ITU-R M 1636 FRENCH-2003 Basic reference models and performance parameters of Internet Protocol packet network transmission in the mobile-satellite service《移动卫星业务中互联网协议包网络传输基本参考模型和.pdf

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1、 Rec. UIT-R M.1636 1 RECOMMANDATION UIT-R M.1636 Modles de rfrence de base et paramtres de qualit de fonctionnement de la transmission sur rseau en protocole Internet commutation par paquets dans le service mobile par satellite (Questions UIT-R 85/8, UIT-R 87/8, UIT-R 112/8 et UIT-R 233/8) (2003) Rs

2、um Cette Recommandation dfinit les modles de rfrence de base et les paramtres de qualit de fonctionnement de la transmission sur rseau en protocole Internet (IP) commutation par paquets dans le service mobile par satellite (SMS). Ces modles et paramtres ainsi dfinis sont destins servir de base techn

3、ique partir de laquelle les objectifs de qualit de fonctionnement et de disponibilit seront fixs, compte tenu des caractristiques techniques et oprationnelles de la transmission sur rseau commutation par paquets dans le SMS. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que la transmissio

4、n en protocole Internet (IP) par paquets est devenue lun des principaux services offerts par les rseaux de communication modernes y compris les systmes mobiles satellites; b) que les circuits fictifs de rfrence, les caractristiques techniques, les objectifs de qualit de fonctionnement et les exigenc

5、es en matire de disponibilit ont t dfinis pour les SMS conventionnels dans un certain nombre de Recommandations existantes; c) que les caractristiques techniques et la qualit de fonctionnement doivent tre dfinies sur la base des couches paquet IP, outre la qualit de fonctionnement de base de la tran

6、smission numrique sur des liaisons support du SMS; d) quil est ncessaire de dfinir des modles de rfrence, des caractristiques techniques, des paramtres de qualit de fonctionnement destins servir de base technique pour le dveloppement de la transmission IP par paquets dans le SMS; e) que les tudes re

7、latives la qualit de fonctionnement et la disponibilit de la transmission IP par paquets sont en cours dans dautres instances de lUIT-T et de lUIT-R; f) que les proprits spcifiques du SMS doivent tre prises en considration lors de ltude des objectifs de qualit de fonctionnement et des exigences en m

8、atire de disponibilit dans le cadre de la transmission sur rseau commutation par paquets IP; g) que les tudes fondes sur un modle de rfrence de base de la transmission de donnes par paquets IP sont utiles mais quil est toutefois ncessaire de disposer de modles de rfrence volus pour pouvoir tudier la

9、 transmission de donnes par paquets IP plus volue dans le SMS, recommande 1 dappliquer lensemble minimal de modles de rfrence de base prsents dans lAnnexe 1 la transmission par paquets IP dans le SMS; 2 dutiliser les caractristiques techniques dfinies dans lAnnexe 2 pour les tudes et les dfinitions

10、relatives aux paramtres de qualit de fonctionnement et la disponibilit pour les applications de la transmission par paquets IP dans le SMS dfinies dans lAnnexe 1; 2 Rec. UIT-R M.1636 3 dutiliser les paramtres et dfinitions de la qualit de fonctionnement dfinis dans lAnnexe 3 pour la transmission par

11、 paquets IP dans le SMS dfinis dans lAnnexe 1. Annexe 1 Modles de rfrence de base pour la transmission par paquets IP dans le SMS 1 Introduction Les systmes du SMS offrent une couverture mondiale. Rcemment, des services de transmission par paquets IP ont t introduits dans certains de ces systmes. To

12、utefois, les rseaux de transmission par paquets IP ne sont pas formellement structurs. Une connexion fictive de rfrence na pas encore t bien dfinie pour ce type de transmission. Il est donc important de dfinir lutilisation des liaisons du SMS pour les services de transmission par paquets IP et de sp

13、cifier un modle de rfrence partir duquel les caractristiques et la qualit de fonctionnement pourront tre tudies. 2 Modle de rfrence de base de la transmission par paquets IP dans le SMS Les liaisons du SMS ne seront pas utilises comme liaisons dinfrastructure haute vitesse dans des rseaux noyau IP.

14、Elles sont considres comme faisant partie de la portion accs vers un routeur dextrmit dans le rseau IP mondial. Deux applications des liaisons SMS sont envisages. La premire est une connexion daccs dun terminal dutilisateur vers un routeur (R) telle que reprsente la Fig. 1. La seconde est une connex

15、ion de capacit plus grande entre un rseau local (LAN, local area network) mobile et un routeur dextrmit telle quillustre la Fig. 2. 1636-01RRRRFIGURE 1Connexion terminal dutilisateur-routeurSatelliteLiaison deconnexion(SFS)RseaunoyauStation terriennepasserelleTerminaldutilisateurLiaison satellite Tr

16、onon de TerreLANLiaison deservice(SMS)Rec. UIT-R M.1636 3 1636-02RRRRRFIGURE 2Connexion rseau LAN-routeur SatelliteLiaison de connexion(SFS)RseaunoyauStation terriennepasserelleLiaison satellite Tronon de TerreLANLiaison de service(SMS)TerminalmobileLAN2.1 Modles de rfrence La classification des top

