关于VSAT系统介绍-[已解答]

00d44

当今的各种VSAT产品
　　综观当今的各种VSAT产品，主要有三种典型的内/外向信道多址方式：

　　（1）TDM/CDMA体制：外向信道采用TDM方式，内向信道采用CDMA方式，内外向均用扩频，但外向不具备码分功能，对所有小站用同一个PN码扩频。由于这种系统扩频增益很大，大大降低了功率谱密度，减小了与地面微波及邻星之间的干扰，降低了传输要求。此方式在C波段工作时，也可使用尺寸小的天线，即用1.2m天线可实现双向通信，单收站另需0.6m天线。因此，小站简单、造价低，得到了广泛的应用。

　　此方式的优点是，外向传输发射一个TDM载波时对卫星功率利用率最高，且抗干扰性强和隐蔽性好。内向采用CDMA避免了碰撞问题，且对过载不敏感。缺点是频带利用率低，网的容量较小。典型代表为ContelASC公司（现GTE　Spacenet公司）的产品。

　　（2）TDM/SCPC体制：外向信道采用TDM方式，可以进行一定的扩频（扰码），每个小站接收一个TDM载波，同时搜索小站地址或用选择自己时隙的方法，从中提取发往本站的数据。内向信道采用SCPC方式，每个小站一个载波，技术简单、造价低廉。但每个VSAT不论有无业务均占用一个固定载波和固定空间段。换频需换晶体，灵活性差、抗干扰能力较差，小站天线直径为1.2m～1.8m（Ku波段）或1.8m～2.4m（C波段），我国采用2.5m～3m。当C波段工作在大城市时由于地面微波干扰严重，选址不方便。典型代表为美国VSI公司（原TG公司）的产品，国内714厂已有生产能力。

　　（3）TDM/TDMA体制：外向信道采用TDM方式，内向信道采用TDMA方式。这是一种先进的系统。主站设备少，主要发挥软件功能。这种系统信道利用率最高，容量大，灵活性好，扩容方便。可工作在C或Ku波段。换频由主站通过控制主站和VSAT的频率合成器来实现，因此比较方便，受干扰影响小。当内向采用多个载波时，便产生了多载波TDMA（MC-TDMA），即一个转发器的频带容纳多个不同的载波，各载波以窄带TDMA方式工作。网中各站发射或接收所用的频率和时隙均可调整。由于采用了TDMA、FDMA和TDM的组合，系统灵活性增加，显著提高了系统容量。此体制特别适合于网络容量大、由许多稀路由地球站组成、每站含有几路话且业务类型多变、需要动态和灵活连接的情况。采用这种方式的网络效率最高，但技术较复杂。典型代表为美国休斯公司的PES系统和日本NEC公司的NEXTAR系统。目前国内也在开展这方面的研制。

　　从内外向传输的不同工作原理可看到，VSAT卫星通信数据网与一般卫星通信网不同，它是一个典型的不对称网络，即收发链路两端的设备不相同，执行功能不相同，内向和外向业务量不对称，信号强度不对称（主站发射功率大得多以适应VSAT小天线的要求；VSAT发射功率小，用主站高的接收增益来接收VSAT的低电平信号）。

00d44

话音VSAT网的传输体制
　　对于话音VSAT网来说，不论采用哪一种多址方式和交换方式，最终应实现等效的线路交换方式。

　　话音VSAT网控制子网的传输体制与数据网是一致的，而业务子网则是典型的网状网结构。要实现网状网，SCPC是一种简单可行的信道多址方式，SCPC信道分配则采用DAMA（按申请分配或称为按需分配）方式。目前，投入实用的系统大部分是采用DAMA-SCPC方式的话音VSAT网。为了兼顾少数大业务量站间业务，可以配置部分点对点预分配（固定分配）的信道。

