【導(dǎo)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(shù)術(shù)方方案案。中星互聯(lián)通信技術(shù)有限公司

　　

【正文】 Kbps， 以適應(yīng)電話、數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)囊?。圖像傳輸時采用多播方式，在 主站和省級固定站的 SCPC 解調(diào)器中分別開放相應(yīng)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(shù)據(jù)流中斷， VMS 自動調(diào)整 SCPC 帶寬，保證剩余的語音和數(shù)據(jù)通信，如果所有業(yè)務(wù)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(shè)備資源。小站的發(fā)射載波重新自動調(diào)整回 STDMA 模式。 服務(wù)質(zhì)量保證（ QoS） Vipersat 系統(tǒng)所使用的衛(wèi)星 MODEM CDM570 內(nèi)置有 QoS 功能，能夠在多業(yè)務(wù)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(yán)格的應(yīng)用的及時傳輸。不需要配備額外的 QoS 設(shè)備。 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)和帶寬 數(shù)據(jù)通信所占用的帶寬可以根據(jù)需要在切換策略中設(shè)置。 低速數(shù)據(jù)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(jìn)行低速數(shù)據(jù)通信。 STDMA 載波中通常能夠保證幾 K的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)速 率，最低也能保證 260bps 的通信連接（即：所有的遠(yuǎn)端站都始終保持與主站的通信連接）。 SCPC切換時高速數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn) 在切換到 SCPC 載波時，車載站具備了與 主站進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Α?SCPC 載波切換時，可以在切換策略中設(shè)定為數(shù)據(jù)所預(yù)留的帶寬的數(shù)量。 Figure 5：應(yīng)用切換策略 單獨高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(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(shù)據(jù)通信，可以采用VMS 的手動切換功能把相應(yīng)的遠(yuǎn)端站的回傳載波切換到 SCPC 模式，帶寬 可以由網(wǎng)絡(luò)管理員手動指定。 TCP協(xié)議加速（可選） 數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)中，網(wǎng)頁訪問、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)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(biāo)準(zhǔn)的 TCP 協(xié)議在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的效率很低。以 Windows2020 為例，默認(rèn)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?shù)乃俾噬舷逓椋?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(jié)果會更差，實際測量結(jié)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(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，需要在系統(tǒng)中加入?yún)f(xié)議優(yōu)化設(shè)備來克服衛(wèi)星信道對 TCP 所帶來負(fù)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(dá)到 15Mbps (只對 TCP 協(xié)議數(shù)據(jù)包起作用 )；車載站和省級站配備 Turbo VR，最高 TCP 數(shù)據(jù)吞吐率可達(dá) 2Mbps。能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)端站不配備加速器，能夠?qū)π≌緩闹髡痉较虻臄?shù)據(jù)下載起到部分加速的作用。這種方式成本較低。 為數(shù)據(jù)傳輸所準(zhǔn)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(yīng)用。 帶寬 VoIP 網(wǎng)關(guān)輸出的 IP 語音數(shù)據(jù)包，如果使用 協(xié)議進(jìn)行語音壓縮編碼，語音數(shù)據(jù)的速率為 8Kbps，但是經(jīng)過 IP 封裝以后，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)壓縮成 ，能夠有效地提高 VoIP 的傳輸效率。 VoIP設(shè) 備的配備 在 主站配備較大容量的 VoIP 網(wǎng)關(guān)，能夠接入 電話系統(tǒng)和市話系統(tǒng)； 遠(yuǎn)端站站配備小型 VoIP 網(wǎng)關(guān)，可以直接連接普通電話機(jī)（通過網(wǎng)管的 FXS 口）或PBX（通過網(wǎng)關(guān)的 FXO 口）； 信道調(diào)度 有電話業(yè)務(wù)時， VMS 根據(jù) 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(yuǎn)端站點通話，需要配備多個 SCPC 解調(diào)器（ CDD564）。 服務(wù)質(zhì)量保證（ QoS） Vipersat 系統(tǒng)所使用的衛(wèi)星 MODEM CDM570 內(nèi)置有 QoS 功能，能夠在多業(yè)務(wù)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(yán)格的應(yīng)用的及時傳輸。不需要配備額外的 QoS 設(shè)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(wù)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(jù)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(wù)數(shù)據(jù)是否發(fā)給本站的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)丟棄從以太網(wǎng)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(diào)器不能切換，電話語音數(shù)據(jù)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(diào)制器和主站的解調(diào)器發(fā)出切換命令小站的調(diào)制器的發(fā)射模式改為S C P C ，發(fā)射頻率和數(shù)據(jù)速率調(diào)整到V M S 所指定的參數(shù)；主站的S C P C 解調(diào)器的參數(shù)同樣受V M S 控制，調(diào)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(wù)數(shù)據(jù)和回傳網(wǎng)管數(shù)據(jù)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(jī)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(diào)制器和主站的S C P C 解調(diào)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(yīng)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(shù)據(jù)該小站的C D M 5 7 0 檢測到這個突然增加的數(shù)據(jù)負(fù)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(nèi)含所檢測到的數(shù)據(jù)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(diào)器不能切換，數(shù)據(jù)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(diào)制器和主站的解調(diào)器發(fā)出切換命令第j 號小站的調(diào)制器的發(fā)射模式改為S C P C ，發(fā)射頻率和數(shù)據(jù)速率調(diào)整到V M S 所指定的參數(shù)；主站的S C P C 解調(diào)器的參數(shù)同樣受V M S 控制，調(diào)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(wù)數(shù)據(jù)和回傳網(wǎng)管數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)負(fù)載降低到設(shè)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(diào)制器和主站的S C P C 解調(diào)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(fù)載切換