本書主要介紹衛星通信網絡的基礎知識、體系結構、與網絡互聯相關的各種問題、資源管理、安全機制，以及天地一體化信息網絡和下一代衛星網絡的發展等內容。全書重點圍繞衛星通信網絡與地面網絡的差異，力求涵蓋網絡互聯的各個方面，并結合衛星系統實例進行了較為全面的闡述。本書可作為國內高等院校通信學科各專業本科高年級和研究生的教材或參考書。對于從事衛星通信工作或希望了解衛星通信網絡的工程技術人員，本書同樣具有參考價值。
續欣博士，解放軍理工大學副教授，主講衛星通信網絡技術、數字通信系統、軍事通信系統等課程。主要從事衛星網絡方面的多項科研項目的研制，多次獲得軍隊科技進步二等獎、三等獎。
第1章 衛星通信系統與網絡 1
1.1 概述 1
1.2 衛星通信的發展歷史 3
1.3 衛星通信系統的組成 4
1.3.1 空間段 4
1.3.2 地面段 5
1.4 通信衛星的軌道和頻率 6
1.5 衛星通信的特點 8
1.6 衛星網絡的業務與應用 9
1.7 衛星網絡的分類 10
1.7.1 按形成的拓撲結構分類 10
1.7.2 按提供的通信服務分類 11
1.8 衛星網絡的發展 12
第2章 衛星通信網絡體系結構 13
2.1 概述 13
2.2 寬帶多媒體衛星通信系統 13
2.2.1 基本概念 13
2.2.2 系統組成 14
2.2.3 BSM網絡類型和拓撲結構 15
2.2.4 網絡參考模型 18
2.2.5 協議體系結構 22
2.2.6 網絡實例 26
2.3 衛星移動通信系統 27
2.3.1 基本概念 27
2.3.2 衛星移動通信系統的網絡結構及特點 27
2.3.3 衛星移動通信系統的組網形式 29
2.3.4 網絡實例 30
2.4 廣播衛星通信系統 35
2.4.1 基本概念 35
2.4.2 廣播衛星通信網的分類和系統體系結構 36
2.5 VSAT衛星通信系統 39
2.5.1 基本概念 39
2.5.2 VSAT衛星通信網的組成 39
2.5.3 VSAT衛星通信網的拓撲結構和組網形式 40
第3章 衛星網絡中的IP 44
3.1 概述 44
3.2 IP在衛星網絡中存在的主要問題 45
3.3 衛星IP網絡承載的業務需求 46
3.3.1 網絡層業務需求 46
3.3.2 高層業務需求 47
3.4 衛星IP網絡的QoS 47
3.4.1 衛星IP網絡QoS目標 48
3.4.2 衛星IP網絡的QoS體系結構 49
3.5 衛星IP網絡 59
3.5.1 衛星網絡中IP報文的封裝 59
3.5.2 衛星IP組網 60
3.5.3 衛星IP網絡交換和路由 60
3.6 衛星IP多播技術 66
3.6.1 IP多播 66
3.6.2 IP多播路由 68
3.6.3 衛星網絡中的IGMP 69
3.6.4 衛星網絡中的多播路由協議 70
3.6.5 衛星上的可靠多播協議 71
3.7 衛星網絡中的IP移動性 72
3.8 主要的衛星IP標準和系統 73
3.8.1 IPoS標準 74
3.8.2 歐洲SATSIX衛星通信系統 80
第4章 衛星信道對傳輸層協議的影響 89
4.1 概述 89
4.2 TCP性能分析 89
4.2.1 TCP和衛星信道特點 89
4.2.2 TCP流量控制、擁塞控制和誤碼恢復 90
4.3 衛星網絡中對TCP機制的改進 91
4.3.1 慢啟動 91
4.3.2 丟包恢復策略的改進 93
4.3.3 擁塞避免策略的改進 96
4.4 非端到端解決方法 97
4.4.1 分段方法 97
4.4.2 性能增強代理（PEP） 98
4.5 端到端解決方法—衛星網絡環境中的傳輸層協議 108
4.5.1 TCP協議在衛星網絡環境中的不同版本 109
4.5.2 衛星網絡傳輸層協議 114
4.6 PEP技術的新發展 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 基于網絡編碼的方法 120
4.6.4 移動PEP 122
第5章 衛星網絡的資源管理 125
5.1 衛星網絡中的資源管理框架 125
5.1.1 頻率/時間/空間資源分配策略 126
5.1.2 功率分配和控制策略 127
5.1.3 CAC和切換算法 127
5.2 資源管理中的跨層方法 128
