VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)簡述

張 峰 董淑霞



 。郑樱粒允牵郑牛遥 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(gè)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(jìn)行通信具有靈活性強(qiáng)、可靠性高、使用方便及小站可直接裝在用戶端等特點(diǎn),利用VSAT用戶數(shù)據(jù)終端可直接和計(jì)算機(jī)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(diǎn)



 。、系統(tǒng)參數(shù)



  外向載頻:信息速率512kbps,12FEC,BPSK調(diào)制方式,時(shí)分復(fù)用(TDM)。



  內(nèi)向載頻:信息速率128 kbps,12FEC,BPSK調(diào)制方式,頻分多址時(shí)分多址混合方式(FDMATDMA)。



  誤碼率:EbNo>6.5dB時(shí),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(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接。



 、谡Z音通信



  采用RELP(殘余激勵(lì)線性預(yù)測(cè))編碼。



  接口:主站:用戶交換機(jī)(PABX)-四線E8M



  小站:電話機(jī)DTME,工線環(huán)路信號(hào),RJ11連接器用戶



  交換機(jī)(PABX)-四線E8M



 、蹅髡



  帶內(nèi)模擬(G3),基帶(G3或G4)。



 、苄≌九渲



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



  擴(kuò)展配置:三個(gè)數(shù)據(jù)口或一個(gè)數(shù)據(jù)端口,一個(gè)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。



 。、VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)有以下幾個(gè)特點(diǎn)



  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湃萘坎粩嘣龃螅杀久黠@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20。



  ②衛(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。



  3、VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)



 、倮茫郑樱粒酝ㄐ挪皇艿匦、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(shí),開通一個(gè)小站,需1-2天。



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



  ④利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和延時(shí)補(bǔ)償及本地輪詢(P011)功能,縮短系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。



  ⑤采用按需分配(DAMA)技術(shù),充分利用衛(wèi)星信道。



 、抻型ㄔ捘芰Γ捎孟冗M(jìn)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(hào)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)。



 。、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(duì)全網(wǎng)進(jìn)行管理、監(jiān)測(cè)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(jì)算機(jī)相連,主站端口的信息速率較高。



 。、通信衛(wèi)星



  通信衛(wèi)星是信號(hào)在空間的中轉(zhuǎn)站。公眾VSAT系統(tǒng)采用亞洲一號(hào)同步衛(wèi)星,它定于東徑105.50,星上有24個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器,我國采用第八個(gè)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。



 。、小站(VSAT或PES)



  小站可安裝于用戶通信現(xiàn)場(chǎng),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(diǎn)對(duì)點(diǎn),點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)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:



  1、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接



  此方式是通過空間信道將主站某一端口進(jìn)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该鱾鬏



 。、雙向數(shù)據(jù)傳輸。適合字符型終端之間進(jìn)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轿煌该鱾鬏



  A、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(shí)鐘,即用戶終端采用外時(shí)鐘同步方式工作,速率提高為64kbps。



 。隆蜗驍(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(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)。



 、郏蹋粒校曼c(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(shí)際X.25規(guī)程以外,而鏈路采用LAPB特殊用戶規(guī)程的計(jì)算機(jī)間的通信。



 。、點(diǎn)到多點(diǎn)連接



  點(diǎn)到多點(diǎn)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(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)路而實(shí)現(xiàn)通信目的。點(diǎn)到多點(diǎn)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剑≌靖鞫丝谂c主站端口間可進(jìn)行全雙工異步通信,在采用此方式時(shí),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(gè)小站上的終端同時(shí)向主站發(fā)送信息造成沖突,最高速率9600bps。



  ②異步字符廣播式。多個(gè)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(chǎng)合。



 、弁轿煌该鲝V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。



  ④采用SDLC方式。要求用戶主機(jī)終端采用SDLC規(guī)程接入主站及小站端口,1個(gè)小站端口最多可接入15個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備。主站和小站之間,可進(jìn)行雙向同時(shí)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(jìn)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(gè)用戶溝通電話聯(lián)系。同理,在電話網(wǎng)上的任何一個(gè)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(gè)部門興建VSAT專用網(wǎng),其中約有2000個(gè)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(diǎn)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(jì)中應(yīng)正確地選用最佳的調(diào)制方式和多址技術(shù),對(duì)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)2.048Mbps帶DCME的IDR,每個(gè)載波可傳120路64kbps的數(shù)字信息。對(duì)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(shí)對(duì)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(bào)》

   

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