CN103944765B - 一种卫星地球站全自动ip业务传输装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种卫星地球站全自动化IP业务的传输装置及其方法，为了弥补传统的IP业务传输的众多缺陷，由站内监控和网管中心使用软件协同智能实现全自动IP业务传输，在新研的卫星通信系统或者已经建成不带网管中心功能的卫星通信系统中，配置网管中心软件和站内监控软件就可以实现这种新型的全自动IP业务传输，在已建成的带网管中心的卫星通信系统，可以将网管中心软件进行升级，在卫星地球站中增加站内监控，就可以是实现这种新型的全自动IP业务传输。
Description
技术领域
本发明涉及一种卫星地球站全自动化IP业务的传输装置及其方法，属于卫星通信系统中一种技术实现方法。
背景技术
传统的卫星通信网中IP业务的传输，是通过各卫星地球站现场技术人员手工配置卫星传输设备、路由交换设备和业务终端设备的预案工作参数来实现，每次IP业务传输任务开始前，参与通信的各方需对各类参数提前规划，同时参数手动输入到相关设备中，对人员的专业技术水平要求非常高；同时由于卫星地球站每次通信的对象不同，每次传输前都需要重新规划参数并进行手动调整，实现非常复杂；由于人为因素将个别参数配置错误，造成整个IP业务的传输中断或失败的概率非常高。随着卫星通信技术的不断进步，用户对IP业务的传输不断的提出新需求，这就需要IP业务传输具有全自动化、强智能化、高可靠性、使用简便等特点，尤其需要减少或完全避免人工的手动干预，极大降低人为因素所带来的高风险性。
发明内容
本发明的目的是针对传统的IP业务传输在使用过程中的机械性、复杂性、易出错性等众多缺陷，设计的卫星地球站全自动化IP业务的传输装置及其方法，本发明IP业务传输的所有控制和管理都是通过软件协同来实现的，功能完善、使用简便且智能化高，整个IP业务传输过程完全避免了人为的手动干预，全部由软件配合设备自行完成。互联IP地址池、业务终端IP地址池、路由特性池(RIP、OSPF和BGP等协议)和业务特性池(音视频：系统码率、视频码率和视频格式等参数；VOIP话音：电话号码)等资源集中管理、统一分发、各自配置、用完回收、重复使用等新技术都在这种新型IP业务传输中得到了很好的应用，这些都是传统的IP业务所无法实现的。
本发明的技术方案是：一种卫星地球站全自动IP业务传输装置，包括网管中心、卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备、IP数据终端、站内监控设备；
所述网管中心信号通过业务传输网络接口连接站内监控设备；
所述卫星信道设备通过业务传输网络接口连接路由交换设备网络的WAN接口；
所述路由交换设备通过网络LAN接口连接IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端的业务传输接口；
所述站内监控设备通过网络接口连接卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端的管理控制接口；
所述IP音视频编解码设备通过模拟接口连接视频源和显示设备；
所述VOIP网关设备通过二线模拟接口连接电话机；
所述IP数据终端运行应用软件。
进一步的，所述应用软件包括网页浏览、电子邮件、文件传输。
本发明还提供一种卫星地球站全自动IP业务传输方法，具体步骤如下：
(1)操作员利用主叫卫星地球站的站内监控设备向网管中心启动IP业务传输申请；
(2)网管中心接受到申请后，向主叫和被叫卫星地球站下发通信所需要的卫星资源；
(3)主叫和被叫卫星地球站的站内监控设备将接受到的卫星资源通过管理控制接口下发给卫星信道设备；
(4)主叫和被叫卫星地球站根据接受到的卫星资源进入业务通信状态；
(5)网管中心根据顶层策划定义的策略和算法启动对主叫和被叫卫星地球站IP业务资源的分配，将IP业务资源下发给主叫和被叫卫星地球站的站内监控设备；
(6)站内监控设备将接受到的IP业务资源，通过与卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端连接的管理接口，配置到各设备上，各设备接收到IP业务资源参数后自动完成配置过程；
(7)主叫和被叫卫星地球站之间进行IP业务传输的通信；
