李靜森

（太原學院，太原 030032）

在構(gòu)建網(wǎng)控管理系統(tǒng)的過程中，我們以VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)為項目分析對象，因其不僅具有超強覆蓋率，而且還不會受到地理環(huán)境的限制，并且具有低成本、易維護的特點。通過對其網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸進行多線程結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其數(shù)據(jù)傳輸速率得到顯著提高，進而驗證其高效性與可靠性。

1 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)管理與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

在進行衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)管理與控制系統(tǒng)設(shè)計的過程中，不僅需要滿足其達到一定的功能需求，如：控制功能、擁堵管理與故障處理，而且還要實現(xiàn)其系統(tǒng)性能與實用性需求。在系統(tǒng)性能需求方面，既要達到傳輸有效性與傳輸時延的可靠性要求，而且還對系統(tǒng)吞吐量提出了超過200MB/s的要求，并且網(wǎng)絡(luò)延遲不能超過0.05ms。而在系統(tǒng)的實用性需求方面則要求其不僅要遵循整體性與實用性的設(shè)計原則，更要按照模塊化設(shè)計原則，使系統(tǒng)靈活性更高，而且可伸縮性也更強，以有利于未來系統(tǒng)的升級與擴展。

1.1 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

在整個系統(tǒng)之中，既包含著配置于中央主站上的主控制系統(tǒng)，還要同時擁有多個分布于各處的小站從屬系統(tǒng)。其中，中心主站的主控制系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理中心，它不僅能夠進行各小站數(shù)據(jù)的收集，還能進一步對其進行分析處理，其硬件構(gòu)成主要有衛(wèi)星天線、功分器，以及下變頻器、信號放大器與中心服務(wù)器，而中心站的軟件則對各小站從屬系統(tǒng)進行管理與跟蹤。

此外，小站從屬系統(tǒng)功能則是將各處信息數(shù)據(jù)進行有效傳輸，使其匯總于中心主站，其主要設(shè)備不僅需要有室外單元、小型天線與功分器，還要有下變頻器、信號放大器、調(diào)制解調(diào)器，以及小站工控機與路由器等，其中工控機受控于主站，被安裝有客戶端軟件，與主站交互工作。具有信息載體作用的衛(wèi)星載波，在主站發(fā)出指令后，信息將由其傳送至衛(wèi)星，并經(jīng)由加密處理傳輸至各小站，在完成各指令調(diào)整后，再將數(shù)據(jù)傳回衛(wèi)星，進而再傳送至系統(tǒng)主站，在進行數(shù)據(jù)更新后由此完成整個衛(wèi)星通信過程。

1.2 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖1 軟件結(jié)構(gòu)圖

在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)管理與控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要是按照服務(wù)端的主導性與客戶端的從屬性結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)建，也就是通過主站服務(wù)端，分別對多個客戶端進行控制，如圖所示：

2 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)管理與控制系統(tǒng)的性能測試

衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)管理與控制系統(tǒng)需要通過幾個不同角度對其進行性能測試。

首先，是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量測試，以極其簡潔測試代碼書寫啟動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并通過對特定端口進行數(shù)據(jù)監(jiān)測與接收。在此過程中，只要做到配置線程，并設(shè)置相關(guān)回調(diào)函數(shù)，再加以監(jiān)聽配置，即可進行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的啟動。而進行吞吐量的測試過程中，通過向服務(wù)端傳送64kb的數(shù)據(jù)包，監(jiān)測到客戶端能達到約700MB的吞吐量，而服務(wù)端吞吐量不到400MB，這說明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具有較好性能的吞吐量，充分滿足了設(shè)計要求。

其次，是進行系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的延遲測試，因其對衛(wèi)星通信具有較為重要的作用，所以需要更加精準地進行測試，我們選取較小數(shù)據(jù)包進行測試，以免讀取時間過長，經(jīng)測試其延遲時間較短，僅有0.0124ms，證明其具有十分良好的性能。

最后，進行系統(tǒng)消息的能力測試，因其與延遲性能關(guān)系較大，仍以較小數(shù)據(jù)包進行測試，發(fā)現(xiàn)其消息處理能力可達5萬個以上，不僅滿足了設(shè)計要求，同時具有比較顯著的性能，因而確定其在100MB以內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有延遲10ms的較強消息處理能力。

除此之外，還對系統(tǒng)可靠性進行了為其6個月的監(jiān)測，在完成相關(guān)軟件與硬件開發(fā)后，通過對其網(wǎng)絡(luò)管理與控制系統(tǒng)進行安裝與調(diào)試，不僅網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的故障率也比較低，而且小站管理功能發(fā)揮出重要的作用，不僅能夠進行相關(guān)業(yè)務(wù)申請與查詢，而且還對能進行各站點的管理分配，而且簡潔又充滿人性化設(shè)計的操作界面為工作人員提供了極大便利，工作效率也得到了顯著提升。

3 結(jié)束語

綜上所述，該衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)管理與控制系統(tǒng)不僅可以對每個站點進行優(yōu)先等級的網(wǎng)絡(luò)控制，還使其帶寬資源得到進一步優(yōu)化，在實現(xiàn)遠程運行、管理與維護方面，既具有一定的實用性效果，而且業(yè)務(wù)效率有了明顯提升，同時還具有較為穩(wěn)定的系統(tǒng)性能，為未來的衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展提供了可靠而詳盡的參考依據(jù)。

[1] 楊力，李靜森，魏德兵，潘成勝.一種高動態(tài)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制算法[J].宇航學報，2014，35（8）：953-960.