將IP技術應用到衛星通信中，能發揮二者的優勢，應用前景非常廣闊，特別適應于軍事通信、民用船只和飛機等移動通信、遠程醫療、遠程教育和應急通信等場合。近年來IP和多媒體技術在衛星通信中的應用已成為一個新的研究熱點。

1寬帶IP衛星通信技術發展的原因

隨著全球因特網業務的蓬勃發展，特別是人們對集數據、話音和視頻等于一體的多媒體業務的需求迅速增長，導致基于IP協議的業務需求量急劇上升。盡管地面通信網絡正在迅速發展，但衛星通信網具有地面通信網絡不可比擬的一些優勢。例如：衛星通信系統所特有的大區域內廣播的特點是其他通信系統所沒有的；在某些特殊領域，如船只和飛機等移動通信、偏遠地區和地面設施不發達地區的通信，以及軍事通信等，衛星通信系統具有明顯的優勢。在這些場合利用衛星建成寬帶多媒體業務接入系統被認為是切合實際的方案。寬帶IP衛星通信技術的出現正是這種背景下的必然產物。

2寬帶IP衛星通信技術發展現狀

寬帶IP衛星技術就是將衛星業務搭載在IP網絡層上運營的技術，是運行TCP/IP協議簇的衛星通信網。目前提出的寬帶IP衛星系統都采用基于ATM的傳輸技術[2]，在衛星ATM的分層實現上，存在兩種不同的思路：一種是將ATM協議放在非ATM的衛星協議平臺上而不改變現有衛星協議的結構。其優點是保持現行的衛星標準，衛星平臺對不同用戶終端的協議標準是透明的，衛星訪問協議不會為外界網看到，但很難為各種不同的協議都提供最好的性能。

另一種是衛星網完全采用ATM結構。其優點是適用于一個高度集成的星地ATM環境，缺點是需要修改現有的各種衛星協議和網間接口協議。

1996年，美國NASA的ACTS衛星進行了622Mbit/s的ATM試驗，驗證了TCP/IP協議在衛星ATM平臺上的可行性。1999年歐洲也發射了基于ATM的傳輸技術的ASTRA衛星，組成寬帶、面向大眾的“空中因特網”衛星系統。但是這些早期的應用離未來寬帶衛星系統的要求還有一些距離，有待進一步的發展。

近幾年國際上出現了各大公司向有關組織申報寬帶衛星通信系統的建設牌照的熱潮。這些公司包括傳統的衛星制造商、電信服務商以及新興的ISP(InternetServiceProvider)公司。在這些已經申報的寬帶衛星系統中有相當一部分是以支持IP業務為主要特征的寬帶衛星IP系統。

目前駐伊美軍已經裝備了美國Tachyon網絡股份有限公司生產的使用IP技術的高帶寬鏈路的便攜式衛星通信設備[1]。這種新型技術將使空間網成為地面網的擴展，更加突出了衛星通信在未來戰爭中的地位。

3寬帶IP衛星網絡的關鍵技術

由于眾所周知的原因，衛星通信系統在鏈路特點、衛星移動性、全球可見性、路由和尋址等方面將賦予衛星IP技術不同于傳統IP技術的新特征，包括物理層、數據鏈路層、網絡層和傳輸層等各個OSI參考模型層面上的差異。

3.1物理層

相對于地面光纖鏈路而言，衛星鏈路的誤碼率較高，寬帶IP衛星系統要求在較高的信道誤碼率情況下傳輸高速數據，這就要求有高效率的信道編解碼技術，滿足各類多媒體業務QoS的要求。寬帶多媒體業務質量要求的不同，使信道編碼需要采用速率可變的差錯控制編碼，利用源和信道的聯合編碼可以提高系統整體性能。為提高寬帶衛星通信系統的容量和業務質量，還必須采用新的傳輸技術和調制技術，近幾年來CDMA多址方式和OFDM多載波調制方式的發展受到了廣泛的重視。

3.2數據鏈路層

數據鏈路層研究的重要內容是提高帶寬的有效利用率。衛星通信信道特性易受到天氣的影響，特別是Ka以上的頻段，而信道特性又對無線資源管理有一定的影響。目前在地面移動多媒體通信中，開展了各種擁塞控制和資源分配的策略研究，這些研究成果對衛星通信領域有一定的借鑒意義。無線資源管理的目的是使受保證的業務的呼叫擁塞概率降低到給定門限之下，使異步業務的丟包率盡可能小。

就接入方式來看，衛星通信的業務信道是非對稱性的。多媒體衛星通信系統一般需要充分利用其廣播的優點，所以無線資源管理的重點是用戶終端的上行信道，其中自適應帶寬分配算法是目前研究的重點。

3.3網絡層

網絡層技術包括與星座有關的路由問題和異構網絡互聯等問題。

3.3.1與星座有關的路由問題。衛星之間的星際鏈路增加了衛星網絡拓撲的復雜性。路由算法決定了穿越該衛星網的最佳路徑，應該采用基于分組的靈活的路由策略而不是基于電路的靜態路由，這有利于利用星座系統的冗余路由。

另外，衛星的高速對地運動造成了頻繁的切換。路由信息因為拓撲的高度變化和切換的頻繁不可能做到快速的更新，所以衛星不同于常規的因特網路由器。但星座系統的拓撲結構有其自身的特點和規律，我們可以利用星座系統的拓撲結構的可預言性、周期變化規律、衛星網絡節點的數目固定等特點，采用動態虛擬拓撲路由、虛擬節點以及基于拓撲變化的策略等，將衛星的移動性屏蔽起來，使全網可以使用標準的面向連接的網絡協議。

3.3.2異構網絡互聯。支持IP路由的系統不一定可以很好支持像ATM分組和幀中繼分組這樣的非IP業務，如果在衛星ATM網絡中需要傳送大量的IP業務，那么就需要ATM可以提供低層的協議來支持IP分組，采用隧道技術可以使分組路由通過異種網絡傳送到接收方。IP和ATM異種網絡的互聯產生了一系列問題，特別是在IP組播路由和QoS管理方面。

解決在ATM中進行IP組播的一個方案是采用組播地址解析服務器(MARS)，MARS將IP組播地址映射成ATM服務器地址，但是MARS系列方案并不支持移動性管理，因此很難把IP組播中的參數完全映射到ATM路由表中。