自本书（第一版）2005年出版以来，卫星通信与网路领域已取得重大进展。许多为宽频网际网路、电视广播和宽频通信研製的卫星系统，通信容量大、数据传输质量高，已经能够与地面网路系统相媲美。网际网路和移动通信网路领域众多新兴技术正在改变着人们的学习、工作和生活方式，以及整个商业和社会的运作模式。而且，当前一个显着的趋势是包括电信网路、移动通信网路、网际网路和电视广播网路在内的所有网路系统都在朝着统一IP化的方向演进。在完善这些网路系统并支持当前和未来的各种业务与套用方面，卫星始终扮演着重要的角色。与近些年发展起来的其他新型组网技术一样，卫星组网是一个特殊而又十分重要的专题。由于同地面链路尤其是光纤链路相比，卫星链路传播时延长、误码率高且频宽有限，所以必须深入理解卫星对标準网路协定和网路设计的影响，以及其职能和优势。自第一颗通信卫星发射至今，从支持电话和电视广播到支持宽频网路和网际网路，卫星组网的方式已经发生了深刻的变化。这种变化同样也反映在研究和开发领域，例如目前对星上处理、星上交换和星载IP路由的研究。另一方面，传统卫星通信和网路领域的研究也在持续发展，如资源管理、安全与服务质量、组播、视频会议，以及宽频卫星接入网际网路等。

与此同时，我们见证了DVB-S2、DVB-RCS2、IPv6和4G行动网路等新一代标準的诞生和发展，而卫星将会与这些新型网路和业务互联。为了得到一个最佳化的卫星系统解决方案，必须在多种现实约束之间进行折中，这些约束包括地面段和空间段在设计、实现和运行中的造价、複杂程度、技术工艺和效率等。因此，本书(第二版)对以上这些问题展开广泛的讨论。

《卫星组网的原理与协定（第2版）》覆盖了以下专题：
·对卫星通信网路、宽频网路、广播网路和网际网路的概述；
·从电路交换网路到包交换网路的技术沿革；
·与卫星组网相关的协定参考模型和标準；
·卫星承载的IP技术和DVB技术（DVB-S/S2和DVB-RCS/RCS2），以及TCP增强技术；
·IPv6、卫星承载的下一代网际网路和网路融合。
卫星组网的基本概念和原理，以及卫星在未来网路中承担的角色，是值得始终关注的课题。如果想要了解相关专题的细节，读者可以进一步查询《卫星组网的原理与协定（第2版）》各章结尾处所列出的参考文献。

1概述
1.1卫星网路的套用与业务
1.1.1卫星网路扮演的角色
1.1.2网路软硬体
1.1.3卫星网路接口
1.1.4网路业务
1.1.5套用
1.2ITU对卫星业务的定义
1.2.1固定卫星业务
1.2.2移动卫星业务
1.2.3广播卫星业务
1.2.4其他卫星业务
1.3ITU-T对网路业务的定义
1.3.1互动型业务
1.3.2分配型业务
1.4网际网路业务和套用
1.4.1全球资讯网
1.4.2档案传输协定FTP
1.4.3Telnet
1.4.4电子邮件
1.4.5组播和内容分发
1.4.6IP电话
1.4.7域名系统
1.5电路交换网
1.5.1建立连线
1.5.2信令

1.5.3基于频分复用的复用传输分层体系
1.5.4基于时分复用的复用传输分层体系
1.5.5空分交换和时分交换
1.5.6前向纠错的编码增益
1.6包交换网路
1.6.1面向连线的方法
1.6.2无连线的方法
1.6.3电路交换和包交换的关係
1.6.4包网路设计要考虑的因素

1.6.5包头和净荷
1.6.6複杂性和异构网路
1.6.7包传输的性能
1.6.8比特级错误与包错误的关係
1.7OSI/ISO参考模型
1.7.1协定领域的术语
1.7.2分层原则
1.7.37层功能
1.7.4OSI/ISO参考模型的衰落
1.8ATM协定参考模型
1.8.1窄带ISDN（N-ISDN）
1.8.2宽频ISDN（B-ISDN）
1.8.3ATM技术
1.8.4参考模型
1.8.5问题：业务和套用缺乏
1.9网际网路协定参考模型
1.9.1网路层：IP协定
1.9.2网路技术
1.9.3传输层：TCP和UDP
1.9.4套用层
1.9.5QoS和资源控制
1.10卫星网路
1.10.1接入网
1.10.2传输网
1.10.3广播式网路
1.10.4空间段
1.10.5地面段
1.10.6卫星轨道

