VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)簡述

張 峰 董淑霞


　　ＶＳＡＴ是ＶＥＲＹ ＳＭＡＬＬ ＡＰＥＲＴＵＲＥ ＴＥＲＭＩＮＡＬ的縮字，直譯為甚小口經(jīng)衛(wèi)星終端站。所以也稱為衛(wèi)星小數(shù)據(jù)站（小站）或個人地球站（ＰＥＳ），這里的“小字”指的是ＶＳＡＴ衛(wèi)星通信系統(tǒng)中小站設(shè)備的天線口徑小，通常為１．２－２．４Ｍ。利用此系統(tǒng)進行通信具有靈活性強、可靠性高、使用方便及小站可直接裝在用戶端等特點，利用ＶＳＡＴ用戶數(shù)據(jù)終端可直接和計算機聯(lián)網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)傳遞、文件交換、圖像傳輸?shù)韧ㄐ湃蝿?wù)，從而擺脫了遠(yuǎn)距離通信地面中斷站的問題。使用ＶＳＡＴ作為專用遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)是一種很好的選擇。


　　一、ＶＳＡＴ通信系統(tǒng)簡要技術(shù)指標(biāo)及特點



　�。�、系統(tǒng)參數(shù)



　　外向載頻：信息速率５１２ｋｂｐｓ，１�N２ＦＥＣ，ＢＰＳＫ調(diào)制方式，時分復(fù)用（ＴＤＭ）。



　　內(nèi)向載頻：信息速率１２８ ｋｂｐｓ，１�N２ＦＥＣ，ＢＰＳＫ調(diào)制方式，頻分多址�N時分多址混合方式（ＦＤＭＡ�NＴＤＭＡ）。



　　誤碼率：Ｅｂ�NＮｏ＞６．５ｄＢ時，小于１×１０－７。



　�、贁�(shù)據(jù)通信



　　速率：異步：７５－１９．２ｋｂｐｓ



　　同步：（采用接口規(guī)程）１．２－５６ｋｂｐｓ；



　　同步：（位透明）１．２－６５ｋｂｐｓ；



　　規(guī)程：ＳＤＬＣ、Ｘ．２５，ＢＩＴＴ（位透明方式）；



　　電氣接口：主站：ＲＳ－２３２Ｃ、ＲＳ－４４９、Ｖ３５（ＤＴＥ、ＤＣＥ均可）



　　小站：ＲＳ－２３２Ｃ（ＤＣＥ）；



　　電路連接模式：點對點連接、點對多點連接。



　　②語音通信



　　采用ＲＥＬＰ（殘余激勵線性預(yù)測）編碼。



　　接口：主站：用戶交換機（ＰＡＢＸ）－四線Ｅ８�煟�



　　小站：電話機ＤＴＭＥ，工線環(huán)路信號，ＲＪ１１連接器用戶



　　交換機（ＰＡＢＸ）－四線Ｅ８�煟�



　�、蹅髡�



　　帶內(nèi)模擬（Ｇ３），基帶（Ｇ３或Ｇ４）。



　�、苄≌九渲�



　　標(biāo)準(zhǔn)配置：一個數(shù)據(jù)端口（ＲＳ－２３２Ｃ）。



　　擴展配置：三個數(shù)據(jù)口或一個數(shù)據(jù)端口，一個語音口。



　�、菪≌竟ぷ鳝h(huán)境



　　溫度：戶內(nèi)單元１０－４０℃



　　戶外單元－３０－５０℃



　　電源：２２０Ｖ±１０％，５０ＨＺ；



　　功耗約：４００Ｗ。



　�。病ⅲ郑樱粒孕l(wèi)星通信系統(tǒng)有以下幾個特點



　　目前衛(wèi)星通信在世界上用的比較多的是ＶＳＡＴ和ＩＮＭＡＲＳＡＴ衛(wèi)星通信系統(tǒng)，我們以ＶＳＡＴ系統(tǒng)為例來簡述衛(wèi)星站及網(wǎng)絡(luò)。



　�、偻ㄐ湃萘坎粩嘣龃�，成本明顯下降，而現(xiàn)在我們使用的第五代通信衛(wèi)星的容量增大為１２０００條話路，每條話路租金已下降為第一代的１�N２０。



　�、谛l(wèi)星的體積和重量不斷加大，星上轉(zhuǎn)發(fā)器日益增多，地球站的天線直徑逐漸縮小。從早期的３０Ｍ縮小到４．５Ｍ以致于１Ｍ左右，因而它的規(guī)模也日益減少。



