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第1章 卫星通信系统与网络 1

1.1 概述 1

1.2 卫星通信的发展历史 3

1.3 卫星通信系统的组成 4

1.3.1 空间段 4

1.3.2 地面段 5

1.4 通信卫星的轨道和频率 6

1.5 卫星通信的特点 8

1.6 卫星网络的业务与应用 9

1.7 卫星网络的分类 10

1.7.1 按形成的拓扑结构分类 10

1.7.2 按提供的通信服务分类 11

1.8 卫星网络的发展 12

第2章 卫星通信网络体系结构 13

2.1 概述 13

2.2 宽带多媒体卫星通信系统 13

2.2.1 基本概念 13

2.2.2 系统组成 14

2.2.3 BSM网络类型和拓扑结构 15

2.2.4 网络参考模型 18

2.2.5 协议体系结构 22

2.2.6 网络实例 26

2.3 卫星移动通信系统 27

2.3.1 基本概念 27

2.3.2 卫星移动通信系统的网络结构及特点 27

2.3.3 卫星移动通信系统的组网形式 29

2.3.4 网络实例 30

2.4 广播卫星通信系统 35

2.4.1 基本概念 35

2.4.2 广播卫星通信网的分类和系统体系结构 36

2.5 VSAT卫星通信系统 39

2.5.1 基本概念 39

2.5.2 VSAT卫星通信网的组成 39

2.5.3 VSAT卫星通信网的拓扑结构和组网形式 40

第3章 卫星网络中的IP 44

3.1 概述 44

3.2 IP在卫星网络中存在的主要问题 45

3.3 卫星IP网络承载的业务需求 46

3.3.1 网络层业务需求 46

3.3.2 高层业务需求 47

3.4 卫星IP网络的QoS 47

3.4.1 卫星IP网络QoS目标 48

3.4.2 卫星IP网络的QoS体系结构 49

3.5 卫星IP网络 59

3.5.1 卫星网络中IP报文的封装 59

3.5.2 卫星IP组网 60

3.5.3 卫星IP网络交换和路由 60

3.6 卫星IP多播技术 66

3.6.1 IP多播 66

3.6.2 IP多播路由 68

3.6.3 卫星网络中的IGMP 69

3.6.4 卫星网络中的多播路由协议 70

3.6.5 卫星上的可靠多播协议 71

3.7 卫星网络中的IP移动性 72

3.8 主要的卫星IP标准和系统 73

3.8.1 IPoS标准 74

3.8.2 欧洲SATSIX卫星通信系统 80

第4章 卫星信道对传输层协议的影响 89

4.1 概述 89

4.2 TCP性能分析 89

4.2.1 TCP和卫星信道特点 89

4.2.2 TCP流量控制、拥塞控制和误码恢复 90

4.3 卫星网络中对TCP机制的改进 91

4.3.1 慢启动 91

4.3.2 丢包恢复策略的改进 93

4.3.3 拥塞避免策略的改进 96

4.4 非端到端解决方法 97

4.4.1 分段方法 97

4.4.2 性能增强代理（PEP） 98

4.5 端到端解决方法——卫星网络环境中的传输层协议 108

4.5.1 TCP协议在卫星网络环境中的不同版本 109

4.5.2 卫星网络传输层协议 114

4.6 PEP技术的新发展 116

4.6.1 利用DTN框架替代PEP 116

4.6.2 IP-ERN框架方法 117

4.6.3 基于网络编码的方法 120

4.6.4 移动PEP 122

第5章 卫星网络的资源管理 125

5.1 卫星网络中的资源管理框架 125

5.1.1 频率/时间/空间资源分配策略 126

5.1.2 功率分配和控制策略 127

5.1.3 CAC和切换算法 127

5.2 资源管理中的跨层方法 128

5.2.1 跨层方法概述 128

5.2.2 基于跨层方法的空中接口设计 129

5.2.3 卫星网络资源管理的跨层设计需求 131

5.3 接入策略和报文调度技术 133

5.3.1 上行链路接入策略 133

