基本介紹
編輯推薦,內容簡介,目錄,
編輯推薦
自本書（第一版）2005年出版以來，衛星通信與網路領域已取得重大進展。許多為寬頻網際網路、電視廣播和寬頻通信研製的衛星系統，通信容量大、數據傳輸質量高，已經能夠與地面網路系統相媲美。網際網路和移動通信網路領域眾多新興技術正在改變著人們的學習、工作和生活方式，以及整個商業和社會的運作模式。而且，當前一個顯著的趨勢是包括電信網路、移動通信網路、網際網路和電視廣播網路在內的所有網路系統都在朝著統一IP化的方向演進。在完善這些網路系統並支持當前和未來的各種業務與套用方面，衛星始終扮演著重要的角色。與近些年發展起來的其他新型組網技術一樣，衛星組網是一個特殊而又十分重要的專題。由於同地面鏈路尤其是光纖鏈路相比，衛星鏈路傳播時延長、誤碼率高且頻寬有限，所以必須深入理解衛星對標準網路協定和網路設計的影響，以及其職能和優勢。自第一顆通信衛星發射至今，從支持電話和電視廣播到支持寬頻網路和網際網路，衛星組網的方式已經發生了深刻的變化。這種變化同樣也反映在研究和開發領域，例如目前對星上處理、星上交換和星載IP路由的研究。另一方面，傳統衛星通信和網路領域的研究也在持續發展，如資源管理、安全與服務質量、組播、視頻會議，以及寬頻衛星接入網際網路等。
與此同時，我們見證了DVB-S2、DVB-RCS2、IPv6和4G行動網路等新一代標準的誕生和發展，而衛星將會與這些新型網路和業務互聯。為了得到一個最佳化的衛星系統解決方案，必須在多種現實約束之間進行折中，這些約束包括地面段和空間段在設計、實現和運行中的造價、複雜程度、技術工藝和效率等。因此，本書(第二版)對以上這些問題展開廣泛的討論。
內容簡介
《衛星組網的原理與協定（第2版）》覆蓋了以下專題：
·對衛星通信網路、寬頻網路、廣播網路和網際網路的概述；
·從電路交換網路到包交換網路的技術沿革；
·與衛星組網相關的協定參考模型和標準；
·衛星承載的IP技術和DVB技術（DVB-S/S2和DVB-RCS/RCS2），以及TCP增強技術；
·IPv6、衛星承載的下一代網際網路和網路融合。
衛星組網的基本概念和原理，以及衛星在未來網路中承擔的角色，是值得始終關注的課題。如果想要了解相關專題的細節，讀者可以進一步查詢《衛星組網的原理與協定（第2版）》各章結尾處所列出的參考文獻。
目錄
1概述
1.1衛星網路的套用與業務
1.1.1衛星網路扮演的角色
1.1.2網路軟硬體
1.1.3衛星網路接口
1.1.4網路業務
1.1.5套用
1.2ITU對衛星業務的定義
1.2.1固定衛星業務
1.2.2移動衛星業務
1.2.3廣播衛星業務
1.2.4其他衛星業務
1.3ITU-T對網路業務的定義
1.3.1互動型業務
1.3.2分配型業務
1.4網際網路業務和套用
1.4.1全球資訊網
1.4.2檔案傳輸協定FTP
1.4.3Telnet
1.4.4電子郵件
1.4.5組播和內容分發
1.4.6IP電話
1.4.7域名系統
1.5電路交換網
1.5.1建立連線
1.5.2信令
1.5.3基於頻分復用的復用傳輸分層體系
1.5.4基於時分復用的復用傳輸分層體系
1.5.5空分交換和時分交換
1.5.6前向糾錯的編碼增益
1.6包交換網路
1.6.1面向連線的方法
1.6.2無連線的方法
1.6.3電路交換和包交換的關係
1.6.4包網路設計要考慮的因素
1.6.5包頭和淨荷
1.6.6複雜性和異構網路
1.6.7包傳輸的性能
1.6.8比特級錯誤與包錯誤的關係
1.7OSI/ISO參考模型
1.7.1協定領域的術語
1.7.2分層原則
1.7.37層功能
1.7.4OSI/ISO參考模型的衰落
1.8ATM協定參考模型
1.8.1窄帶ISDN（N-ISDN）
1.8.2寬頻ISDN（B-ISDN）
1.8.3ATM技術
1.8.4參考模型
1.8.5問題：業務和套用缺乏
1.9網際網路協定參考模型
1.9.1網路層：IP協定
1.9.2網路技術
1.9.3傳輸層：TCP和UDP
1.9.4套用層
1.9.5QoS和資源控制
1.10衛星網路
1.10.1接入網