(8)操作员利用主叫卫星地球站的站内监控设备向网管中心结束IP业务传输申请；
(9)网管中心收到结束申请后，回收卫星资源，同时回收IP业务资源并放回可再次使用的资源池中；
(10)站内监控设备收到网管中心发出的回收命令后，对卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端进行参数复位；
(11)站内监控设备向网管中心发送资源回收结束确认信息；
(12)网管中心向主叫卫星地球站下发结束应答信息；
(13)网管中心向被叫卫星地球站下发结束通知信息。
进一步的，所述IP业务资源包括互联IP地址池、路由特性池、业务终端IP地址池、业务特性池；
所述互联IP地址池包括卫星信道设备IP地址/掩码；
所述路由特性池包括路由交换设备WAN口IP地址/掩码、路由交换设备LAN口IP地址/掩码、路由交换设备动态路由协议；
所述业务终端IP地址池包括音视频编解码设备IP地址/掩码和网关、VOIP网关设备IP地址/掩码和网关、IP数据终端IP地址/掩码和网关；
所述业务特性池包括音视频编解码设备的系统码率、视频码率、视频格式和对方设备IP地址/掩码，VOIP网关设备的本方电话号码、对方电话号码和对方设备IP地址/掩码，IP数据终端的对方终端IP地址/掩码。
进一步的，步骤(7)中所述主叫和被叫卫星地球站之间进行IP业务传输的通信，包括双方IP音视频编解码设备接入视频源，进行音视频业务的传输，双方VOIP网关设备接入电话机，进行话音业务的传输，双方IP数据终端进行IP报文的传输。
进一步的，所述顶层策划定义的策略和算法的具体策划定义方法如下：
(1)网管中心配置路由协议库，网管中心操作员根据卫星网络组网规模及其特性指定使用何种路由协议；
(2)网管中心操作员配置生成网管中心数据库中的互联IP地址池和业务终端IP地址池，且所述互联IP地址池和业务终端IP地址池分别属于不同的IP地址网段；
(3)在进行业务通信时，一方发起接续过程，网管中心自动从地址池中依次获取未使用的IP地址分配给参与通信的双方，业务通信结束后，网管中心回收双方的IP地址以进行重复使用；
(4)视频业务、IP话音业务以及IP数据业务总带宽不大于卫星链路传输速率，网管中心分配业务特性时，首先保障IP话音业务的传输，其次是视频业务，IP数据业务优先级最低。
本发明的全自动IP业务中，网管中心和站内监控关键作用如下：
1)网管中心负责卫星资源、通信接续、IP池资源的管理和控制，在本实现方法中的功能有：
a)卫星资源的动态分配；
b)IP业务传输相关资源池的管理；
c)IP业务传输相关资源的动态分配；
d)IP业务传输相关资源的动态回收。
2)卫星地球站的站内监控实现对相关设备的管理和控制，发起IP业务传输的启动和终止，以及完成和网管中心的空中接口协议交互，在本实现方法中的功能有：
a)操作员从站内监控设备的人机界面启动IP业务传输申请；
b)接收网管中心下发的卫星资源参数，传输给卫星信道设备；
c)接收网管中心下发的IP业务传输资源参数，传输给相关设备；
d)操作员从站内监控的人机界面结束IP业务传输；
e)接收网管中心的资源回收命令后，对各相关设备进行参数复位；
f)向网管中心发送资源回收结束信息。
本发明的有益效果是：为了弥补传统的IP业务传输的众多缺陷，由站内监控和网管中心使用软件协同智能实现全自动IP业务传输。在新研的卫星通信系统或者已经建成不带网管中心功能的卫星通信系统中，配置网管中心软件和站内监控软件就可以实现这种新型的全自动IP业务传输。在已建成的带网管中心的卫星通信系统，可以将网管中心软件进行升级，在卫星地球站中增加站内监控，就可以是实现这种新型的全自动IP业务传输。
这种全自动IP业务传输的实现方法，解决了卫星地球站利用卫星链路传输IP业务时需要人工规划、人为干预的复杂难题，相比传统的实现方式，本方法具有高智能化、高可靠性、使用简便、全自动化等特点，极大降低了人为因素所带来的高风险性。
附图说明
图1为卫星地球站全自动IP业务传输设备连接图；
