基于漢明編碼糾錯(cuò)方案的甚低頻通信系統(tǒng)仿真及性能分析

施意++楚娟++孫雅琴

摘要：甚低頻通信系統(tǒng)主要用于遠(yuǎn)距離通信，且傳輸質(zhì)量較為穩(wěn)定，但是在雷暴天氣下容易受大氣噪聲影響，大氣噪聲在甚低頻通信信道主要產(chǎn)生突發(fā)干擾，本文通過甚低頻通信系統(tǒng)采用漢明編碼糾錯(cuò)方案在大氣噪聲背景下傳輸?shù)姆抡婕胺治鲅芯块L波目標(biāo)指示系統(tǒng)提高糾錯(cuò)能力的可行性。通過對傳輸信息編碼是提高傳輸可靠信道的主要手段，針對傳輸信道的特性選擇合適的信道編碼方式提高糾檢錯(cuò)能力是需要研究的問題。

關(guān)鍵詞：漢明編碼 通信系統(tǒng)仿真 甚低頻

中圖分類號：TN914.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）11-0030-02

1 SDN介紹

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正在向一個(gè)新型的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，即SDN和NFV應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)。SDN（Software Defined Network軟件定義網(wǎng)絡(luò)），是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實(shí)現(xiàn)方法，通過將網(wǎng)絡(luò)控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活調(diào)度，從而使得網(wǎng)絡(luò)變得更加智能。SDN的核心理念是控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離、集中控制和管理、開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。SDN的價(jià)值在于：（1）為云計(jì)算提供彈性網(wǎng)絡(luò)；（2）支持不同業(yè)務(wù)運(yùn)行于統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；（3）推動傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商轉(zhuǎn)型。

NFV（Network Function Virtualization網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化），通過使用X86等通用的硬件和虛擬技術(shù)，來承載軟件，從而降低網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備成本，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不再依賴于專用硬件，從而資源可以靈活共享，業(yè)務(wù)可以快速部署。NFV的應(yīng)用價(jià)值在于：（1）降低采購成本；（2）改善運(yùn)營成本；（3）提升網(wǎng)絡(luò)靈活度；（4）加速業(yè)務(wù)支付；（5）鼓勵(lì)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

2 VLXAN介紹

傳統(tǒng)的VLAN具有以下的局限性：（1）普通的VLAN數(shù)量只有4096個(gè)，無法滿足大規(guī)模云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的需求；（2）基于IP子網(wǎng)的區(qū)域劃分，限制了需要二層網(wǎng)絡(luò)連通性的應(yīng)用負(fù)載的部署，移動性受限，難以滿足多租戶環(huán)境和規(guī)模擴(kuò)展的需求；（3）虛擬化以及東西向流量等導(dǎo)致更多MAC表項(xiàng)。（4）匯聚層STP高負(fù)荷。

VXLAN（Virtual Extensible LAN可擴(kuò)展虛擬局域網(wǎng)）基于IP網(wǎng)絡(luò)之上，采用MAC in UDP的技術(shù)進(jìn)行報(bào)文的封裝，共50字節(jié)的封裝報(bào)文頭。VXLAN具有以下的特點(diǎn)：（1）建立在物理IP網(wǎng)絡(luò)之上的虛擬網(wǎng)；（2）24bits長度的VNI（VXLAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符，最大可以支持16，000，000個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)）；（3）可以跨域物理三層的網(wǎng)絡(luò)；（4）利用IP多播封裝廣播和多播報(bào)文，限制虛擬網(wǎng)絡(luò)的廣播域；（5）利用ECMP（等價(jià)多路徑負(fù)載均衡），對不同數(shù)據(jù)流使用不同的UDP源端口；（6）VTEP隧道端點(diǎn)有自己的IP地址，對報(bào)文進(jìn)行VXLAN的封裝和解封裝。

3 IPTV介紹

IPTV即交互式網(wǎng)絡(luò)電視，是一種利用寬帶網(wǎng)，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通訊等技術(shù)于一體，向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式服務(wù)的技術(shù)。目前IPTV在運(yùn)營商已經(jīng)開展，基本業(yè)務(wù)有點(diǎn)播和直播，點(diǎn)播一般使用單播的方式訪問資源，直播一般使用組播的方式訪問資源。由于各個(gè)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不同，城域網(wǎng)對于組播和跨域組播的支持都不盡相同，因此對于直播業(yè)務(wù)的處理方式也不同。

