利用卫星IP网络实现外地到演示中心的远程视频传输设计

制的策略。改变传输码率甚至负载类型，大大提高了实时数据的传输性能。

UDP是一种无连接的数据报投递服务，虽然没有TCP那么可靠，并且无法保证实时音视频传输业务的QoS(服务质量)，需要RTCP实时监控数据传输和Qos，但是，由于UDP的传输延时低于TCP服务质量，能与音频和视频流很好地匹配。因此，在实际应用中，RTP／RTCP／UDP用于音视频媒体，而TCP用于数据和控制信令的传输。

4 卫星IP网络的构成

利用TCP／IP协议，通过卫星网与IP网的结合实现数据传输，已成为卫星通信中的一个重要研究领域。但由于卫星网络固有的一些特性，如长延时、高误码率、网络不对称性，都影响了TCP在高速数据传输中的性能。为提高卫星TCP的性能，人们提出了许多有效的解决方案，这些方案针对长延时、高误码率、网络不对称性带来的不同影响，通过修改流量控制窗口以及改进拥塞控制算法，实现了卫星TCP的高效传输。

卫星IP传输比较典型的一种解决方案是协议网关。协议网关的工作原理是采用TCP欺骗技术与TCP分段技术，分割端到端的TCP连接，用最适合卫星环境的一种协议取代卫星链路上的TCP。见图3。

网关1和网关2把端到端的TCP连接分为3段独立的连接，而TCP源端认为它仍与TCP目的端直接连接，然而实际上是由网关完成了协议转换。在图3中，TCP Reno指扩展TCP，它包括慢启动、拥塞避免、快速重发、快速恢复、支持大窗口及延迟的ACK(确认)。在网关中，数据从TCP Reno转换成DLP(数据链路协议)或是从DLP转换成TCP Reno。这种结构的主要优点是通过分割端到端的连接，可在卫星链路上采用最适合于卫星条件的协议，而在地面段继续使用TCP。这样，在对最终用户保持完全透明的同时，提供了更好的性能。客户机或服务器不需做任何修改，所有的应用也无需改变而继续有效。TCP避免拥塞控制机制在地面连接中仍然有效，以保护Internet的稳定性。因此，目前新推出的卫星Internet系统几乎都是基于协议网关技术的。切断TCP连接带来的不利足TCP层端到端的语法被破坏，网关处需设置大容量的缓存以保存未被接收方确认的数据，而且由于对每个TCP连接都要进行控制，因此，网关需要强大的处理能力。

网关协议转换具体协议框架如图4所示。

系统中通信双方采用非透明传输方式，网关将TCP连接分段。站A和站B之间要通信的网络终端之间不直接建立TCP连接，而是与本地的卫星网关建立TCP连接，发送端(站A的网络终端)先将数据发到本地的卫星网关，本地卫星网关在以特定的协议将数据传递到站B的卫星网关，此卫星网关再将数据通过TCP发送给接收终端。通信过程包括以下几个阶段：建立TCP连接、接收TCP数据、数据的缓存、数据的拆分、可靠UDP传输、数据的组装、发送TCP数据、发送重传请求和重传数据。

传输过程中，卫星链路中信息的传递通过可靠UDP实现，它是在标准UDP基础上，通过网关的协议转换模块为其增加应答控制、重传算法和流量控制等功能，在保证网络数据高效传输的同时保证数据正确性的。可靠UDP在应用层实现，所以不用修改操作系统的协议内核，因此协议代码容易编写，移植性强；应答控制、重传算法和流量控制等功能可以根据需要，灵活定制。可靠UDP的基本构成如图5所示。

5 视频传输的软件实现

Winsock(Windows Sockets)是微软WOSA(窗口系统结构)的一部分，基于UNIX系统上BSD(BerkeleySoftware Distribution)版本的套接字，并且为Windows系统进行了专门的扩展，是目前Windows环境下应用最广泛、开放式、支持多种协议的网络编程接口。

最初，WINSOCK1.1版是专门为Internet设计的，现在的WINSOCK 2.x版已经不再局限于Internet和TCP／IP，它通过提供扩展的SPI编程接口，把自己的应用范围扩大到现存的和正在出现的各种网络和协议，其中包括PSTN(公共电话交换网)、ISDN(综合业务数字网)、无线网、所有的局域网协议以及ATM(异步传输模式)等，并且允许应用程序对所建立连接的可靠性、冗余度和带宽进行控制。Windows Sockets规范、定义并记录了如何使用WINSOCK API与Internet协议族(IPS，包含IP、ICMP、TCP和UDP等4种不同的协议)连接。尤其要指出的是，所有Windows Sockets实现都支持流式套接字(stream Socket)和数据报套接字(Datagram Socket)。

流式套接字是面向连接的，采用的是TCP，提供了双向、有序、无重复并且无报文边界的数据流服务，在这种方式下，两个相互通信的应用程序之间首先需要建立一种虚拟的连接。流式套接字的特点是：通信可靠，对资料有校验和重发机制，通常用于数据文件的传输，如ftp、telnet等，适合于大量资料的传输。

数据报套