基于IP 的卫星移动通信网随遇接入方案研究

(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄 050081)

0 引言

当前我国经济建设不断加快,这也在一定程度上促进了我国卫星通信事业的快速发展。卫星通信事业在现代化建设中占据着举足轻重的地位,也是我国现代化建设不可缺少的一部分。在卫星通信的建设过程中,移动通信站始终是建设的重点内容,对于卫星通信来说,卫星移动通信的发展尤为重要。随着现代化建设不断加快,卫星通信对于移动通信的要求不断提高,最为显著的便是对于移动通信快捷性的要求,移动通信的快捷性很大程度上影响到了信息传输的速度,因而在具体的研究过程中需要针对相关的机动设备进行研究,为此需要设计出符合卫星移动通信要求的IP地址分配方案以及相应的互联方案。为了更好的应用所设计的IP地址分配方案,也需要对卫星移动通信监控系统的某些参数进行一定的调整。然而很多情况下的调整都是比较复杂的,所要改变的参数量大而复杂,这就导致内部的某些设备软件或是网络设备在巨大的工作量下产生一定的风险,容易影响到系统的正常运行过程,更为严重的还会造成信息泄露,影响整体工作进程。为此则需要研究出一种新型的技术来满足随遇接入,且要保证无其他方面的问题出现。当前主要采用移动IP技术来解决随遇接入问题,但是该技术却并不适用于卫星移动通信。因而本文中主要是针对卫星移动通信随遇接入方案进行分析,设计适用于卫星移动通信的IP地址分配方案以及相应的漫游互联方案,由此来解决基于IP的卫星移动通信随遇接入问题,提高卫星移动通信的稳定性以及灵活性[1-2]。

1 基于IP的卫星移动通信网随遇接入方案具体介绍

在当前的发展过程中,飞机、船舶、车辆等运行过程中都需要与地面进行实时通信,而通信系统的强化则需要充分解决移动网随遇接入问题。就目前而言,我国在该方面的研究已经有了一定的成效,但仍需进一步深入。具体而言,基于IP的卫星移动通信网随遇接入方案需要依据通信过程中的终端地址进行分析,并据此来研究相应的IP地址分配方案,最大化的提高通信网络部署的有效性,为诸多领域解决通信方面的重要问题,以下就相应的随遇接入方案进行具体的分析研究[3]。

1.1 网络漫游相关方案的研究分析

一般的,卫星通信系统布站的建设过程中,相应的移动平台往往包含很多,如飞机、船舶、车辆等。在此过程中,这些移动平台离不开与地面之间的通信,通信过程所利用的手段也有很多方式,地面光纤则是比较常见的一种通信手段。相应的移动平台往往包含用户终端,且用户终端的数量往往比较庞大,相应的终端地址在使用过程中并不会发生改变,即使是受到了网络本身移动的影响也会保持原有的状态,但移动网络接入固定网络的互联链路以及IP地址却会受到网络移动的影响而发生改变,因而在网络漫游相关方案的研究过程中需要重点关注该方面的问题,这些都是卫星通信系统布站建设过程中的重要问题。相应的移动平台在实现与地面的通信交流时,必须要严格保证网络管理以及网络安全方面的稳定性,由此需要做的便是对于所使用的移动平台交流系统进行相应的评估,保证使用过程中的可靠性。