17、ologies du SMS est reprsente dans le Tableau 1 et le routage correspondant est reprsent la Fig. 3. Cette Recommandation englobe les modles de rfrence signals par un Oui dans le Tableau 1. Les systmes satellites OSG et non OSG sont inclus. Les systmes non OSG englobent les satellites sur orbite terre

18、stre basse (LEO, low Earth orbit) et sur orbite moyenne (MEO, medium earth orbit) lexclusion des satellites sur orbite fortement elliptique (HEO, highly elliptical orbit). On suppose quil sagit de systmes du type tuyau coud car le traitement bord ajoute un dlai de traitement supplmentaire et les lia

19、isons inter-satellites (LIS) ncessitent un dlai de propagation additionnel. TABLEAU 1 Classification des configurations de systmes du SMS Caractristiques Trajet OSG HEO MEO LEO Bond unique A-B-C-D Oui Non Oui Oui Double bond sans LIS A-B-C-B-A ou A-B-C-C-B-A Non Non Non Non Double bond via LIS A-B-B

20、-A Non Non Non Non 4 Rec. UIT-R M.1636 1636-03RRRRRRAABCCDBSatelliteLiaison de connexion(SFS)RseaunoyauStationterriennepasserelleTerminaldutilisateurLiaison satellite Tronon de TerreLANLiaison de service(SMS)Connexion par LISnon prise en considration dansla prsente RecommandationConnexion double bon

21、d non priseen considration dans laprsente RecommandationConnexion prise en considration dans la prsente RecommandationFIGURE 3Routage des paquets vis par la prsente RecommandationSatelliteCes modles illustrent les dfinitions de la partie SMS et des points dinterface du rseau complet commutation par

22、paquets IP. Il convient de noter que la partie satellite se compose dune liaison de service du SMS et dune liaison de connexion classe comme relevant du SFS. Toute la discussion contenue dans la prsente Recommandation sera fonde sur ces modles pour ltude des caractristiques techniques et la qualit d

23、e fonctionnement des services en mode paquets IP dans le SMS. 2.2 Utilisation de connexions physiques pour raliser des connexions logiques Le SMS tant par nature un systme accs multiple pour les utilisateurs, il peut exister de nombreux cas dans lesquels un circuit support satellite est utilis pour

24、raliser des connexions IP dutilisateur. Le cas le plus simple correspond une utilisation particulire dun circuit support satellite pour raliser une seule connexion IP pour un utilisateur (Fig. 4a). Dans ce cas le circuit support satellite est suppos prsenter une capacit de transmission fixe. Il exis

25、te un autre cas o plusieurs utilisateurs se partagent la capacit dun mme circuit support satellite. Dans ce dernier cas, une partie de la capacit fixe dans le circuit support satellite est assigne chacun des utilisateurs (Fig. 4b). Du point de vue de chaque utilisateur, il est thoriquement possible

26、dans le cas de la Fig. 4c de modifier la capacit assigne de manire dynamique pendant que plusieurs utilisateurs se partagent cette capacit et ceci sur la base du concept du service assur au mieux. Lattribution dynamique de capacit est traite dans la prsente Recommandation. Dans ce contexte, on enten

27、d par utilisateur un terminal mobile dutilisateur reli par une liaison par satellite. Une sortie LAN qui est connecte la liaison par satellite est donc un utilisateur mme si le rseau LAN prend en charge plusieurs utilisateurs de service IP. Rec. UIT-R M.1636 5 1636-04aRTerminaldutilisateurStationter

28、riennepasserelleLiaison de service N kbit/sLiaison de connexion N kbit/sSatelliteFIGURE 4aLiaison par satellite dans le cas dune seule connexion dutilisateur1636-04bRSatellite4N kbit/s2N kbit/sN kbit/sN kbit/sTerminaldutilisateur ATerminal dutilisateur BTerminaldutilisateur CCapacit totale4N kbit/sN

29、 kbit/sN kbit/s2N kbit/sVers terminal dutilisateur AVers terminal dutilisateur BVers terminal dutilisateur CStationterriennepasserelleFIGURE 4bLiaison par satellite scinde en plusieurs connexions dutilisateuravec attribution de capacit fixe6 Rec. UIT-R M.1636 1636-04cRSatellite4N kbit/sTerminaldutil

30、isateur ATerminal dutilisateur BTerminal dutilisateur CCapacit totale4N kbit/sDu terminal dutilisateur ADu terminal dutilisateur BDu terminal dutilisateur CStationterriennepasserelleFIGURE 4cLiaison par satellite scinde en plusieurs connexions dutilisateuravec attribution dynamique de capacitAllocat

31、iondynamique decapacitAttribution dynamique de capacitAnnexe 2 Caractristiques techniques ncessaires la prise en charge des couches infrieures de transmission par paquets IP dans le SMS 1 Caractristiques techniques et paramtres de transmission Etant donn que le service de transmission par paquets IP

