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mss無線網路和固網

發布時間: 2024-01-04 06:31:07

❶ 與中國電信業有關的無線通信或衛星通信前沿技術

一、引言

隨著移動通信系統的發展,衛星移動通信系統在其中起著越來越重要的作用。衛胡滑星通用移動通信系統(SUMTS)將為UMTS用戶提供全球性的覆蓋,使用戶在任何地方都可以進行通信。要為將來的清州固定和移動通信提供全球性的覆蓋,衛星系統是必不可少的。衛星部分將在全球信息基礎結構(GII)中起一個很重要的作用,歐洲的COST252工作組正在制定相關的衛星個人通信標准。3G移動系統的數據速率為144kb/s到2Mb/s,衛星部分速率上限是144kb/s。在ACTS項目和Ka頻段的商用系統中,衛星部分的目標是為固定和移動終端提供更高的數據速率。3G全球多衛星多波束系統採用碼分多址技術,如歐洲ESA的寬頻CDMA衛星系統(SW-CDMA),它是衛星寬頻/時分多址接入技術與CDMA技術的結合。

二、衛星系統結構

衛星系統有助於基於TCP/IP的Internet應用的增長,尤其是要求高帶寬和帶寬點播靈活性的多媒體業務。因此,ATM、TCP/IP和衛星技術將會是未來全球系統聯網的基礎。

衛星是網路基礎設施的一部分,它與地面骨幹網路的互操作性很重要,有助於提供QoS和兼容不同類型的業務。

1.系統情況

SUMTS----SUMTS網路與地面網路相接,以提供2Mb/s的數據速率。

SATM(衛星非同步轉移模式)----在衛星ATM的分層實現上,存在兩種不同的觀點,一種是不改變現有衛星的協議結構,只是將ATM協議放在非ATM的衛星協議平台上。另一種觀點是衛星網採用完全的ATM結構,其中衛星部分的ATM層是S-ATM(以區別地面固定網中的ATM層),支持傳統的ATM業務、TCP/IP應用和UDP/IP應用。前者的優點是衛星平台對不同用戶終端的協議標準是透明的;衛星訪問協議止於關口站,不會為外界網看到;不需要修改現行的衛星標准。缺點是很難為各種不同的協議提供最好的性能。具有這種分層結構的衛星ATM稱之為在非ATM上的ATM封裝。後者的優點是適用於一個高度集成的星地ATM環境,缺點是協議復雜,需要修改現有的各種衛星協議和網間介面協議。

SIP(衛星IP)----使用IP傳輸,可以直接連接到IP骨幹網,也便於採用Internet的新標准,如IPv6、RSVP、移動IP等。有衛星星際鏈路(ISL)的衛星系統能夠使用冗餘的路徑,可以避免網路的擁塞。在低軌道(LEO)衛星網路中,使用IP路由很有吸引力,它支持組播和與地面IP網路的連網,但是它不適合電路交換網路。不同的商用系統採用不同的方法:Celestri和SkyBridge將ATM並入到衛星交換;Teledesic使用專用的無連接自-適應路由協議,提供快速的分組交換。

2.系統要求

容量----SUMTS為單個用戶提供的數據速率可以達到144kb/s。使用Ka頻段的寬頻衛星系統為每個用戶提供的數據速率如下:Teledesic全球衛星系統的上行鏈路為16kb/s?2Mb/s,下行鏈路為16kb/s?64Mb/s;Spaceway的上行鏈路為16kb/s?6Mb/s,下行鏈路高達92Mb/s;Astrolink的上行鏈路最高可達20Mb/s,下行鏈路最高可達155Mb/s。

頻段----目前,UMTS的頻段為1885?2025MHz和2110?2200MHz,為衛星部分留出的只有30MHz。衛星移動通信(MSS)的上下行鏈路分別在L和S頻段運行,反饋鏈路在C頻段提供傳統的窄帶業務,要提供寬頻業務,就得使用Ka頻段(20?30GHz)和極高頻(EHF)頻段(40?50GHz)。

3.衛星星座

現在的多數衛星系統採用地球靜止軌道(GEO)衛星系統。GEO的性能受傳輸時延的影響,時延為0.5秒,這是從衛星到地面的傳播時間。這對實時業務流來說,是很不利的。

新一代的寬頻系統要求很低的時延,這就要求在非地球靜止軌道(NGEO)星座有更多的低中軌道衛星。LEO衛星(高度為500?2000km)的時延為10-40ms,但是LEO衛星的覆蓋范圍比較小,傳輸時有很大的多普勒頻移。為了保持實時傳輸不被中斷,這需要頻繁的星際切換,這意味著波束之間的切換需要巨大的信答做蔽令開銷(一個波束相當於地面蜂窩系統中的一個小區)。