1.10.7卫星传输频段
1.11卫星网路的特点
1.11.1传播时延
1.11.2传播损耗和功率受限
1.11.3轨位和频宽的限制
1.11.4LEO的运管複杂性
1.12数字传输的信道容量
1.12.1无噪声信道的奈奎斯特公式

1.12.2噪声信道的香农定理
1.12.3信道容量的边界
1.12.4香农功率极限（-1.6dB）
1.12.5大Eb/N0下的香农频宽效率
1.13与地面网路互联
1.13.1物理层的中继器
1.13.2链路层的网桥
1.13.3物理层、链路层和网路层交换机
1.13.4用于异构网路互联的路由器
1.13.5协定转换、堆叠和隧道
1.13.6服务质量（QoS）
1.13.7端用户QoS类别和需求
1.13.8网路性能（NP）
1.13.9卫星网路的QoS和NP
1.14数字视频广播
1.14.1DVB标準
1.14.2传输系统
1.14.3对卫星转发器特性的适配
1.14.4信道编码
1.14.5RS外码编码、交织和成帧
1.14.6内码
1.14.7基带成形和调製
1.14.8误码性能要求
1.15DVB-S
1.15.1MPEG-2基带处理
1.15.2传送流
1.15.3业务目标
1.15.4卫星信道适配
1.15.5卫星DVB回传信道（DVB-RCS）
1.15.6DVB承载TCP/IP
1.16DVB-S2
1.16.1DVB-S2的技术创新
1.16.2传输系统体系结构
1.16.3误码性能
1.17手持设备DVB卫星业务（DVB-SH）
1.17.1传输系统体系结构

1.17.2OFDM和TDM模式通用的功能
1.17.3单载波（TDM）模式的功能
1.17.4多载波（OFDM）模式的功能
1.17.5DVB-RCS2
1.18计算机和数据网路发展的历史
1.18.1计算机与数据通信时代的黎明
1.18.2区域网路的发展
1.18.3WAN和ISO/OSI的发展
1.18.4网际网路的诞生
1.18.5电话与数据网路的融合
1.18.6宽频综合网路的发展
1.18.7杀手级套用WWW和网际网路演化
1.19卫星通信的发展历史
1.19.1卫星和太空时代的开始
1.19.2早期的卫星通信：电视和电话
1.19.3卫星数字传输的发展
1.19.4直接到户（DTH）广播的发展
1.19.5海事卫星通信的发展
1.19.6地区和国家的卫星通信
1.19.7卫星宽频网路和行动网路
1.19.8卫星网路上的网际网路
1.20网路技术和协定的融合
1.20.1用户终端业务和套用的融合
1.20.2网路技术的融合
1.20.3网路协定的融合
1.20.4卫星网路的演变
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2卫星轨道和组网的概念
2.1物理定律
2.1.1克卜勒三大定律
2.1.2牛顿三大运动定律和万有引力定律
2.1.3克卜勒第一定律：卫星轨道
2.1.4克卜勒第二定律：卫星矢量扫过的面积
2.1.5克卜勒第三定律：轨道周期
2.1.6卫星速度
2.2卫星轨道参数
2.2.1半长轴
2.2.2偏心率
2.2.3轨道倾角
2.2.4交点赤经和近地点幅角
2.3常用轨道
2.3.1同步地球轨道
2.3.2地球静止轨道
2.3.3大椭圆轨道
2.3.4低轨卫星星座的概念
2.3.5轨道摄动
2.3.6卫星高度和覆盖

