VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng),VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)是什么意思
VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng),VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)是什么意思
【什么是VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)】
VSAT是VERY SMALL APERTURE TERMINAL的縮字,直譯為甚小口徑衛(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(wèn)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。
【VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成】
VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)由空間和地面兩部分組成。
VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的空間部分就是衛(wèi)星,一般使用地球靜止軌道通信衛(wèi)星,衛(wèi)星可以工作在不同的頻段,如C、ku和Ka頻段。星上轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射功率應(yīng)盡量大,以使VSAT地面終端的天線尺寸盡量小。
VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的地面部分由中樞站、遠(yuǎn)端站和網(wǎng)絡(luò)控制單元組成,其中中樞站的作用是匯集衛(wèi)星來(lái)的數(shù)據(jù)然后向各個(gè)遠(yuǎn)端站分發(fā)數(shù)據(jù),遠(yuǎn)端站是衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的主體,VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)就是由許多的遠(yuǎn)端站組成的,這些站越多每個(gè)站分?jǐn)偟馁M(fèi)用就越低。一般遠(yuǎn)端站直接安裝于用戶處,與用戶的終端設(shè)備連接。
【VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)】
?。?、系統(tǒng)參數(shù)
外向載頻:信息速率512KBPS,12FEC,BPSK調(diào)制方式,時(shí)分復(fù)用(TDM)。
內(nèi)向載頻:信息速率128KBPS,12FEC,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(yǔ)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E8M
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E8M
③傳真
帶內(nèi)模擬(G3),基帶(G3或G4)。
④小站配置
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(yǔ)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:220±10%,50HZ;
功耗約:400W。
【VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點(diǎn)】
VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)有十分明顯的特點(diǎn),它主要包括以下幾個(gè)方面。
(1) 地面(遠(yuǎn)端)站天線的直徑小,一般在2米以下,目前采用較多的是1.2~1.8米。登山運(yùn)動(dòng)員有時(shí)用直徑0.3米的便攜式個(gè)人地球站。
(2) 發(fā)射功率小,一般在1~3瓦之間。
(3) 質(zhì)量很輕,常用的為幾十千克,有的小到幾千克,便于攜帶。
(4) 價(jià)格低廉,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。該系統(tǒng)不但設(shè)備的售價(jià)低,而且它取得的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)備的售價(jià)。
(5) 建設(shè)周期短。它比傳統(tǒng)的地面通信手段簡(jiǎn)單得多,不需要架設(shè)電纜、光纜。它也不像微波通信必需每隔50千米架設(shè)一個(gè)中繼站。VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,只要在通信的兩端安裝必要的設(shè)備就可以,而且這種設(shè)備的安裝也比較簡(jiǎn)單。
(6) 通信的費(fèi)用與通信的距離沒(méi)有關(guān)系。在一般的通信系統(tǒng)中,距離越長(zhǎng)費(fèi)用越高,而VSAT衛(wèi)星通信與距離沒(méi)有關(guān)系,而且越遠(yuǎn)越適合采用VSAT通信。
(7) VSAT衛(wèi)星通信不受地形和氣候環(huán)境的影響,因?yàn)樗恍枰茉O(shè)地面設(shè)施,受地面的干擾小。
(8) VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)就是組網(wǎng)靈活,容易擴(kuò)充用,而且維修方便,因?yàn)樗鼪](méi)有復(fù)雜的地面設(shè)備。
【VSAT衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用】
VSAT站能很方便地組成不同規(guī)模、不同速率、不同用途的靈活而經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一個(gè)VSAT網(wǎng)一般能容納200~500個(gè)站,有廣播式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式、雙向交互式、收集式等應(yīng)用形式。它既可以應(yīng)用于發(fā)達(dá)國(guó)家,也適用于技術(shù)不發(fā)達(dá)和經(jīng)濟(jì)落后的國(guó)家,尤其適用于那些地形復(fù)雜、不便架線和人煙稀少的邊遠(yuǎn)地區(qū)。因?yàn)樗梢灾苯友b備到個(gè)人,所以軍事上也有重要的意義。概括起來(lái),VSAT技術(shù)可以應(yīng)用于以下幾個(gè)方面。
(1) 普及衛(wèi)星電視廣播和衛(wèi)星電視教育,傳送廣播電視、商業(yè)電視信號(hào),尤其對(duì)于我國(guó)的邊遠(yuǎn)地區(qū),利用這種方式可以在物質(zhì)文明建設(shè)和精神文明建設(shè)方面起到很大的作用。
(2) 用于財(cái)政和金融系統(tǒng)、證券系統(tǒng),對(duì)市場(chǎng)的情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤管理,大大地縮短資金周轉(zhuǎn)周期。深圳的證券交易系統(tǒng)就是利用VSAT系統(tǒng)與四面八方的客戶進(jìn)行雙向通信的。
(3) 用于水利建設(shè)的管理,監(jiān)測(cè)水文變化,防止和減少自然災(zāi)害的損失。VSAT系統(tǒng)可以及時(shí)傳輸氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、資源衛(wèi)星和地面檢測(cè)站獲取的信息。
(4) 用于交通運(yùn)輸?shù)墓芾?。?guó)外發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)將VSAT用在鐵路的運(yùn)營(yíng)調(diào)度,大大緩解了在交通運(yùn)輸?shù)木o張狀態(tài)。用VSAT可以方便地開(kāi)展任何兩地的通話、電傳和電報(bào)業(yè)務(wù),節(jié)省了經(jīng)費(fèi)和時(shí)間。
(5) 軍事上應(yīng)用。在1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,多國(guó)部隊(duì)利用VSAT進(jìn)行了大量的移動(dòng)通信,甚至將其裝備到每個(gè)士兵。
(6) 應(yīng)急通信和邊遠(yuǎn)地區(qū)通信的應(yīng)用。對(duì)于自然災(zāi)害或突發(fā)性事件VSAT都是最便利的應(yīng)急通信備份體系,例如:5.12的汶川地震。
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(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(wèn)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(jiǎn)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。
①數(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(yǔ)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)。
④小站配置
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(yǔ)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(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(lái)簡(jiǎn)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。
?、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。
3、VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
①利用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(shí),開(kāi)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。
?、芾孟冗M(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。
?、莶捎冒葱璺峙洌ǎ模粒停粒┘夹g(shù),充分利用衛(wèi)星信道。
⑥有通話能力,采用先進(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(guó)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(guó)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(guó),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(guò)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:
?。?、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接
此方式是通過(guò)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?
?。痢㈦p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)。
B、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。
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(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。
2、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:
①Moltidrop方式:此方式為異步字符傳輸方式,小站各端口與主站端口間可進(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。
?、诋惒阶址麖V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(guò)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(yǔ)音端口,經(jīng)過(guò)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(guò)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(guó)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(guó)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(guó)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(wèn)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。
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