衛星分組通信

衛星分組通信（satellite packet communications）是利用衛星信道以分組方式傳遞信息的通信。

基本介紹

• 中文名：衛星分組通信
• 外文名：satellitepacket communications
• 套用學科：計算機、通信

分類

衛星分組通信可以分為兩大類：在分組通信網中僅部分使用衛星信道作為分組交換節點機間的傳輸鏈路的通信方式，以及完全或主要利用衛星廣播信道來組織分組通信網的通信方式。對於前者來說，用戶分組訊息在傳輸信道上的統計復用由分組交換節點機負責，而用戶一般不直接參與，鏈路的建立方式可以採用通常衛星通信中所使用的各種方式，如時分多址（TDMA）、單路單載波（SCPC）等方式，但為了適配地面信道與衛星信道的不同特點，一般要在分組交換設備與衛星鏈路之間加裝衛星分組通信處理器。

特點

衛星信道具有覆蓋地域廣、用戶接入靈活、網路擴展容易以及入網手續簡便等優點，加上衛星信道所特有的廣域廣播能力，特別適合於組織廣域的分組通信網，通過單跳或雙跳來完成網中各節點間的互通。但衛星信道特有的傳播時延大、誤碼率比有些地面傳輸信道稍高等特點，又構成了衛星信道用於分組通信所應注意的問題。

衛星分組通信協定

當主要用衛星信道來組織分組通信時，衛星信道可看成是網中所有用戶共享的。用戶終端直接同衛星信道接口。由於分散在各地的大量用戶很難預知其他用戶的情況，所以要靠通信協定來約束各用戶的行為，以有效地利用信道。衛星分組通信網中的常見多址傳輸協定方式如圖1所示。

圖1 衛星分組通信網的常見多址傳輸協定方式

ALOHA是隨機接入協定，其基本規則是：用戶直接送出訊息並在接收到的信號中檢査所發訊息是否出錯，若發現錯誤，則在等待一隨機時間後重發此訊息。ALOHA協定方法簡單，但信道利用率不高，特別是當用戶擬發的訊息增大到一定程度後，傳輸時延及信道利用率都將隨訊息量的進一步增大而急劇劣化，所以僅適合在輕負載下使用。對ALOHA的稍微改進是要求用戶對載波進行檢測，只有在信道空閒時才將訊息發出，且在傳送過程中一旦發現傳輸出錯則立刻關斷載波，但由於衛星鏈路本身傳播時延大，採用這一方法，並不十分有效。預約有多種方式，但其核心是將信道爭用與信息傳遞分開，只分配較小容量給信道爭用，從而能更有效地利用信道。

大多數甚小天線地球站（VSAT）系統都具有一個中心站，因此只有從小站到中心站的上行鏈路存在信道爭用問題。由於存在通過中心站進行仲裁的可能，所以信道的爭用可以通過向中心站申請的方式進行。

吞吐量、平均時延和總業務量

在VSAT衛星通信網路中，經過衛星轉發器的傳輸鏈路的延時不僅對話音業務產生影響，尤其對互動型的數據業務將更加敏感。衛星信道訪問的多址協定，延時儘可能要短。在VSAT數據通信網中，除衛星空間傳輸線路的延時，還有主站分組交換機、主計算機和前端處理機(FEP)、VSAT遠端小站數據通道卡及用戶數據終端的處理延時。另外，由於採用不同的多址協定，各種協定引起的接入延時也是不同的。

但是，從VSAT數據網路的系統總體上看，人們所關心的是每條信道可能擁有的最大用戶站數目。而用戶站數目與信道的吞吐量S(信息通過量)是密切相關的。所謂吞吐量定義為其間無碰撞傳輸數據的那部分信道時間所占的比例，它不包括成功申請業務量所占信道的時間。

顯然，對於一個VSAT數據網路，通常鏈路傳輸延時和通信設備、數據處理設備、數據終端及各種接口產生的延時基本是確定的，而多址協定接入延時是隨協定方式不同而變化的。所 一般用平均延時—吞吐量(或用戶站數目)關係曲線來表征多址協定的性能，它也是對VSAT數據網路性能的系統評價。可是對互動型數據網只根據平均延時來設計網路是很不全面的，還必須考慮95延時(即峰值延時)。它的作用與平均延時相當，甚至會更大。

信道的總業務量G定義為信道上所有分組傳輸時間的總和。它是對不同信道負載條件下所有業務量(包括碰撞和開銷業務量)的量度。對於隨機多址協定，信道的總業務量G與其吞吐量s的差值表明由於碰撞而引起重發業務量的開銷大小。對於預約多址協定，這個差值則表示出因預約業務量的開銷大小。

因此，分析信道的吞吐量S、總業務量G和多址協定接入的平均延時和95% 延時，就能夠綜合評價VSAT網路的系統性能。