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3.1 系统体系架构

Q/V频段甚高通量卫星通信系统同样由空间段、地面段和用户段组成。系统使用Q/V频段作为馈电链路通信频率,使用Ka频段作为用户链路通信频率。系统的体系架构如图3-2所示。甚高通量卫星通信系统主要包含以下几个关键部分:①VHTS通信卫星:搭载Q/V频段通信载荷,使用弯管转发器。馈电链路使用Q/V频段,Ka频段完全分配给用户链路使用,充分利用频率资源。②信关站:信关站通过卫星与用户终端站建立前返向通信链路。多个信关站之间通过地面环网实现互联互通,每个信关站的业务数据通过本地接入互联网。信关站和网络运行控制中心(NOCC)通过VPN互联,传输的数据包括信关站设备的运行状态信息、网管信息、视频监控信息、载波监视信息等。③用户终端站:系统处于工作状态时,一个用户站可由一个或多个信关站服务。④网络运行控制中心:网络运行控制中心实现网络中设备状态的监视、控制,以及对全网的卫星资源进行统一管理和调度功能,提供包括客户关系管理(CRM)、计费账务、综合结算和营销分析等应用增值服务。除此之外,还具有信关站传输信道雨衰估计、切换判决等功能。

图3-2 Q/V频段高通量卫星通信系统架构图

3.1.1 系统网络拓扑

信关站组网采用星状网拓扑结构,端站与信关站通信采用单跳链接,端站与端站通信采用双跳链接,如图3-3所示。当两个端站分属不同的信关站管理并需要通信时,需要通过两个信关站之间的地面网络转接。

图3-3 甚高通量卫星网络拓扑图

该网络结构特点如下:

(1)以信关站为中心,终端站为通信节点,信关站负责对其所属网络内各种类型的终端站进行管理,并协调该网资源和设备的分配,使该网络中各种终端正常运行,该结构下支持大量终端站通信节点的并行接入,支持网络规模的升级。

(2)由信关站进行全网数据的统一接入、中转,网络架构简单高效,可支持大规模端站同时在线管理。

(3)支持系统网络架构不变的情况下,通过增加信关站的调制器和解调器实现用户数量和业务容量的平滑扩展。

(4)以信关站为中心,终端站为通信节点,这种结构利于网络容量的扩展,后续可在此基础上接入其他连接应用,实现网络应用的多元化支持。

(5)各终端站与信关站之间都能进行双向互联互通,采用TDM/MF-TDMA通信体制设计,充分发挥前向大载波、回传多载波分时复用优势,在卫星通信过程中,实现业务数据大吞吐量、高复用互联互通功能。

3.1.2 系统网络管理架构

网络管理系统(NMS)主要实现对卫星通信网络中信关站基带设备和用户终端站进行管理和监视,对全网的卫星资源进行统一管理和调度,为HNO/VNO提供统一的管理平台,通过标准的北向接口为业务运营支撑系统(BSS/OSS)提供信息服务。系统的网络管理架构如图3-4所示。

甚高通量卫星通信网络规模一般都比较大,NMS可将各个服务以代理节点的形式进行分布式部署,NMS代理从本地取数据更方便快捷,从而提高系统的服务质量。

3.1.3 虚拟网络运营

3.1.3.1 网络运营商的角色

系统支持三类用户:HNO,VNO,SVN Group。

(1)HNO:Host Network Operator, 主网络运营商,基带设备所有者。

(2)VNO:Virtual Network Operator, 虚拟网络运营商,从HNO租用带宽并销售给最终用户者。

(3)SVN:Satellite Virtual Network,卫星虚拟网,管理最终用户的逻辑组。

图3-4 网络管理系统架构图

主网络运营商与虚拟网络运营商的权限对比如表3-1所示,逻辑关系如图3-5所示。

表3-1 HNO-VNO权限对比表

图3-5 HNO-VNO之间的逻辑关系示意图

3.1.3.2 虚拟网络运营的类型

VNO主要有3种类型:

● 软件VNO(共享前向和回传资源)

● 硬件VNO(独占前向和回传资源)

● 软硬件结合VNO(共享前向独占回传资源)

为满足以上3种不同类型VNO的运营需求,HNO可以为其创建一个或多个SVN(即虚拟卫星网络,它是HNO和VNO之间建立合作的基础)。每个SVN按前向和回传,有如下资源分配策略:

(1)前向链路

①共享模式:

● 网管根据前向带宽(Mbit/s)查找合适的网络段

● 为该SVN定义一个VLAN(用于QoS策略)

● 采用QoS策略实现带宽分配

②独占模式:

该SVN(VNO)独占调制通道设备,拥有一个独立的网络段。

(2)回传链路

①共享模式:

实现同前向共享方案。

②独占模式:

a. 独占设备:

该SVN(VNO)独占解调通道设备,拥有一个独立的回传链路。

b. 独占频带:

独占频带模式的实现方法描述如下:

(a)根据频带范围,查找合适的网络段,建立新的回传链路,该回传链路与其他链路共用一个解调通道,关联超帧初始只有信令载波。

(b)根据用户业务和使用需求,重新定义载波和帧类型。

(c)修改回传链路的超帧。

3.1.3.3 虚拟网络运营的功能与性能指标

VNO主要完成划分卫星虚拟网(SVN),终端VLAN口划分和支持虚拟运营的功能;虚拟运营商间独立管理所属的终端和链路资源配置;支持卫星虚拟网独立限速和保障速率配置;支持系统网络业务隔离功能。

(1)功能:

①支持多VNO账号同时登录操作;

②支持VNO账号的操作权限管理;

③支持SVN共享回传和前向链路,独占回传链路、共享前向链路,独占回传和前向链路三种配置方式;

④同一VNO账号可同时混合管理三种配置方式的SVN;

⑤共享回传和前向链路的SVN支持终端上下线和业务通断配置,前向回传业务限速和保障速率配置功能;

⑥独占回传链路、共享前向链路的SVN支持终端上下线和业务通断,回传链路参数配置,前向回传业务限速和保障速率配置功能;

⑦独占回传和前向链路的SVN支持终端上下线和业务通断,终端增删,前向和回传链路参数配置,前向回传业务限速和保障速率配置功能;

⑧支持终端LAN口VLAN自动配置;

⑨支持终端LAN口VLAN间业务隔离;

⑩支持SVN间终端业务隔离和互通;

⑪支持VNO间终端业务隔离;

⑫支持SVN限速和保障速率。

(2)性能指标:

①系统最大支持创建254个虚拟运营网;

②每个虚拟运营网支持最大管理254个卫星虚拟网(SVN);

③系统最大支持划分4094个VLAN;

④每个终端LAN口支持最大划分8个VLAN;

⑤SVN限速和保障速率误差范围为5%。

3.1.3.4 用户终端站业务隔离策略

主站对用户终端间业务按照表3-2方式进行隔离,只有VNO、SVN和VLAN全部相同的小站,相互之间的业务才可以互通。在表3-2中,VNO、SVN设定默认值。

表3-2 用户终端业务隔离策略分级

(1)属于默认VNO的终端,则可以给全网所有终端发送业务。

(2)不属于默认VNO,但属于默认SVN,则可以给同一个VNO下的终端发送业务。 qqnhMppQYR9gXrUsoZDAnkUBMKOsOzaSBGCblF9fvxRWWbDc0sfSmSC6Qwsn2lUd

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