2.3.7天线增益和波束宽度角
2.3.8覆盖计算
2.3.9从地面站到卫星的距离和传播时延
2.4卫星链路特性和调製传输
2.4.1卫星链路特性
2.4.2调製技术
2.4.3卫星传输的相移键控方案
2.4.4二进制相移键控
2.4.5正交相移键控
2.4.6高斯滤波最小频移键控
2.4.7误比特率（BER）：调製模式的质量参数
2.4.8卫星网路的物理层
2.5前向纠错
2.5.1线性分组码
2.5.2循环码
2.5.3格线编码和卷积码
2.5.4级联码
2.5.5Turbo码
2.5.6FEC的性能
2.6多址技术
2.6.1频分多址（FDMA）
2.6.2时分多址（TDMA）
2.6.3码分多址（CDMA）
2.6.4FDMA、TDMA和CDMA的比较
2.7频宽分配
2.7.1固定分配
2.7.2按需分配
2.7.3随机接入
2.8卫星组网的关键问题
2.8.1单跳卫星连线
2.8.2多跳卫星连线
2.8.3星间链路
2.8.4切换
2.8.5卫星波束内切换和波束间切换
2.8.6地球固定覆盖和卫星固定覆盖
2.8.7卫星网路星座内的路由
2.8.8网路互联
2.8.9卫星可用度和分集
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3B-ISDN ATM和网际网路协定
3.1ATM协定和基本概念
3.1.1包化时延
3.1.2排队时延
3.1.3北美和欧洲间的折中方案
3.2ATM层
3.2.1GFC栏位

3.2.2VPI和VCI栏位
3.2.3CLP栏位
3.2.4PT栏位
3.2.5HEC栏位
3.3ATM适配层
3.3.1A类的AAL1
3.3.2B类的AAL2
3.3.3C类和D类的AAL3/4
3.3.4面向IP的AAL5
3.4物理层
3.4.1物理介质子层
3.4.2传输会聚子层
3.4.3ATM信元传输
3.5ATM接口与ATM组网
3.5.1用户－网路接入
3.5.2网路节点互连
3.5.3ATM DXI
3.5.4B-ICI
3.5.5永久虚连线与交换虚连线
3.5.6ATM信令
3.5.7ATM定址

3.5.8地址注册
3.6网路流量、服务质量和性能方面的问题
3.6.1流量描述符
3.6.2QoS参数
3.6.3性能问题
3.7网路资源管理
3.7.1连线许可控制（CAC）
3.7.2UPC和NPC
3.7.3优先权控制和拥塞控制
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虚拟调度算法（VSA）
3.8网际网路协定
3.8.1网际网路组网基础
3.8.2协定体系
3.8.3无连线的网路层

3.9网际网路路由协定
3.9.1内部网关路由协定（IGRP）
3.9.2外部网关路由协定（EGRP）
3.10传输层协定：TCP和UDP
3.10.1传输控制协定（TCP）
3.10.2TCP段头部格式
3.10.3连线建立和数据传输
3.10.4拥塞和流控
3.10.5用户数据报协定（UDP）
3.11IP和ATM网路互联
3.11.1数据包封装
3.11.2IP和ATM地址解析
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练习
4卫星与地面网路的网路互联
4.1组网的概念
4.2组网术语
4.2.1专用网路
4.2.2公用网路
4.2.3电话业务质量
4.2.4基于IP的网路
4.3网路组件和连线
4.3.1网路终端
4.3.2网路节点
4.3.3网路连线
4.3.4端到端路径
4.3.5参考配置
4.4网路流量和信令
4.4.1用户流量和网路业务
4.4.2信令系统和信令流量
4.4.3带内信令
4.4.4带外信令
4.4.5随路和非随路信令
4.4.6网路管理
4.4.7网路作业系统和仲裁功能
4.5接入网和传输网
4.5.1模拟电话网路
4.5.2电话网路流量工程的概念
4.5.3频域上的卫星网路接入
4.5.4星上电路交换
4.6数字电话网
4.6.1数字多路复用分层体系
4.6.2卫星数字传输和星上交换
4.6.3準同步数字系列（PDH）
4.6.4PDH的局限性
4.7同步数字系列（SDH）
4.7.1SDH的发展
4.7.2SDH标準
4.7.3PDH到SDH的映射