1.10.2傳輸網
1.10.3廣播式網路
1.10.4空間段
1.10.5地面段
1.10.6衛星軌道
1.10.7衛星傳輸頻段
1.11衛星網路的特點
1.11.1傳播時延
1.11.2傳播損耗和功率受限
1.11.3軌位和頻寬的限制
1.11.4LEO的運管複雜性
1.12數字傳輸的信道容量
1.12.1無噪聲信道的奈奎斯特公式
1.12.2噪聲信道的香農定理
1.12.3信道容量的邊界
1.12.4香農功率極限（-1.6dB）
1.12.5大Eb/N0下的香農頻寬效率
1.13與地面網路互聯
1.13.1物理層的中繼器
1.13.2鏈路層的網橋
1.13.3物理層、鏈路層和網路層交換機
1.13.4用於異構網路互聯的路由器
1.13.5協定轉換、堆疊和隧道
1.13.6服務質量（QoS）
1.13.7端用戶QoS類別和需求
1.13.8網路性能（NP）
1.13.9衛星網路的QoS和NP
1.14數字視頻廣播
1.14.1DVB標準
1.14.2傳輸系統
1.14.3對衛星轉發器特性的適配
1.14.4信道編碼
1.14.5RS外碼編碼、交織和成幀
1.14.6內碼
1.14.7基帶成形和調製
1.14.8誤碼性能要求
1.15DVB-S
1.15.1MPEG-2基帶處理
1.15.2傳送流
1.15.3業務目標
1.15.4衛星信道適配
1.15.5衛星DVB回傳信道（DVB-RCS）
1.15.6DVB承載TCP/IP
1.16DVB-S2
1.16.1DVB-S2的技術創新
1.16.2傳輸系統體系結構
1.16.3誤碼性能
1.17手持設備DVB衛星業務（DVB-SH）
1.17.1傳輸系統體系結構
1.17.2OFDM和TDM模式通用的功能
1.17.3單載波（TDM）模式的功能
1.17.4多載波（OFDM）模式的功能
1.17.5DVB-RCS2
1.18計算機和數據網路發展的歷史
1.18.1計算機與數據通信時代的黎明
1.18.2區域網路的發展
1.18.3WAN和ISO/OSI的發展
1.18.4網際網路的誕生
1.18.5電話與數據網路的融合
1.18.6寬頻綜合網路的發展
1.18.7殺手級套用WWW和網際網路演化
1.19衛星通信的發展歷史
1.19.1衛星和太空時代的開始
1.19.2早期的衛星通信：電視和電話
1.19.3衛星數字傳輸的發展
1.19.4直接到戶（DTH）廣播的發展
1.19.5海事衛星通信的發展
1.19.6地區和國家的衛星通信
1.19.7衛星寬頻網路和行動網路
1.19.8衛星網路上的網際網路
1.20網路技術和協定的融合
1.20.1用戶終端業務和套用的融合
1.20.2網路技術的融合
1.20.3網路協定的融合
1.20.4衛星網路的演變
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練習
2衛星軌道和組網的概念
2.1物理定律
2.1.1克卜勒三大定律
2.1.2牛頓三大運動定律和萬有引力定律
2.1.3克卜勒第一定律：衛星軌道
2.1.4克卜勒第二定律：衛星矢量掃過的面積
2.1.5克卜勒第三定律：軌道周期
2.1.6衛星速度
2.2衛星軌道參數
2.2.1半長軸
2.2.2偏心率
2.2.3軌道傾角
2.2.4交點赤經和近地點幅角
2.3常用軌道
2.3.1同步地球軌道
2.3.2地球靜止軌道
2.3.3大橢圓軌道
2.3.4低軌衛星星座的概念
2.3.5軌道攝動
2.3.6衛星高度和覆蓋
2.3.7天線增益和波束寬度角
2.3.8覆蓋計算
2.3.9從地面站到衛星的距離和傳播時延
2.4衛星鏈路特性和調製傳輸
2.4.1衛星鏈路特性
2.4.2調製技術
2.4.3衛星傳輸的相移鍵控方案
2.4.4二進制相移鍵控
2.4.5正交相移鍵控
2.4.6高斯濾波最小頻移鍵控
2.4.7誤比特率（BER）：調製模式的質量參數
2.4.8衛星網路的物理層
2.5前向糾錯
2.5.1線性分組碼
2.5.2循環碼
2.5.3格線編碼和卷積碼
2.5.4級聯碼
2.5.5Turbo碼
