衛星IP通信網設計技術分析

　　衛星通信天然具有點對多點的廣播特性，因此在設計衛通IP 網時可以考慮利用此特點減少衛星載波數量進而提高全網的衛星資源利用率。

表4 某型號VOIP 設備實測數據

　　舉例說明: 一個衛星視頻會議系統包含1 個中心站和3 個遠端站。若采用點對點方式，中心站圖像信息需要3 個載波發給3 個遠端站，加上3 個遠端站的回傳圖像，共需6 個載波圖3( a) 中f1~ f6; 但若采用廣播方式通過1 個載波將中心站信息同時廣播給3 個遠端站，則可節省2 個載波，全網只需4 個載波圖3( b) 中f1~ f4。若所有載波大小一致，則全網可節省1/3的衛星資源，資源利用率大大提高。同時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 業務廣播可以通過路由器廣義端口支持組播業務來實現，這種方式需要精心設計系統，使網絡設備能與衛星通信設備互相配合，使系統通過組播協議正常工作。由于采用組播時，中心站只廣播一個載波，其中包含到所有相關遠端站點的信息;而遠端站信息通過各自回傳信道上傳，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 網絡接口才能工作,V. 35 和RS449 等透明接口不支持。

　　3. 3 廣播風暴

　　網絡交換機一般認為接在其上的IP 終端均為本地設備，會通過學習獲知終端與接口對應情況。

　　若2 個衛星通信地球站兩端均使用網絡交換機，那么2 站間有多個雙向業務MODEM 時，2 個網絡交換機之間的ARP 請求可能無限重復，形成廣播風暴。

　　避免辦法就是用路由器代替網絡交換機。

　　3. 4 主備切換路由問題

　　衛星通信網為保證系統的可靠性，大型站設計時衛星調制解調器均采用冗余備份方式。若2 個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生變化，影響IP 業務的傳輸。可行做法是保證主備衛通設備通過切換開關接入路由器的同一端口，避免接入不同端口。

　　3. 5 衛星IP 信道質量測試

　　衛星透明信道質量一般用誤碼率來衡量，而衛星IP 信道質量需要吞吐量、信道效率、丟包率、延時和延時抖動等多個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。可以通過幾種方式獲得:a信道滿負荷傳輸數據時監視信道IP 數據速率，可用Iris 軟件測試;b用網絡戰車軟件測試; c 利用專用測試儀器測量。

　　信道效率反映滿負荷時傳輸的純業務數據在信道帶寬支持的最大數據傳輸速率中所占的比例。可以測出滿負荷傳輸時的業務信息速率例如用FTP( 文件傳輸協議) 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、延時和延時抖動給出信道實時的傳輸質量，可以通過PING 命令或專用儀器測試。丟包率反映數據丟失和錯誤情況，可進而推算出誤碼率;延時和延時抖動影響話音等實時性要求較高的業務傳輸質量。

　　4 結束語

　　衛星通信網用于同步數據傳輸時，信道傳輸透明數據，結合業務終端可以傳輸話音、異步數據、同步數據、IP 數據、圖像和多媒體等業務。隨著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設計出發揮各自優勢、克服不足的設計方案和工程實現方案就成為追求的目標。另外結合工程實踐和試驗給出供需雙方都能接受、維護方便及經濟適用的衛星IP 信道質量衡量及檢測方法也是衛星IP 通信網運行維護不可缺少的。