1.2 基于IP的接入网业务承载需求分析

随着当前社会经济的快速发展,科学技术已然成为了当前研究的主题,在此过程中,网络通信已然成为了现代科学技术的重要发展部分。现代网络通信的发展满足广大用户的需求,因而得到了快速的发展建设,现如今已经成为了我国不可或缺的一部分。我国卫星通信技术的迅速发展也对网络通信技术提出了新的要求,为了进一步的适应飞机、船舶、车辆等运行过程中对于通信技术的要求,仍需对此进一步研究。具体的研究内容应当是基于IP的接入网业务承载需求,这也是在网络通信业务范围不断扩大的基础上所产生的新的需求。对于该方面的承载需求主要包含三个方面,分别是基站IP承载需求、企业业务承载需求以及数据业务承载需求。首先对基站IP承载需求进行分析,当前随着我国网络通信的快速发展,基站IP所起到的作用越来越大,而基站IP又在一定程度上与业务有着不可分割的关系。二者间的关系主要体现在网络通信要想符合当前社会发展的需要,充分满足用户需求就必须不断地提高业务的承载能力。因而当前基站IP顺应时代发展的需要,其相应的网络接口也在不断的更新过程中。随着我国LTE的快速发展,很大程度上影响到了基站IP以及综合业务的发展,能够对综合业务接入网的建设有所帮助,推动其进一步的发展研究。在企业业务承载需求方面分析如下,当前我国IPRAN 综合业务的发展逐渐的商业化,同时也在此过程中被广泛的应用到了各个方面。对于我国企业的发展而言,必须要以网络为基础进行发展,并在此过程中积极的使用网络技术,例如将网络应用到会议等方面,总的而言,企业必须要不断的研发新技术,将网络业务进行扩大,由此来壮大企业的发展。IPRAN综合业务的接入在一定程度上加快了宽带的速度,同时也改变了传统网络的限制,很大程度上对企业网络的传输速率起到了改善作用,因而有着十分重要的影响。最后对于数据业务承载需求进行分析,对于该方面的研究通常是以MSTP网络为主要依据进行的,此网络也有着一定的优势和缺陷,该网络的优势主要在于其稳定性,在使用过程中不会出现较大的问题,稳定性较好也是其值得推广的重点所在,同时该网络主要以语音业务为主。其缺陷则在于应用过程中的巨大局限性,由于该网络是以3G网络为界点,因而在使用过程中对于网络业务需求的增加有着一定的要求,且与用户之间也有着一定的联系[4]。

2 关于IP地址分配方案以及链路互联方案的探讨分析

2.1 关于IP地址静态分配的简要分析

就目前而言,我国关于IP地址分配方案的研究已有一定的进展,通常情况下将IP地址分为两种方式,即静态和动态两种分配方式。其中静态分配方式即是指互联IP地址的互联方案,其在应用过程中的核心内容为固定站以及移动平台所预先分配好的互联所需要的全部IP地址。一般的,静态IP需要手工配置每台配置IP,而大型企业之众往往有着成百上千台电脑,这时采用静态配置IP会耗费巨大的人力物力,因而需要采用动态IP进行分配。静态IP中,主要根据每台电脑的主机来进行专门地址的分配,即是IP地址,而通过IP地址就可以实时的访问到企业内部的每一台主机。当前且也内部的IP地址往往是由四位数字构成,且对应于相关的二进制数字。具体的IP地址静态分配方案如下所示:首先要对固定站互联IP地址网段进行分析,主要是确定地址容量。同时还需要进一步确定互联网段的最大IP地址容量,此量的确定需要根据机动网络的数量进行分析,由此来得出相应的最大IP地址容量。此外,还需要根据移动平台网络的运行状态进行分析,由此来测试相应网络的入口点,并根据互联IP地址网段的地址容量进行分析,确定最终的IP地址数量[5]。

2.2 关于IP地址动态分配的简要分析

对于IP地址动态分配来说,由于相应的IP地址资源十分短缺,因而在使用过程中相应的上网用户并不需要对固定的IP地址进行设定,也无需研究该方面的内容,动态IP地址往往是由计算机本身系统进行完成的,其全过程都有计算机自动开启。此外,用户的动态IP地址是由IPS动态分配的暂时地址,在使用过程中是由因特网信息中心直接负责,并可以通过IP地址分配到相关的组织机构,由此能够直接的访问网络。动态IP可以通过多种方式来上网,例如有限宽频、ISDN等,然而在每次上网过程中都会随机的分配IP地址,即所分配的IP地址是变化的,这便是动态IP地址分配的主要特点。一般由于IP地址比较重要,其分配过程中也是比较复杂的,因而用户上网通常是通过动态IP地址,动态IP地址十分方便,无需用户过多的进行了解,十分方便的便能够使用网络。在此过程中,移动平台接入到哪一个固定基站需要具体的讨论分析,一般情况下是根据基站所需要的IP地址来进行互联链路的激活,由此来进一步的实现机固网络的互联。

