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ÉTUDE D’UNE ARCHITECTURE IP INTÉGRANT UN LIEN SATELLITE GÉOSTATIONNAIRE Thèse pour le doctorat en Réseaux et Télécommunications de l’Institut National Polytechnique de Toulouse par : M Julien Fasson Soutenue le 15 décembre 2004 devant le jury composé de M Gérard Maral Président du jury M Christian Fraboul Directeur de thèse
En vue de l'obtention du
DOCTOR
AT DE L'UNIVERSITE DE TOULOUSE
Délivré par :
Discipline ou spécialité :
Présentée et soutenue par :
Titre :
Ecole doctorale :
Unité de recherche :
Directeur de Thèse :
Rapporteurs :
Membres du jury :
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 3 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 4 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 5 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 6 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 7 ≈multicast ≈ Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 8 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 9Overhead
bursts ≈Overhead
bursts≈ Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 10Route Reflecor≈
HubSpoke≈
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 11Overhead
overhead≈ Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 12 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 13 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 14 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 15 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 16 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 17 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 18 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 19Asymetric Digital Subscriber Line
Triple Play
Internet Protocol
Digital Video
Broadcasting
Triple
PlayVirtual Private Network
Multi Protocol Label Switching
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 20 buffers Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 21Digital Video Broadcasting
downloadGateway Satellite Terminal
Transport Stream
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 23Continuous Rate Assignment
Rate Based Dynamic Capacity
Volume Based Dynamic Capacity
Absolute Volume Based
Dynamic Capacity
1.2.1.1 G
é néricité et intégration de services
1.2.1.2 Q
ual ité de Service1.2.1.3 I
nt égration et interconnexion du monde satellite1.2.2.1 L
e s limites de MPEG2-TS Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 24Ultra Lightweight Encapsulation
overhead overhead1.2.2.2 A
TM (Asynchronous Transfert Mode) dans le monde satellite overhead overhead1.2.2.3 L
a nouvelle génération d"encapsulation - GSEGeneric Stream Encapsulation
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 251.2.3.1 E
t hernet1.2.3.2 M
P LS Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 26 streamingOn-Board Processor
1.3.1.1 R
é seau d"accès à Internet via un système étoilé avec satellite transparentGateway
Return Channel via
Satellite
Return Channel Satellite Terminal
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 271.3.1.2 Limites et perspectives en termes de convergence vers IP
download upload Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 28Exterior Gateway Protocol
1.3.2.1 C
om munications maillées avec OBP de niveau 2 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 291.3.2.2 L
imites et perspectives en termes de convergence vers IPInterior Gateway Protocol
Exterior Gateway Protocol
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 30 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 31Generic Stream Encapsulation
2.1.1.1 T
r ansport de données via MPEG2-TS data-piping data-streaming data-carousel object-carousel data-piping data-streaming data-carouselobject-carousel Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 32Multi Protocol Encapsulation
overhead section- packing overheadInternet Engineering Task Force
Unidirectional Lightweight Encapsulation
overhead Type overhead2.1.1.2 G
e neric Stream Encapsulation - GSE Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 33Quasi Error Free
Protocol Data Unit
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 352.1.2.1 C
ar actéristiques du lien retourMultifrequency-Time Division Multiple
Access
download » upload »2.1.2.2 M
P E/MPEG2-TS, ULE/MPEG2-TS et AAL5/ATM
overhead overhead overhead2.1.2.3 I
P /GSE/DVB-RCS
overheadQuasi Error Free
overheadProtocol Data Unit overhead Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 36 overhead overheadProtocol_Type Total_Length
guidelines overhead Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 372.2.1.1 L
e s besoins pour un lien retour de type DVB-RCS ou DVB-RCS2 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 38 overhead2.2.1.2 C
ons idérations spécifiques aux systèmes maillés avec OBP (On-Board Processor)Digital Transparent Processor