4 IPTV網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

IPTV網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)示意圖如圖1所示。每個(gè)地市有自己的CDN節(jié)點(diǎn)和MFB組播服務(wù)器，正常情況下省業(yè)務(wù)平臺使用單播方式推送點(diǎn)播業(yè)務(wù)給地市的CDN邊緣節(jié)點(diǎn)，通過單播或者組播的方式推送直播流量給地市的MFB組播服務(wù)器。由于網(wǎng)絡(luò)配置限制，組播流量一般在跨越多個(gè)城域網(wǎng)的時(shí)候，無法正常進(jìn)行，通常省平臺會通過單播的方式推送直播的流量給地市的MFB組播服務(wù)器，地市的MFB再把單播流量轉(zhuǎn)換成組播流量，地市用戶的STB機(jī)頂盒使用組播方式獲得直播流量。

從這個(gè)流程中，省業(yè)務(wù)平臺的直播流量需要在地市的MFB組播服務(wù)器上進(jìn)行單播轉(zhuǎn)換成組播的過程，從而會增加轉(zhuǎn)換的延時(shí)。因此最理想的方式是使用組播的方式把直播流量從省業(yè)務(wù)平臺直接推到地市MFB組播服務(wù)器上，然后客戶直接接收MFB的組播流量，減少M(fèi)FB的單播和組播的轉(zhuǎn)換延時(shí)，從而提高用戶體驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)這樣的跨域組播流量的傳遞方式，可以使用VXLAN的方式進(jìn)行組播的承載。

5 VXLAN測試拓?fù)?/p>

VXLAN承載組播測試的示意圖如圖2所示，圖中的組播源和組播接收者分別在兩個(gè)城域網(wǎng)中A和B中，A和B城域網(wǎng)中間經(jīng)過了集團(tuán)網(wǎng)，A、B和集團(tuán)屬于三個(gè)不同的AS，這樣的網(wǎng)絡(luò)，我們認(rèn)為城域網(wǎng)A和城域網(wǎng)B之間的組播是無法直接到達(dá)的。

在測試圖2中，使用了四臺華三68系列VXLAN交換機(jī)，接近test-client/server的交換機(jī)作為三層路由器使用，開啟pim和igmp協(xié)議，PC2和PC3分別作為組播的接收者和發(fā)送者，PC4僅僅作為接收者使用。另外兩臺三層交換機(jī)做VXLAN交換機(jī)使用，建立VXLAN的隧道，封裝組播報(bào)文，實(shí)現(xiàn)組播的傳遞。

測試方法，例如城域網(wǎng)A中PC2機(jī)模擬組播服務(wù)器發(fā)送組播流量，組播組為239.30.0.1，端口為5000，城域網(wǎng)B中的PC3和PC4模擬接收者接收組播流量，如果這兩臺PC可以正常接收到組播流量，表明VXLAN隧道封裝組播流量正常。此外PC3同時(shí)作為組播發(fā)送者，組播組為239.31.0.1，端口為5000，PC4和PC2也需要可以正常接收組播流量。

6 測試結(jié)果

（1）PC2進(jìn)行ping測試，測試隧道的建立連通性。結(jié)果：ping 192.168.3.101可以通過。

（2）PC2作為組播server，發(fā)送組播，PC3和PC4作為組播client，接收組播流量測試，測試結(jié)果表1所示。

（3）PC3的抓包。結(jié)果：抓包可以看到source為192.168.2.101，destination為239.30.0.1。

（4）PC2和PC3相互作為組播的服務(wù)器和客戶端，進(jìn)行流量測試，測試結(jié)果表2所示。

7 結(jié)語

關(guān)于VXLAN承載組播的測試，上面的結(jié)果使用的是組播軟件模擬進(jìn)行測試。此外實(shí)驗(yàn)室里面還就VXLAN承載組播的其他性能進(jìn)行了測試。關(guān)于SDN/NFV等新技術(shù)的應(yīng)用，需要一個(gè)摸索和嘗試的過程。希望這個(gè)技術(shù)能夠早日得到商用。