衛(wèi)星通信鏈路與衛(wèi)星同播覆蓋

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李祖詒 劉昂

  衛(wèi)星通信具有一些其它通信方式難以替代的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)與無線尋呼信號(hào)對(duì)遠(yuǎn)程傳輸?shù)男枨笥兄喈?dāng)大的吻合度,尤其是在尋呼信號(hào)的同播覆蓋運(yùn)用方面。本文著重就衛(wèi)星鏈路的特點(diǎn)和在選擇衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行尋呼信號(hào)同播覆蓋時(shí)需要注意的主要問題進(jìn)行闡述和探討。



  衛(wèi)星VSAT通信的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)


  衛(wèi)星VSAT (甚小口徑天線站)站由天線、室外射頻單元和室內(nèi)數(shù)字處理單元組成。室內(nèi)數(shù)字處理單元一般裝在VSAT通信站的機(jī)房內(nèi),由一根電纜與室外單元連結(jié),承擔(dān)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的處理、操縱功能。室內(nèi)數(shù)字處理單元的接入端口可以同時(shí)支持多種通信協(xié)議,方便用戶將各種數(shù)據(jù)終端或網(wǎng)絡(luò)接入VSAT網(wǎng)。相比地面無線或有線通信鏈路而言,衛(wèi)星VSAT通信在以下幾個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì):



1.可靠性(可用度)



  地面有線鏈路(DDN、X.25或PSTN)節(jié)點(diǎn)多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,復(fù)雜的結(jié)構(gòu)意味著可能發(fā)生故障的環(huán)節(jié)增多,對(duì)技術(shù)維護(hù)和支持的要求增高。運(yùn)營部門很難在大范圍內(nèi)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次可能的故障點(diǎn)上都有能力提供及時(shí)有效的故障響應(yīng)技術(shù)支持。地面200M、400M無線鏈路多半也存在中間差轉(zhuǎn)站的維護(hù)問題,并且干擾問題嚴(yán)重。衛(wèi)星鏈路則結(jié)構(gòu)簡單,只要專業(yè)化的通信公司分別為衛(wèi)星和衛(wèi)星地面站的安全提供了保障,通信鏈路就不存在其它中間環(huán)節(jié)故障點(diǎn)。正規(guī)專業(yè)化設(shè)計(jì)的衛(wèi)星VSAT網(wǎng)絡(luò)信道可用度都在99.9%以上,這是地面線路在相當(dāng)長一個(gè)時(shí)期內(nèi)所難以企及的。事實(shí)上許多原計(jì)劃采用衛(wèi)星鏈路來做地面線路備份的運(yùn)用場合一旦建立起衛(wèi)星信道之后,往往發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星信道反而變成了事實(shí)上的主用信道,在中國中西部地面線路建設(shè)較落后的地區(qū)尤其如此。



2.及時(shí)性



  由于衛(wèi)星VSAT通信結(jié)構(gòu)層次簡單,信息傳遞的速度恒定、快捷。而地面鏈路信息路徑不確定,在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)往往無法預(yù)知或控制信息傳送所需要的時(shí)間。對(duì)于尋呼這一類需要快速響應(yīng)的運(yùn)用而言,數(shù)據(jù)傳送的速率是至關(guān)重要的。另外一般認(rèn)為地面線路帶寬較高,大數(shù)據(jù)量信息傳送的速度可能較快,但不能忽略的是由許多線路段連接而成的長途地面通信信道速率是由這些線路段中速率最低者所決定的(瓶頸效應(yīng)),這就是為什么在同樣的端口速率設(shè)置下地面線路通信往往慢于衛(wèi)星通信的原因。



3.靈活性



  衛(wèi)星雙向VSAT小站的安裝、調(diào)試、開通只需二~三天便可完成,單收站更可由一般工程人員在30分鐘內(nèi)安裝完畢,而地面鏈路的鋪設(shè)和調(diào)度往往需要長得多的時(shí)間(尤指DDN)。



4.通信成本



  在發(fā)達(dá)地區(qū),較短距離內(nèi),同等通信帶寬情況下地面線路的租用費(fèi)一般會(huì)低于衛(wèi)星通信。但隨著通信距離的增加,地面線路的通信費(fèi)用迅速上升,而衛(wèi)星通信費(fèi)用可在衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)基本保持不變。對(duì)于同播覆蓋而言,覆蓋點(diǎn)的增加不會(huì)導(dǎo)致通信成本的增加,這是地面通信不可能做到的。另外衛(wèi)星VSAT通信的成本首先取決于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的租用價(jià)格,在亞太地區(qū),預(yù)計(jì)1999年度的衛(wèi)星專發(fā)器資源將會(huì)比97年翻兩番,價(jià)格應(yīng)有較大幅度的下調(diào)。另一個(gè)對(duì)衛(wèi)星通信成本起決定性作用的因素是提供服務(wù)的通信公司的衛(wèi)星網(wǎng)規(guī)模。