　�、郯l(fā)展微型的地球站通信網(wǎng)，它比較能夠滿足那些希望自建衛(wèi)星專用通信網(wǎng)行業(yè)部門的需要。這些專用網(wǎng)一般都是分布在較遠(yuǎn)的地區(qū)，相當(dāng)分散，業(yè)務(wù)量不大，路由較稀。



　�。场ⅲ郑樱粒孕l(wèi)星通信系統(tǒng)的優(yōu)點



　�、倮�用ＶＳＡＴ通信不受地形、地物的影響，適用于其他通信手段難以通達(dá)的地方。



　�、谠O(shè)備安裝快，在具備條件時，開通一個小站，需１－２天。



　�、弁ㄐ刨|(zhì)量高，網(wǎng)內(nèi)采用各種自動檢錯糾錯功能，信息誤碼率低，正常情下，小于１０－７。



　�、芾�用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和延時補償及本地輪詢（Ｐ０１１）功能，縮短系統(tǒng)響應(yīng)時間。



　�、莶捎冒葱璺峙洌ǎ模粒停粒┘夹g(shù)，充分利用衛(wèi)星信道。



　�、抻型ㄔ捘芰�，采用先進話音處理技術(shù)，保證話音質(zhì)量。





　　二、ＶＳＡＴ通信系統(tǒng)公眾網(wǎng)絡(luò)



　　美國ＨＵＧＨＥＳ公司ＶＳＡＴ系統(tǒng)的主站、小站、轉(zhuǎn)發(fā)器及設(shè)備采用亞洲一號通信衛(wèi)星構(gòu)成了用戶公眾網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)為星狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)控制以軟件為主，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)以數(shù)據(jù)通信為主，可以兼顧少量的話音通信業(yè)務(wù)。



　　１、主站（ＨＶＢ）



　　主站也稱樞紐站：主站裝有圈套口徑的天線以便盡量減少遠(yuǎn)端小站的發(fā)射功率和衛(wèi)星發(fā)射功率，此外，主站還裝有ＶＳＡＴ主站終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)控制中心。主站對全網(wǎng)進行管理、監(jiān)測和控制。主站的數(shù)據(jù)端口一般情況下給地面中斷線路延伸到用戶并與其中計算機相連，主站端口的信息速率較高。



　�。病⑼ㄐ判l(wèi)星



　　通信衛(wèi)星是信號在空間的中轉(zhuǎn)站。公眾ＶＳＡＴ系統(tǒng)采用亞洲一號同步衛(wèi)星，它定于東徑１０５．５０，星上有２４個轉(zhuǎn)發(fā)器，我國采用第八個轉(zhuǎn)發(fā)器的部分頻段。轉(zhuǎn)發(fā)器工作于Ｃ頻段，采用衛(wèi)星北半球波束，該波束可覆蓋我國，為線性極化方式。



　�。场⑿≌荆ǎ郑樱粒曰颍校牛樱�



　　小站可安裝于用戶通信現(xiàn)場，它分戶內(nèi)戶處兩部分。戶外設(shè)備可架設(shè)在建筑物頂層。天線口徑為１．８Ｍ，為偏饋修正的拋物面天線。戶內(nèi)設(shè)備可直接與用戶通信設(shè)備相連，戶內(nèi)與戶外設(shè)備通過一條同軸電纜相連。





　　三、ＶＳＡＴ衛(wèi)星通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成



　�。郑樱粒韵到y(tǒng)采用軟件為主的控制方式，根據(jù)用戶的不同要求，系統(tǒng)可支持主站端口與小站多種方式連接。有點對點，點對多點連接，這種連接可以是單向的也可以是雙向的，基于這種連接，使用系統(tǒng)提供的不同用戶接口規(guī)程，用戶可選擇多種通信模式。ＶＳＡＴ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如下：



　�。薄Ⅻc對點連接



　　此方式是通過空間信道將主站某一端口進行邏輯上連接。ＶＳＡＴ中使用的這種連接方式的數(shù)據(jù)傳輸情況有以下幾種：



　�、佼惒阶址�透明傳輸



　�。痢㈦p向數(shù)據(jù)傳輸。適合字符型終端之間進行異步全雙工通信，最大信息速率為１９．２Ｋｂｐｓ（指的是空間信道）。



　�。�、單向數(shù)據(jù)傳輸（廣播方式），它是上述傳輸?shù)奶乩�，適合于數(shù)字廣播業(yè)務(wù)。



　�、谕�步位透明傳輸



　�。�、雙向數(shù)據(jù)傳輸，適合采用不同種類用戶規(guī)程的終端接入，此方式要求用戶終端采用ＶＳＡＴ系統(tǒng)提供的時鐘，即用戶終端采用外時鐘同步方式工作，速率提高為６４ｋｂｐｓ。