2.5.6FEC的性能
2.6多址技術
2.6.1頻分多址（FDMA）
2.6.2時分多址（TDMA）
2.6.3碼分多址（CDMA）
2.6.4FDMA、TDMA和CDMA的比較
2.7頻寬分配
2.7.1固定分配
2.7.2按需分配
2.7.3隨機接入
2.8衛星組網的關鍵問題
2.8.1單跳衛星連線
2.8.2多跳衛星連線
2.8.3星間鏈路
2.8.4切換
2.8.5衛星波束內切換和波束間切換
2.8.6地球固定覆蓋和衛星固定覆蓋
2.8.7衛星網路星座內的路由
2.8.8網路互聯
2.8.9衛星可用度和分集
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練習
3B-ISDN ATM和網際網路協定
3.1ATM協定和基本概念
3.1.1包化時延
3.1.2排隊時延
3.1.3北美和歐洲間的折中方案
3.2ATM層
3.2.1GFC欄位
3.2.2VPI和VCI欄位
3.2.3CLP欄位
3.2.4PT欄位
3.2.5HEC欄位
3.3ATM適配層
3.3.1A類的AAL1
3.3.2B類的AAL2
3.3.3C類和D類的AAL3/4
3.3.4面向IP的AAL5
3.4物理層
3.4.1物理介質子層
3.4.2傳輸會聚子層
3.4.3ATM信元傳輸
3.5ATM接口與ATM組網
3.5.1用戶－網路接入
3.5.2網路節點互連
3.5.3ATM DXI
3.5.4B-ICI
3.5.5永久虛連線與交換虛連線
3.5.6ATM信令
3.5.7ATM定址
3.5.8地址註冊
3.6網路流量、服務質量和性能方面的問題
3.6.1流量描述符
3.6.2QoS參數
3.6.3性能問題
3.7網路資源管理
3.7.1連線許可控制（CAC）
3.7.2UPC和NPC
3.7.3優先權控制和擁塞控制
3.7.4流量整形
3.7.5通用信元速率算法
3.7.6漏桶算法（LBA）
3.7.7虛擬調度算法（VSA）
3.8網際網路協定
3.8.1網際網路組網基礎
3.8.2協定體系
3.8.3無連線的網路層
3.9網際網路路由協定
3.9.1內部網關路由協定（IGRP）
3.9.2外部網關路由協定（EGRP）
3.10傳輸層協定：TCP和UDP
3.10.1傳輸控制協定（TCP）
3.10.2TCP段頭部格式
3.10.3連線建立和數據傳輸
3.10.4擁塞和流控
3.10.5用戶數據報協定（UDP）
3.11IP和ATM網路互聯
3.11.1數據包封裝
3.11.2IP和ATM地址解析
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練習
4衛星與地面網路的網路互聯
4.1組網的概念
4.2組網術語
4.2.1專用網路
4.2.2公用網路
4.2.3電話業務質量
4.2.4基於IP的網路
4.3網路組件和連線
4.3.1網路終端
4.3.2網路節點
4.3.3網路連線
4.3.4端到端路徑
4.3.5參考配置
4.4網路流量和信令
4.4.1用戶流量和網路業務
4.4.2信令系統和信令流量
4.4.3帶內信令
4.4.4帶外信令
4.4.5隨路和非隨路信令
4.4.6網路管理
4.4.7網路作業系統和仲裁功能
4.5接入網和傳輸網
4.5.1模擬電話網路
4.5.2電話網路流量工程的概念
4.5.3頻域上的衛星網路接入
4.5.4星上電路交換
4.6數字電話網
4.6.1數字多路復用分層體系
4.6.2衛星數字傳輸和星上交換
4.6.3準同步數字系列（PDH）
4.6.4PDH的局限性
4.7同步數字系列（SDH）
4.7.1SDH的發展
4.7.2SDH標準
4.7.3PDH到SDH的映射
4.7.4SDH的優點
4.7.5同步操作
4.7.6同步光纖網（SONET）
4.7.7衛星承載SDH——Intelsat的場景
4.8衛星網路的假設參考
4.8.1ITU-T假設參考連線（HRX）
4.8.2針對衛星的ITU-R假設參考數字通路（HRDP）
4.8.3性能目標