图2为卫星地球站全自动IP业务传输资源分配、回收流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种卫星地球站全自动IP业务传输装置，包括网管中心、卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备、IP数据终端、站内监控设备。网管中心信号通过业务传输网络接口连接站内监控设备。卫星信道设备通过业务传输网络接口连接路由交换设备网络的WAN接口。路由交换设备通过网络LAN接口连接IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端的业务传输接口。站内监控设备通过网络接口连接卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端的管理控制接口。IP音视频编解码设备通过模拟接口连接视频源和显示设备。VOIP网关设备通过二线模拟接口连接电话机。IP数据终端运行应用软件，应用软件包括网页浏览WWW、电子邮件Email、文件传输FTP等。
如图2所示，一种卫星地球站全自动IP业务传输方法，具体步骤如下：
(1)操作员利用主叫卫星地球站的站内监控设备向网管中心启动IP业务传输申请；
(2)网管中心接受到申请后，向主叫和被叫卫星地球站下发通信所需要的卫星资源；
(3)主叫和被叫卫星地球站的站内监控设备将接受到的卫星资源通过管理控制接口下发给卫星信道设备；
(4)主叫和被叫卫星地球站根据接受到的卫星资源进入业务通信状态；
(5)网管中心根据顶层策划定义的策略和算法启动对主叫和被叫卫星地球站IP业务资源的分配，将IP业务资源下发给主叫和被叫卫星地球站的站内监控设备；
(6)站内监控设备将接受到的IP业务资源，通过与卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端连接的管理接口，配置到各设备上，各设备接收到IP业务资源参数后自动完成配置过程；
(7)主叫和被叫卫星地球站之间进行IP业务传输的通信；包括双方IP音视频编解码设备接入视频源，进行音视频业务的传输，双方VOIP网关设备接入电话机，进行话音业务的传输，双方IP数据终端进行IP报文的传输。
(8)操作员利用主叫卫星地球站的站内监控设备向网管中心结束IP业务传输申请；
(9)网管中心收到结束申请后，回收卫星资源，同时回收IP业务资源并放回可再次使用的资源池中；
(10)站内监控设备收到网管中心发出的回收命令后，对卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端进行参数复位；
(11)站内监控设备向网管中心发送资源回收结束确认信息；
(12)网管中心向主叫卫星地球站下发结束应答信息；
(13)网管中心向被叫卫星地球站下发结束通知信息。
其中，IP业务资源包括：
1)互联IP地址池
a)卫星信道设备IP地址/掩码。
2)路由特性池
a)路由交换设备WAN口IP地址/掩码；
b)路由交换设备LAN口IP地址/掩码；
c)路由交换设备动态路由协议，包括RIP、OSPF、BGP等。
3)业务终端IP地址池
a)音视频编解码设备IP地址/掩码和网关；
b)VOIP网关设备IP地址/掩码和网关；
c)IP数据终端IP地址/掩码和网关。
4)业务特性池
a)音视频编解码设备的系统码率、视频码率、视频格式和对方设备IP地址/掩码；
b)VOIP网关设备的本方电话号码、对方电话号码和对方设备IP地址/掩码；
c)IP数据终端的对方终端IP地址/掩码。
为了弥补传统的IP业务传输的众多缺陷，由站内监控和网管中心使用软件协同智能实现全自动IP业务传输。在新研的卫星通信系统或者已经建成不带网管中心功能的卫星通信系统中，配置网管中心软件和站内监控软件就可以实现这种新型的全自动IP业务传输。在已建成的带网管中心的卫星通信系统，可以将网管中心软件进行升级，在卫星地球站中增加站内监控，就可以是实现这种新型的全自动IP业务传输。
顶层策划定义的策略和算法的具体策划定义方法如下：
(1)网管中心配置RIP、OSPF、BGP等路由协议库，网管中心操作员根据卫星网络组网规模及其特性指定使用何种路由协议；
网管中心数据库中的互联IP地址池和业务终端IP地址池分别属于不同的IP地址网段，由网管中心操作员配置生成；
在进行业务通信时，一方发起接续过程，网管中心自动从地址池中依次获取未使用的IP地址(紧邻的或间隔的)分配给参与通信的双方，业务通信结束后，网管中心回收双方的IP地址以进行重复使用；