4.7.4SDH的优点
4.7.5同步操作
4.7.6同步光纤网（SONET）
4.7.7卫星承载SDH——Intelsat的场景
4.8卫星网路的假设参考
4.8.1ITU-T假设参考连线（HRX）
4.8.2针对卫星的ITU-R假设参考数字通路（HRDP）
4.8.3性能目标
4.9卫星和MANET
4.9.1网路场景
4.10与异构网路的互联
4.10.1业务
4.10.2定址
4.10.3路由
4.10.4演进
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练习
5卫星网路承载B-ISDN ATM
5.1背景
5.1.1组网问题
5.1.2B-ISDN组网环境中的卫星业务
5.2卫星B-ISDN ATM系统的设计问题
5.2.1传播时延
5.2.2衰减和约束
5.3GEO卫星B-ISDN ATM 组网结构
5.3.1地面段
5.3.2空间段
5.3.3卫星频宽资源管理

5.3.4连线许可控制
5.3.5网路监控功能
5.3.6被动拥塞控制
5.4先进卫星B-ISDN ATM网路
5.4.1无线接入层
5.4.2星上处理（OBP）的特点
5.4.3B-ISDN ATM星上交换
5.4.4多波束卫星
5.4.5LEO/MEO卫星星座
5.4.6星间链路
5.4.7移动管理

5.4.8使用更高的频段
5.5B-ISDN ATM性能
5.5.1B-ISDN性能的分层模型
5.5.2网路性能参数
5.5.3卫星突发错误对ATM层的影响
5.5.4突发错误对AAL协定的影响
5.5.5差错控制机制
5.5.6宽频卫星网路的增强技术
5.6宽频卫星系统的演变
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练习
6卫星网路承载IP
6.1卫星组网的不同视角
6.1.1以协定为中心看卫星IP网路
6.1.2以卫星为中心看全球网路和网际网路
6.1.3以网路为中心看卫星网路
6.2IP包封装
6.2.1基本概念
6.2.2高级数据链路控制（HDLC）协定
6.2.3点到点协定（PPP）
6.2.4介质访问控制
6.2.5卫星承载IP
6.3卫星IP组网
6.3.1星载路由
6.3.2卫星网路中的移动IP
6.3.3地址解析
6.4卫星IP组播
6.4.1IP组播的概念
6.4.2IP组播编址
6.4.3组播组管理
6.4.4IP组播路由
6.4.5IP组播範围
6.4.6卫星环境中IGMP的行为
6.4.7卫星环境中的组播路由协定
6.4.8星上可靠组播协定
6.5基本网路安全机制
6.5.1安全方法
6.5.2单向哈希函式
6.5.3对称密码（带密钥）
6.5.4非对称密码（带公钥/私钥）
6.6卫星网路安全
6.6.1IP安全（IPsec）
6.6.2防火墙和VPN
6.6.3IP组播安全
6.7IP服务质量（IP QoS）
6.7.1IP业务性能的分层模型
6.7.2IP包传输性能参数
6.7.3不同QoS等级的IP网路性能指标
6.7.4IP QoS等级使用指南
6.8QoS的综合服务（Intserv）架构
6.8.1综合服务架构（ISA）的原理
6.8.2资源预留协定（RSVP）

6.8.3综合服务等级
6.9QoS的区分服务（Diffserv）
6.9.1区分服务架构
6.9.2流量分类
6.9.3流量调整
6.9.4区分服务的每跳行为（PHB）
6.9.5跨卫星网路区分服务域支持综合服务
6.10卫星数字视频广播
6.10.1MPEG-2信源编码和复用DVB-S流
6.10.2DVB-S系统

