮和協議轉換等技術。表3 給出了1 Mbps 衛星信道采用skyX 加速器不同包長時信道的利用率;d自主開發的應用盡可能避開TCP 協議，采用UDP( 用戶數據報協議) + 錯誤包重傳方式;e選用IP 開銷較少的業務設備。不同廠家的VOIP( IP 語音) 設備、圖像編碼器和視頻會議設備等IP 業務終端，其IP 開銷不同，因此可以通過優化設計選用開銷較小的業務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 業務開銷的示意圖，需要利用集線器廣播特性監視和測量業務數據，可用Iris( 捕獲查看進出網絡數據包)軟件測試業務在IP 信道上的實際數據速率與業務信息速率比較，就可得出開銷情況。表4 給出了一個VOIP 設備實測數據。

表3 數據包長對衛星信道傳輸影響

圖2 IP 業務開銷測試示意圖.