32、 est assur sur une liaison numrique du SMS, il est naturel de dcrire les caractristiques techniques en mettant laccent sur les paramtres de transmission. Les paramtres ci-aprs sont les lments de base qui permettent de caractriser une liaison numrique du SMS de ce type dans laquelle est assur un serv

33、ice de transmission par paquets IP. Pour ces paramtres, on a utilis leurs dfinitions conventionnelles. a) Caractristiques de transmission du support Type de transmission Dbit de transmission (bit/s) Schma de correction derreur directe (CED) Seuil de TEB Pourcentage de temps pendant lequel le seuil d

34、e TEB nest pas dpass. Rec. UIT-R M.1636 7 b) Caractristiques de transmission par paquets pour la couche 2 Description gnrale du protocole de couche 2 Structure de trame de la liaison par satellite du SMS et adaptation paquet-trame Longueur des paquets Structure de len-tte des paquets Contrle derreur

35、 et capacit de retransmission de couche 2 Eventuel schma de limitation des collisions de paquets Conversion de la pile protocolaire pour la liaison par satellite du SMS. c) Caractristiques temporelles Temps de propagation (ms) Dans le cas de systmes satellites OSG, le temps de propagation dpend de l

36、a position relative du mobile par rapport la position orbitale du satellite, et on considre quil est constant pour chaque mobile stationnaire si lon nglige une lgre fluctuation. Par ailleurs, dans le cas de systmes satellites en orbite circulaire intermdiaire MEO, le temps de propagation le plus fai

37、ble au niveau du point subsatellite est de 69 ms et le temps de propagation le plus lev en bordure de la zone couverte par le satellite est de 103 ms. Le temps de propagation sera infrieur dans le cas de systmes satellites LEO. Saut de temps de propagation lors du transfert de satellite (ms) Une mod

38、ification brusque du temps de propagation peut tre observe lorsquil y a transfert dun satellite un autre dans le cas de constellations satellite non OSG ou OSG. La probabilit de transfert entre satellites est diffrente pour les systmes satellites non OSG et les systmes satellites OSG. Dans le cas de

39、 systmes OSG, ce transfert peut uniquement se produire pour des terminaux mobiles en dplacement, d au repositionnement ou au phnomne doccultation d linfrastructure. Dans le cas de systmes satellites en orbite circulaire intermdiaire MEO, la valeur du saut de temps de propagation sera maximale dans u

40、ne configuration de transfert o un satellite est situ un angle dlvation faible pour lequel le temps de propagation est maximal (103 ms) vers un autre satellite pour lequel le temps de propagation est minimal (69 ms). Le saut de temps de propagation le plus important sera donc de 34 ms dans ce cas. A

41、nnexe 3 Paramtres de qualit de fonctionnement et dfinition de ces paramtres dans le cas de la transmission par paquets IP dans le SMS 1 Introduction Les paramtres de qualit de fonctionnement propres aux paquets IP revtent un caractre essentiel dans le cas dun service de transmission par paquets IP d

42、ans le SMS. Les dfinitions contenues dans les Recommandations UIT-T Y.1540 et UIT-T Y.1541 devraient servir de base la prsente analyse. Paralllement, les aspects propres au SMS doivent tre pris en considration. Ce serait une erreur, dans le cas dapplications du SMS, de porter une trop grande attenti

43、on aux paramtres dans leurs dtails. Les proprits spcifiques des systmes du SMS OSG et non OSG doivent tre correctement refltes dans la dfinition des paramtres gnraux. Il est galement important de choisir les paramtres adapts lattribution dobjectifs de qualit de fonctionnement aux diffrentes sections

44、 dune connexion IP dans une liaison du SMS. 8 Rec. UIT-R M.1636 2 Dfinition des paramtres de qualit de fonctionnement 2.1 Paramtres associs aux paquets IP Les paramtres suivants sont considrs comme tant essentiels. Chaque paramtre est dfini et interprt dans le contexte du SMS. Ils suffisent caractri

45、ser le transfert de paquets IP sur une liaison du SMS. Dautres paramtres, tel le dbit erratique de transfert des paquets, sont considrs comme tant trop dtaills pour tre appliqus aux liaisons du SMS. 2.1.1 Temps de transfert des paquets IP (IPTD, IP packet transfer delay) Le temps IPTD est le temps d

46、e transmission total associ une connexion IP de bout en bout. Ce temps peut tre galement dfini pour une section dune connexion de bout en bout. Le temps IPTD pour une connexion de bout en bout doit tre attribu correctement toutes les sections formant la connexion de bout en bout. Etant donn que le t

47、emps de transmission est considr par certains ingnieurs comme tant trop important sur une liaison satellite, il est essentiel didentifier la valeur admissible de lIPTD pour la section liaison mobile par satellite comprenant la fois une liaison de connexion et une liaison de service. Les systmes de t

48、ransmission par paquets IP sont classs en systmes sensibles au temps de propagation et en systmes sensibles aux erreurs. Dans le cahier des charges du systme, il est indiqu quel systme utiliser en fonction de limportance accorde au temps de propagation ou aux erreurs. Le temps IPTD pour une liaison du SMS,