5.3.2 下行链路调度技术 134

5.4 呼叫接入控制 136

5.4.1 概述 136

5.4.2 呼叫接入控制（CAC）和QoS管理 137

5.4.3 非GEO卫星系统中的切换和呼叫接入控制（CAC） 138

5.5 动态带宽分配 140

5.5.1 分配方法概述 140

5.5.2 DVB-RCS系统中的动态带宽分配 142

5.5.3 MF-TDMA系统中的动态带宽分配 144

第6章 卫星通信网络管理 148

6.1 概述 148

6.1.1 网络管理 148

6.1.2 卫星通信网络管理简介 148

6.2 现有网管体系结构 149

6.2.1 OSI网管系统 150

6.2.2 SNMP网管框架（IETF） 152

6.2.3 TMN 154

6.3 卫星通信网络管理系统 156

6.3.1 BSM卫星网管系统规范 158

6.3.2 典型的卫星通信网管系统 164

第7章 卫星通信网络安全机制 177

7.1 概述 177

7.1.1 卫星网络面临的主要安全威胁 177

7.1.2 安全目标 178

7.1.3 卫星链路特性对安全机制的影响 179

7.2 网络模型中的安全策略 179

7.2.1 链路层安全 179

7.2.2 网络层安全 181

7.2.3 传输层安全 181

7.2.4 应用层安全 182

7.3 与卫星网络安全相关的场景 183

7.3.1 端到端安全 183

7.3.2 安全网关（网关/终端）之间的安全 184

7.3.3 联合主机和网关的安全 184

7.3.4 远端主机到网关的安全 185

7.4 卫星网络安全需求 185

7.5 卫星网络安全体系结构 186

7.6 卫星网络安全的相关问题 187

7.6.1 卫星网络中的IPSec 187

7.6.2 构建卫星VPN网络 190

7.6.3 卫星IP网络的多播安全 191

7.7 卫星网络安全体系结构实例 192

7.7.1 SATSIX系统安全体系结构 192

7.7.2 IPoS安全体系结构 194

第8章 卫星通信网与地面网的互联 196

8.1 概述 196

8.2 卫星网络与异构网络的互联 196

8.2.1 业务互通 197

8.2.2 编址方式 197

8.2.3 路由问题 197

8.3 卫星网络与IP网络的互联 198

8.3.1 物理层互联 198

8.3.2 链路层互联 198

8.3.3 网络层互联 199

8.3.4 通过网关实现互联 199

8.4 卫星网络中的SDH——Intelsat 200

8.5 卫星网络中的ISDN 200

8.5.1 ITU-T ISDN假设参考连接（IRX） 201

8.5.2 ITU-R的卫星假设参考数字路径（HRDP） 201

8.5.3 卫星网络与ISDN互联 202

第9章 天地一体化信息网络 204

9.1 概述 204

9.2 天地一体化信息网络基本结构 206

9.3 天地一体化网络的系统需求 208

9.4 天地一体化信息网络体系结构 208

9.4.1 软件定义网络（SDN） 208

9.4.2 现有卫星网络的特点 209

9.4.3 基于SDN的天地一体化网络体系结构 211

9.5 天地一体化信息网络协议体系结构 215

9.5.1 基于IP协议的体系结构 215

9.5.2 CCSDS体系结构 216

9.5.3 DTN 219

9.5.4 IP、CCSDS和DTN并存 221

第10章 基于卫星网络的下一代互联网 223

10.1 概述 223

10.2 新业务与新应用 223

10.3 卫星IPv6网络 224

10.3.1 IPv6概述 224

10.3.2 卫星上的IPv6网络 226

10.3.3 通过卫星网络建立IPv6隧道 227

10.3.4 卫星网络中IPv6到IPv4的转换 228

10.4 卫星网络与5G的融合 229

10.5 卫星网络未来的发展 231

参考文献 232