Optimisation de la fiabilité pour des communications multipoints par satellite géostationnaire

par Fabrice Arnal

Thèse de doctorat en informatique et réseaux. Télécommunications

Sous la direction de Gérard Maral.

Soutenue en 2004

à Paris, ENST .

mots clés

• Satellite
• Transport
• Ip
• Protocoles
• Fec
• Multicast

Résumé

La thèse s'intéresse au problème de la gestion de la fiabilité dans les réseaux par satellite basés sur la norme de diffusion dvb-s, pour des applications multipoints. En raison de possibles fluctuations des conditions de propagation, le service offert par le lien satellite n'est pas garanti. Le cas échéant, il doit être complété par un service de niveau transport, contraint à limiter l'utilisation de la voie de retour en raison du nombre potentiellement élevé de récepteurs. La première problématique étudiée concerne les concepts à envisager pour concevoir une architecture protocolaire appropriée. L'architecture prévoit de reconsidérer l'utilisation des contrôles d'intégrité des données, et de renforcer la fiabilité sur les en-têtes des différentes couches protocolaires. Ce mécanisme est appelé multi protocol header protection. La réalisation de ces concepts est également étudiée. Elle est proposée dans le cadre de la méthode ultra lightweight encapsulation permettant la livraison de datagrammes ip par les réseaux dvb. L'exploitation de l'architecture pour deux services de fiabilité est ensuite discutée au niveau des protocoles de transport. Le premier service, appelé fiabilité binaire non contrôlée, peut être offert pour des applications tolérantes aux erreurs binaires. Des simulations démontrent l'intérêt de l'architecture pour ce service. Pour un service de fiabilité totale, l'élaboration d'un procédé de fiabilisation adapté à l'architecture est étudiée. Le procédé fait intervenir un algorithme de décodage fec adapté. L'évaluation globale de l'approche estime que pour un service identique, 5 à 30 fois moins de données peuvent être économisées comparativement à une ar.

Titre traduit

Reliability optimization for multicast communications over a geostationary satellite link

Résumé

The thesis concern is the reliability management for multicast applications within dvb-s based satellite networks. Since propagation conditions may vary, the data delivery service can not be guaranteed by the satellite link. When needed by the application, a complementary service must be deployed at the transport layer level. Such a service has to cope with a limited use of the return channel, in order to prevent feedback implosion that could occur in large groups of users. First, the theoretical aspects are studied to build a protocol architecture that suits to this situation. Its key objectives are to disable some systematic packet discarding mechanisms, while having the different header data more reliable. This scheme is named multi protocol header protection. Then, the implementation of the scheme is analysed in the frame of the ultra lightweight encapsulation (ule) method for conveying ip datagrams in dvb networks. How to make benefit of the proposed technique is finally discussed for two services of reliability that may be offered at transport layer. Uncontrolled binary reliability is a service required for new binary error-resilient applications. Simulation results demonstrate that the proposition is indeed fruitful for this service. For a more classical fully reliable service, some adaptations are proposed in respect with classical approaches, including a special fec decoding. An assessment of the complete method for this second service shows a significant reduction gain of 5 to 30 in the required amount of data to send.