卫星IP通信网设计技术分析

　　针对影响TCP 业务传输因素进行针对性的分析和试验，可以得到改善其传输性能的各种措施:

　　a加大发送窗口尺寸，调整发送数据包长，可以使传输效率提高;b保证信道误码率至少达到10-7;c协议欺骗、本地应答; d 采用协议加速器，将TCP协议转换为适合卫星信道传输的协议，本地处理确认应答; e采用扩展TCP 协议，改进拥塞和慢启动机制、支持特大窗口等以便适应长延时误码信道; f采用多线程应用软件如网络快车，可以提高传输速率，明显改善信道利用率，表2 和图1 分别给出了不同线程数下TCP 业务传输的试验数据和曲线。

表2 多线程试验数据

图1 多线程传输TCP 业务

　　以上措施综合应用效果会更好。

　　2. 2 长延时对HTTP 业务的影响及解决办法

　　HTTP 主要用于网页浏览，每个网页会包含许多链接。正常浏览网页时，每个链接会建立一个连接。

　　因此通过卫星的长延时信道直接浏览网页，不同连接不同时间建立，整个网页浏览时间很长。

　　可采用的解决办法就是在卫星通信网中心站先下载完整的所需网页，远端站通过一个连接下载整个网页; 或者中心站主动存储常用网站，推送到各远端站。

　　3 卫星IP通信网设计

　　3. 1 路由协议选择

　　卫星IP通信网路由协议选择，与地面IP网最大的不同之处就是卫星通信网的路由一般比较简单明确。对于应用最多的星状网络以及路由关系确定的卫星通信网不需要采用地面网常用的动态路由方式，一般选用静态路由就能满足使用要求。

　　3. 2 提高卫星信道利用率

　　卫星通信信道是利用卫星转发器资源建立的,其租用费用昂贵，设计时要想方设法提高其利用率,一般表现为信道带宽的利用率。

　　( 1) 降低或优化IP 开销

　　IP 数据的包头、包尾开销及包发送间隔降低了卫星信道传输业务信息的能力，采取下列有效措施减少附加开销可以有效提高卫星信道利用率。

　　a 上卫星信道之前先利用路由器将IP 数据转换为透明数据，去除IP 及其业务附加的包头、包尾等附加信息，通过同步接口接入卫星设备，卫星信道只传输业务数据，信道效率最高;b采用具有包头压缩、数据压缩、QoS( 服务质量)、TCP 加速等功能的卫星通信设备;c采用TCP/ IP 协议加速器，通过直接确认法、动态窗口尺寸、动态包尺寸、QoS、包头标记压缩、数据压缩和协议转换等技术。表3 给出了1 Mbps 卫星信道采用skyX 加速器不同包长时信道的利用率;d自主开发的应用尽可能避开TCP 协议，采用UDP( 用户数据报协议) + 错误包重传方式;e选用IP 开销较少的业务设备。不同厂家的VOIP( IP 语音) 设备、图像编码器和视频会议设备等IP 业务终端，其IP 开销不同，因此可以通过优化设计选用开销较小的业务终端以便从源头上减少数据量，从而提高卫星信道效率。图2 给出了测试IP 业务开销的示意图，需要利用集线器广播特性监视和测量业务数据，可用Iris( 捕获查看进出网络数据包)软件测试业务在IP 信道上的实际数据速率与业务信息速率比较，就可得出开销情况。表4 给出了一个VOIP 设备实测数据。

表3 数据包长对卫星信道传输影响

图2 IP 业务开销测试示意图.