衛星通信中IP技術應用與發展范文

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【摘要】近幾年我國通信技術得到了飛速的發展，衛星IP網絡是由衛星通信和ip技術結合而成的，也是現階段通信領域研究的重點。下面這篇文章我們就一起來探討一下IP技術應用于衛星通信的具體效果和今后的發展趨勢。

【關鍵詞】衛星通信；IP技術；發展趨勢；分析與探討

引言：

IP技術在當前階段對4G網絡以及下一代網絡的影響非常大，所有的通信網絡設備以及移動終端的正常運行和IP協議有著非常緊密的聯系，IP包交換技術應用于在網絡中語音短信，并且在其他的通信業務也有應用，由此可見，只有將各種通信業務和IP技術結合起來，才能將通信的成本降低下來。覆蓋面比較廣是衛星通信一個典型的特點，一般來說在不利于傳輸信號的地形中，首先選擇是通信工具就是衛星通信。新軍事的不斷變革使我國國防等很多領域也開始應用衛星通信。衛星IP網絡具備IP技術的優點，能夠對數據進行傳輸，并且能夠將衛星信道的利用率提高上來，從而將衛星通信的成本降低下來。基于此，本文從衛星通信的特點出發，對IP協議應用于衛星通信網中存在的一系列問題進行詳細的探討，并在提出具體的改進方法的同時，詳細分析了IP技術應用于衛星通信的發展趨勢。

一、衛星通信中應用IP技術存在的問題以及改進方法

IP技術具備的傳輸特性能夠將業務成本降低下來，在大眾消費市場中能夠和地面通信方式進行競爭的就是衛星IP技術。IP的廣播性與健壯性和衛星的廣播性導致TCP成為衛星通信標準協議的傳輸層協議的唯一選擇，同時因為引入因特網的擁塞和膨脹控制技術而暴露了衛星信道的局限性性能。

1.1衛星鏈路給IP協議造成的影響

由于衛星系統具有高頻率和遠距離的特征，所以天氣環境會給其造成較大的影響，衛星信道是具備固定特征的，信道不對稱以及長時延和高誤碼率三個原因與IP協議的傳輸性能有著直接的關系。首先分析時延長這個原因，因為衛星鏈路的傳播延時長且其速率非常高，導致擁塞窗口最大只能達到64byte，根據這個值得出1.024Mbps是最大的吞吐率，所以想要將吞吐率提高上來，就必須通過修改接收緩存窗口的方式實現，并且發送方在一開始連接的時候以接收到的數量作為標準將擁塞窗口增大，想到達到最大窗口的程度必須經過很多個往返時間，只有這樣才能確保傳播時間變得更長一些。再來分析高誤碼率這個原因，hi衛星鏈路的誤碼率比起來因特網中地面鏈路的誤碼率比較低，現階段衛星轉發器誤碼率主要是維持在10-4-10-6范圍之內，但是只有達到10-8量級的BER才能實現傳輸TCP的目的。不管是鏈路惡化的情況，還是擁塞丟失的現象，衛星鏈路TCP都沒有辦法對這兩種情況作出準確的判斷，因此擁塞故障成為經常被誤判的情況，而且選擇擁塞控制的方式進行處理，這樣一來造成TCP協議將滑動窗口的尺寸減小，這樣一來吞吐量就會變得更小。除此之外，丟失已經確認信息的ACK與誤碼有著非常緊密的聯系，所以吞吐量的情況就變得更加糟糕了。最后、信道不對稱這個原因進行分析，衛星鏈路的帶寬配置在大多數情況下是不對稱的，因為和衛星鏈路帶寬配置的上行鏈路帶寬比起來，存在于衛星鏈路寬帶配置的下行鏈路帶寬小很多，由此可見衛星鏈路帶寬配置的上下并不相同。通過采用上行信道的方式，由于受受上行信道速度比較慢的影響使接收機獲得更加經濟的設計，因為這樣的設計使衛星寬帶得到節約，但是非對稱配置對TCP性能產生了直接的影響，不對稱性也同樣導致系統的吞吐率指數變得越來越小。經過分析得知，衛星鏈路的以上三個特點與IP協議有著非常緊密的聯系，造成數據傳輸速率等出現問題，從而對于原來的地面網絡IP協議提出一些新的要求。