中軌道(MEO)衛星(高度為2000?20000km)處在GEO和LEO衛星之間。在用戶切換到下一個衛星之前可以持續一個小時。

也可以使用其他的衛星星座。例如,高橢圓軌道(HEO)衛星系統,它的遠地點和近地點相距很遠。商用Ellipso和Pentriad系統就是使用的HEO衛星,當衛星沿著遠地點緩慢地移動時,可以提供通信業務。但是,這些系統僅僅限於特定的業務。

移動性治理機制一一當在運營商之間進行呼叫切換時,由於在NGEO星座中衛星動態的移動,採用GSM中的方式進行移動性治理會導致很大的信令開銷,可以通過計算用戶呼叫時需要FES切換的概率來克服這一點。在這種移動性治理機制中,移動終端離開FES一定距離時,就進行位置更新。用戶的移動性由基於衛星的定位系統檢測。FES區域的終端可以進行位置更新,在一定范圍內可能不需要進行FES切換。業務提供商的QoS(包括FES切換概率,呼叫丟失率等)決定該FES服務區域的大小。

SATM----許多移動性問題都與無線ATM網路相關,比如虛擬連接樹,可以用於動態衛星FES網路,根據最初的虛擬連接樹演算法,移動終端可以在一個很大的區域內自由地漫遊。該區域由幾個無線接入點覆蓋,並且使用預定義的虛電路執行切換。在呼叫建立時,一個移動用戶接入到虛擬連接樹,在連接樹的中間交換點建立查詢表。

在S-ATM網路中,連接樹的根可以是一個GTW站,或者是一個ATM交換機。葉子節點為輸入部分,即一個或者一組波束。虛擬樹將根據衛星地移動動態地建立和釋放。當一個移動用戶接入到一個衛星站時,發起一次呼叫後,它的位置就能夠准確地計算出來,它的下一個切換時間也能夠很准確地猜測。在呼叫建立階段,根據移動的多波束狀態可以猜測用戶切換的次數和方向。從這一點看,它比地面移動系統更有優勢,因為所訪問的波束列表可以預先定義。

8.協議

S-ATM----主要有兩種協議用於寬頻衛星網路:

ATM協議封裝和快速分組交換,在衛星部分使用,用於用戶建立和治理。根據衛星的介面和網關,衛星協議支持不同的協議標准。現有的協議無需修改,但是會使分組的開銷增大,導致協議的效率下降。

一個與ATM協議棧高度綜合的方案是,用S-ATM層取代標準的ATM層,只需對信元頭和功能進行相應的修改,MAC使用多頻時分多址(MF-TDMA)或者CDMA。

這兩種協議有很多相似性,都存在一個大小固定的信息單元,通過不同的網路介面,可以運載控制數據和用戶數據。在網路連通時,在不同的高層協議建立、保持、釋放和傳輸用戶數據。在未來的2?5年內,多數在Ka頻段的標准將採用新版的ATM協議層。S-ATM信元頭中包括必要的路由和控制信息,不同的技術如部分分組丟棄(PPD)技術,可以用來檢測衛星交換中的錯誤信元。

PRMA----典型的分組預約多址協議(PRMA)用於地面蜂窩系統。它基於時隙ALOHA接入技術和TDMA傳輸模式,與時隙預約機制的隨機接入相結合。通過利用通話中的平靜期,可以在一個信道上復用多個通話。因此,給終端分配的時隙並不固定,而是根據當前的活動終端動態地進行處理。PRMA在治理語音和數據流,容量改進方面都優於TDMA。

在語音業務中的實時可變比特率VBR業務和數據業務中的可用的比特率ABR業務中,可以使用一種改進的PRMA機制,PRMA-HS。當終端等待接收預約結果時,終端並不停止競爭。這種機制可以提供更高的效率,它對LEO系統中的時延並不敏感。因此,對未來移動通信系統來說,PRMA-HS可以作為一個統一的MAC協議解決方案。

9.空中介面

衛星中的傳播和衛星分集是兩個主要的問題,因為將來的移動和衛星業務可能採用NGEO衛星星座。對LEO、MEO、HEO和GEO系統在L頻段上的測試已經進行了。在EHF,一些相關的測試表明在直接路徑上傳播的信號有陰影效應,在郊區的道路上很少出現回聲。與L頻段相比,EHF頻段的回聲更少,衰減更高。在市區,信號的陰影效應更明顯。

