寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)中的可靠傳輸技術(shù)

熊 波（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司內(nèi)江供電公司信息通信分公司，四川 內(nèi)江 641000）

寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)中的可靠傳輸技術(shù)

熊 波
（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司內(nèi)江供電公司信息通信分公司，四川 內(nèi)江 641000）

寬帶衛(wèi)星的主要作用是為多媒體和高數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)提供一種高覆蓋的通信方式。對(duì)于一些時(shí)延要求較低或者高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，如多媒體廣播、衛(wèi)星遠(yuǎn)程應(yīng)用、多媒體雙向互動(dòng)等來說，寬帶未定在地面覆蓋范圍、承載業(yè)務(wù)類型、傳輸類型等方面都存在較大的優(yōu)勢(shì)。本文主要研究了衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸技術(shù)，其中涉及到了傳輸層控制策略、可靠組傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層QoS路由算法等，并提出了物理層可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆桨浮?/p>

傳輸控制協(xié)議；分布式QoS路由；衛(wèi)星IP組播

21世紀(jì)最為重要的一項(xiàng)技術(shù)成果就是通信技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等多項(xiàng)新型的通信技術(shù)開始得到更多的應(yīng)用，并且極大的豐富了多媒體通信方式，推動(dòng)了通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)在一些高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及時(shí)延要求較低的業(yè)務(wù)上具有良好的應(yīng)用效果。其具有地面覆蓋率廣、網(wǎng)絡(luò)一體化程度高等優(yōu)點(diǎn)，因而成為了通信技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。而在寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行過程中，可靠傳輸技術(shù)的應(yīng)用起到了重要的作用。

1　寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)概述

寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)在通信技術(shù)的發(fā)展和完善上起到了重要的作用。要了解快帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，首先要對(duì)寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)以及寬帶衛(wèi)星通信的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行一定的了解。

1.1寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

通信技術(shù)以及多媒體技術(shù)的發(fā)展為寬帶衛(wèi)星通信的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)前，世界各國(guó)都在致力于緞帶衛(wèi)星通信技術(shù)的研發(fā)中，并且取到了一定的進(jìn)展。

寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離通信方面發(fā)揮了良好的效果。它極大的豐富了通信的方式，并且能夠?qū)崿F(xiàn)從話音到數(shù)據(jù)、從單一通信到多媒體通信的轉(zhuǎn)變。寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用范圍很廣，無論是企業(yè)、多媒體供應(yīng)商、衛(wèi)星數(shù)字電視、遠(yuǎn)程教育等領(lǐng)域在應(yīng)用這一系統(tǒng)后都能得到良好的效果。未來對(duì)于寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)的研究將主要集中在個(gè)人服務(wù)的完善方面，在一些高速數(shù)據(jù)領(lǐng)域中，寬帶衛(wèi)星也有著更為廣闊的應(yīng)用空間。

1.2寬帶衛(wèi)星通信的發(fā)展前景

互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用打開了市場(chǎng)。從互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)至今，多媒體網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)經(jīng)歷了多個(gè)階段的發(fā)展，并且在規(guī)模上不斷的拓展，已經(jīng)形成了全球化的體系，幾乎涵蓋了所有的通信系統(tǒng)，并且還在進(jìn)一步的發(fā)展和完善過程中。當(dāng)前，對(duì)多媒體網(wǎng)絡(luò)的完善和創(chuàng)新主要集中在改進(jìn)IP業(yè)務(wù)質(zhì)量方面。而寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用則能夠進(jìn)一步提高遠(yuǎn)距離傳輸?shù)母采w范圍，相關(guān)的通信設(shè)備也能夠得到相應(yīng)的完善和創(chuàng)新?；ヂ?lián)網(wǎng)功能的完善將進(jìn)一步推動(dòng)寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用。

2　寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸技術(shù)

寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)中最為核心的內(nèi)容。在下文中，將針對(duì)寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)中可靠關(guān)鍵技術(shù)的三個(gè)技術(shù)層面進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2.1物理層技術(shù)

在寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的物理層上，一般采用衛(wèi)星間雙向通信道路，也就是所謂的星間鏈路。星間鏈路能夠提高系統(tǒng)空間段的靈活性，還具有應(yīng)用成本低的優(yōu)點(diǎn)。低層協(xié)議的有效性與合理性對(duì)星間鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性有著極大的影響。根據(jù)導(dǎo)航和采集的數(shù)據(jù)來看，可靠的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)自治星座有著極大的影響，因此必須提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性，既要保障所有有效的數(shù)據(jù)都能夠得到及時(shí)的傳輸，還要防止在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)信息的重復(fù)。此外，還要防止出現(xiàn)延時(shí)、順序錯(cuò)誤等現(xiàn)象。系統(tǒng)的抗干擾能力、保密能力、數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓β省⒕嚯x等也會(huì)對(duì)寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Чa(chǎn)生一定的影響，也需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤]。

2.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容，分別是路由、組播、QoS。星座系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的軌道衛(wèi)星系統(tǒng)，并且大多數(shù)星座軌道都具有星際鏈路。如何控制星際鏈路之間的切換是一個(gè)關(guān)鍵的問題，而實(shí)現(xiàn)這一切換則會(huì)在一定程度上增加衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。在星座系統(tǒng)中有一種極軌道星座，其衛(wèi)星的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率很高，很難在兩個(gè)相反軌道上的星座之間建立起有效的星際鏈路。還有另一種是玫瑰星座，它具有完全環(huán)形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以通過星際鏈路來實(shí)現(xiàn)星座之間的路徑連接。但衛(wèi)星高速的運(yùn)行速率以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不斷變化給路由的設(shè)置造成了很大的困難，導(dǎo)致地軌衛(wèi)星系統(tǒng)中的信息無法得到及時(shí)的更新和完善，為此必須根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況和需求，對(duì)衛(wèi)星的移動(dòng)進(jìn)行一定的屏蔽。具有星際鏈路的星座系統(tǒng)無論是太空還是地面部分上都具有較大的信道容量，為此天空與地面之間的連接問題就成為了技術(shù)關(guān)鍵。通?？梢酝ㄟ^將組播應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸而拓展數(shù)據(jù)的傳輸范圍，確保更廣泛的地面終端都能夠接收到衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸出來的信息，從而突破無線接口的限制，與此同時(shí)還能利用虛擬電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行復(fù)制和分組。

QoS管理機(jī)制主要有兩種服務(wù)類型，分別是差別服務(wù)和綜合服務(wù)。但是，在實(shí)際通信的過程中，衛(wèi)星鏈路自身所有的一些性質(zhì)有可能會(huì)對(duì)其性能產(chǎn)生一定的破壞和影響，為了避免這一情況的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)盡量實(shí)現(xiàn)無縫連接。

2.3傳輸層技術(shù)

在寬帶時(shí)延較大的寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)有可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象，從而影響到正常的通信業(yè)務(wù)，甚至可能造成信息的丟失或通信的終端。出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堵塞的主要原因是寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)受到TCP分組流的影響。TCL的分組流有時(shí)還會(huì)影響其自身的功能。當(dāng)前的是假定應(yīng)用在帶寬時(shí)延乘積較小，其瓶頸鏈路的緩沖區(qū)容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于網(wǎng)絡(luò)的帶寬時(shí)延乘積和信道誤碼率很低的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。衛(wèi)星信道是典型的長(zhǎng)肥管道帶寬時(shí)延乘積大，對(duì)當(dāng)前廣泛使用協(xié)議的性能會(huì)產(chǎn)生較大影響。

3　結(jié)語

綜上所述，寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸技術(shù)在寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的運(yùn)行過程中發(fā)揮著重要的作用。為了促進(jìn)寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步完善和發(fā)展，應(yīng)當(dāng)對(duì)可靠傳輸技術(shù)進(jìn)行不斷的研究和優(yōu)化，并推動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)功能的不斷優(yōu)化。

［1］徐碧越，陳紹山.國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星寬帶多媒體傳輸發(fā)展［J］.上海信息化，2014（05）:81-83.

［2］李宏.衛(wèi)星單向廣播鏈路IP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)［J］.計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2012（06）:48-51.

［3］楊霞，李建成.Walker星座星間鏈路分析［J］.大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2012（02）:143-147.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.122