【導讀】衛(wèi)衛(wèi)星星移移動動通通信信管管理理系系統(tǒng)統(tǒng)。技技術術方方案案。中星互聯(lián)通信技術有限公司

　　

【正文】 Kbps， 以適應電話、數據和圖像傳輸的要求。圖像傳輸時采用多播方式，在 主站和省級固定站的 SCPC 解調器中分別開放相應的IP 多播路由，即可實現(xiàn)車載站發(fā)， 主站和省級固定站接收這種一發(fā)兩收的圖像傳輸。 圖像傳輸完畢后，圖像數據流中斷， VMS 自動調整 SCPC 帶寬，保證剩余的語音和數據通信，如果所有業(yè)務均已傳輸完畢，則 VMS 收回這次通信所占用的衛(wèi)星帶寬和主站通信設備資源。小站的發(fā)射載波重新自動調整回 STDMA 模式。 服務質量保證（ QoS） Vipersat 系統(tǒng)所使用的衛(wèi)星 MODEM CDM570 內置有 QoS 功能，能夠在多業(yè)務傳輸環(huán)境中優(yōu)先保證語音和圖像等對傳輸要求極其嚴格的應用的及時傳輸。不需要配備額外的 QoS 設備。 數據 數據通信的實現(xiàn)和帶寬 數據通信所占用的帶寬可以根據需要在切換策略中設置。 低速數據通信 在沒有電話和圖像傳輸時（沒有電話通信，也沒有圖像傳輸），所有的車載站都能夠通過 STDMA 回傳載波與 主站進行低速數據通信。 STDMA 載波中通常能夠保證幾 K的數據速率，使用動態(tài)帶寬管理模式時，任意一個車載站都可能得到最高 18Kbps 的數據速 率，最低也能保證 260bps 的通信連接（即：所有的遠端站都始終保持與主站的通信連接）。 SCPC切換時高速數據通信的實現(xiàn) 在切換到 SCPC 載波時，車載站具備了與 主站進行高速數據傳輸的能力。 SCPC 載波切換時，可以在切換策略中設定為數據所預留的帶寬的數量。 Figure 5：應用切換策略 單獨高速數據傳輸的實現(xiàn) 在沒有電話和圖像觸發(fā) SCPC 切換的情況下，如果要實現(xiàn)高速數據通信，可以采用VMS 的手動切換功能把相應的遠端站的回傳載波切換到 SCPC 模式，帶寬 可以由網絡管理員手動指定。 TCP協(xié)議加速（可選） 數據傳輸業(yè)務中，網頁訪問、數據傳輸等應用都是基于 TCP/IP 協(xié)議，由于衛(wèi)星鏈路的為有損信道，具有長延時和有誤碼的特點，標準的 TCP 協(xié)議在衛(wèi)星網絡中的效率很低。以 Windows2020 為例，默認的 TCP 窗口大小為 8KB，衛(wèi)星傳輸時延 540ms，理論上（無限衛(wèi)星帶寬時） TCP 傳輸的速率上限為： 8KB*8/ = (或 )。在實際衛(wèi)星鏈路中，衛(wèi)星帶寬受限，有誤碼存在，結果會更差，實際測量結果是：2048Kbps 衛(wèi)星信道， FTP 文件傳輸能夠得到的速率為 。為了提高數據傳輸的效率，需要在系統(tǒng)中加入協(xié)議優(yōu)化設備來克服衛(wèi)星信道對 TCP 所帶來負面影響。 系統(tǒng)中添加 TCP 協(xié)議優(yōu)化器的方式有 2 種：雙向加速和單向加速。 雙向加速：在 主站配備 Turbo IP，最高吞吐率可達到 15Mbps (只對 TCP 協(xié)議數據包起作用 )；車載站和省級站配備 Turbo VR，最高 TCP 數據吞吐率可達 2Mbps。能夠對網絡中任意方向的 TCP 傳輸起到完全加速的作用。 單向加速：在 主站配備 Turbo IP，遠端站不配備加速器，能夠對小站從主站方向的數據下載起到部分加速的作用。這種方式成本較低。 為數據傳輸所準備的帶寬 電話 Vipersat 系統(tǒng)是一個基于 IP 的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，使用 IP 電話來實現(xiàn)電話通信應用。 帶寬 VoIP 網關輸出的 IP 語音數據包，如果使用 協(xié)議進行語音壓縮編碼，語音數據的速率為 8Kbps，但是經過 IP 封裝以后，數據速率變成了 32Kbps。所以，普通的 VoIP每路電話需要占用的傳輸帶寬為 32Kbps。 Comtech 的 CDM570 具有包頭壓縮功能，能夠把 32Kbps 的 IP 電話數據壓縮成 ，能夠有效地提高 VoIP 的傳輸效率。 VoIP設 備的配備 在 主站配備較大容量的 VoIP 網關，能夠接入 電話系統(tǒng)和市話系統(tǒng)； 遠端站站配備小型 VoIP 網關，可以直接連接普通電話機（通過網管的 FXS 口）或PBX（通過網關的 FXO 口）； 信道調度 有電話業(yè)務時， VMS 根據 TOS 切換規(guī)則自動為呼叫分配 SCPC 載波。