帧中继技术在VSAT系统中的应用

帧中继技术在VSAT系统中的应用

近年来随着计算机、网络技术及用户对图像、视频业务需求的发展，通信网络向着高速、宽带、具有通信质量管理（QoS）控制能力及具有能承载综合通信业务能力等方向发展，而传统的VSAT卫星通信系统由于其通信体制限制一般很难满足上述要求。另外，由于卫星定位精度的提高，射频技术的发展，宽带调制技术和信号处理技术的应用，提高了现有VSAT系统的信嗓比，卫星通信系统的可靠性增强，传输带宽加大，这为新技术的应用提供了充分的条件。因此，充分利用卫星通信的优势并采用新技术、新体制以解决用户对综合业务通信的需求，成为当前VSAT通信系统应用发展的热点，帧中继技术就是在这一背景下被引进到VSAT通信系统中来的。

一、传统VSAT通信系统面临的问题

70年代以来通信、计算机及集成电路制造等技术领域的发展使得以较低成本为用户提供卫星终端设备成为可能，卫星通信从政府、军事及邮电等部门迅速成为广大企、事业单位解决内部远距离。分布通信的有力、甚至是唯一的选择。VSAT通信系统的应用在欧美等发达国家主要是解决数据通信的需求，而在发展中国家，前期建设主要是解决话音通信的需求。随着发展中国家经济基础建设的发展，尤其是自90年代以计算机通信为基础的经济、社会及生活的信息化进程的加快，提供高质量的数据通信成为信息化建设的主要内容。此时我们发现传统的VSAT通信体制已不能满足用户对通信质量的要求，主要表现为：

1．传统VSAT系统多采用单路单载波（SCPC）体制，这种系统具有组网结构简单的特点，其用户信道分配采用ALOHA协议或其改进算法，由于控制信道争用，致使其利用率较低，一般不超过30％。在某一时刻，通信双方仅能构成点到点连接，即使 SCPC系统组成网状网时，也需要在每个端站配置多个调制解调器和发射多个载波，硬件设备投资必然成倍增长，同时还应注意到：这类系统缺乏实现QoS控制的能力。

2.传统VSAT系统的另一主要体制是TDMA及其衍生类型，该类型系统内部多采用分组交换方式，因此系统设计时，用户端站的吞吐量较低，并且这类系统通常在主站完成数据包交换工作，端站间通信需两跳完成。 以上是从载波分配方式上对目前主流VSAT系统的分类。如果从系统组成结构上来看，VS AT系统可分为有主站和无主站系统。在有主站系统中，系统主站负责完成系统资源分配、系统各单元管理、监测以及分组交换系统中的数据包交换等功能：无主站系统一般均采用SCPC 方式工作，信道资源主要采用预分配模式，在网络拓补结构上以星型为主。 由于现代通信系统承载的主要信息正在从单一的话音或数据向着包括数据、话音、图像等内容的综合业务系统过渡，综合业务通信将成为通信服务的主流，因此必须对传统的VSAT 通信系统进行改造，以适应用户对通信服务的要求。

二、帧中继（Frame Relay）技术简介

帧中继技术是在传统的分组交换技术基础上发展起来的一种“快速”分组交换技术，其与X.25的区别主要表现在以下方面：

1．减少处理层数：按照OSI参考模型，X.25协议涉及物理层、链路层和网络层，而帧中继在物理层、链路层即可实现，从而减少了处理环节。

2．简化纠错机制X.25协议需在链路、网络做层层纠错处理，而帧中继则不同，仅在节点对传输帧做检错处理，一理发现出错即将该帧丢弃。

3．改变地址含义：帧中继的“地址”称为数据链路层标志（DLCI），仅具有本地意义，其地址管理工作相对简单；

4．降低协议开销：标准帧的协议开销仅为4字节。

5．优化资源配置：由于帧中继技术在OSI参考模型的第二层实现，因此通过对数据帧格式的定义可实现根据用户业务特征确定的传输帧尺寸、优先级以及处理方式等一系列控制，并根据用户业务类型和要求对传输带宽动态分配，提高系统资源的利用率和用户综合业务的传输质量。 帧中继网中用户带宽的动态分配主要通过对承诺速率（CBW）和突发速率（VBR）的定义实现：承诺速率定义了帧中继通信网能够可靠