5.2.1 跨層方法概述 128
5.2.2 基于跨層方法的空中接口設計 129
5.2.3 衛星網絡資源管理的跨層設計需求 131
5.3 接入策略和報文調度技術 133
5.3.1 上行鏈路接入策略 133
5.3.2 下行鏈路調度技術 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衛星系統中的切換和呼叫接入控制（CAC） 138
5.5 動態帶寬分配 140
5.5.1 分配方法概述 140
5.5.2 DVB-RCS系統中的動態帶寬分配 142
5.5.3 MF-TDMA系統中的動態帶寬分配 144
第6章 衛星通信網絡管理 148
6.1 概述 148
6.1.1 網絡管理 148
6.1.2 衛星通信網絡管理簡介 148
6.2 現有網管體系結構 149
6.2.1 OSI網管系統 150
6.2.2 SNMP網管框架（IETF） 152
6.2.3 TMN 154
6.3 衛星通信網絡管理系統 156
6.3.1 BSM衛星網管系統規范 158
6.3.2 典型的衛星通信網管系統 164
第7章 衛星通信網絡安全機制 177
7.1 概述 177
7.1.1 衛星網絡面臨的主要安全威脅 177
7.1.2 安全目標 178
7.1.3 衛星鏈路特性對安全機制的影響 179
7.2 網絡模型中的安全策略 179
7.2.1 鏈路層安全 179
7.2.2 網絡層安全 181
7.2.3 傳輸層安全 181
7.2.4 應用層安全 182
7.3 與衛星網絡安全相關的場景 183
7.3.1 端到端安全 183
7.3.2 安全網關（網關/終端）之間的安全 184
7.3.3 聯合主機和網關的安全 184
7.3.4 遠端主機到網關的安全 185
7.4 衛星網絡安全需求 185
7.5 衛星網絡安全體系結構 186
7.6 衛星網絡安全的相關問題 187
7.6.1 衛星網絡中的IPSec 187
7.6.2 構建衛星VPN網絡 190
7.6.3 衛星IP網絡的多播安全 191
7.7 衛星網絡安全體系結構實例 192
7.7.1 SATSIX系統安全體系結構 192
7.7.2 IPoS安全體系結構 194
第8章 衛星通信網與地面網的互聯 196
8.1 概述 196
8.2 衛星網絡與異構網絡的互聯 196
8.2.1 業務互通 197
8.2.2 編址方式 197
8.2.3 路由問題 197
8.3 衛星網絡與IP網絡的互聯 198
8.3.1 物理層互聯 198
8.3.2 鏈路層互聯 198
8.3.3 網絡層互聯 199
8.3.4 通過網關實現互聯 199
8.4 衛星網絡中的SDH——Intelsat 200
8.5 衛星網絡中的ISDN 200
8.5.1 ITU-T ISDN假設參考連接（IRX） 201
8.5.2 ITU-R的衛星假設參考數字路徑（HRDP） 201
8.5.3 衛星網絡與ISDN互聯 202
第9章 天地一體化信息網絡 204
9.1 概述 204
9.2 天地一體化信息網絡基本結構 206
9.3 天地一體化網絡的系統需求 208
9.4 天地一體化信息網絡體系結構 208
9.4.1 軟件定義網絡（SDN） 208
9.4.2 現有衛星網絡的特點 209
9.4.3 基于SDN的天地一體化網絡體系結構 211
9.5 天地一體化信息網絡協議體系結構 215
9.5.1 基于IP協議的體系結構 215
9.5.2 CCSDS體系結構 216
9.5.3 DTN 219
9.5.4 IP、CCSDS和DTN并存 221
第10章 基于衛星網絡的下一代互聯網 223
10.1 概述 223
10.2 新業務與新應用 223
10.3 衛星IPv6網絡 224
10.3.1 IPv6概述 224
10.3.2 衛星上的IPv6網絡 226
10.3.3 通過衛星網絡建立IPv6隧道 227
10.3.4 衛星網絡中IPv6到IPv4的轉換 228
10.4 衛星網絡與5G的融合 229
10.5 衛星網絡未來的發展 231
參考文獻 232
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