6.10.3DVB安全
6.10.4DVB-S的条件接收
6.10.5DVB-RCS互动和DVB承载IP
6.10.6DVB-RCS安全
6.10.7IP组播安全
6.11DVB-S和DVB-RCS网路体系结构
6.11.1星上处理器（OBP）
6.11.2管理站（MS）
6.11.3再生卫星网关（RSGW）
6.11.4回传信道卫星终端（RCST）
6.11.5网路接口
6.11.6网路系统特点
6.12网路协定栈结构
6.13物理层（PHY）
6.13.1上行链路（遵循DVB-RCS标準）
6.13.2时隙
6.13.3帧
6.13.4超帧
6.13.5载波类型和帧的构成
6.13.6上行链路MF TDMA 信道频率计画
6.13.7下行链路（遵循DVB-S标準）
6.13.8RCS终端（RCST）传输
6.14卫星介质访问控制（SMAC）层
6.14.1传送机制
6.14.2MPEG-2、DVB-S和DVB-RCS表
6.15多协定封装（MPE）
6.16卫星链路控制层
6.16.1会话控制
6.16.2资源控制
6.16.3容量请求的分类
6.16.4连线控制
6.17服务质量（QoS）
6.17.1业务类型
6.17.2流的分类
6.17.3链路层连线QoS适配器
6.18网路层
6.18.1IP路由和地址解析
6.18.2IP组播——星型和网状配置
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练习
7卫星网路对传输层协定的影响
7.1简介

7.1.1套用的特点
7.1.2客户端和伺服器端主机参数
7.1.3卫星网路配置
7.1.4TCP和卫星信道特性
7.1.5TCP流量控制、拥塞控制以及差错恢复
7.2TCP性能分析
7.2.1首个TCP段的传输
7.2.2慢启动阶段的TCP传输
7.2.3拥塞避免阶段的TCP传输
7.3用于卫星网路的慢启动增强
7.3.1事务TCP
7.3.2慢启动和延迟确认（ACK）
7.3.3更大的初始视窗
7.3.4结束慢启动
7.4丢包恢复增强策略
7.4.1快速重传和快速恢复
7.4.2选择确认（SACK）
7.4.3基于SACK的增强机制
7.4.4ACK拥塞控制
7.4.5ACK过滤
7.4.6显示拥塞通知
7.4.7检测由数据损坏引起的丢包
7.4.8拥塞避免的增强策略
7.5使用分段机制的卫星网路增强
7.5.1TCP 欺骗
7.5.2级联TCP或分裂TCP
7.5.3对卫星网路的其他考虑
7.6对套用的影响
7.6.1批量数据传输
7.6.2互动式套用
7.6.3网际网路服务和套用的分散式快取

7.6.4卫星网路中的网页快取
7.7实时传输协定（RTP）
7.7.1RTP基础
7.7.2RTP控制协定（RTCP）
7.7.3传送方报告（SR）数据包
7.7.4接收方报告（RR）数据包
7.7.5源描述（SDES）RTCP包
7.7.6用于会话发起的SAP和SIP协定
7.7.7会话目录服务（SDS）
7.8IP电话（VoIP）
7.8.1网关分解
7.8.2协定
7.8.3网守（Gatekeeper）
7.8.4多媒体会议（MMC）
7.8.5会议控制
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练习

8卫星承载下一代网际网路
8.1简介
8.2新的业务与套用

8.2.1网际网路综合服务
8.2.2弹性和非弹性流量
8.2.3QoS保障和网路性能
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流量建模的统计学方法
8.3.4更新模型
8.3.5马尔可夫模型
8.3.6流体模型
8.3.7自回归滑动平均模型
8.3.8自相似模型
8.4网际网路流量的本质
8.4.1全球资讯网（WWW）
8.4.2自相似流量的Pareto分布模型
8.4.3分形布朗运动（FBM）过程
8.4.4流量建模中对用户行为的考量
8.4.5话音流量建模
8.4.6话音流量的On－off模型
8.4.7视频流量建模
8.4.8WWW流量的多层建模
8.5流量工程
8.5.1流量工程原理
8.5.2网际网路流量工程
8.6多协定标籤交换（MPLS）
8.6.1MPLS转发模式
8.6.2MPLS基本操作
8.6.3MPLS与Diffserv互通
8.6.4MPLS与ATM互通
8.6.5具有流量工程的MPLS（MPLS-TE）
8.7IPv6
8.7.1IPv6基础
8.7.2IPv6编址
8.7.3卫星IPv6网路
8.7.4IPv6的过渡
8.7.5经卫星网路的IPv6隧道
8.7.6经卫星网路的6 to 4转换
8.7.76 to 4的相关问题
8.7.8卫星组网的未来
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练习"