衛(wèi)星IP通信網(wǎng)設計技術分析

　　衛(wèi)星通信天然具有點對多點的廣播特性，因此在設計衛(wèi)通IP 網(wǎng)時可以考慮利用此特點減少衛(wèi)星載波數(shù)量進而提高全網(wǎng)的衛(wèi)星資源利用率。

表4 某型號VOIP 設備實測數(shù)據(jù)

　　舉例說明: 一個衛(wèi)星視頻會議系統(tǒng)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(fā)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(jié)省2 個載波，全網(wǎng)只需4 個載波圖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(wèi)星IP 業(yè)務廣播可以通過路由器廣義端口支持組播業(yè)務來實現(xiàn)，這種方式需要精心設計系統(tǒng)，使網(wǎng)絡設備能與衛(wèi)星通信設備互相配合，使系統(tǒng)通過組播協(xié)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(wèi)星通信設備之間只能采用RJ45 網(wǎng)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(wǎng)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(wèi)星通信地球站兩端均使用網(wǎng)絡交換機，那么2 站間有多個雙向業(yè)務MODEM 時，2 個網(wǎng)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(wǎng)絡交換機。

　　3. 4 主備切換路由問題

　　衛(wèi)星通信網(wǎng)為保證系統(tǒng)的可靠性，大型站設計時衛(wèi)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(fā)生變化，影響IP 業(yè)務的傳輸。可行做法是保證主備衛(wèi)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(wèi)星IP 信道質量測試

　　衛(wèi)星透明信道質量一般用誤碼率來衡量，而衛(wèi)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?shù)腎P 數(shù)據(jù)的最大能力。可以通過幾種方式獲得:a信道滿負荷傳輸數(shù)據(jù)時監(jiān)視信道IP 數(shù)據(jù)速率，可用Iris 軟件測試;b用網(wǎng)絡戰(zhàn)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?shù)募儤I(yè)務數(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。可以測出滿負荷傳輸時的業(yè)務信息速率例如用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(shù)據(jù)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(yè)務傳輸質量。

　　4 結束語

　　衛(wèi)星通信網(wǎng)用于同步數(shù)據(jù)傳輸時，信道傳輸透明數(shù)據(jù)，結合業(yè)務終端可以傳輸話音、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。隨著IP 應用的不斷普及，需要衛(wèi)星信道直接傳輸IP 數(shù)據(jù)，各種應用承載在IP 平臺上，因此考慮衛(wèi)星通信的特點設計出發(fā)揮各自優(yōu)勢、克服不足的設計方案和工程實現(xiàn)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(jīng)濟適用的衛(wèi)星IP 信道質量衡量及檢測方法也是衛(wèi)星IP 通信網(wǎng)運行維護不可缺少的。