無線接入技術在衛星廣域網中的作用
無線接入技術的應用非常廣泛,在衛星廣域網中也有應用。可能好多人還不了解廣域網的概念和應用,沒有關系,看完本文你肯定有不少收獲,希望本文能教會你更多東西。廣域網(WAN)連接的出現已經有一段時間了,但是直到最近,無線WAN連接才似乎開始流行起來。在一些特定的情況下,無線WAN 連接要比傳統的有線連接便宜得多。而且,無線連接還能夠被用來到達那些非常遙遠且無法使用有線連接到達的地方。這就讓衛星連接有了用武之地。衛星連接提供了到世界任何地點的連接性。不幸的是,衛星連接一直受到安全、成本、吞吐量等問題的困擾,這就使得基于衛星的WAN 連接不夠理想。在本文里,我將討論衛星連接是如何步入成熟期的,以及為什么基于衛星的WAN連接成為企業這一級別組織的理想選擇。
衛星 WAN 的問題(及其解決方案)
在基于衛星的 WAN 連接的短暫歷史里,三個主要問題迫使企業(不得不尋求其他替代的解決方案。這三個問題是成本、安全和的延遲/吞吐量。但是,有些新的無線接入技術正在幫助解決這三個問題,并且正在使得基于衛星的 WAN 連接更加實用。
安全
只要你通過天空傳送數據且任何人都能夠接收,安全就是一個令人關注的問題。但是,很多基于衛星的 WAN 連接開始使用與地面 VPN 連接相同的方式進行工作。數據通過使用TCP 協議進行傳送,但是會用L2TP、IPSec或者其他多種加密協議進行加密。
成本
衛星通訊的成本可能會相當驚人。一般來說。一顆衛星有足夠的能力為很多用戶提供服務。對用戶的收費可以根據他們所使用的帶寬或者連接到衛星上的時間來確定。用戶減少衛星(使用)成本的一種方式是不使用健康檢查數據包(health check packet)。在地面的連接里,頻繁發送唯一目的就是檢查鏈路處于連接狀態的數據包是很平常的。但是,對于一個衛星系統來說,這些數據包會增加成本。有些用戶選擇在沒有“真正數據”需要傳輸的時候斷開鏈路的無線接入技術(來降低成本)。在與衛星的連接斷開期間,用戶不會被收取費用,因為他們沒有連接到衛星上。
吞吐量
吞吐量和延遲在處理衛星通訊的時候肯定會倍受關注。衛星常常有幾秒鐘的延遲。那么這一延遲是怎么來的呢?正如你所知道的,數據會以光速,或者說是以每秒 300,000 千米的速度在衛星和接收站之間來回傳輸。但是,在這個速度上,你可能會認為數據往返于衛星與地面之間的時間會很短。但是,衛星(離地面的距離)要比大多數人所以為的要遠。
通訊衛星要能夠工作,它就必須被放在地球同步軌道(有時候也叫地球靜止軌道)。這就意味著衛星會(一直)保持在天空中的同一個位置上。你可能聽說過航天飛機里的宇航員會每 90 分鐘環繞地球一圈。這是真的,因為(此時)軌道速度是每小時 28,200 多千米。在幾百千米的高空,以這樣的速度環繞地球一圈需要大約 90 分鐘。
要記住的是,物體必須保持一定的軌道速度才能夠保持在太空里近地軌道上。如果物體的速度低于軌道速度,它就會被地球引力拉回地面,并在重新進入大氣層的時候被焚毀。因此,衛星必須在任何時候都保持大約28,200 多千米每小時的速度。衛星能夠保持在天空中的恒定位置是因為地球在自轉。如果衛星被發射到赤道上空 35,200 千米的高空,那么衛星會以 28,200 千米每小時的速度與地球自轉的速度保持同步,那么它就會一直位于地球的同一位置。很顯然,這對于信號來說是一段遙遠的距離。延遲的發生是因為信號必須從發送端到達衛星,然后從衛星到達接收端。而且,根據發送端與接收端的距離不同,信號在被傳到接收端之前還可能需要經過其他衛星的轉發。
那么你能對這一延遲采取什么措施呢?什么都不行。你無法讓信號傳輸的速度超過光速,你也不能把衛星拉得更近一些。但是,你可以增加衛星的吞吐量。增加衛星的吞吐量不會消除延遲,但是它會讓整個通訊過程更加高效。例如,假設一個數據包從A 點到B點通常需要7 秒鐘。如果你增加吞吐量,移動數據包的時間還是7 秒鐘,但是你可以在一個時間幀內移動三個、四個,乃至更多的數據包。數據傳輸本身不能變得更快;你只是能夠在每秒鐘了傳輸和接收更多的數據包,這就造成了數據傳輸得更快的假象。
被用來增加吞吐量的一項主要無線接入技術是壓縮。通過數據壓縮,在每個數據包里就可以傳輸更多的信息。壓縮要求發送端擁有編碼器,而接收端擁有解碼器。盡管數據已經被加密,使用私有的壓縮方案來壓縮數據可以提供更進一步的安全性,因為可能截獲到數據的人首先要判斷如何解壓數據,然后才能夠開始判斷如何將它解密。
增加吞吐量的另一種方式是數據包的再次生成。例如,讓我們假設一個數據包從傳輸開始到被接收端接收到需要 7 秒鐘。現在假定數據在傳輸過程中丟失了。接收端通常需要花費7 秒鐘才能夠意識到數據包丟了。接收端然后才能夠要求發送端重新傳輸數據包;發送端然后再次傳輸數據包。如果你不考慮處理的時間,這一個循環就需要花費21 秒鐘來完成。但是,新的協議在數據包里加入了足夠的信息,能夠讓丟失的數據包被重建而不是重新傳輸。這就意味著,如果接收端收到了一條不完整的消息,它們可以立即就重建該信息,而不需要讓丟失的數據包重新傳輸。
更廉價的鏈路
壓縮和數據再生無線接入技術還能夠減少組織總成本。要記住,很多衛星(服務)提供商會根據用戶所使用的帶寬來收取費用。這兩項技術就是著眼于傳輸更少的數據包,因此就會帶來更少的衛星使用費。