1.2衛星鏈路中IP協議的改進方法

衛星鏈路的特征直接影響了傳統應用于Internet的TCP擁塞控制策略，使TCP數據包在衛星鏈路傳輸過程中不能充分利用網絡的吞吐量的情況出現，這樣一來不僅網絡效率降低不少，同時也影響了衛星IP網絡的發展，由此可見，通過增強IP機制或者其他技術的方式對衛星IP網絡的性能進行改進是非常有必要的。首先可以通過改進協議的方式，其中選擇性ARQ以及選擇性ACK等方法都包含在內。除此之外，差錯控制方法也能夠滿足衛星鏈路誤碼率的要求，FEC和ARQ是兩個比較常用的能夠對差錯進行控制的方法。其次是從衛星出發的解決方法，協議欺騙技術和TCPSplitting的方案都包含在內，其中TCPSplitting的方案就是利用協議轉換網關對TCP進行分開連接，這樣一來衛星鏈路段上的TCP正好能夠將衛星環境的專有協議替代下來。

二、衛星通信中應用IP技術的發展趨勢

現如今IP和多媒體應用于衛星的現象變得越來越多。在研究衛星IP網絡關鍵技術的過程中，IP專用和加密協議的使用對衛星鏈路造成的影響和IP使衛星鏈路或者高級協議性能的可改善要求得到增強都屬于本次研究的范圍。地面IP技術應用于衛星通信領域慢慢的就變成現在的衛星IP技術，現如今衛星IP技術開始嘗試著開展衛星分組業務，這樣做的可以將廉價且滿意的大流量分組數據業務提供給用戶，下面介紹幾點具體的研究方向。

2.1適應衛星IP業務的MAC層次協議

近幾年為了能夠對不同應用環境的要求更加適應，人們通過各種改進MAC層協議的方法，但是都不能達到適應不同應用環境要求的目的，所以本文中只對適合衛星鏈路的MAC層協議進行考慮。地面鏈路在傳輸過程中就不會發生重新評估MAC協議和排除MAC協議的現象，但是衛星鏈路的傳輸是不同于地面鏈路的，所以上述的兩種情況會發生在衛生鏈路傳輸過程中。除此之外，衛星物理設備雖然可以進行改變，但是限度有限，所以想要達到目的就必須將控制機制找出來。衛星網的MAC協議所必須具備的就是生存能力和容錯兩項能力，只有這樣才能確保網絡拓撲出現變化時其不受影響，并且對于降低功耗和緩存容量有極大的幫助，并且能夠實現提高信道容量的目的。

2.2星上交換機

只有通過對第三層交換技術的利用，才能真正實現構建星上交換新傳輸體制下的IP網絡的目的。研究交換機的交換結構就是為了想辦法將IP交換機的吞吐量變大，只有這樣才能將分組在交換機中的排隊時長縮短。在實際工作過程中，端口競爭和內部阻塞這兩種情況經常會出現，交換機每個端口控制器管理有可能出現以下三種數列，它們分別是輸入隊列以及輸出隊列還有廣播隊列，想要對這三大數列進行緩沖可以采取端口上定容的緩沖存儲器進行，因此對內部無阻塞的交換結構的研究是非常重要的。除此之外，對于交換機的其他功能的研究也很有必要，比如說交換機的組播功能等等。

2.3移動組播管理

移動IP組播就是通過對IP協議的利用，從而達到移動管理的目的，當處于Internet上的多個IP站點廣播接收到來自某個IP站點發送的數據的時候，重疊發送的情況會因為移動IP組播的存在而變得越來越少，從而對網絡寬帶進行有效的利用。雖然IP組播相關協議的處理工作增加在重復的點到點的傳輸過程中，不過卻完全沒有增大組播路由器和主機處理IP報文的時間，相反卻將這些時間縮短了不少。

三、結束語

近幾年衛星中應用IP技術已經成為研究的重點，在新的技術課題提案被通過時也賦予了衛星通信新的發展意義。移動通信技術和互聯網技術的發展越來越好，全IP自然也會得到廣泛的應用，衛星移動通信和衛星IP網絡就是衛星通信的發展方向。

參考文獻

[1]明昕玥.IP技術的優勢及其在衛星通信中的應用[J].技術與市場,2016,(11):110.

[2]劉靖.衛星IP通信網設計技術[J].電子技術與軟件工程,2014,(03):54.

[3]陳紅.對寬帶IP衛星通信技術應用的分析[J].科技創新與應用,2012,(08):21.

[4]張登銀,王汝傳,王紹棣.基于IP協議的衛星組網通信關鍵技術研究[J].電信科學,2013,(07):17-21.

作者：羅毅 單位：中國民用航空西北地區空中交通管理局