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2017年11月20日 星期一

丁酉(鸡)年十月初三

(图)VSAT
VSAT
甚小口径终端(VSAT)是一种微型地面站,它使用卫星通信领域的最新研究成果来让用户接入稳定的卫星通信。VSAT系统为用户提供与大型网关和地面普通电缆网络相媲美而价格要低许多的业务。一个典型的VSAT系统由通信设备和直径小于3.5米的小天线组成。

VSAT - 技术概述 [回目录]

VSAT是一种天线口径很小的卫星通信地球站,又称微型地球站或小型地球站。

VSAT(图)示意图
示意图
其特点是天线直径很小(一般为0.3-2.4米),设备结构紧凑、固体化、智能化、价格便宜、安装方便、对使用环境要求不高,且不受地面网络的限制,组网灵活。

VSAT于20世纪80年代最先在美国兴起,发展速度很快,是30多年来卫星通信技术的转折性发展。VSAT系统有两种类型,一种是双向VSAT系统,它由中心站控制许多VSAT终端来提供数据传输、语音和传真等业务;另一种是单向VSAT系统,在这种系统中,图像和数据等信号从中心站传输到许多单收VSAT终端

VSAT系统由室外单元和室内单元组成。室外单元即射频设备,包括小口径天线、上下变频器和各种放大器;室内单元即中频及基带设备,包括调制解调器编译码器等,其具体组成因业务类型不同而略有不同。

VSAT网根据业务性质可分为数据通信网、语音通信网和电视卫星通信网三大类。目前,国内VSAT通信业务向社会开放经营;

VSAT网络为用户提供简单的设备,只需要最小程度的安装与维修,容易操作和便于故障处理。一套典型VSAT的安装由天线、室外设备(ODU)、接口连接电缆(IFL)和室内设备(IDU)组成。天线和室外设备提供了射频转换及卫星上、下行链路的放大功能。室外设备常被称为接收机,它包括了上变频器(U/Cs)、固态功率放大器(SSPA)、低噪声放大器(LNA),以及下变频器(D/C)。室内设备提供了所需承载用户业务的接口。每套VSAT所需的电源功率不高,有时甚至是太阳能电源。因其简单,每套VSAT的安装仅需数个小时,便为业务做好了准备。

VSAT - 地面设备 [回目录]

VSAT(图)原理图
原理图
VSAT的终端一般是网络的一部分,并有一个较大的地球站作为网络的“主站”(hub)。主站含有控制网络操作、配置和流量的信息,主站也记录每个VSAT终端的性能、状态和交互水平。主站通常位于网络或终端产生大流量的地方。

一个主站由射频设备、VSAT接口设备和用户接口设备组成。射频设备包括天线、低噪声放大器、固态功率放大器和变频器。主站的射频设备可封装在室外设备中,以降低传输线路的损耗。如果需要求高稳定性,那么还需要室内备份设备和转换设备。

1、主站:主站也叫中心站或中央站,是VSAT网的心脏。它与普通地球站一样,使用大型天线,天线直径一般约为3.5m~8m(Ku波段)或7m~13m(C波段)。在以数据业务为主的VSAT卫星通信网(下面简称数据VSAT网)中,主站既是业务中心也是控制中心。主站通常与主计算机放在一起或通过其它(地面或卫星)线路与主计算机连接,作为业务中心(网络的中心结点);同时在主站内还有一个网络控制中心(NCC)负责对全网进行监测、管理、控制和维护。在以话音业务为主的VSAT卫星通信网(下面简称话音VSAT网)中,控制中心可以与业务中心在同一个站,也可以不在同一个站,通常把控制中心所在的站称为主站或中心站。由于主站涉及整个VSAT网的运行,其故障会影响全网正常工作,故其设备皆有备份。为了便于重新组合,主站一般采用模块化结构,设备之间采用高速局域网的方式互连。

2、 VSAT小站:VSAT小站由小口径天线、室外单元(ODU)和室内单元(IDU)组成。在相同的条件下(例如相同的频段、相同的转发器条件)话音VSAT网的小站为了实现小站之间的直接通信,其天线明显大于只与主站通信的数据VSAT小站。

