基于DiffServ over MPLS的空—地網(wǎng)QoS控制研究.pdf

1、空間通信具有距離遠(yuǎn)、環(huán)境復(fù)雜、存在可變時(shí)延、傳輸錯(cuò)誤率高、空間網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)、資源和星載設(shè)備處理能力有限等特點(diǎn)；而隨著空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，深空通信不再停留在科學(xué)數(shù)據(jù)的應(yīng)用上，通信范圍發(fā)展為包括語(yǔ)音、視頻圖像和靜止圖像等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)結(jié)合的綜合性業(yè)務(wù)。因此，隨著空間通信的迅速發(fā)展，空間網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量已逐漸成為一個(gè)具有重要意義的研究課題。據(jù)此，本文提出了一種基于DiffServ over MPLS技術(shù)深空網(wǎng)絡(luò)通信QoS控制方案。 本文首先

2、詳細(xì)討論了空間咨詢委員會(huì)(The Consultative Committee for Space Data Systems，CCSDS)提出的高級(jí)在軌系統(tǒng)(Advanced Orbiting Systems，AOS)建議書，對(duì)其八種業(yè)務(wù)類型和相應(yīng)的數(shù)據(jù)單元格式進(jìn)行了逐一研究。接著分析了現(xiàn)有的各種服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)實(shí)現(xiàn)機(jī)制：綜合服務(wù)(Integrated service，IntServ)模型、差分服

3、務(wù)(Differnciated Service，DiffServ)模型和多協(xié)議標(biāo)記交換(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)模型，并比較了三種模型的特點(diǎn)。MPLS是一種很有前途的核心網(wǎng)技術(shù)，屬于第三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，也是新一代的IP高速骨干網(wǎng)絡(luò)交換標(biāo)準(zhǔn)，其良好的第二層快速轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)和第三層靈活的路由功能非常適合特殊的空間通信網(wǎng)絡(luò)，特別是其與DiffServ技術(shù)的結(jié)合，作為一種優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量模型正以迅猛的勢(shì)

4、頭發(fā)展著。 本文在深入分析CCSDS提出的網(wǎng)絡(luò)模型和業(yè)務(wù)類型的基礎(chǔ)上，根據(jù)文獻(xiàn)中AOS的數(shù)據(jù)傳送和分路方式，提煉出lP數(shù)據(jù)包在CCSDS AOS中的封裝過(guò)程。由于IP包屬于網(wǎng)間業(yè)務(wù)，該封裝過(guò)程選用AOS建議書中的網(wǎng)間業(yè)務(wù)、封裝業(yè)務(wù)、多路復(fù)用業(yè)務(wù)和虛擬信道訪問(wèn)業(yè)務(wù)進(jìn)行封裝；并根據(jù)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和未來(lái)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用需求特性，提出了一種將DiffServ over MPLS技術(shù)應(yīng)用于深空網(wǎng)絡(luò)通信的QoS控制方案。在本文的方案中，基于

5、DiffServ over MPLS的IP數(shù)據(jù)包通過(guò)CCSDS AOS封裝過(guò)程，首先被封裝業(yè)務(wù)包裝成封裝協(xié)議數(shù)據(jù)單元，并與多路復(fù)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元一起被復(fù)用成為復(fù)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元，然后進(jìn)入虛擬信道訪問(wèn)子層，虛擬信道使多個(gè)數(shù)據(jù)流共享同一個(gè)物理信道進(jìn)行傳輸。為使數(shù)據(jù)流通過(guò)空間信道時(shí)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠和穩(wěn)定的業(yè)務(wù)需求，在該層數(shù)據(jù)流被放入長(zhǎng)度固定的虛擬信道協(xié)議數(shù)據(jù)單元中。最后對(duì)虛擬信道協(xié)議數(shù)據(jù)單元進(jìn)行差錯(cuò)控制后將其置入物理信道中進(jìn)行傳輸。由于時(shí)延、時(shí)延抖