4.9衛星和MANET
4.9.1網路場景
4.10與異構網路的互聯
4.10.1業務
4.10.2定址
4.10.3路由
4.10.4演進
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練習
5衛星網路承載B-ISDN ATM
5.1背景
5.1.1組網問題
5.1.2B-ISDN組網環境中的衛星業務
5.2衛星B-ISDN ATM系統的設計問題
5.2.1傳播時延
5.2.2衰減和約束
5.3GEO衛星B-ISDN ATM 組網結構
5.3.1地面段
5.3.2空間段
5.3.3衛星頻寬資源管理
5.3.4連線許可控制
5.3.5網路監控功能
5.3.6被動擁塞控制
5.4先進衛星B-ISDN ATM網路
5.4.1無線接入層
5.4.2星上處理（OBP）的特點
5.4.3B-ISDN ATM星上交換
5.4.4多波束衛星
5.4.5LEO/MEO衛星星座
5.4.6星間鏈路
5.4.7移動管理
5.4.8使用更高的頻段
5.5B-ISDN ATM性能
5.5.1B-ISDN性能的分層模型
5.5.2網路性能參數
5.5.3衛星突發錯誤對ATM層的影響
5.5.4突發錯誤對AAL協定的影響
5.5.5差錯控制機制
5.5.6寬頻衛星網路的增強技術
5.6寬頻衛星系統的演變
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練習
6衛星網路承載IP
6.1衛星組網的不同視角
6.1.1以協定為中心看衛星IP網路
6.1.2以衛星為中心看全球網路和網際網路
6.1.3以網路為中心看衛星網路
6.2IP包封裝
6.2.1基本概念
6.2.2高級數據鏈路控制（HDLC）協定
6.2.3點到點協定（PPP）
6.2.4介質訪問控制
6.2.5衛星承載IP
6.3衛星IP組網
6.3.1星載路由
6.3.2衛星網路中的移動IP
6.3.3地址解析
6.4衛星IP組播
6.4.1IP組播的概念
6.4.2IP組播編址
6.4.3組播組管理
6.4.4IP組播路由
6.4.5IP組播範圍
6.4.6衛星環境中IGMP的行為
6.4.7衛星環境中的組播路由協定
6.4.8星上可靠組播協定
6.5基本網路安全機制
6.5.1安全方法
6.5.2單向哈希函式
6.5.3對稱密碼（帶密鑰）
6.5.4非對稱密碼（帶公鑰/私鑰）
6.6衛星網路安全
6.6.1IP安全（IPsec）
6.6.2防火牆和VPN
6.6.3IP組播安全
6.7IP服務質量（IP QoS）
6.7.1IP業務性能的分層模型
6.7.2IP包傳輸性能參數
6.7.3不同QoS等級的IP網路性能指標
6.7.4IP QoS等級使用指南
6.8QoS的綜合服務（Intserv）架構
6.8.1綜合服務架構（ISA）的原理
6.8.2資源預留協定（RSVP）
6.8.3綜合服務等級
6.9QoS的區分服務（Diffserv）
6.9.1區分服務架構
6.9.2流量分類
6.9.3流量調整
6.9.4區分服務的每跳行為（PHB）
6.9.5跨衛星網路區分服務域支持綜合服務
6.10衛星數字視頻廣播
6.10.1MPEG-2信源編碼和復用DVB-S流
6.10.2DVB-S系統
6.10.3DVB安全
6.10.4DVB-S的條件接收
6.10.5DVB-RCS互動和DVB承載IP
6.10.6DVB-RCS安全
6.10.7IP組播安全
6.11DVB-S和DVB-RCS網路體系結構
6.11.1星上處理器（OBP）
6.11.2管理站（MS）
6.11.3再生衛星網關（RSGW）
6.11.4回傳信道衛星終端（RCST）
6.11.5網路接口
6.11.6網路系統特點
6.12網路協定棧結構
6.13物理層（PHY）
6.13.1上行鏈路（遵循DVB-RCS標準）
6.13.2時隙
6.13.3幀
6.13.4超幀
6.13.5載波類型和幀的構成
6.13.6上行鏈路MF TDMA 信道頻率計畫
6.13.7下行鏈路（遵循DVB-S標準）