無論多少路 IP電話，無論與多少個站點通話，每一個車載站只需要發(fā)出一個 SCPC 載波；如果要求車載站能夠同時與多個遠端站點通話，需要配備多個 SCPC 解調器（ CDD564）。 服務質量保證（ QoS） Vipersat 系統(tǒng)所使用的衛(wèi)星 MODEM CDM570 內置有 QoS 功能，能夠在多業(yè)務傳輸環(huán)境中有效地保證語音和圖像等對傳輸要求極其嚴格的應用的及時傳輸。不需要配備額外的 QoS 設備。 系統(tǒng)工作原理流程圖 系統(tǒng)加電主站發(fā)出T D M 載波，開始廣播發(fā)送Burst_Map和 出境業(yè)務該小站是否在S T D M A 組中是Burst_Map否小站C D M 5 7 0 不發(fā)射載波小站的C D M 5 7 0 根據B u r s tM a p 在指定的時隙開始發(fā)射S T D M A 載波所有小站接收到Burst_Map和 業(yè)務數據是否發(fā)給本站的數據業(yè)務數據丟棄從以太網接口輸出否 是 Figure 6：系統(tǒng)加電啟動過程 主站T D M 廣播多個小站共用一個S T D M A 載波回傳第i 號小站使用V o I P 呼叫主站該小站的C D M 5 7 0 檢測到這個呼叫，通過S T D M A 載波向主站的V M S 發(fā)出切換請求（呼叫類型：V o I P 或IPVC）主站的V M S 收到切換請求V M S 檢查頻率池中是否有足夠的帶寬V M S 檢查主站是否有空閑的S C P C 解調器不能切換，電話語音數據在S T D M A 載波中傳輸否否是V M S 確定S C P C 載波帶寬、計算出載波頻率是V M S 向第i 號小站的調制器和主站的解調器發(fā)出切換命令小站的調制器的發(fā)射模式改為S C P C ，發(fā)射頻率和數據速率調整到V M S 所指定的參數；主站的S C P C 解調器的參數同樣受V M S 控制，調諧到小站發(fā)射的S C P C 載波V M S 把第i 號小站從Burst_Map中 刪除第i 號小站停止發(fā)射S T D M A 載波第i 個小站的所有回傳業(yè)務數據和回傳網管數據均通過S C P C 載波回傳到主站小站C D M 5 7 0 檢測到V o I P 掛機信令，通過S C P C 回傳信道向主站的V M S 發(fā)出切換請求，請求切換回S T D M A 載波主站的V M S 收到切換請求V M S 向第i 個小站的調制器和主站的S C P C 解調器發(fā)出“回到Home_State命 令。第i 個小站切換到S T D M A 工作方式V M S 指示S T D M A 控制器將第i 號小站加入到S T D M A 組中 Figure 7：應用切換 主站T D M 廣播多個小站共用一個S T D M A 載波回傳第j 個小站圖像編碼器開始輸出數據該小站的C D M 5 7 0 檢測到這個突然增加的數據負載，通過S T D M A 載波向主站的V M S 發(fā)出切換請求（內含所檢測到的數據速率）主站的V M S 收到切換請求V M S 檢查頻率池中是否有足夠的帶寬V M S 檢查主站是否有空閑的S C P C 解調器不能切換，數據在S T D M A 載波中傳輸否否是V M S 確定S C P C 載波帶寬、計算出載波頻率是V M S 向小站的調制器和主站的解調器發(fā)出切換命令第j 號小站的調制器的發(fā)射模式改為S C P C ，發(fā)射頻率和數據速率調整到V M S 所指定的參數；主站的S C P C 解調器的參數同樣受V M S 控制，調諧到小站發(fā)射的S C P C 載波V M S 把第j 個小站從Burst_Map中 刪除第i 個小站停止發(fā)射S T D M A 載波第j 號小站的所有回傳業(yè)務數據和回傳網管數據均通過S C P C 載波回傳到主站小站C D M 5 7 0 檢測到數據負載降低到設定的門限，通過S C P C 回傳信道向主站的V M S 發(fā)出切換請求，請求切換回S T D M A 載波主站的V M S 收到切換請求V M S 向第j 號小站的調制器和主站的S C P C 解調器發(fā)出“回到Home_State命 令。第j 號小站切換到S T D M A 工作方式V M S 指示S T D M A 控制器將第j 號小站加入到S T D M A 組中 Figure 8：負載切換