　　这种网状网的业务信道除了用于话音业务之外，也可以用于数据业务，分配方式和交换方式与话音业务类似。

　　话音VSAT网的信道分配方式通常是按需分配与预分配结合。

　　按需分配的呼叫过程有三个基本阶段：

　　（1）呼叫建立
　　主叫方通过控制信道向网控中心发出呼叫申请信息，网控中心在确认卫星信道和被叫方设备有空闲的条件下，向主叫方和被叫方分配卫星信道，主叫方和被叫方进行导通测试，建立线路。在这个阶段，网控系统的主要任务是在规定的时间内建立线路，并使插入的附加呼损尽可能小。

　　（2）通话
　　线路建立后，两方即可进行通话或数据传输。

　　（3）拆线通话结束后，由通话的主叫方或通话双方（取决于系统设计）向网控中心发出通话结束信息，网控中心发回确认并回收资源（包括卫星信道和用户信道设备）。在这个阶段，网控中心的主要任务是及时、准确地回收空间资源和地面资源。

　　除了SCPC多址方式以外，TDMA方式也是一种适合话音业务乃至综合业务的多址方式。TDMA的特点是子信道按时隙划分，两种交换方式具有良好的兼容性，很适于构成综合业务VSAT网。TDMA用于话音业务时，由于每载波容纳的用户站数目不够多，网内站数较多时，可能不得不采用多载波方式。随着卫星通信技术的发展和设备成本的降低，采用TDMA方式的VSAT网将会有较大发展。

00d44

地球站和网络技术
　　1、地球站技术

　　要使VSAT能得到更广泛的应用必须使VSAT进一步小型化，降低VSAT的成本，为此须解决以下关键技术：

　　信号处理技术：通过合适的信号设计和信号处理降低VSAT系统对C/N的要求。

　　集成电路技术：微波电路集成化技术，采用SLIC技术。

　　天线技术：通过采用新的设计，使天线的尺寸进一步减小。

　　接口技术：采用软件可编程的接口技术以使VSAT能适应不同用户的接口要求。
抗干扰技术：包括抗外部干扰和邻站干扰技术。

　　数字化技术：以DSP、DDS为基础来提高VSAT的灵活性和可靠性。

　　一体化设计技术：通过统一设计Modem、FEC和ARQ来达到对信道资源的最佳利用。

　　标准化技术：VSAT必须要标准化才能解决相互间的互通问题和实现大规模生产。

　　加密技术：由于任何网外用户都能收到网内用户发送的信息，任何网内用户都能收到应由其它网内用户接收的信息，因此，VSAT网中必须解决信道加密问题。要进行加密就涉及到加密算法和加密密钥的分配问题，而对一个网络来说尤其重要的是密钥的分配问题。当采用密钥集中分配方式时，如果主站为每个VSAT保留一个工作密钥，则要求主站有非常大的容量；如果为所有VSAT分配同一个工作密钥，将失去加密的意义。若采用密钥分散分配方式，则涉及到一个密钥的安全问题及VSAT设备的复杂性问题。

　　2、网络技术

　　如何更好地把地球站和卫星结合起来，使VSAT达到最佳的性能/价格比，这就是网络技术需解决的问题。就目前来看，VSAT网络技术需解决以下一些关键技术：

　　多址访问技术和信道分配技术：开发一些新的多址访问和信道分配技术以更有效地利用卫星信道的资源，满足业务量变化及不同业务对服务质量的要求。

　　网络控制技术：进一步加强网络控制的功能，提高VSAT网的智能化程度和灵活程度。

　　网络协议技术：进一步研究VSAT网络的通信协议及与地面设备之间的接口协议以提高网络的适应能力和协议的工作效率。

　　网络安全技术：采用一些措施（如加密、通行字、自组织能力等）来提高网络的安全等级。

00d44

空间技术
　　要加强卫星的竞争力，必须降低卫星的成本、在不增加卫星重量的基础上增加卫星的容量、增加卫星的利用率（如采用低速编码、延长卫星寿命，采用TASI、DSI和DCME等）、寻找地面无法实现或很难实现而卫星很容易做到的新应用（如航空、航海移动通信，偏远地区数据收集，导航/定位等）。

