ITURS1709建议书全球宽带卫星系统空中接口的技术特性.docx

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ITURS1709建议书全球宽带卫星系统空中接口的技术特性

ITU-RS.1709建议书

全球宽带卫星系统空中接口的技术特性

（ITU-R269/4号研究课题）

（2005年）

范围

本建议书提议了能被用作为宽带卫星网络设计人员的指导的空中接口的特性。

此文本的内容被分为4个附件，第1个附件是宽带卫星网络的网络结构的一般性描述。

其余附件中每一个都包含了已经被各种标准化组织批准的现有空中接口标准的一个概要。

附件2包含了处理卫星IP（IPoS）的TIA-1008的一个概要。

附件3包含了在ETSI第EN301790号文件中描述的DVB-RCS标准的一个概要。

附件4包含了地球站与基于ETSIBSM/RSM-A的再生式卫星之间的全球宽带通信的空中接口规范的一个概要。

国际电联无线电通信全会，

考虑到

a）卫星电信技术具有同时在全球或区域范围内加速使用宽带通信的潜能；

b）部署宽带卫星网络的操作经验已经证明了这些网络的实用性和有效性；

c）在宽带卫星系统中使用了几种不同类型的结构；

d）为了允许宽带信号在不同网络上的无缝传送，这些多样化的使用已经导致了各种空中接口标准的开发，

建议

1当宽带无线电通信是基于对卫星的使用来设计时，附件1中定义的一般性卫星网络结构和协议结构可能会被使用；

2当是在地球站与对地静止卫星之间提供宽带无线电通信时，可能会使用附件2至4中包含的规范。

全球宽带卫星系统的一般性网络结构

1引言

卫星通信的内在特性，即大的覆盖范围、操作的广播模式及组播，使得它们能够提供高速因特网连接和多媒体远距离传输。

有许多可能的由卫星来实现的宽带，然而，某些基本的特征，诸如协议栈、与卫星有关的和无关的功能、用户对系统的接入及空中接口等是很类似的。

本建议书给出了如下3个不同的标准化成果：

—概述在附件2中的电信工业协会（TIA）的卫星IP（IPoS）；

—概述在附件3中的用于卫星分发系统的欧洲电信标准学会（ETSI）（2000）的DVB、交互信道；

—概述在附件4中的地球站与再生式卫星之间基于ETSIBSM/RSM-A的全球宽带通信的空中接口规范。

概括在表1中的这3个标准能够用于或者向个别家庭或者集体住宅的服务提供高速因特网接入业务。

卫星与地面网络以一种无缝的方式实现互连通性对于宽带卫星业务的成功是非常关键的。

下面几节中描述的体系结构将向系统设计人员和针对系统设计和部署的评估人员提供一个指导。

本附件描述了一个连同公共的应用和服务一起的全球宽带网络的场景。

另外，还描述了诸如星形和网状这样的正常网络拓扑。

本附件为本建议书的剩余部分提供了一个基础，描述了用于宽带卫星网络的3个标准的发展情况。

附件1的附录1提供了本建议书中描述的所有规范的参考文献目录。

表1

ETSI EN 301 790 V.1.3.1、TIA1008和ETSI RSMA之间的比较表

项目

ETSI EN 301 790

TIA-1008

ETSI RSMA

网络拓扑

星形或网状

星形

星形或网状

调制方式

QPSK

CEOQPSK

CEOQPSK

出向业务接入方法

DVBS

DVBS

高速TDMA

出向业务数据速率

1到45

1到45

100,133.33,400

入向业务接入格式

MFTDMA

MFTDMA

FDMATDMA

入向业务数据速率

没有限制

64,128,256

128,512,2,16

协议

DVB/MPEG2TS出向，AP/AAL5/ATM入向

多层协议

IETFIP网络协议

2全球网络结构

图1描述了一个包含下列场景的全球宽带卫星网络结构：

—接入网：

向终端用户提供服务。

—分发网：

向边缘提供内容分发。

—核心网：

提供中继业务。

图1

全球宽带卫星网络场景

1709-01

ADSL：

非对称数字用户线

LMDS：

本地多点分发系统

PoP：

存在点

2.1业务

由这样一个网络提供的各种业务包括：

—点对点

—组播/广播

—内容分发。

2.2宽带应用

由卫星网络支持的各种宽带应用有：

—娱乐

—视频点播

—电视分发

—交互式游戏

—音乐应用

—流媒体。

—因特网接入

—高速因特网接入

—电子传讯

—多媒体应用

—远程教学

—远程医疗。

—商业

—视频会议

—企业对企业的电子商务

—家庭安全。

—话音和数据中继

—IP传送

—IP话音

—文件传输。

2.3拓扑

网络可以如图2中所示的使用网状或星形拓扑：

—星形网络拓扑定义为在主站（或因特网接入点）和多个远端站之间的链路采用星形排列。

一个远端站只能与主站建立一条直达链路，而不能与另一个远端站建立一条直达链路。

—网状网络定义为地球站之间的链路采用网状排列，这样，任何一个站能够直接链接到任何一个其他站。

星形拓扑可以看成是网状拓扑的一种特殊情形。

注1—通过主站的中继在远端站之间建立一条间接链路，星形拓扑也能够被用于提供网状连通性。

图2

星形和网状拓扑

1709-02

全球宽带卫星系统网可能会采用或者是非再生的或者是再生的卫星结构：

—非再生结构是指一种单一结构，通常称为“弯管结构”。

这个结构在卫星上不终止空中接口协议栈的任何层–卫星只是简单地把信号透明地从用户链路传递到馈电链路。

—再生结构涵盖在卫星上提供额外的功能性的其他结构。

在这些结构中，卫星功能在卫星上终止空中接口协议栈的一层或多层。

2.4业务结构

图3举例说明了不同的业务，如标准的IP业务、宽带卫星承载业务及下层的无线电传输承载业务。