6.13.8RCS終端（RCST）傳輸
6.14衛星介質訪問控制（SMAC）層
6.14.1傳送機制
6.14.2MPEG-2、DVB-S和DVB-RCS表
6.15多協定封裝（MPE）
6.16衛星鏈路控制層
6.16.1會話控制
6.16.2資源控制
6.16.3容量請求的分類
6.16.4連線控制
6.17服務質量（QoS）
6.17.1業務類型
6.17.2流的分類
6.17.3鏈路層連線QoS適配器
6.18網路層
6.18.1IP路由和地址解析
6.18.2IP組播——星型和網狀配置
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練習
7衛星網路對傳輸層協定的影響
7.1簡介
7.1.1套用的特點
7.1.2客戶端和伺服器端主機參數
7.1.3衛星網路配置
7.1.4TCP和衛星信道特性
7.1.5TCP流量控制、擁塞控制以及差錯恢復
7.2TCP性能分析
7.2.1首個TCP段的傳輸
7.2.2慢啟動階段的TCP傳輸
7.2.3擁塞避免階段的TCP傳輸
7.3用於衛星網路的慢啟動增強
7.3.1事務TCP
7.3.2慢啟動和延遲確認（ACK）
7.3.3更大的初始視窗
7.3.4結束慢啟動
7.4丟包恢復增強策略
7.4.1快速重傳和快速恢復
7.4.2選擇確認（SACK）
7.4.3基於SACK的增強機制
7.4.4ACK擁塞控制
7.4.5ACK過濾
7.4.6顯示擁塞通知
7.4.7檢測由數據損壞引起的丟包
7.4.8擁塞避免的增強策略
7.5使用分段機制的衛星網路增強
7.5.1TCP 欺騙
7.5.2級聯TCP或分裂TCP
7.5.3對衛星網路的其他考慮
7.6對套用的影響
7.6.1批量數據傳輸
7.6.2互動式套用
7.6.3網際網路服務和套用的分散式快取
7.6.4衛星網路中的網頁快取
7.7實時傳輸協定（RTP）
7.7.1RTP基礎
7.7.2RTP控制協定（RTCP）
7.7.3傳送方報告（SR）數據包
7.7.4接收方報告（RR）數據包
7.7.5源描述（SDES）RTCP包
7.7.6用於會話發起的SAP和SIP協定
7.7.7會話目錄服務（SDS）
7.8IP電話（VoIP）
7.8.1網關分解
7.8.2協定
7.8.3網守（Gatekeeper）
7.8.4多媒體會議（MMC）
7.8.5會議控制
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練習
8衛星承載下一代網際網路
8.1簡介
8.2新的業務與套用
8.2.1網際網路綜合服務
8.2.2彈性和非彈性流量
8.2.3QoS保障和網路性能
8.3流量建模和特徵描述
8.3.1流量工程
8.3.2流量建模
8.3.3流量建模的統計學方法
8.3.4更新模型
8.3.5馬爾可夫模型
8.3.6流體模型
8.3.7自回歸滑動平均模型
8.3.8自相似模型
8.4網際網路流量的本質
8.4.1全球資訊網（WWW）
8.4.2自相似流量的Pareto分布模型
8.4.3分形布朗運動（FBM）過程
8.4.4流量建模中對用戶行為的考量
8.4.5話音流量建模
8.4.6話音流量的On－off模型
8.4.7視頻流量建模
8.4.8WWW流量的多層建模
8.5流量工程
8.5.1流量工程原理
8.5.2網際網路流量工程
8.6多協定標籤交換（MPLS）
8.6.1MPLS轉發模式
8.6.2MPLS基本操作
8.6.3MPLS與Diffserv互通
8.6.4MPLS與ATM互通
8.6.5具有流量工程的MPLS（MPLS-TE）
8.7IPv6
8.7.1IPv6基礎
8.7.2IPv6編址
8.7.3衛星IPv6網路
8.7.4IPv6的過渡
8.7.5經衛星網路的IPv6隧道
8.7.6經衛星網路的6 to 4轉換
8.7.76 to 4的相關問題
8.7.8衛星組網的未來
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練習“