　　就卫星转发器而言，需逐步解决以下关键技术：

　　星上处理与交换技术：使卫星成为一个交换结点，使VSAT能直接进行通信，改善VSAT网的连接能力和吞吐量-时延性能，并把网络的复杂度从VSAT转移到卫星，降低VSAT成本；采用星际链路后能实现不同卫星覆盖区内VSAT之间单跳通信。

　　多波束/跳波束天线技术：在星上采用多波束/跳波束技术以提高卫星的EIRP和G/T，从而降低对VSAT　EIRP和G/T的要求。

　　星上信令能力：使卫星具有信令处理能力，把现在VSAT网中网控中心的一部分功能转移到卫星上，从而缩短VSAT通信的呼叫建立时间。

　　中低轨道卫星技术：由于同步卫星的轨道高度很高，传播时延和传播损耗都很大，因此VSAT不能非常小，同时也不能满足一些实时性业务的要求，为此提出采用中低轨道卫星进行通信。由于信号的传播损耗和时延较小，因此就不仅能更好地传输实时性业务，而且能大大减小地球站天线的尺寸和发射机的功率。另外，采用多个低轨道卫星组成的通信系统比同步卫星通信系统能更好地进行频率复用；同时也缓解了同步轨道上卫星过分拥挤的情况。采用中低轨道卫星还有其它一些优点，这里就不多讲了。

　　另外，对一些边远地区来说，VSAT的电源仍是一个问题（如在我国西南某省安装VSAT站时就遇到了由于供电不行而不能开通的问题），除了采用太阳能等其它发电装置外，第三代VSAT应具有较低的功耗、较大的电压动态范围和只在通信时才需开机等特征以满足边远地区通信的需要。

　　除了以上一些需解决的关键技术外，另外还包括增大卫星功率技术、宽带传输技术、干扰抑制技术、多信道Modem技术等。

00d44

ISDN环境与LAN中的应用
　　1、VSAT在ISDN环境下的应用

　　ISDN的提出已有相当一段时间，然而，时至今日，电信网络提供的ISDN业务仍非常有限，一个重要的原因是由于现有通信网（如PSTN，PSPDN和各种专用网等）的投资巨大，对它废弃不用而新建一个ISDN网从经济上考虑是不可能的。因此，用VSAT网来实现一个ISDN或用来互连各地的ISDN用户或让远方ISDN用户经VSAT网进入地面ISDN从经济上考虑是比较合适的；即使在地面ISDN网建成后也不能覆盖所有的地区，对边远地区的ISDN用户来说，采用VSAT网仍几乎是一种唯一的选择。对地面ISDN能覆盖的用户来说，也存在着网络的故障和拥塞问题，此时，可把VSAT网络用作地面ISDN的迂回或应急网络。

　　因此，VSAT网提供ISDN业务不仅是VSAT本身发展的需要，也是ISDN发展的需要。

　　要使VSAT网能提供ISDN业务，首先应必须解决VSAT网的标准问题。只有使VSAT网符合ISDN的标准才能提供ISDN业务；其次，必须提高VSAT网的容量和通信性能（包括网络时延和信道误比特率）；再次，必须能对不同的业务提供不同的服务质量，以满足不同业务对通信网服务质量的要求。

　　2、　VSAT在互连LAN中的应用

　　采用LAN来互连计算机可以得到许多好处，而随着LAN网卡价格的下降，其使用已越来越广泛，而LAN之间的互连是一个迫切要求解决的问题。从80年代中期开始，VSAT已从支持串行接口到能与LAN/MAN的一个主网络结点进行接口。