2.3 对于相应的IP地址分配方案的选择简要分析

以上具体介绍了静态IP地址分配方案以及动态IP地址分配方案,对于这两种IP地址分配方案来讲,如何选择是极为关键的问题。在合适的情况下选择合理的IP地址分配方案是十分重要的,一般的,动态IP地址分配方案在移动WIFI以及互联网的接入中应用十分广泛,其不足之处主要是存在于移动网络和固定网络互联之中。DHCP客户端运行过程中往往会自动地生成静态路由,这就容易导致路由环路,而该客户端在经过网桥设备连接到服务器时,则会根据IP地址的具体情况来确定申请请求,这也可能会导致客户端所连接的服务器发生断开的现象,无线互联地址所产生的无效路由也可能会进一步导致业务中断,在此过程中便需要进行人工干预措施。由此可见,采用静态分配IP地址方案在本文中所研究的应用领域更为实用,也有着较好的应用效果,因而其他情况下动态IP地址方案也有着一定的应用条件,针对具体的情况还需要进行深入的分析研究[6]。

3 机固互联方案简要介绍以及相应的仿真验证

对于移动网络和固定网络互联方案的研究主要从两方面的入手,分别是确定互联设备的选型以及确定互联链路采用的路由协议。首先关于确定互联设备的选型,一般来说,移动平台网络出口的路由器或是三层交换机往往都会有一个端口,该端口需要相应数目的地址,如何实现固定基站与端口的自动连接是比较重要的问题之一,实际的操作过程中需要根据已有的组网经验进行确定,移动网络和固定网络互联采用交换机实现也是比较方便的方法之一。交换机在使用过程中会根据接口来通过相应的地址网段,地址网段的数量要严格的与VLAN 对应。同时备用接口与主用接口之间也需要设置同样的配置,之后在进行切换的过程中则需要直接介入到备用接口,此时便不需要进行配置的调整。在实际使用的过程中,路由器必须要采用子接口方式才能够配置足够的IP地址,此后进行切换过程中还需要使用备用的接口重置所有的IP地址,但这样操作的过程中往往需要重新配置所有的IP地址,这就导致其恢复的过程中比较复杂,恢复时间长就会在一定程度上影响到使用过程,导致过程繁琐容易出现错误。在互联链路所采用的路由协议的确定过程中,往往将路由协议也分为静态路由协议以及动态路由协议两种。经过实际使用过程中的比较可知,采用动态路由协议往往比较简单,移动平台网络在移动中所处的固定站覆盖区域内,该移动平台网络的网段中就会与固定站由于网段相同而形成相应的邻居关系,而与其他的网段则不可以,由此便在一定程度上建立起了相应的互联链路。网络传输通道的形成也是如此,是通过移动平台运行过程中自动的与不同固定站所建立的。总的来说,基于静态分配的IP地址互联方案一般有着较好的适应性,也是移动网IP接入方案的优先选项,当前我国对于网络互联方案的仿真验证也有着一定的研究成果,通常是利用HUB 模拟信道设备所进行的[7]。

4 结语

本文中主要针对基于IP移动网随遇接入方案进行了研究分析,其中提出了相应的机动网与地面骨干网IP地址分配方案的以及互联方案,此外还进行了仿真验证的具体分析。总的来说,基于IP移动网随遇接入方案的研究有着十分重要的意义,在实际的使用过程中也有着较高的要求。