摘要：本文从卫星TCP/IP数据传输技术，卫星Internet接入的特点，卫星Internet接入在我国的应用情况等方面，详细地介绍了卫星Internet接入。

　　关键词：卫星通信，卫星Internet接入，卫星TCP/IP。

　　信息技术在迅速发展，通信手段也越来越多。卫星通信作为一种重要的通信方式，在数字技术的迅速发展推动下，得到了迅速发展。在我国复杂的地理条件下，采用卫星通信技术是一种有效方案。在广播电视领域中，直播卫星电视是利用工作在专用卫星广播频段的广播卫星，将广播电视节目或声音广播直接送到家庭的一种广播方式。

　　随着Internet的快速发展，利用卫星的宽带IP多媒体广播解决Internet带宽的瓶颈问题，通过卫星进行多媒体广播的宽带IP系统逐渐引起了人们的重视，宽带IP系统提供的多媒体（音频、视频、数据等）信息和高速Internet接入等服务已经在商业运营中取得一定成效。由于卫星广播具有覆盖面大，传输距离远，不受地理条件限制等优点，利用卫星通信作为宽带接入网技术，将有很大的发展前景。目前，已有网络使用卫星通信的VSAT技术，发挥其非对称特点，即上行检索使用地面电话线或数据电路，而下行则以卫星通信高速率传输，可用于提供ISP的双向传输。

一、卫星TCP/IP数据传输技术

　　利用TCP/IP协议进行数据传输逐渐成为网络应用的主流。Internet在全球的急剧膨胀导致传输带宽资源紧缺，这成为限制其发展的主要因素，业务应用一方面要求增大接入带宽，另一方面对移动Internet的需求越来越大。卫星通信的宽覆盖范围，良好的广播能力和不受各种地域条件限制的优点使卫星通信在未来仍将发挥重要作用，卫星通信将是无线Internet的重要手段。目前，利用卫星进行TCP/IP数据传输（卫星IP网络）已经引起人们的重视。

1．卫星lP网络与TCP／IP

　　TCP／IP是当今进行Internet网络数据传输时使用的主要协议族。该协议族中，TCP和IP是核心，还包括一些其它协议。TCP和IP协议分别控制着数据在互联网上的传输和路由选择。IP是一个为广域网设计的无连接网络层协议，它被设计为网间互联协议，IP数据报可在几乎任何链路层协议上的网关（或路由器）间传递。从本质上说，IP是指导网络上的数据包从发方计算机送达收方计算机。TCP则负责确保数据在设备之间进行端到端的可靠交付。

　　卫星链路对TCP／IP数据传输的影响主要体现在TCP这一层（虽说理论上讲TCP不必关心IP是运行于光纤还是卫星上，但实际上必须考虑这一点，否则可能会使TCP逻辑上正确，但实际性能极差）。TCP使用基于滑动窗口的流量和拥塞控制方式，通过确认分组流实施控制（接收方窗口通知）。TCP使用基于往返定时器（RTh：round－trip timer）的自适应时钟来调谐重发超时。TCP 为完成对数据的确认使用了滑动窗口机制，为避免拥塞采用了称为“慢启动”的策略。发方对丢失或损坏数据的重发，要求保留数据副本直至收到数据确认（ACK）。为避免大量可能丢失的数据副本占用大量存储器并浪费带宽，TCP采用了一个滑动窗口装置来限制传送中的数据数量。随着确认的返回，TCP在前移窗口的同时，发送不断增加的数据。一旦窗口被占满，发方必须停止传输数据直至更多的确认到达。虽然TCP能发现数据没有送达，但重新发送会进一步加剧信道的拥塞，从而进一步导致数据丢失。为避免网络因拥塞而瘫痪，TCP只能降低传输速率以对数据丢失做出反应。但是从算法上讲，TCP每次进行新的连接都必须从最低的传输速率启动，TCP用返回的ACK来指示提高速率，这是一个较慢的线性增加的过程。这就是所说的“慢启动”，即发送窗口依每次往返时间递增，以发现可持续的吞吐量。

　　卫星信道对TCP／IP数据传输网络有一定的影响，因为卫星通信网是一个高带宽延迟产物（BDP：bandwidth－delay product）网络。网络的基本属性是延迟（信息从发送节点传播到接收节点的双向等待时间，通常称为往返时间）和带宽（在某段时间内能传输的比特数）。BDP指一个网络或信道是这两个属性（如网络能容纳的比特数）的产物。在传输／数据链路层，BDP代表网络上任何时刻允许的最大待确认处理的信息数量，它占满整个链路。BDP也指示出为了获得最佳性能，端用户必须拥有的缓存要求的上限。卫星IP网需要研究的问题还有：QOS、互操作和路由选择等问题，但其影响主要体现在通信流量（拥塞）控制和协议带宽效率这两方面，因此卫星TIP／IP传输研究也主要集中在这两方面。

2．卫星TCP／IP传输的基本改进

　　TCP是TCP／IP中的用于可靠数据传输的数据传输协议，TCP要求反馈以确认数据接收成功。卫星信道的一些固有特性（如较大延迟、较高比特差错率和带宽不对称等）对通过卫星链路进行TCP／IP传输有一定的负面影响，主要体现在过长的TCP超时和重传引起较大的带宽浪费，此外还要考虑卫星环境下的一些TCP特性，如窗口较小，往返定时器不精确，以及启动窗口等问题。研究人员对提高卫星网中的TCP性能提出了各种解决方案，研究涉及链路层差错控制方案和协议，更完善的TCP版本等各个方面。

（1）链路层改进

　　卫星TCP中，链路差错率是一个主要考虑的方面。目前已有各种差错控制方案可供选择，由于它们不是TCP专用的，放在此仅简单介绍一下。前向纠错（EEC）方案和自动重传（ARQ）协议是两个主要的差错控制方法。前向纠错方案中可以选择卷积编码和级联编码，一些较高级的编码方案还同时采用比特交织技术减小突发错误的影响。较好的系统通过采取这些差错控制方案，BER值可超过10－7的范围，从而使分组差错率达到10－9以上。但是由于差错控制方案引入了数据冗余，编码复杂度减慢了卫星调制解调器的速度并降低了带宽效率。因此不同的业务和网络条件支持的编码方案的范围是不同的。系统设计中应根据具体情况具体分析，例如，可根据业务对延迟是否敏感采用不同的编码级数，还可使用数据压缩技术抵消由编码引起的带宽效率降低。

　　自动重传协议包括停止——等待、返回和选择重传等三种类型。自动重传协议由于额外的重传延迟不适合较高的BER环境。尽管选择重传较另两种自动重传效率高些，但需要调制解调器中有较高的复杂度，TCP和选择重传间的相互影响还有待深入研究。

（2）TCP改进

　　对于卫星TCP／