  衛(wèi)星鏈路的主要指標(biāo)


使用衛(wèi)星VSAT通信要注意以下幾個(gè)主要指標(biāo):



室內(nèi)單元


  室內(nèi)單元需要注意端口數(shù)、端口速率、和端口能支持的協(xié)議種類這幾個(gè)指標(biāo),這些指標(biāo)決定了衛(wèi)星站的可擴(kuò)充性和對(duì)多種運(yùn)用的適應(yīng)能力。



2.衛(wèi)星空間鏈路的波段



  衛(wèi)星通信空間段有C和Ku波段兩種選擇,C波段天線尺寸較大,容易與地面4-6G微波通信鏈路發(fā)生干擾,必須在建站前進(jìn)行嚴(yán)格的電磁環(huán)境測(cè)試。Ku波段由于天線尺寸較小,安裝更方便,而且12-14G空間頻段要干凈得多,基本上不會(huì)發(fā)生空間段的干擾情況。但是Ku波段會(huì)受到大雨的影響,因而鏈路計(jì)算需要有一定的冗余度。



3.室外單元



  室外單元主要注意功率放大器的發(fā)射功率以及接收高頻頭的靈敏度和噪聲溫度。在衛(wèi)星和天線尺寸選定的情況下,功率放大器的發(fā)射功率及其補(bǔ)嘗機(jī)制是決定衛(wèi)星鏈路可用度的主要因素。



4.衛(wèi)星



主要相關(guān)指標(biāo)為下行EIRP功率覆蓋情況、飽和通量密度Ws以及壽命、位置等。



  衛(wèi)星同播覆蓋的兩種體制


  目前尋呼臺(tái)在進(jìn)行衛(wèi)星同播覆蓋時(shí),有以下兩種技術(shù)體制可供選擇:



1.一跳方式:



  尋呼臺(tái)購買一套 SCPC(單路單載波)單向數(shù)據(jù)廣播發(fā)射站,將編碼器輸出的POCSAG或FLEX碼流,經(jīng)過信號(hào)處理器轉(zhuǎn)換成衛(wèi)星數(shù)據(jù)信號(hào)之后發(fā)射上星,各地單收站直接接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的單向廣播數(shù)據(jù),反過來轉(zhuǎn)換成POCSAG或FLEX碼流,通過基站發(fā)射機(jī)發(fā)射,從而完成對(duì)該地區(qū)的覆蓋。



  由于單收站數(shù)量多,只有降低每個(gè)單收站的價(jià)格,才可能大面積使用,所以,單收站的G/T值(品質(zhì)因素)較低,為保證一定的誤碼率,要求衛(wèi)星電路的信噪比較高,這就要求廣播站要有足夠強(qiáng)的發(fā)射功率。若使用SCPC單向數(shù)據(jù)廣播發(fā)射站直接向單收站廣播,為了保證同播質(zhì)量,SCPC單向發(fā)射站需配備幾十瓦的發(fā)射機(jī),為保證鏈路可靠性,所有設(shè)備要一比一備份,這樣的SCPC單向發(fā)射站一次性投資較大。



 2.兩跳方式



  基本工作原理與一跳方式相同,只是尋呼臺(tái)可購買上行功率能力較小的TDM(時(shí)分復(fù)用)雙向衛(wèi)星VSAT通信站,將同播數(shù)據(jù)流先引接到衛(wèi)星主站,經(jīng)過主站放大之后,再利用主站強(qiáng)大的上行能力,發(fā)射廣播信號(hào)。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)下去的信號(hào)強(qiáng)度,正比于上行站發(fā)射功率與天線增益的乘積,兩跳方案利用了衛(wèi)星主站的功放和帶精密跟蹤系統(tǒng)的天線,使單收站獲得的信號(hào)強(qiáng)度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于使用4-8瓦功放、2.4-3.7米普通天線的一跳廣播方案。



 3.兩種方式的對(duì)比



  一跳方式上行站的一次性投資是兩跳方式的5至8倍,但當(dāng)尋呼臺(tái)同播頻點(diǎn)數(shù)較多時(shí),每頻點(diǎn)年使用費(fèi)可能會(huì)低于兩跳方式。如尋呼臺(tái)實(shí)力較強(qiáng),有8個(gè)以上頻點(diǎn)需要同播時(shí),可重點(diǎn)考慮一跳方式。



  另外采用一跳方案的SCPC單向發(fā)射站只能用于單向廣播;而采用兩跳方式的TDMA上行站,往往具有完整的衛(wèi)星通信地面站功能,它有多個(gè)數(shù)據(jù)通信端口,除了同播端口外,其他端口還可以用于漫游聯(lián)網(wǎng)、INTNET尋呼(即轉(zhuǎn)發(fā)電子郵件)、聯(lián)網(wǎng)語音信箱服務(wù)、雙向?qū)ず舻,為尋呼臺(tái)開展新業(yè)務(wù)、提供新功能奠定了基礎(chǔ)。



摘自《中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)》

   

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