　　Ｂ、單向數(shù)據(jù)傳輸（廣播方式）。連接口小站終端只收不發(fā)，最高速率為６４ｋｂｐｓ，適合點對點數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)。



　　③ＬＡＰＢ點對點方式



　�。拢粒校率瞧胶庑玩溌方尤胍�(guī)程，它是ＣＣＩＴＴ，Ｘ．２５網(wǎng)路接口標(biāo)準(zhǔn)的一部分，是適合實際Ｘ．２５規(guī)程以外，而鏈路采用ＬＡＰＢ特殊用戶規(guī)程的計算機間的通信。



　　２、點到多點連接



　　點到多點連接指同一小站不同數(shù)據(jù)端口，或不同小站數(shù)據(jù)端口與主站同一端口間建立邏輯上的連接，組成一點到多點的網(wǎng)路而實現(xiàn)通信目的。點到多點連接有以下幾種方式：



　�、伲停铮欤簦椋洌颍铮鸱绞剑捍朔绞綖楫惒阶址麄鬏敺绞�，小站各端口與主站端口間可進行全雙工異步通信，在采用此方式時，通信終端最好采用一種面向字符型的通信規(guī)程，以避免多個小站上的終端同時向主站發(fā)送信息造成沖突，最高速率９６００ｂｐｓ。



　�、诋惒阶址麖V播式。多個小站的終端只收不發(fā)，適合有數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的場合。



　�、弁�步位透明廣播方式。此方式與上述方式在道理上一樣，只不過信息按同步方式傳輸它的最高速率達(dá)６４ ｋｂｐｓ。



　�、懿捎茫樱模蹋梅绞健Ｒ�求用戶主機終端采用ＳＤＬＣ規(guī)程接入主站及小站端口，１個小站端口最多可接入１５個遠(yuǎn)端設(shè)備。主站和小站之間，可進行雙向同時數(shù)據(jù)交換（ＴＷＳ）或雙向交替（ＴＷＡ）的數(shù)據(jù)交換。接口速率最高可達(dá)５６ｋｂｐｓ。



　　 四、ＶＳＡＴ小站可提供通話功能



　�。郑樱粒孕≌颈旧砭邆湔Z音端口，經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器及主控站作適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理，進入電話交換網(wǎng)，這樣，小站的用戶即可以和電話網(wǎng)上的任何一個用戶溝通電話聯(lián)系。同理，在電話網(wǎng)上的任何一個用戶，也可以通過主控站向小站的用戶溝通電話建立聯(lián)系。



　　五、今后衛(wèi)星通信的發(fā)展



　　目前我國已有２０余個部門興建ＶＳＡＴ專用網(wǎng)，其中約有２０００個端站分別設(shè)在省、市、地的各部門，形成了ＶＳＡＴ通信網(wǎng)。



　　衛(wèi)星通信是微波通信技術(shù)發(fā)展的延伸，采用的頻段與地面微波基本相同，國內(nèi)應(yīng)用的Ｃ頻段與地面微波中繼系統(tǒng)的頻段重復(fù)，在國外用Ｋｕ頻段，從發(fā)展的觀點看，也不能完全避免與地面微波中繼系統(tǒng)的頻譜重疊，因此衛(wèi)星通信與地面微波中繼通信系統(tǒng)之間不可避免地存在著系統(tǒng)間的干擾協(xié)調(diào)問題。



　　在衛(wèi)星通信設(shè)計中應(yīng)正確地選用最佳的調(diào)制方式和多址技術(shù)，對于高效直達(dá)電路采用中速率數(shù)據(jù)（ＩＤＲ）加上數(shù)字倍增設(shè)備（ＤＣＭＥ）是最佳的傳輸方式。目前采用點對點２．０４８Ｍｂｐｓ帶ＤＣＭＥ的ＩＤＲ，每個載波可傳１２０路６４ｋｂｐｓ的數(shù)字信息。對于發(fā)達(dá)地區(qū)可用８．４４８Ｍｂｐｓ和３４．３６８Ｍｂｐｓ容量更大的ＩＤＲ載波，以提高每載波的容量和轉(zhuǎn)發(fā)器的效率，同時對邊遠(yuǎn)地區(qū)使用半速率ＩＤＲ（１．０２４Ｍｂｐｓ）即可�？傊�，為了充分利用資源，應(yīng)采取各種技術(shù)措施，確保衛(wèi)星通信的順利發(fā)展。




----《通信世界報》