3、卫星转发器:一般采用工作于C或Ku波段的同步卫星透明转发器。在第一代VSAT网中主要采用C波段转发器,从第二代VSAT开始,以采用Ku波段为主。具体采用何种波段不仅取决于VSAT设备本身,还取决于是否有可用的星上资源,即是否有Ku波段转发器可用,如果没有,那么只能采用C波段。

(图)VSAT
VSAT
VSAT卫星通信网的网络结构可分为星状网、网状网和混合网(星状+网状)等三种。

采用星状结构的VSAT网最适合于广播、收集等进行点到多点间通信的应用环境,例如具有众多分支机构的全国性或全球性单位作为专用数据网,以改善其自动化管理、发布或收集信息等。

采用网状结构VSAT网(在进行信道分配、网络监控管理等时一般仍要用星形结构)较适合于点到点之间进行实时性通信的应用环境,比如建立单位内的VSAT专用电话网等。

采用混合结构的VSAT网最适合于点到点或点到多点之间进行综合业务传输的应用环境。此种结构的VSAT网在进行点到点间传输或实时性业务传输时采用网状结构,而进行点到多点间传输或数据传输时采用星状结构;在星状和网状结构时可采用不同的多址方式。此种结构的VSAT网综合了前两种结构的优点,允许两种差别较大的VSAT站(即小用户用小站,大用户用大站)在同一个网内较好地共存,能进行综合业务传输,能择优选择最合适的多址方式,估计会有较大的发展。

VSAT组网非常灵活,可根据用户要求单独组成一个专用网,也可与其它用户一起组成一个共用网(多个专用网共用同一个主站)。

一个VSAT网实际上包括业务子网和控制子网两部分,业务子网负责交换、传输数据或话音业务,控制子网负责对业务子网的管理和控制。传输数据或话音业务的信道可称为业务信道,传输管理或控制信息的信道称为控制信道。

VSAT的接口设备控制和管理着网络的运行,由调制器、解调器、带宽处理器组成,用户的带宽设备连接VSAT网络信号至用户的地面设备。

VSAT - 优点 [回目录]

VSAT(图)信号接收设备
信号接收设备
Intelsat公司是全球最著名和最早开发利用VSAT技术的卫星运营商之一。因其影响力,该公司VSAT的技术和规格成为有影响的商业模式。卫星容量接入协议(又称卫星多址协议)、网络接入协议和用户数据协议是VSAT网络重要的三层协议。而前两种协议又被人们认为是VSAT网络的关键技术。

使用Intelsat系统提供的VSAT技术,提供高效、业务灵活、高度稳定、不受距离影响、高流量容量,以及强大的寻路功能。依据效率和质量,VSAT网络所获得的性能超过了地面普通电缆网络的性能。目前卫星链路典型的效率指数超过了99.9%。VSAT网络的总体效率达99.6%至99.7%,误码率(BER)性能优于千万分之一比特。

VSAT - 接入协议 [回目录]

VSAT(图)结构模式图
结构模式图
在VSAT网络的执行过程中,必须考虑3层不同的协议:卫星接入协议(又称卫星多址协议)、网络接入协议和用户数据协议。网络的性能直接受所使用协议的影响。为了特殊的应用和降低卫星所需带宽,一个好的网络的设计应使用能完成最高网络性能的协议。

VSAT卫星通信网最初是作为透明信道使用的,它只提供固定的连接,传输单一的业务。这时针对不同的卫星信道,设备必须配置不同的通信软件。由于卫星通信必须支持网络管理和多址接入的控制,卫星通信业务的综合化必须传输多种业务,例如电信、计算机数据、以及数据音频视频广播,在VSAT卫星通信网必须支持通信规程协议。

卫星通信规程要考虑传输的业务以及相应的规程协议:例如音频视频广播的数据结构和规程协议、计算机互联网通信的TCP/IP协议、以及电信通信的信令。随着宽带VSAT通信的发展,通信规程要支持交互通信,特别是宽带交互通信业务。卫星通信规程要考虑网络管理的规程协议。例如常用的SNMP(Simple Network Management Protocol),而SNMP是建立在UDP/IP提供服务的基础上。卫星通信规程要考虑用户站接入时介质访问控制以及卫星链路差错控制对通信规程的影响。

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更新时间 : 2009-05-14

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