在EHF頻段,Lntz提出了一個信道模型,它有兩種:好的信道服從Ricean分布,差的信道服從瑞利分布,分別對應於無陰影效應和有陰影效應兩種情況。考慮到上行鏈路上的功率限制,減少陰影效應的措施有:路徑分集,衛星分集。

使用主動天線陣列,可以通過配置衛星天線來覆蓋固定波束,或者外形和大小,動態地改變波束業務區。在這兩種情況下,最重要的要求是不斷的覆蓋業務區。

動態覆蓋答應系統的容量有很大的提高,也有很高的衛星分集概率(>90%),因此,這對未來系統的設計很有吸引力。

三、CDMA系統

3G中的SUMTS採用WCDMA,它適合可變速率業務,CDMA技術是S-UMTS的基礎。

1.TCH碼

TCH碼是一類二進制、非線性、非系統的循環分組碼,其長度n=2m,它在FEC和最大似然判決解碼中表現出了很好的性能,在解碼器中使用DSP就可以實現。

TCH序列有很好的自相關和互相關特性,這一點很重要,因為CDMA系統不僅僅靠互相關特性來減少用戶之間的干擾,也靠自相關特性來進行同步處理,因此,TCH碼可以使用簡單的相關接收機來檢測CDMA中不同的用戶。

2.CDMA接收機

CDMA使用有時變結構的節點,用多用戶檢測來減少多徑衰落。由於多址干擾(MAI),傳統的CDMA通信系統中的單用戶接收機性能不是很好。

盡管最佳多用戶檢測演算法提供了很高的容量潛力和性能改善,但是它實施起來比較復雜。故提出了次優的方案,如去相關檢測或者多階段接收機。一個SW-CDMA中的多用戶消除檢測機制,接收機有一個分級結構,對所有干擾用戶,根據用戶需求,在進行最後的判決前,在一個選擇的基礎上(S-PIC)執行並行干擾消除多用戶檢測器(PIC)。接收機的基本假設是,將匹配濾波器的輸出分為兩個不同的組,根據接收信號的功率。可靠信號在整個接收的信號中直接檢測和取消。在判定不可靠的信號或者復制之前,不需要進一步的處理時延。

因此,並行干擾消除方法比RAKE接收機有更好的性能,並且復雜度也比較低。

不同的盲自適應多用戶檢測,在使用BPSK的DS-CDMA衛星通信系統中,需要對LEO、MEO衛星移動通信系統進行分析和性能估計。接收機在基站的上行衛星鏈路端點使用,在使用有多徑衰落的衛星信道用戶中,通信系統缺乏同步。這些機制基於盲自適應多用戶檢測,由Verli,Honig,Madhow提出,在前一種機制中,一個盲接收機包括不同的檢測器,後者垂直檢測整個接收信號。它在復雜度和性能之間有一個很好的協調。與傳統的單用戶接收機相比,多用戶檢測系統對遠近效應有很好的效果,它不需要練習序列,僅僅需要必要的用戶信息(如活動的用戶數、處理增益等)。

四、結束語

為了給將來的移動和個人通信系統提供全球的覆蓋,衛星系統是必須的。本文描述COST252中的新一代衛星個人通信系統,COST252的工作包括:MF-TDMAMAC協議的程序實體;路由演算法(DT-DVTR)和LEO系統中的星際鏈路度量;資源治理,GEO和LEO星座中的DCA技術;使用PRMA的協議等。下一代移動和固定衛星業務都將使用IP技術,這是將來的一個研究方向。

什麼是MSS系統

Mobile satellite services (MSS) 移動衛星服務指供移動或便攜電話使用的通信衛星網路,有三個主要的類型:AMSS(航空MSS),LMSS( 陸地MSS),MMSS(海上MSS)

使用MSS的電話連線和行動電話鏈接相似,只是前者的中繼器在環繞地球的軌道上,而不是在地面上。MSS中繼器可以安放在與地球的相對位置不變的中軌道(MEO)或者低軌道(LEO)衛星上。倘若系統中有足夠的衛星,並且這些衛星適當的分布在全球,則MSS可以連接任何兩部無線電話設備,不管他們在世界上的任何位置。MSS系統與地基蜂窩式網路相互連接。

