IP数据传输，由于延迟时间过长，通常的TCP滑动窗口大小限制了卫星链路的最高吞吐量；同样，由于ACK从卫星返回得十分缓慢，TCP达到全速时需要一个较长的提速时间，即使对于一个较小的数据连接也是如此。许多调整的参数可用于增强TCP的性能，包括数据段、定时器和窗口的大小。TCP实现中含有大量拥塞避免算法，如启动、选择重传和选择确认，它通常能改进像Internet这样的共享网络的性能。但在许多拥塞控制算法，特别是慢启动中，当中等数量数据正在一个具有较大带宽延迟特性的链路上传输时，会产生端到端通信的低效带宽利用问题。对此需要有相应的解决办法。

A．基本TCP改进

　　TCP的一个问题是它的缺省窗口大小仅限于16bit，这个值对于卫星高BDP来说是不够的。由于要求的窗口大小很容易超出最大允许的65536字节，这限制了最大吞吐量接近1Mbit／S（低于T1速率）。简单地为TCP窗口大小安排更多的比特是不可行的，因为对报头的相应改变会造成老版本网络互联的复杂化。窗口扩缩（window scaling）选项解决了这一问题，它允许启动时的连接协商一个比例因子，这个因子通常是2的幂，最大允许窗口达到32bit，这对于卫星网络是足够了。然而增大的窗口也会引起序列号回绕的问题，要求附加回绕保护序列号（PAWS）机制。这两个特点对于卫星TCP是基本的，特别对于GEO系统犹为如此。

　　较大的往返延迟偏差将导致不精确的往返时间估计，它最终将降低TCP的丢失检测机制的效能，可能导致拥塞崩溃。TCP的定时机制一次仅计时一个TCP数据段，造成对于动态条件和较大窗口环境而言过粗的取样速率，特别是在缓存延迟与传播延迟数量级相同时。在启动时显示的TCP，回应（echo）选项通过将一个发端时基与每个数据段相关联解决了这个问题。接收方回应这些时，给出处理延迟的ACK定时器和不连续序列号（如丢掉的数据段）的措施。考虑到较大的延迟偏差和增加的缓存要求，回应选项对于TCP卫星网络很重要。

B．选择性确认改进

　　TCP接下来的一个主要缺点是它易受多个丢失的影响，造成它失去它的“自计数”属性和超时。在长延迟网络中，阻止不必要的窗口减小并仅重发受损／丢落分组，有助于提高带宽利用率，如ITU－T为卫星制定的SSCOP协议。这类协议称为选择性确认（TCP SACK），对TCP协议提出了明显的改进。TCP SACK是一个数据发现算法，其中接收方能够有选择地示意哪个数据块（数据段）没有收到。这允许接收方仅精确地重传这些遗漏的分组，从而有效地降低了不必要的重传。

　　研究结果显示TCP SACK适合于具有中等丢失率（低于窗口大小的50％）的长延迟网络环境，对于线路丢失率较严重的网络，在SACK基础上改进的前向ACK （FACK）建议比较适合。前向ACK进一步地结合了拥塞控制以及数据发现算法，尽管对于高噪声卫星环境还有待进一步研究，前向ACK有望提供较高的性能增益。

C．非对称性考虑

　　信道不对称问题的一个有效的解决办法是确保适当的反向带宽并使用充分大的分组。否则，增加的前向ACK在要求处理较大的线性速率突发错误。像弹出“旧的”ACK分组，甚至是操纵ACK序列号这样更精细的ACK处理方案在这里也是有帮助的。这些方案试图保持和退回包含较高序列号的ACK分组，整体上改进了吞吐量。

D．ACK控制方案

　　ACK控制方案最初用于改进在ATM上进行TCP传输的性能，由于TCP反馈环和ATM拥塞控制两者的时间度量差异较大（前者为几百毫秒，后者为几毫秒），引入ACK控制方案的目的是使两者更好地匹配。其中有两种方案引人注目，一种是延迟返回的ACK分组，一种是修改返回ACK分组中的接收机窗口段。ACK控制的好处是不需修改TCP协议栈，仅发端变得复杂一些。ACK控制方案不是ATM专用的，它也很适合卫星网络。

3．卫星IP网络的实现

　　IP over卫星和IP over卫星ATM这两种卫星IP网络各有特点，应用的通信卫星技术有所不同。

（1）IP over卫星

　　这里的卫星主要指现阶段的C或Ku波段静止轨道卫星，可用于作为地面网中继的大型卫星关口站或VSAT卫星通信网。这种方式主要是采用协议网关来实现。协议网络既可以是单独的设备，也可以将功能集成到卫星调制解调器中。它截取来自客户机的TCP连接，将数据转换成适合卫星传输的卫星协议（卫星协议是根据前面所述的针对卫星特点对TCP的改进），然后在卫星线路的另一端将数据还原成TCP，以达成与服务器的通信。整个过程中，协议网关将端到端的TCP连接分成三个独立的部分：一是客户机与网关间的远程TCP连接；二是两个网关间的卫星协议连接；三是服务器方网关与服务器问的TCP连接。

　　这一结构采取分解端到瑞连接的方式，既保持了对最终用户的全部透明，又改进了性能。客户机和服务器不需做任何改动，TCP避免拥塞装置可继续保留地面连接部分，以保持地面网段的稳定性。同时通过在两个网关间采用大窗口和改进的数据确认算法，减弱了窗口大小对吞吐量的限制，避免了将分组丢失引起的传输超时误认为是拥塞所致。

(2)IP over卫星ATM

　　为了满足多媒体通信业务的需求，许多宽带卫星计划正在快速发展中，采用星上处理和ATM技术是其主要特点。IP over卫星ATM使宽带卫星能够无缝传输Internet业务，因而这种方式的卫星IP网将更好地满足未来人们对数据传输的需求。在卫星ATM网络中，卫星被设计为能支持几千个地面终端。地面终端通过星上交换机建立VC（Virtual Channel），与另一个地面终端之间传输ATM信元。由于星上交换机有限的能力，每个地面终端能用于TCP／IP数据传输的VC数量有限。当路由选择IP业务进出ATM网时，这些地面终端成为IP与ATM间的边缘设备（路由器）。这些路由器必须能够将多个IP流聚集到单个VC中。除了流量和VC管理之外，地面终端还提供在IP和ATM网间拥塞控制的方法。卫星上ATM交换机必须在信元和VC级完成业务管理。此外，为了有效利用网络带宽，TCP主机实现各种TCP流量和拥塞控制机制。IP over卫星ATM可以利用前面讨论的卫星知P改进和协议网关等技术，地面网中IP over ATM的一些技术也适用。

　　由于卫星在现代通信基础设施中发挥越来越重要的作用，卫星网与IP网的结合是当今卫星通信领域最热门的话题之一。但由于卫星网络固有的一些特性影响了获得良好TCP性能，主要