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衛(wèi)星接入互聯(lián)網(wǎng)
移動互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)方向。它為全世界成千上萬的移動用
戶提供了一個(gè)寬闊的網(wǎng)絡(luò)互連平臺。由于通信衛(wèi)星所具有的特點(diǎn)，從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的初始階段就有使用
衛(wèi)星連接幾個(gè)地面網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例。在八十年代初期，SATNET就通過TCP／IP協(xié)議對歐洲的幾個(gè)
ARPANET網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了互連。
從現(xiàn)有的系統(tǒng)來看，通過衛(wèi)星連接地面網(wǎng)絡(luò)有三種方式：（1）衛(wèi)星與地面通信設(shè)施
的混合結(jié)構(gòu)，它建立在互聯(lián)網(wǎng)的非對稱性這一特點(diǎn)上。在這種結(jié)構(gòu)中，用戶的請求信息通過低速地
面線路傳給ISP，而下行數(shù)據(jù)則由高速衛(wèi)星鏈路支持。（2）單獨(dú)使用衛(wèi)星鏈路的結(jié)構(gòu)，在地面線
路基礎(chǔ)設(shè)施比較差的地方，這種網(wǎng)絡(luò)使用的比較多。（3）衛(wèi)星通過廣播來開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)的信息服務(wù)
功能，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在互聯(lián)網(wǎng)中大約有20％的信息屬于廣播服務(wù)，如新聞、音像發(fā)布等。在廣播功能
上，衛(wèi)星是比地面網(wǎng)絡(luò)更有效的一種媒體。
在衛(wèi)星接入互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，出現(xiàn)過很多方案，支持不同的傳輸速率。如IDBS-A系
統(tǒng)，IDBS-V系統(tǒng)以及IDBS-D系統(tǒng)等。IDBS是交互式數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)。它使用電話網(wǎng)，相似的低速率
網(wǎng)絡(luò)或低速VSAT反向鏈路來接入ISP，使用一個(gè)或更多個(gè)DBS信道在正向鏈路上為終端用戶發(fā)送大
量的數(shù)據(jù)。IDBS-A系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)的TV轉(zhuǎn)發(fā)器上的一個(gè)音頻副載波來提供192kb／s。發(fā)展的第二個(gè)
階段用VSAT來提供64kb／s到2Mb／s，即IDBS-V系統(tǒng)。隨后發(fā)展了采用DVB／MPEG-2的IDBS-D系
統(tǒng)。它通過衛(wèi)星提供高速多媒體通信，經(jīng)測試表明系統(tǒng)可以支持2到8Mb／s。
上面所提到的這些系統(tǒng)基本上都是在用戶終端增加SIU（衛(wèi)星接口單元）和一個(gè)數(shù)字
衛(wèi)星射頻接收機(jī)。在為衛(wèi)星提供上行數(shù)據(jù)的地面站和基站上需要安裝SGW（衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)）。SIU和SGW
都是硬件和軟件的合成，它們處理尋址、路由分配等問題，并提供接口功能。
需要注意的是：所有以上提到的系統(tǒng)都是利用原有的衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)、增加一些接
口單元以及數(shù)據(jù)處理單元來實(shí)現(xiàn)的。使用的頻段、星上設(shè)備等都與原有的系統(tǒng)相同。在更高的頻
段，衛(wèi)星可以提供比現(xiàn)有的L或S等波段更寬的頻帶。像Ka、EHF等高頻段的器件性能問題的解決更
加促使通信頻段向高端發(fā)展。目前正在開發(fā)中的很多系統(tǒng)，如ACTS的SECOM／ABATE開發(fā)了Ka和
EHF頻段，可以為便攜或移動終端提供4kb／s到2Mb／s數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)。
寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想
此網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星部分由八顆靜止軌道（GEO）衛(wèi)星和分別處于四個(gè)軌道平面的20顆中
軌道（MEO）衛(wèi)星組成。MEO衛(wèi)星的高度為10352km，周期為6小時(shí)，這樣每24小時(shí)衛(wèi)星星座將完成
一次循環(huán)。GPS衛(wèi)星可以提供移動終端的定位信息。
此衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)可以提供以前的衛(wèi)星接入互聯(lián)網(wǎng)所不能提供的很
多服務(wù)。它真正實(shí)現(xiàn)了對移動用戶的多媒體服務(wù)。按計(jì)劃，這個(gè)系統(tǒng)將要使用50／4OGHz頻段，或
其它的高頻波段，以便為小型的用戶終端提供高容量的服務(wù)。在一些情況下，每個(gè)GEO衛(wèi)星為一個(gè)
用戶提供9．75Gb／s，每個(gè)MEO衛(wèi)星51．2Gb/s。整個(gè)MEO衛(wèi)星星座在世界范圍內(nèi)提供1026Gb／s。
MEO和GEO總共28顆衛(wèi)星的移動系統(tǒng)可以提供19OGb／s。網(wǎng)絡(luò)可以支持一系列的數(shù)據(jù)速率，從
4kb／s的壓縮話音到1OMb／s的以太網(wǎng)速率。每種數(shù)據(jù)速率的用戶數(shù)量會不斷變化，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)可
以支持的用戶總數(shù)也在變化。
顯然，移動用戶通過此系統(tǒng)可以隨時(shí)接入多種地面網(wǎng)絡(luò)，包括互聯(lián)網(wǎng)。它與以前的
各種衛(wèi)星接入互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)相比有很明顯的區(qū)別，如使用頻段高，帶寬大，可以為全球范圍的移動
用戶提供服務(wù)。但是，TCP／IP協(xié)議在此類寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中會遇到一些問題。
TCP／IP在衛(wèi)星鏈躇中的性能分析
互聯(lián)網(wǎng)的TCP／IP協(xié)議能否直接用于衛(wèi)星多媒體通信網(wǎng)絡(luò)？它們在地面網(wǎng)絡(luò)中使用
有線傳輸，那么加入一段無線衛(wèi)星鏈路后，它們是否還能運(yùn)用呢？這是多媒體衛(wèi)星通信需要解決的
難題。在傳統(tǒng)的分組交換技術(shù)中，沒有考慮到移動用戶、無線通信鏈路的物理限制等因素。在局域
網(wǎng)和廣域網(wǎng)內(nèi)通過無線分組交換網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)和多媒體通信業(yè)務(wù)的技術(shù)需要進(jìn)一步的研究。
互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議自下而上的層次分別為網(wǎng)絡(luò)連接層（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層），網(wǎng)絡(luò)層傳
送層和應(yīng)用層。其中主要是網(wǎng)絡(luò)層和傳送層協(xié)議，即IP和TCP。IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，它的功能是連接
異種網(wǎng)絡(luò)。IP中有兩個(gè)因素可能影響到數(shù)據(jù)的吞吐量： IP TTL（TIME TO LIVE）和IP數(shù)據(jù)報(bào)分
片。由于主要是在TCP使用時(shí)它們才起作用，在分析TCP的影響因素時(shí)將一并考慮。圖2給出了影響
吞吐量的IP報(bào)頭。
和
