从VSAT网络的分层通信结构出发，利用开放系统互连模型，阐述了VSAT网络互连所需解决的问题，提出了各种类型VSAT网络的互连方法及特点。

1 概述

　　自美国提出“信息高速公路”以来，各国竞相效仿。中国依照自己的国情，确立了“国民经济信息化”的战略目标。早已启动的“三金”工程（金桥工程、金关工程、金卡工程）就是这一目标的前奏曲，目标是建立一个覆盖全国，与国务院各部委专用网相连，并与30个盛市、自治区，500个中心城市，12 000个大中型企业，100个计划单列的重要企业集团，以及一些国家重点工程（如三峡工程、大亚湾核电站等）相联接的国家公用经济信息通信网。其中已有的专用网有相当一部分是VSAT网，还有相当数量的VSAT网正待建设。可见，实现VSAT网络互连不仅是大势所趋，而且是摆在我们面前急待解决的课题。

　　当然，通信网络是多种多样的。VSAT本身可以支持远程局域网互连，VSAT网与专用地面网之间的互连也是广泛涉及的问题。本文将重点对VSAT网与VSAT网之间的互连进行研究，主要集中在卫星通信的特点对互连方式的选取所产生的影响上，同时也阐述了VSAT网络互连所必须解决的问题及方法，供从事相关工作的同仁参考。

2 网络互连的一般模型

　　VSAT网络的特点尤其适合于数据通信，其实质就是通过卫星信道实施计算机通信。因此，VSAT数据网也无例外地采用OSI（开放系统互连）分层通信模型。不过，它的任务仅限于将发送的数据正确、及时地传送到目的地，所以只需制定包括网络层、数据链路层和物理层在内的下三层协议，而对数据的辨识则交给终端用户的应用进程（包括应用层、表示层、会话层和传输层在内的高层协议）来解决。因此，互连设备必须屏蔽不同的VSAT网在下三层的各种差异。这些差异包括：

　　·不同的寻址方案；

　　·不同的帧结构及分组长度；

　　·不同的网络访问机制；

　　·不同的超时控制；

　　·不同的编码、调制方式；

　　·不同的差错恢复方法；

　　·不同的状态报告方法；

　　·不同的路由选择技术；

　　·不同的用户访问控制；

　　·不同的服务——面向连接服务和无连接服务；

　　·不同的管理与控制方式。

　　由于卫星通信的特点，不仅反映在其协议与一般计算机局域网不同，而且在物理层上的联接比地面网之间的有线联接要复杂多样：从拓扑结构上划分，VSAT网络有星形网和网形网两种；从使用卫星情况来看，有同星的，也有不同星的；从频段上划分，有同频段的，也有不同频段的。因此，不同的VSAT网络互连，涉及到的问题也各不相同，情况千差万别。本文将根据拓扑结构来分类研究VSAT网络的互连方法。

3 星形网之间的互连

　　（1）两个星形网的互连

　　首先考虑最简单的情况：两个星形VSAT网络，使用同一波段，对准同一颗卫星，采用相同的多址协议（入向AA／TDMA，外向TDM），且协议参数及分组格式都相同。唯一的区别是各网使用的频率不同，如图2所示。

　　与此对应，Hub B需要增加接收fA的设备。所有新添设备的监控信号都应纳入各自所在的网管系统。

　　工作原理：考虑网络A的VSATi，发送分组到网络B的VSATj。显然在分组格式的地址中必须有网际地址，以表明从哪个网来，到哪个网去。虽然Hub A和Hub B这时都能收到VSAT，发出的分组，但是Hub A通过网际地址译码，知道不是发给网络A的，于是丢弃此分组；而Hub B则接纳此分组，并将其排在外向信道队列中，用连续TDM方式发送出去，从而地址相符的VSAT，收到该分组。

　　此方案的优点是：（1）不增加卫星传播时延，网际通信与网内通信的时延相当；（2）虽然各主站增添了少量设备，但并未改变网络结构，各子网仍独立发挥作用。

　　应该说明的是，星形VSAT网络正是以大量远端小站共享一个中心站而发挥其价格优势的，所以很少有工作在单一频率点的情形。例如NEC的NEXTAR系统中，一个外向TDM载波可控制8个入向AA／TDMA载波，而且全网可以不止一个外向载波。因此在图3的方案中，主站的收信设备应该能够接收所有的入向载波，而且网际地址译码器必须根据分组的目的地址将其排在正确的外向信道队列中去。

　　在此方案的基础上，我们逐步取消最初的限制条件：

　　——当两个VSAT网使用不同的卫星时，各主站都需要增添一付对准另一颗卫星的天线，才能收到网际信号，实现互连；

　　——当fA与fB不在同一波段时，不仅仅是不能共用LNA的问题，有可能天线尺寸判别较大，此时应重新进行链咱计算，并弥补小天线增益的不足；

　　——当网络协议不同时（通常称为异构型网络的互连），各主站要借助于互连设备来“辨认”来自其它网络的数据分组。例如图3中，Hub A的基带处理设备无法“辨认”来自网络B的分组，可设计一个“半网关”将网际分组先还原成透明数据，再用Hub A的基带处理设备封装成连续TDM格式发送出去。