可以用商業班機上的電話作為例子來說明MSS是如何工作的。這些裝置通常連接進標準的蜂窩式系統,使得只要飛機在任意一個地基蜂窩式中繼器的覆蓋范圍內就可以通信。在絕大多數發達國家這種覆蓋基本上是連續的,但是在不太發達的地區覆蓋范圍不太好,而在海洋的大多數地方沒有發覆蓋。使用一個MSS網路,飛機可以從任何地方建立連接,不管那個地方多麼偏僻。

❸ 聯通網路mss設置多少最好

1460或者1440位元組。高宴旦祥前MSS值的大小不能超過物理鏈路所允許的最大MTU,因此一般設置MSS大小為1460或者1440位元組。最大報文段長度MSS選項是TCP協議定義的一個選項,MSS選項用於在TCP連接建立時,收發雙方協商通信時每一個報戚擾文段所能承載的最大數據長度。

計算機網路mss和ms是什麼意思

MSS最大傳輸大小的縮寫,MSS: Maxitum Segment Size 最大分段大小,是TCP協議裡面的一個概念

❺ 【網路】MTU和MSS

MTU是一個老概念了,是屬於乙太網數據鏈路層的概念,而MSS是新的概念,由於MTU和MSS概念都十分重要,且容易混淆,為了討論清晰,單獨拎一章節來討論它們倆。

首先我們要說明下討論前提,本文基於乙太網協議、IP協議版本使用的是IPv4版本討論 。

概括來講,MTU是乙太網數據鏈路層中約定的數據載荷部分最大長度,數據不超過它時就無需分片。

MSS是傳輸層的概念,由於數據往往很大,會超出MTU,所以我們之前在網路層中學習過IP分片的知識,將很大的數據載荷分割為多個分片發送出去。

TCP為了IP層不用分片主動將數據包切割為MSS大小。

一個等式可見他兩關系匪淺: MSS = MTU - IP header頭大小 - TCP 頭大小

MTU全稱是Maximum Transmission Unit,即最大傳輸單元。

在學習數據鏈路層時,我們學習過乙太網協議,乙太網定義了一個叫做幀的概念,一個幀中包含如下信息:

此外,我們學習了幀的大小,其中幀頭大小為:

1. 接收方和發送方的 MAC 地址分別佔用 6 個位元組;

2. 第 3 層的協議用 2 個位元組編碼;

3. CRC 用 4 個位元組編碼。

6 x 2 + 2 + 4 = 18。

因此乙太網的幀頭一共有 18 個位元組,並且乙太網中還規定了最小幀長和最大幀長:

乙太網幀的最小尺寸是 64 位元組,那麼一幀中最少報文長度為46位元組。

乙太網幀的最大尺寸是 1518 位元組,那麼一幀中中最大報文長度為1500位元組。

其中1500位元組往往就是乙太網的MTU值了,傳輸的數據小於它時,就無需切片。

太大的數據就需要切分,就像一個超級大包裹需要切分為若干個小包裹才方便托運。

假設傳輸100KB的數據,則需要切分為多少個幀進行傳輸呢?

100KB=100*1024B,由於幀中最大的報文長度是1500B,那麼100KB/1500B≈68.27,顯然需要69個乙太網幀才能承載。

一台機器上,不同網卡的MTU也不一樣,比如我的一台虛擬機上的網卡MTU為:

容易想到,一個包從發送端傳輸到接收端,中間要跨越很多個網路,每條鏈路的MTU都可能不一樣,就像開車,有的時候可以經過寬敞的四車道,有的時候不得不行駛於鄉間小路,這個通信過程中最小的MTU稱為路徑MTU(Path MTU)。

比如第一段鏈路MTU為1200位元組,第二段鏈路MTU為800位元組,第三段鏈路MTU為1500位元組,那麼路徑MTU就是最小的800位元組。

路徑 MTU 就跟木桶效應是一個道理,木桶的盛水量由最短的那條短板決定,路徑MTU也是由通信鏈條中最小的MTU決定。

基本原理十分簡單,當一方發送了超過MTU的數據包後,對方會返回一個ICMP錯誤包,告知發送方包太大需要分片,並且告知發送方下一個分片的大小按照比如MTU=1200來計算,由於MTU取小者,那麼A就需要隨之調整MTU為1200位元組:

下面我們實際抓包驗證下,不過在驗證前,我們需要重新認識下ping命令。

我們之前學習過了 ping命令,其原理是基於ICMP協議,而ICMP協議實際上是封裝在IP數據中的,首部為8位元組長度 ,關於ICMP我們已經討論過,這里不再贅述。

ping後面是可以跟著一些參數滿足我們的一些測試用例的,我們將使用到的命令是:

ping  192.168.56.102  -l 1472  -f  -n 1

如何查看後續參數的含義呢,我們在windows上的窗口界面輸入:

ping -help

-l 1472表示發送的數據包大小,單位是位元組;