视频业务、IP话音业务以及IP数据业务总带宽不大于卫星链路传输速率，网管中心分配业务特性时，首先保障IP话音业务的传输，其次是视频业务，IP数据业务优先级最低。
这种全自动IP业务传输的实现方法，解决了卫星地球站利用卫星链路传输IP业务时需要人工规划、人为干预的复杂难题，相比传统的实现方式，本方法具有高智能化、高可靠性、使用简便、全自动化等特点，极大降低了人为因素所带来的高风险性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (4)
1.一种卫星地球站全自动IP业务传输方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)操作员利用主叫卫星地球站的站内监控设备向网管中心启动IP业务传输申请；
(2)网管中心接受到申请后，向主叫和被叫卫星地球站下发通信所需要的卫星资源；
(3)主叫和被叫卫星地球站的站内监控设备将接受到的卫星资源通过管理控制接口下发给卫星信道设备；
(4)主叫和被叫卫星地球站根据接受到的卫星资源进入业务通信状态；
(5)网管中心根据顶层策划定义的策略和算法启动对主叫和被叫卫星地球站IP业务资源的分配，将IP业务资源下发给主叫和被叫卫星地球站的站内监控设备；
(6)站内监控设备将接受到的IP业务资源，通过与卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端连接的管理接口，配置到各设备上，各设备接收到IP业务资源参数后自动完成配置过程；
(7)主叫和被叫卫星地球站之间进行IP业务传输的通信；
(8)操作员利用主叫卫星地球站的站内监控设备向网管中心结束IP业务传输申请；
(9)网管中心收到结束申请后，回收卫星资源，同时回收IP业务资源并放回可再次使用的资源池中；
(10)站内监控设备收到网管中心发出的回收命令后，对卫星信道设备、路由交换设备、IP音视频编解码设备、VOIP网关设备和IP数据终端进行参数复位；
(11)站内监控设备向网管中心发送资源回收结束确认信息；
(12)网管中心向主叫卫星地球站下发结束应答信息；
(13)网管中心向被叫卫星地球站下发结束通知信息。
2.根据权利要求1所述的一种卫星地球站全自动IP业务传输方法，其特征在于：所述IP业务资源包括互联IP地址池、路由特性池、业务终端IP地址池、业务特性池；
所述互联IP地址池包括卫星信道设备IP地址/掩码；
所述路由特性池包括路由交换设备WAN口IP地址/掩码、路由交换设备LAN口IP地址/掩码、路由交换设备动态路由协议；
所述业务终端IP地址池包括音视频编解码设备IP地址/掩码和网关、VOIP网关设备IP地址/掩码和网关、IP数据终端IP地址/掩码和网关；
所述业务特性池包括音视频编解码设备的系统码率、视频码率、视频格式和对方设备IP地址/掩码，VOIP网关设备的本方电话号码、对方电话号码和对方设备IP地址/掩码，IP数据终端的对方终端IP地址/掩码。
3.根据权利要求1所述的一种卫星地球站全自动IP业务传输方法，其特征在于：步骤(7)中所述主叫和被叫卫星地球站之间进行IP业务传输的通信，包括双方IP音视频编解码设备接入视频源，进行音视频业务的传输，双方VOIP网关设备接入电话机，进行话音业务的传输，双方IP数据终端进行IP报文的传输。
4.根据权利要求1所述的一种卫星地球站全自动IP业务传输方法，其特征在于：所述顶层策划定义的策略和算法的具体策划定义方法如下：
(1)网管中心配置路由协议库，网管中心操作员根据卫星网络组网规模及其特性指定使用何种路由协议；
(2)网管中心操作员配置生成网管中心数据库中的互联IP地址池和业务终端IP地址池，且所述互联IP地址池和业务终端IP地址池分别属于不同的IP地址网段；
(3)在进行业务通信时，一方发起接续过程，网管中心自动从地址池中依次获取未使用的IP地址分配给参与通信的双方，业务通信结束后，网管中心回收双方的IP地址以进行重复使用；
(4)视频业务、IP话音业务以及IP数据业务总带宽不大于卫星链路传输速率，网管中心分配业务特性时，首先保障IP话音业务的传输，其次是视频业务，IP数据业务优先级最低。
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