　　采用VSAT网来互连LAN比之采用地面网中的帧中继进行互连LAN在经济上要节省，尤其当需提供广播业务时，采用VSAT网比地面帧中继有许多优点。

　　用VSAT网来互连LAN可采用直接方式或通过帧中继的方式来互连。

　　当用VSAT直接互连LAN时，可采用桥接器、选路器或网关等三种不同的方式。其中，采用桥接器时只涉及到链路层协议，而采用选路器时涉及到网络层协议，而采用网关时则涉及到运输层或更高层协议。采用不同的互连方式对VSAT的协议、频带利用、灵活性等方面都有不同的影响。可用的LAN协议有TCP/IP、SNA、DECnet、IPX等。

　　今天已超过6000个VSAT用来从远端站到中央主机之间传输LAN业务。

　　由于LAN不同于主机与终端之间的通信，也不同于两个DTE之间的直接通信，因此，提供LAN互连的VSAT在拓扑管理、资源分配、业务量管理、拥塞控制等方面都需做出相当大的改进。

00d44

个人通信业务与发展趋势
　　3、VSAT在个人通信业务（PCS）中的应用

　　限制目前VSAT发展的一个重要因素是其潜在用户主要面向比较大的单位而不是个人，因此，其用户数有限的。如果VSAT能面向个人，那么，其市场潜力就非常大，再加上个人化是通信的一个发展方向，所以，VSAT要持久高速发展，提供面向个人的系统是一个非常有前途的发展方向。

　　要使VSAT网能真正面向个人（如进入家庭、车载、放在办公桌上等），就必须降低VSAT的成本和规模，以随时随地为用户提供各种服务功能。为此，需解决几个关键问题：

　　1.大大减小VSAT天线的尺寸和发射机的功率；
　　2.时延问题；
　　3.与地面网的互通问题；
　　4.VSAT在卫星/波束间切换问题；
　　5.全球通信问题。

　　可采用的几种解决办法有：

　　1.采用中低轨道卫星，以解决VSAT的尺寸和时延问题；
　　2.采用Ka或更高频段的卫星以增大VSAT天线的增益；
　　3.设置足够多的地面网关站，以使卫星用户能就近进入地面网；
　　4.采用星际链路。

　　下面我们简要地说说VSAT的发展趋势，从当前VSAT及卫星通信的发展方向来看，VSAT主要向几个方面发展：

　　1.在VSAT设备方面：逐步采用标准化和积木化技术以便于扩容和实现大规模生产，从而降低生产成本；设备必须进一步小型化，价格必须进一步下降以增强VSAT的竞争力；接口和适应的业务种类必须更多样；逐步具有综合业务传输能力和宽带传输能力，为此，VSAT应向Ku及更高频段方向发展。

　　2.从卫星来看：核心是增加卫星的EIRP和G/T值以进一步使VSAT小型化，其次是逐步具有星上处理、交换能力和星上信令处理能力，以改善传输性能（误比特率和时延）。

　　3.从VSAT的网络控制来看：网控的功能需进一步加强，这成为第三代VSAT有别于前几代的主要差别，比如VSAT网络中的主要参数（包括网络拓扑结构、传输速率、多址方式、信道分配方式、传输协议、接口协议和速率、调制和编码方式等）应能根据不同用户的要求进行灵活设置。为使VSAT能面向小用户，网控应具有分级功能，即大用户配大网控，小用户配小网控（以降低小网中主站成本在总投资中的比例），从而为VSAT开辟更广泛的市场。

zhizhy

回复 16# 00d44


    谢谢00d44，还想问一下，他的接收终端是什么形式存在的？能简要举几个例子么

eminemsun

接收终端的形式很多样化 简尔言之 不同厂家采用技术不同
COMTECH公司是点对点的 ，终端设备称为卫星猫  也就是卫星调制解调器。
其它公司也是大同小议，终端同样为具备解调能力的设备。
调制方式多为QPSK 8PSK等等。