基于漢明編碼糾錯方案的甚低頻通信系統仿真及性能分析

施意++楚娟++孫雅琴

摘要：甚低頻通信系統主要用于遠距離通信，且傳輸質量較為穩定，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生突發干擾，本文通過甚低頻通信系統采用漢明編碼糾錯方案在大氣噪聲背景下傳輸的仿真及分析研究長波目標指示系統提高糾錯能力的可行性。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能力是需要研究的問題。

關鍵詞：漢明編碼 通信系統仿真 甚低頻

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

1 SDN介紹

隨著網絡的發展，傳統的網絡架構和網絡設備正在向一個新型的網絡演進，即SDN和NFV應用的網絡。SDN（Software Defined Network軟件定義網絡），是一種新型的網絡架構，是網絡虛擬化的一種實現方法，通過將網絡控制和轉發分離，實現網絡流量的靈活調度，從而使得網絡變得更加智能。SDN的核心理念是控制和轉發分離、集中控制和管理、開放的標準接口。SDN的價值在于：（1）為云計算提供彈性網絡；（2）支持不同業務運行于統一網絡架構；（3）推動傳統網絡設備廠商轉型。

NFV（Network Function Virtualization網絡功能虛擬化），通過使用X86等通用的硬件和虛擬技術，來承載軟件，從而降低網絡的設備成本，使得網絡設備不再依賴于專用硬件，從而資源可以靈活共享，業務可以快速部署。NFV的應用價值在于：（1）降低采購成本；（2）改善運營成本；（3）提升網絡靈活度；（4）加速業務支付；（5）鼓勵業務創新。

2 VLXAN介紹

傳統的VLAN具有以下的局限性：（1）普通的VLAN數量只有4096個，無法滿足大規模云計算數據中心的需求；（2）基于IP子網的區域劃分，限制了需要二層網絡連通性的應用負載的部署，移動性受限，難以滿足多租戶環境和規模擴展的需求；（3）虛擬化以及東西向流量等導致更多MAC表項。（4）匯聚層STP高負荷。

VXLAN（Virtual Extensible LAN可擴展虛擬局域網）基于IP網絡之上，采用MAC in UDP的技術進行報文的封裝，共50字節的封裝報文頭。VXLAN具有以下的特點：（1）建立在物理IP網絡之上的虛擬網；（2）24bits長度的VNI（VXLAN網絡標識符，最大可以支持16，000，000個邏輯網絡）；（3）可以跨域物理三層的網絡；（4）利用IP多播封裝廣播和多播報文，限制虛擬網絡的廣播域；（5）利用ECMP（等價多路徑負載均衡），對不同數據流使用不同的UDP源端口；（6）VTEP隧道端點有自己的IP地址，對報文進行VXLAN的封裝和解封裝。

3 IPTV介紹

IPTV即交互式網絡電視，是一種利用寬帶網，集互聯網、多媒體、通訊等技術于一體，向家庭用戶提供包括數字電視在內的多種交互式服務的技術。目前IPTV在運營商已經開展，基本業務有點播和直播，點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。由于各個運營商的網絡架構不同，城域網對于組播和跨域組播的支持都不盡相同，因此對于直播業務的處理方式也不同。

4 IPTV網絡拓撲

IPTV網絡的業務示意圖如圖1所示。每個地市有自己的CDN節點和MFB組播服務器，正常情況下省業務平臺使用單播方式推送點播業務給地市的CDN邊緣節點，通過單播或者組播的方式推送直播流量給地市的MFB組播服務器。由于網絡配置限制，組播流量一般在跨越多個城域網的時候，無法正常進行，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組播服務器，地市的MFB再把單播流量轉換成組播流量，地市用戶的STB機頂盒使用組播方式獲得直播流量。

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

5 VXLAN測試拓撲

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城域網中A和B中，A和B城域網中間經過了集團網，A、B和集團屬于三個不同的AS，這樣的網絡，我們認為城域網A和城域網B之間的組播是無法直接到達的。

在測試圖2中，使用了四臺華三68系列VXLAN交換機，接近test-client/server的交換機作為三層路由器使用，開啟pim和igmp協議，PC2和PC3分別作為組播的接收者和發送者，PC4僅僅作為接收者使用。另外兩臺三層交換機做VXLAN交換機使用，建立VXLAN的隧道，封裝組播報文，實現組播的傳遞。

測試方法，例如城域網A中PC2機模擬組播服務器發送組播流量，組播組為239.30.0.1，端口為5000，城域網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同時作為組播發送者，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 測試結果

（1）PC2進行ping測試，測試隧道的建立連通性。結果：ping 192.168.3.101可以通過。

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

（3）PC3的抓包。結果：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器和客戶端，進行流量測試，測試結果表2所示。

7 結語

關于VXLAN承載組播的測試，上面的結果使用的是組播軟件模擬進行測試。此外實驗室里面還就VXLAN承載組播的其他性能進行了測試。關于SDN/NFV等新技術的應用，需要一個摸索和嘗試的過程。希望這個技術能夠早日得到商用。