-n表示只發送一個請求,因為windows下默認會自動發送四個數據包請求;

-f表示不分片,實際上就是IPv4固定首部中的標志位中的DF欄位:

標志位中間位即第2位記為DF(Don't Fragment),意思是原數據報能否分片。

當值為1時,表示該數據報不允許分片,當值為0時,表示該數據報允許分片。

我們下面分別執行兩條命令,來看下神奇情況的發生:

可以看到,我們前後發出了兩個ping請求,第一次攜帶1472位元組數據,第二次攜帶1473位元組數據,並且都設置了DF為1即不允許分片。

僅僅相差一個位元組,為什麼在結果上出現了天壤之別呢?

首先 ICMP首部固定為8位元組 , IP首部固定部分是20位元組 ,我們這里沒有額外部分,加上 1472位元組的數據 ,正好就是乙太網幀中最大1500位元組大小,即8+20+1472=1500位元組。

對本次ping的抓包結果如下:

不然理解,第一次請求正好是1500位元組,沒有超過MTU限制,所以可以傳輸成功,而第二次超出了一個位元組,又不允許分片,因此傳輸失敗。

對於第二種情況,如果ping命令後面不攜帶-f參數,也是可以ping成功的,只是在路上會被切分為兩個包。

我們繼續來抓包證明自己的想法,去掉-f選項,允許分片,執行命令:

ping 192.168.56.102 -l 1473 -n 1

我們看到了 fragmented ip protocol 字眼,中文意思是分段ip協議,說明 1473位元組 的數據被分片了,我們且來看第一個分片報文詳情:

繼續看下一個報文詳情:

也可以注意到一個細節,第二個報文段中不包含ICMP首部。此外可以注意到wireshark上顯示的包length為35長度,之前不是說過至少是60位元組的嗎?(加上FCS校驗應該是64位元組)

實際上,如果數據部分小於乙太網幀需要的最小的46位元組時,就會在乙太網層自動填充0,使得數據達到46位元組,從而達到最小64位元組的幀長度要求。而這里顯示35位元組大概率是因為wireshark捕獲的時候還未進行填充,從而顯示出了這個異常的長度包(對於這一點如果有錯誤還請指正)。

MSS的英文全稱叫Max Segment Size,是TCP最大段大小。

在建立TCP連接的同時,也可以確定發送數據包的單位,我們稱為MSS, 這個MSS正好是IP中不會被分片處理的最大數據長度 。

TCP在傳送大量數據時,是以MSS的大小將數據進行分割發送的,重發時也是以MSS為單位。

MSS是在三次握手的時候,在兩端主機之間被計算得出,兩端主機在發出建立連接的請求時,會在TCP首部中寫入MSS選項,告訴對方自己的介面能夠適應的MSS的大小,然後在兩者之間選擇一個較小的值投入使用。

從以上描述中可以看出來:

MSS = MTU - IP header頭大小 - TCP 頭大小

這樣一個 MSS 的數據恰好能裝進一個 MTU 而不用分片。

在我們熟悉的乙太網中,TCP的MSS最大值是:乙太網MSS=1500(MTU)-20(IP首部長度)-20(TCP首部大小)=1460位元組

好了,理論介紹完畢,下面我們來看下實際抓包。

我的虛擬機上安裝了一個nginx,埠使用的是熟知埠號80,我在本地客戶端通過curl命令訪問nginx的服務:

從下圖抓包中可以看到, MSS的值是在三次握手的SYN報文中商量出來的 ,可以看到互相說明自己允許的最大段大小都是1460位元組,那麼MSS的值就可以取為1460。

在乙太網協議中,一般情況下MTU是1500位元組,MSS為1460位元組(相差20位元組的IP首部+20位元組的TCP首部),不過以上是基於IPv4協議討論的,在IPv6中,IP首部長度是40位元組,那麼MSS一般就是1440位元組了。

MSS選項只能出現在SYN報文中,為此SYN報文TCP頭部里包含了 12位元組的選項(Options)欄位 ,可以清晰看到裡面有一個MSS選項,所以本次的TCP的握手報文中的TCP首部長度為32位元組,即20位元組的固定首部加12位元組的可變首部,整體為4位元組的整數倍。

傳輸層篇-MTU和MSS

https://mp.weixin.qq.com/s/ZMV2izeYkBIqjPhsv_-wdw