ETSI的多媒体宽带卫星（BSM）工作组开发了一个处理这3类业务的宽带业务结构。

为了把对所有卫星系统来说是通用的业务与一个给定卫星技术专用的那些业务区分开来，业务结构把与卫星无关的业务接入点（SISAP）定义为这些上层和下层之间的接口。

此接口对应于如图3中所示的全球宽带卫星系统承载业务的端点。

图3

全球宽带卫星业务结构

TCP：

传输控制协议

1709-03

2.5协议结构

全球宽带卫星系统标识了三组协议：

—IETFIP网络协议；

—与卫星系统无关的、适配过的全球宽带卫星系统协议；及

—与卫星技术有关的协议。

全球宽带卫星系统协议结构定义了位于IP网络层和较低层之间的SISAP接口。

紧靠接口上部和下部，结构定义了两个新的适配层，它们包含了与该接口有关的全球宽带卫星系统功能，如图4所示。

图4示出了全球宽带卫星系统结构是如何支持多个可选的、与卫星有关的较低层协议族。

每个协议族对应于一种不同的卫星技术，同时包括透明和再生式卫星及网状和星形拓扑。

与卫星有关的较低层协议族中的每一个能够以不同的方式支持这些一般性的SISAP功能。

每个协议族定义了一个与卫星有关的适配功能（SDAF），它是用于提供到和来自SISAP接口的映射。

图4

全球宽带卫星系统协议结构

1709-04

SIAF：

独立于卫星的适配功能

UDP：

用户数据报协议

蕴含在这种结构之后的概念是适用于所有卫星系统的（与卫星无关的或SI）功能与专用于某项卫星技术的（与卫星有关的或SD）功能之间的明显分离，因此，定义了一个与卫星无关的接口，它能被用于在此结构的所有实现上提供在本质上相同的服务。

虽然这对于从第2层（即桥接）、第3层及以上层的所有互通方面来说是正确的，然而，此结构的主要应用预期是定义IP协议集的互通功能。

2.6IP互通

在全球因特网中，卫星IP子网应该像任何其他IP子网一样来被对待，因为只有数目很少的主机将直接连接到卫星子网。

因此，卫星子网上IP业务的主要互通指导方针是：

非卫星一侧的IP层协议应该保持不变。

在卫星上操作所需要的对协议的任何改变应该由一组IP互通功能来提供，就如图5中所示的，该互通功能能够位于卫星子网的边缘。

这样，SISAP结构就为开发一组公共IP互通标准提供了一个框架，以确保任何卫星子网和非卫星的（如地面的）基于IP的子网之间的透明互操作能力。

图5

IP互通

1709-05

附件1的附录1

参考文献目录

这些参考链路描述了概括在附件2中的TIA-1008标准的特性。

文件号

版本

状态

发布日期

网址

TIA

TIA-1008

已出版

2003年10月

http:

//www.itu.int/md/meetingdoc.asp?

type=

sitems&lang=e&parent=R03-WP6S-C-0031

这些参考链接描述了概括在附件3中的DVB-RCS标准的特性。

文件号

版本

状态

发布日期

网址

ETSI

EN301790

V1.3.1

已出版

2003年3月

http:

//webapp.etsi.org/workprogram/Report_WorkItem.asp?

WKI_ID=15626

这些参考链接描述了概括在附件4中的ETSI-SES/BSM/RSMA规范的特性。

文件号

版本

状态

发布日期

网址

ETSI

ETSITS102-188-1

V1.1.2

已出版

2004年7月

http:

//webapp.etsi.org/workprogram/Report_WorkItem.asp?

WKI_ID=20888

ETSI

ETSITS102-188-2

V1.1.2

已出版

2004年7月

http:

//webapp.etsi.org/workprogram/Report_WorkItem.asp?

WKI_ID=20892

ETSI

ETSITS102-188-3

V1.1.2

已出版

2004年7月

http:

//webapp.etsi.org/workprogram/Report_WorkItem.asp?

WKI_ID=20893

ETSI

ETSITS102-188-4

V1.1.2

已出版

2004年7月

http:

//webapp.etsi.org/workprogram/Report_Work

Item.asp?

WKI_ID=20895

ETSI

ETSITS102-188-5

V1.1.2

已出版

2004年7月

http:

//webapp.etsi.org/workprogram/Report_Work

Item.asp?

WKI_ID=20896

附件1的附录2

缩写

本建议书使用以下缩写：

ACF接入控制域

ACK-RET应答返回

BoD按需求分配带宽

BPSK二相键控

BSM宽带卫星多媒体

CoS业务种类

CR固定速率

CRC循环冗余校验

CRWB有突发的固定速率

DLL数据链路层

DVB数字图像广播

EDU扩展的数据单元

FDMA频分多址接入

FEC前向纠错

GEO对地同步地球轨道

HPB高优先级突发

HVUL高数据量上行链路

IP因特网协议

Kbit/s千比特/秒（每秒数千个比特）

LAN局域网

LVLL低数据量低时延

M&C监测和控制

MAC媒质接入控制

Mbit/s兆比特/秒（每秒数百万个比特）

MGID组播组ID

NCC网络控制中心

NPB正常优先级突发

OQPSK偏移四相键控

PA坚持型ALOHA

PCR程序时钟参考

PDS分组投递业务

PDU协议数据单元

PEP性能增强代理

PHY物理的

PID分组标识符

PN伪