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 39 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 40Call for Technologies Next Generation
overhead blue bookReturn Link Medium Access Control
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 42Continuity Counter
Cyclic Redundancy Check
2.2.3.3 D
ifférences majeures avec GSE overhead Label (0/24/48 bits)Length (11 bits)C (1 bit)T (1 bit)Total_Length (12 bits)Protocol Type (0/16 bits)PDU_startFrag_ID (3 bits)LT (2 bits)E=0 (1 bit)S=1 (1 bit)Label (0/24/48 bits)Length (11 bits)C (1 bit)T (1 bit)Total_Length (12 bits)Protocol Type (0/16 bits)PDU_startFrag_ID (3 bits)LT (2 bits)E=0 (1 bit)S=1 (1 bit)GSE-Alt headerPremier fragment
Label0/24/48 bits)CC
(5 bits)T (1 bit)Frag_ID (3 bits)PDU_continuationLength (11 bits)LT (2 bits)E=0 (1 bit)S=0 (1 bit)Label (0/24/48 bits)CC (5 bits)T (1 bit)Frag_ID (3 bits)PDU_continuationLength (11 bits)LT (2 bits)E=0 (1 bit)S=0 (1 bit)GSE-Alt headerFragment intermédiaire
Label0/24/48 bits)CC
(5 bits)T (1 bit)PDU_endFrag_ID (3 bits)CRC-32 (32 bits)Length (11 bits)LT (2 bits)E=1 (1 bit)S=0 (1 bit)Label (0/24/48 bits)CC (5 bits)T (1 bit)PDU_endFrag_ID (3 bits)CRC-32(32 bits)Length (11 bits)LT (2 bits)E=1 (1 bit)S=0 (1 bit)GSE-Alt headerDernier fragment
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 43 overhead overheadMaximum Transfert Unit
jumbo framesReturn Link Medium
Access Control
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 442.2.4.1 P
r incipe2.2.4.2 F
ormats et fonctionnementAdressed Link PDU
Payload-adapted PDU
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 45 Frame PDU P ayload header Map Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 462.2.5.1 E
v olutivité et généricitéPayload_label
2.2.5.2 A
dr essage et commutation Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 472.2.5.3 C
om plexité et généricité2.2.5.4 C
om patibilité avec GSE2.2.5.5 P
e rformances overhead overhead bursts Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 48Overhead
burstsOverhead
bursts overhead overhead Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 49 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 50 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 51Quality of Service
l"ensemble des phénomènes pouvant influencer les performances du service qui détermine le
degré de satisfaction de l"utilisateur de ce service cross-layer Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 543.1.4.2 L
e s contrats de trafics : SLA/SLSService Level Agreement
Service Level Specification
Policy
Information Base
policing Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 563.2.1.1 U
t ilisateur(s) hors profilBest Effort
3.2.1.2 Sur-réservation et caractère aléatoire des émissions
surbooking3.2.1.3 V
ar iation du débit disponibleAdaptive Coding and Modulation
Quasi Error Free
3.2.2.1 L
e contrôle de trafic policing policing policing Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 573.2.2.2 Gestion dynamique des contrats de trafic
surbooking3.2.2.3 P
r otocole de contrôle de congestion3.2.3.1 A
ppr oche réactive appliquée aux systèmes de communication par satelliteAdaptative Coding and Modulation
3.2.3.2 A
ppr oche proactive appliquée aux systèmes de communication par satellite Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 583.2.3.3 C
ont rôle de congestion dans TCP New RenoSlow StartCongestion AvoidanceFast RecoverySlow
StartCongestion Avoidance
Slow Start
Congestion Avoidance
Congestion Avoidance
Congestion Avoidance
Slow StartCongestion Avoidance
Fast Recovery
3.2.3.4 C
ont rôle de congestion dans XCP - Explicit Control Protocol3.2.3.5 T
C P New Reno avec et sans XCP dans le contexte satellite géostationnaire Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 59 bottleneckFile Transfer Protocol
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 60 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 613.2.3.6 Conclusion et perspectives
Performance Enhancer Proxy
Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 62Transport next Generation
draft Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 63Policy Information Base
3.3.1.1 R
é gulation du débit de sortie de l"ordonnanceur de niveau 3 Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 653.3.1.3 Conclusion
3.3.2.1 C
al cul des requêtes par les RCST Convergence vers IP des systèmes de télécommunication par satellite 67IF (incoming_EF_rate > EF_max_expected_rate) THEN
RBDC_EF_prio = EF_max_expected_rate;
RBDC_EF_prio_less = incoming_EF_rate
1 - RBDC_EF_prio;
ELSE IF (0 < incoming_EF_rate < EF_mean_expected_rate) THENRBDC_EF_prio = incoming_EF_rate;
RBDC_EF_prio_less = min
2(EF_mean_expected_rate - RBDC_EF_prio,
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