宽带卫星IP通信网络中的可靠传输技术研究

宽带卫星IP通信网络中的可靠传输技术研究

谢伟浩

谢伟浩

长讯通信服务有限公司广东省广州市510091

摘要：宽带卫星是多媒体与高数据传输的通信基础，尤其在互联网、多媒体广播、卫星远程应用等方面具有强大优势。本文针对宽带卫星IP通信网络中的可靠传输技术展开研究，分析中控制方式、可靠传输技术、网络算法等内容，以提升宽带卫星IP通信网络中传输的可靠性。

关键词：宽带卫星；IP；可靠性；传输

前言：通信技术已与人们生活息息相关，尤其当互联网大力发展以来，更加丰富了多媒体通信方式，推动通信技术的进一步发展。为数据传输、多媒体通信等就技术提供网络支持。其具有覆盖面广、一体化程度高等优势，成为当前重要的研究领域，进一步提升可靠性传输技术的应用。

一、宽带卫星通信网络综述

通信技术为多媒体技术、计算机技术奠定了良好的发展基础，实现了当前科学技术的进步。目前，世界各国均对卫星通信技术的研发更为关注，旨在实现世界的快速传输以及技术的进一步提升。

宽带卫星通信系统在远距离通信中占据强大优势，进一步增加通信方式，丰富传输手段。现代社会，已从语音通话转变为数据通话方式，由单一的通信方式转变为复杂的通信方式。可以说，宽带卫星系统的应用范围涉及众多方面，从企业到个人、从商业到教育，并扮演着重要的角色。其中，远程教育便是最突出的表现[1]。

二、宽带卫星IP通信网络中的可靠传输技术研究

（一）优化卫星网络的主要路径

TCP/IP是当前网络数据传输中关键协议族，其分别控制着数据的传输速度与路由选择。其中，IP为无连接网络层协议，在网络之间进行传出，可在何链路层的网管间进行传递。在本质上来说，IP就是数据包从计算机发送到收方的指导路径，在确保数据到达设备之后的可靠交付。

当前，卫星IP网所要研究的问题还包括QOS、路由选择等问题，在协议宽带效率等方面，IP传输研究也有所涉猎。在优化卫星网络主要路径工作中，对IP协议进行扩展改进，是最佳方式。如帧结构的改进、选择性ARQ的改建、慢启动、延迟ACK等等。并在研究中，克服卫星通信信道容量的非对称性，有效利用动态信道。自主选用多种差错控制法，满足卫星链路误码率要求。或采用比特交织技术，减少错误的发生。

（二）加强卫星编队飞行系统的研究

卫星编队，即由若干个卫星所组成的形状，并围绕地球中心旋转。其中，所有的卫星围绕地球飞行轨迹均相同，且相互之间存在联系，共同对信号进行处理，承载通信任务。以强大的、整体的星群结构，组件超大的“虚拟卫星”，或卫星网络系统。

在该系统内，单个卫星将受到质量、体积等因素的干扰，且单个卫星的功能受到限制。但将其进行编队，再小的功能也将被无限放大。其中，星际链路的性能占据重要地位，将直接影响整个编队的飞行质量，对地球传输可靠性产生影响。

当前，我国所研究的卫星均已发射成功，航天部门、信息产业部等专业机构，也正在加紧力度研究卫星编队理论、空间虚拟孔径等专业技术。而国外也对小卫星编队飞行技术的研究加了的关注，其中具有代表性的研究成果，即美国大学的纳卫星计划。

在国际上来看，编队飞行技术应打破原有技术的局限性，不断提出新的应用需求，带动相关产业的发展，实现学科的交叉与融合。卫星编队飞行如图1：

图1：卫星编队飞行

（三）提升网络层技术的研究

1.与星座存在关联的卫星系统

该种系统多半具有星际链路，且在一定程度上增加了卫星网络拓扑的复杂性。在采用该种网络层技术时，极有可能发生两个反向轨道面之间的星际链路无法建立关系的局面，且由于卫星运转速度较快，单纯采用某种星座，将导致一个完整的闭环形网格状网络拓扑。因此在使用中，需要根据实际情况，对卫星运转情况进行分析，避免路由因拓扑的高度变化或切换，发生众多特殊问题。同时，由于拓扑信息的变化速度较快，无法实现全面的信息更新。此时常根据星座系统的拓扑结构特点以及运行规律进行分析，在规律基础上，实现卫星移动性的屏蔽[2]。

2.组播

星际链路的星座系统中，需要采用宽带微波或星际链路足够的带宽，实现强大的信道容量。该系统地面部分的光纤链路容量相对也较大。此时常采用组播传输数据方式，实现与地面的有效连接，避免通过多个有限的无线接口建立虚电路进行发送。

（四）传输层技术

宽带出现较大延迟时，其最根本问题为卫星网洛的堵塞情况，影响视频或通话质量。甚至造成延时的丢失问题，即中断。宽带卫星网络受到TCP组流突发传输的影响是信息中断的根本原因，且对TCP本身也存在一定性能方面的影响。针对该问题，常选用组播传输方式，即在一台发送者为多个接受者传输数据，仅需要复制一份数据包即可，有效提升数据传输效率，减少网络堵塞情况。

三、展望

卫星IP通信技术的发展直接面对消费者，是当前市场的主体。其未来发展方向必将以多样化、个性化为基础，实现卫星宽带与互联网融合的卫星通信系统。在与多媒体业务的连接中，定将成为市场繁荣发展的动力[3]。

当前，卫星宽带数据的发展机遇广阔，在未来的十几年中，地球同步轨道上Ka频段数据发送量将无限上升，非同步轨道Ka频段卫星转发器也呈现上涨趋势。同时，互联网接入与企业内部网发展是推动宽带卫星业务飞速发展的重要动力，实现未来宽带卫星通信系统的高服务能力。

同时，宽带卫星系统利用最先进的卫星数据广播技术，为宽带数据提供广播业务。广播内容中包括文件广播、多种媒体流式文件的广播形式。在向用户提供服务时，可将声音、图像、文字等数据同时传输给多个用户，多个地点等。在发展中，将不断为人们提供各种服务，包括网上消费、远程医疗、远程教育、数据通信等等。是未来各领域发展的主要技术，在全球信息基础设施建设中，将发挥着无限的力量，前景十分广阔。将与商业、教育界、医疗界等各个领域充分结合，实现全球的数据高效传输。

结论：综上所述，本文主要分析了各种宽带卫星IP通信技术，并在技术研究中分析如何提升可靠传输技术途径。得出以下结论：宽带卫星IP通信技术的发展前景十分广阔，是全球信息基础设施建设的根本。本文所研究的内容仅从各有关文献中进行整理，缺乏实践。望日后能将理论与实践相结合，促使可靠性技术的研究更具有现实意义。

参考文献：

[1]夏莹,王雷,侯方杰.协议无感知转发环境下的内容传输策略研究[J].微电子学与计算机,2016,33(12):104-107+112.

[2]彭跃磊,宋东亚.基于网络编码的水下传感器可靠传输技术[J].电子测试,2016(10):74+36.

[3]屈军锁,左佳丽.一种可靠数据传输技术的设计与实现[J].西安邮电大学学报,2016,21(02):40-45.