基于汉明编码纠错方案的甚低频通信系统仿真及性能分析

施意++楚娟++孙雅琴

摘要：甚低频通信系统主要用于远距离通信，且传输质量较为稳定，但是在雷暴天气下容易受大气噪声影响，大气噪声在甚低频通信信道主要产生突发干扰，本文通过甚低频通信系统采用汉明编码纠错方案在大气噪声背景下传输的仿真及分析研究长波目标指示系统提高纠错能力的可行性。通过对传输信息编码是提高传输可靠信道的主要手段，针对传输信道的特性选择合适的信道编码方式提高纠检错能力是需要研究的问题。

关键词：汉明编码 通信系统仿真 甚低频

中图分类号：TN914.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）11-0030-02

1 SDN介绍

随着网络的发展，传统的网络架构和网络设备正在向一个新型的网络演进，即SDN和NFV应用的网络。SDN（Software Defined Network软件定义网络），是一种新型的网络架构，是网络虚拟化的一种实现方法，通过将网络控制和转发分离，实现网络流量的灵活调度，从而使得网络变得更加智能。SDN的核心理念是控制和转发分离、集中控制和管理、开放的标准接口。SDN的价值在于：（1）为云计算提供弹性网络；（2）支持不同业务运行于统一网络架构；（3）推动传统网络设备厂商转型。

NFV（Network Function Virtualization网络功能虚拟化），通过使用X86等通用的硬件和虚拟技术，来承载软件，从而降低网络的设备成本，使得网络设备不再依赖于专用硬件，从而资源可以灵活共享，业务可以快速部署。NFV的应用价值在于：（1）降低采购成本；（2）改善运营成本；（3）提升网络灵活度；（4）加速业务支付；（5）鼓励业务创新。

2 VLXAN介绍

传统的VLAN具有以下的局限性：（1）普通的VLAN数量只有4096个，无法满足大规模云计算数据中心的需求；（2）基于IP子网的区域划分，限制了需要二层网络连通性的应用负载的部署，移动性受限，难以满足多租户环境和规模扩展的需求；（3）虚拟化以及东西向流量等导致更多MAC表项。（4）汇聚层STP高负荷。

VXLAN（Virtual Extensible LAN可扩展虚拟局域网）基于IP网络之上，采用MAC in UDP的技术进行报文的封装，共50字节的封装报文头。VXLAN具有以下的特点：（1）建立在物理IP网络之上的虚拟网；（2）24bits长度的VNI（VXLAN网络标识符，最大可以支持16，000，000个逻辑网络）；（3）可以跨域物理三层的网络；（4）利用IP多播封装广播和多播报文，限制虚拟网络的广播域；（5）利用ECMP（等价多路径负载均衡），对不同数据流使用不同的UDP源端口；（6）VTEP隧道端点有自己的IP地址，对报文进行VXLAN的封装和解封装。

3 IPTV介绍

IPTV即交互式网络电视，是一种利用宽带网，集互联网、多媒体、通讯等技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的技术。目前IPTV在运营商已经开展，基本业务有点播和直播，点播一般使用单播的方式访问资源，直播一般使用组播的方式访问资源。由于各个运营商的网络架构不同，城域网对于组播和跨域组播的支持都不尽相同，因此对于直播业务的处理方式也不同。

4 IPTV网络拓扑

IPTV网络的业务示意图如图1所示。每个地市有自己的CDN节点和MFB组播服务器，正常情况下省业务平台使用单播方式推送点播业务给地市的CDN边缘节点，通过单播或者组播的方式推送直播流量给地市的MFB组播服务器。由于网络配置限制，组播流量一般在跨越多个城域网的时候，无法正常进行，通常省平台会通过单播的方式推送直播的流量给地市的MFB组播服务器，地市的MFB再把单播流量转换成组播流量，地市用户的STB机顶盒使用组播方式获得直播流量。

从这个流程中，省业务平台的直播流量需要在地市的MFB组播服务器上进行单播转换成组播的过程，从而会增加转换的延时。因此最理想的方式是使用组播的方式把直播流量从省业务平台直接推到地市MFB组播服务器上，然后客户直接接收MFB的组播流量，减少MFB的单播和组播的转换延时，从而提高用户体验。实现这样的跨域组播流量的传递方式，可以使用VXLAN的方式进行组播的承载。

5 VXLAN测试拓扑

VXLAN承载组播测试的示意图如图2所示，图中的组播源和组播接收者分别在两个城域网中A和B中，A和B城域网中间经过了集团网，A、B和集团属于三个不同的AS，这样的网络，我们认为城域网A和城域网B之间的组播是无法直接到达的。

在测试图2中，使用了四台华三68系列VXLAN交换机，接近test-client/server的交换机作为三层路由器使用，开启pim和igmp协议，PC2和PC3分别作为组播的接收者和发送者，PC4仅仅作为接收者使用。另外两台三层交换机做VXLAN交换机使用，建立VXLAN的隧道，封装组播报文，实现组播的传递。

测试方法，例如城域网A中PC2机模拟组播服务器发送组播流量，组播组为239.30.0.1，端口为5000，城域网B中的PC3和PC4模拟接收者接收组播流量，如果这两台PC可以正常接收到组播流量，表明VXLAN隧道封装组播流量正常。此外PC3同时作为组播发送者，组播组为239.31.0.1，端口为5000，PC4和PC2也需要可以正常接收组播流量。

6 测试结果

（1）PC2进行ping测试，测试隧道的建立连通性。结果：ping 192.168.3.101可以通过。

（2）PC2作为组播server，发送组播，PC3和PC4作为组播client，接收组播流量测试，测试结果表1所示。

（3）PC3的抓包。结果：抓包可以看到source为192.168.2.101，destination为239.30.0.1。

（4）PC2和PC3相互作为组播的服务器和客户端，进行流量测试，测试结果表2所示。

7 结语

关于VXLAN承载组播的测试，上面的结果使用的是组播软件模拟进行测试。此外实验室里面还就VXLAN承载组播的其他性能进行了测试。关于SDN/NFV等新技术的应用，需要一个摸索和尝试的过程。希望这个技术能够早日得到商用。