卫星宽带通信system.ppt

一、概述 随着人类社会对信息需求的不断增长，对Internet网络依赖性的不断提高，Internet业务和宽带综合业务已经逐步取代传统的低速话音和数据通信，成为通信网络中的主要业务 Internet业务和宽带综合业务也自然地成为了卫星通信当前迅速发展的应用领域 卫星宽带通信系统的特点及功能 特点 传输速率高，如吉莱特（Gilat）公司与微软等合作推出的利用双向VSAT实现的Internet接入服务，能提供下行40Mb/s，上行153.6Kb/s的数据速率（但个人用户只能获得下行400Kb/s、上行56～100Kb/s的速率） 为了独立于地面网络，多数卫星宽带通信系统使用微波或激光星间链路实现卫星互连，构成空间骨干传输网络 由于卫星链路的传输损耗大，在高速传输情况下，要求用户使用具有较大口径的天线。因此，短时间内卫星宽带系统将无法支持手持终端移动中的高速通信。 功能 为用户或用户群提供Internet骨干网的高速接入 作为骨干传输网络，连接不同地理区域的Internet网络运营商 西欧卫星转发器（36MHz）数目的供求情况 二、卫星宽带通信系统结构 交互式卫星宽带Internet 接入系统结构 非对称卫星宽带接入系统结构 卫星宽带骨干传输系统结构 三、卫星TCP技术 几个概念： （1）往返延时RTT 发送端从开始发送数据到它收到来自接收端的应答，所需时间为信息传输的往返延时。 （2）连接容量（或带宽延时乘积） 发送端在接收到返回的应答信息之前所能发送的最大数据量，它受到接收窗口( 接收窗口为带宽延时乘积)的限制。 连接容量=带宽?RTT （3）长粗管道 对于给定的最大窗口尺寸(带宽延时乘积) ，大的往返延时将限制连接带宽(即传输速率)，通常把带宽延时乘积较大的数据连接称为“长粗管道”。 1、滑动窗口协议 ? 接收端公告窗口即是发送滑动窗口，是接收端通告发送端的窗口大小数值 2、拥塞控制机制 ? TCP拥塞控制策略是在20世纪80年代后期由Van Jacobson提出 ? TCP的拥塞控制机制随TCP协议版本的不同而不同，在目前常见的TCP-Reno中，拥塞控制机制由慢启动算法、拥塞避免算法、快速重传和快速恢复算法构成 图7-6 慢启动-拥塞避免算法中CWND变化示意图 例题2 假设TCP在卫星通信链路上实现一个扩展：允许窗口大小远大于64KB。假设你正用这个扩展TCP在一条往返延时为100ms的1Gbps移动卫星链路上传送一个10MB的文件，而且TCP接收窗口为1MB。如果TCP发送的报文段大小为1KB，在网络无拥塞、无分组丢失的情况下： （1）当慢启动打开发送窗口达到1MB时，用了多少RTT？ （2）发送该文件用了多少RTT？ （3）如果发送文件的时间由所需的RTT的数量与链路延迟的乘积给出，这次传输的有效吞吐量是多少？链路带宽的利用率是多少？ 解：（1）当慢启动打开发送窗口达到1MB时，所需RTT数量为： （2）按照慢启动/拥塞避免算法，发送该文件所需要的RTT数量为：35 （3）这次传输的有效吞吐量为： 10/（35*0.1）= 2.857 (MB/s) 链路带宽的利用率为： （2.857*8）/1000=2.2856% TCP在卫星通信系统种存在什么样的问题？？ 1、长延时对TCP协议性能的影响 ? 在新的TCP连接建立后，收发双方都不清楚传输网络的业务负载情况，因此使用慢启动来逐步探测传输链路的有效带宽 ? 对1个TCP连接，传输速率b约为 ? 在TCP使用每报文段确认时传输比特速率达到B所需的时间 ? 在TCP使用延时确认时，传输比特速率达到B所需的时间 式中，l为报文段的平均长度（比特数） ? 假设发送的数据报文段的平均长度为1KB，则在不同的速率B和不同的确认方式下，TCP协议的慢启动过程持续时间如下表 2、高差错率对TCP协议性能的影响 ? 地面有线传输网的差错率很低，典型的误码率值低于10-10， 而卫星链路的误码率通常在10-2～10-6之间（无纠错编码时） ? 传输差错从三个方面影响了TCP的吞吐率性能： 1）因出错而丢失的报文段必须被重传，因此增加了网络资 源的消耗； 2）TCP发送端始终将报文段的丢失理解为网络拥塞，因而 降低其传输速率，使得网络资源的利用率急剧下降； 3）反向链路上的确认包丢失将会导致已经接收到的报文段 的超时重传，进一步降低协议的吞吐率性能。 ? 卫星链路的差错具有突发性，而快速重传和快速恢复算法通 常不能