CCSDS空间通信协议及和互联网通信协议的比较.docx

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随着卫星通信和地面互联网技术的不断发展，卫星间、卫星与地面间以及地面各系统间信息的交叉传输不断增多，这就要求有一套统一、兼容、高效的空间通信协议来保障。
随着卫星通信和地面互联网技术的不断发展，卫星间、卫星与地面间塞发生都使传输速率减半，再通过慢启动逐渐恢复)，不必要地降低了传输效率。
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＞信道不对称影响应答控制。卫星通信的一个显著特征是前向链路和反向链路不对称，反向链路受限造成应答延迟或丢失，进而造成前向发送阻塞，慢启动缓慢，避免超时重传的“快速重传”机制有效性下降。
＞不具备动态路由能力。很多空间通信系统各传输节点的拓扑结构是动态变化的，每一次端到端的数据传输都可能经过不同的路径，这就要求通信协议具有动态路由能力，而标准TCP/IP的路由功能是静态的，无法完成动态路由。
此外，不定的信号往返周期和非地球同步卫星的多中转传输等问题也对TCP/IP的工作有影响，这里不做过多讨论。

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为了解决TCP/IP在空间通信应用中的这些问题，各种基于TCP/IP的空间通信衍生协议应运而生。这些协议主要在慢启动算法、快速重传与恢复、拥塞避免、TCP头压缩、应答机制、动态路由等方面做了改进，使其能够更好地为空间通信服务。其中，以CCSDS制定的SCPS和CFDP最为成功。SCPS的主要作用是为遥感卫星和数据中继卫星之间提供高效文件传输，CFDP用来解决空间网络中两点之间可靠的数据文件传输。
二、SCPS的介绍及与TCP/IP的比较
SCPS-QTCP/IP在升放式糸玩且联(OSI)模型中的关系如表丨所示。

1999年由CCDSS提出的SCPS是一套基于TCP/IP的从网络层到应用层的空间通信协议，最早服务于空间科研和军事应用，后来逐渐民用化，现已被录入ISO国际标准。SCPS包括四层协议：
＞网络协议(SCPS-NP)：同时支持静态和动态路由及多种信道环境，并可随服务业务不同而改变头部结构定义。
＞安全协议(SCPS-SP):
提供天地端到端传输的完好性服务、保密服务和鉴权服务。
＞传输协议(SCPS-TP)：提供传输层端到端的可靠传输，对在不可靠路径上传输的遥控遥测信号传输进行优化。
＞文件协议(sCPS-FP):对应TCP/IP中的互联网FTP,对卫星指令和程序上传、遥控遥测信号下传进行了优化，支持人工文件续传等功能。
SCPS各层协议端到端的服务如图1所示。
相对于其他TCP/IP改进协议,SCPS在地面有线信道和空间无线信道上都有很好的表现。其网络协议和安全协议受通信延迟的影响更小，可以被运用在星地通信和深空星际通信中。它与TCP/IP良好的同源性和互通性也使其成为卫星接人互联网的通信协议首选。

表2总结了SCPS和TCP/IP在所涉及的各层协议上的不同。
SCPS在其所涉及的各层协议的构架和内容上，都根据空间通信的特点对TCP/IP进行了优化和补充。目前对SCPSSE作表现的理论论证充分显示了它较TCP/IP的优越性；但由于缺乏卫星实验平台，实验评测较有限。已有的模拟实验对采用不同重传机制的SCPS-TP(SCPS-VJ和SCPS—Vegas)的工作情况进行了测试，结果总结如下：
＞对称信道：
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——SCPS-TP与TCP在低误码率信道(BER=0-10-6上表现相似。
——在高误码率信道（BER）从10-6曾至10-5更高）上。SCPS-TP文件传输时间明显小于
TCP,SCPS-TP的吞吐量明显高于TCP。
SCPS-VJ与SCPS-Vegas工作表现在各误码率上基本相同。
——当传输的文件较大时（大于10K）,SCPS-VJ与TCP所用时间基本相同。小于SCPS—Vegas所用时间。
＞非对称信道：
——在任何误码率下，SCPS-TP文件传输时间都明显小于TCP，SCPS-TP的吞吐量明显高于TCP。
SCPS-VJ与SCPS-Ve