　　（2）多个星形网的互连

　　从理论上讲，上述方案可以推广到两个以上星形VSAT网络的互连。但是当网络数目比较大时，增添设备的代价太高。另一种解决办法是在各主站之间开辟一条公用信道，用于网间数据的传送。图4是各主站的简易方框图。图中增加了对公用信道的收、发设备

　　这里存在一个网际多址方式问题，以实现各主站之间的全网状联接。或者，也可以是星状联接，即各主站之间的分组传送都通过一个总的中心站转发，因此需要经过双跳卫星传播时延。选取什么样的拓扑结构和多址方式，要根据网间通信业务类型，对网间通信量的预测，对响应时延的要求，以及对诸多经济指标的综合评价来决定。

　　同样，当fcom与f在同一波段时，可以共用高功放和低噪声放大器。而当公用信道所用的卫星与本网不同时，主站需增添一付对准公用信道卫星的天线，联通网间通信的链路。

　　此方案的缺点是：（1）网际分组的传送时延明显增加。各主站之间若采用网状联接，则增加一跳卫星传播时延（约270 ms）；若采用星状联接，则增加两跳卫星传播时延（约540ms）；（2）fcom占用一定的卫星转发器带宽。优点是：（1）各主站互连设备一致，不涉及到针对不同的网络协议设计不同的网关，从而简化了工作，降低了费用；（2）当子网数目比较大时，相对于前一种方案所节省的设备费用可能远大于fcom占用卫星转发器的租金，而很多情况下数据传输增加270 ms（或者540 ms）时延并无妨碍。

4 网形网之间的互连

　　（1）两个网形网的互连

　　对于两个网形网之间的互连，可以设立一个中继站，如图5所示，负责对网间分组的转发。它既充当网络A的第（n＋1）个VSAT站，又相当于网络日的第（m＋1）个VSAT站。

　　这个中继站也可以由某一VSAT站兼任，那么需要增添的设备只是图6的一半。但是这个站的选址要适合于同时接收这两个网络的信号频率。

　　对于多个网形网的互连，仍需借助公用信道来完成网间通信，如图7所示。

　　与多个星形网的互连相似，各中继站之间可以采用全网状联接，也可以采用星状联接。但是星状联接将再增加一跳卫星传播时延，使网间传输达到总共四跳。

　　同样，各中继站可以由该网的某一VSAT站兼任。网间联接所使用的卫星，一方面应很好地覆盖所有这些中继站，具备良好的电波传播条件以实现可靠的通信；另一方面应尽量与各子网使用最多的卫星一致，并选用同波段转发器，以充分利用子网现有设备，降低成本。

5 星形网与网形网的互连

　　（1）一个星形网与一个网形网的互连

　　基本思想：假设网络A是星形网，网络B是网形网，那么Hub A在充当网络A的主站的同时，也充当网络B的中继站，与网络B的VSAT站实行全网状联接。

　　工作过程：（1）当网络A的VSATi，发送分组到网络B的VSATj，时，首先只有Hub A能收到此分组，通过地址译码发现是去往网络B的，于是经过基带处理，数据封装成协议B的分组格式发送出去，从而地址相符的VSATj收到该分组；（2）当网络B的VSATj发送分组到网络A的VSATi时，由于网际地址不符，故网络B的原有VSATi站都不接收此分组，唯有中继站接收，经过基带处理将数据排在主站A的外向信道队列中，用TDM方式广播发送，从而网络A的VSAT，收到该分组。

　　（2）多个混合网的互连

　　如果是多个星形网和多个网形网的互连，方法与图7所示的基本原理一致，不过星形网中的主站当然就充当了中继站的角色。

　　至此，我们分析了各种拓扑结构的VSAT网络之间的互连。可以看出，网际分组传送时延最坏将达到四跳卫星传播时延。考虑到VSAT数据网通常对卫星信道共享的特点，实际的时延还会大子这个数值。这是个必须引起重视的问题，在选择互连方案时要进行分析和计算，看是否能满足用户的要求。

6 结束语

　　在VSAT网络广泛应用并持续发展的今天，实现VSAT网络的互连已成为摆在我们面前的重要课题。本文从VSAT网络的分层通信结构出发，利用开放系统互连的原理，阐述了实现VSAT网络互连所必须解决的问题，提出了各种形式的VSAT网络实现互连的物理连接方法、工作原理和特点，为这一课题的开展进行了前期的理论准备工作。

　　但是应该看到，必须涉及到具体系统，才有可能将工作细化并深入下去。而且由于VSAT网络种类繁多，单从多址协议上划分，就有FDMA、TDMA、CDMA、SDMA、ALOHA，及其各类变种。又有预分配、按需分配、动态分配等多种分配制度。因此，本文的研究内容还是相当有限的。这一课题还需进一步深入和完善。