1、1第第5章章 VSAT卫星卫星通信网通信网2第第5章章 VSAT卫星通信网卫星通信网v5.1 VSAT卫星通信网的基本概念及其特点卫星通信网的基本概念及其特点v5.2 VSAT网的组成及网络结构网的组成及网络结构v5.3 VSAT业务类型及应用业务类型及应用v5.4 VSAT数据通信网数据通信网v5.5 VSAT电话网电话网v5.6 国内外国内外VSAT生产厂商及典型型号和性能生产厂商及典型型号和性能v5.7 VSAT网的总体方案设计网的总体方案设计35.1 VSAT卫星通信网的基本概念及其特点卫星通信网的基本概念及其特点vVSAT=Very Small Aperture Terminal(甚
2、甚小口径终端小口径终端)，天线口径通常为天线口径通常为0.3-2.4mv20世纪世纪80年代开始发展起来的，一般由大量年代开始发展起来的，一般由大量具有甚小口径天线的智能化小型或微型地球具有甚小口径天线的智能化小型或微型地球站与一个站与一个(或几个或几个)大站协同工作，构成一个大站协同工作，构成一个VSAT卫星通信网，能够支持范围广泛的数卫星通信网，能够支持范围广泛的数据、话音、图像及其他综合电信及信息业务。据、话音、图像及其他综合电信及信息业务。4vVSATVSAT的特点的特点小口径天线，天线口径小口径天线，天线口径0.3-2.4m0.3-2.4m，设备，设备简单，体积小，重量轻，功耗小，造
3、价简单，体积小，重量轻，功耗小，造价低，安装、维护和操作简便低，安装、维护和操作简便组网灵活，易扩展和改进组网灵活，易扩展和改进多种业务可以在一个网内并存，适于多多种业务可以在一个网内并存，适于多种数据率和多种业务类型：数据、话音、种数据率和多种业务类型：数据、话音、图象等图象等可建立直接面对用户的直达电路可建立直接面对用户的直达电路集成化程度高，集成化程度高，VSATVSAT从外表看只有天线、从外表看只有天线、室内单元室内单元(IDU)(IDU)和室外单元和室外单元(ODU)(ODU)三部分三部分5智能化功能强，可无人操作智能化功能强，可无人操作覆盖范围广，特别适合用户分散、业务量覆盖范围广
4、，特别适合用户分散、业务量轻的边远地区和用户终端分布范围广的专轻的边远地区和用户终端分布范围广的专用通信网用通信网独立性好，一般用作专用网，用户享有对独立性好，一般用作专用网，用户享有对网络的控制权，而不用作公用网。其网络网络的控制权，而不用作公用网。其网络结构、技术性能、设备特性和网络管理都结构、技术性能、设备特性和网络管理都可以根据用户的要求进行设计和调整可以根据用户的要求进行设计和调整互操作性好，采用不同标准的用户可以跨互操作性好，采用不同标准的用户可以跨越不同的地面网而在同一个越不同的地面网而在同一个VSATVSAT网内进行网内进行通信通信65.2 VSAT网的组成及网络结构网的组成及
5、网络结构5.2.1 VSAT网的组成网的组成vVSAT卫星通信系统是由包括网控系统在内卫星通信系统是由包括网控系统在内的主站、卫星转发器和若干的主站、卫星转发器和若干VAST小站组成小站组成的。通常采用星形网络结构。的。通常采用星形网络结构。v(1)主站主站(中心站中心站)v主站也叫中心站主站也叫中心站(中央站中央站)或枢纽站或枢纽站(HUB)，是，是VSAT网的心脏。它与普通地球站一样，使网的心脏。它与普通地球站一样，使用大型天线，天线直径一般约为用大型天线，天线直径一般约为3.5m8m（Ku波段）或波段）或7m13m（C波段）。波段）。78v主站通常与主计算机放在一起或通过其它主站通常与主
6、计算机放在一起或通过其它(地地面或卫星面或卫星)线路与主计算机连接，作为业务中线路与主计算机连接，作为业务中心。心。v同时在主站内还有一个网络控制中心，负责同时在主站内还有一个网络控制中心，负责对全网进行监测、管理、控制和维护。对全网进行监测、管理、控制和维护。v由于主站涉及整个由于主站涉及整个VSAT网的运行，其故障网的运行，其故障会影响全网正常工作，故其设备皆有备份。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。构，设备之间采用高速局域网的方式互连。910v(2)小站小站(VSAT)v
7、VSAT小站由小口径天线、室外单元（小站由小口径天线、室外单元（ODU）和室内单元（和室内单元（IDU）组成。）组成。vVSAT天线有正馈和偏馈两种形式，正馈天天线有正馈和偏馈两种形式，正馈天线尺寸较大，而偏馈天线尺寸较小、性能好线尺寸较大，而偏馈天线尺寸较小、性能好（增益高、旁瓣小），且结构上不易积冰雪，（增益高、旁瓣小），且结构上不易积冰雪，因此常被采用。因此常被采用。11vVSAT小站的室外单元小站的室外单元(ODU)主要包括固态主要包括固态功率放大器、低噪声放大器、上功率放大器、低噪声放大器、上/下变频器及下变频器及其检测控制电路等模块的电子成套设备。其检测控制电路等模块的电子成套设备
8、。v室外单元的组件紧密地集成在一起，其结构室外单元的组件紧密地集成在一起，其结构防水、易散热、便于安装，通常设置在天线防水、易散热、便于安装，通常设置在天线馈源附近。馈源附近。12131415室外单元（室外单元（ODU）至至IDU16室内单元（室内单元（IDU）来至来至ODU17v室内单元室内单元(IDU)，分数据为主和话音为主的，分数据为主和话音为主的两种类型，主要包括：两种类型，主要包括：1、信源编码器、信源编码器波形编码器。最常用波形编码器。最常用32kbit/s的的ADPCM(自适应差分脉码调制自适应差分脉码调制)方式，这方式，这种编码方式在保证高质量的话音性能前提种编码方式在保证高质
9、量的话音性能前提下，与普通下，与普通PCM编码方式相比，可使频带编码方式相比，可使频带压缩一半，如压缩一半，如NEC的的NEXTAR-VO系统。系统。参量编码器。常用的有参量编码器。常用的有CELP(码激励线性码激励线性预测预测)，速率，速率4.816kbit/s；RELP(残余激残余激励线性预测励线性预测)，速率，速率4.8kbit/s、9.6kbit/s、16kbit/s，如休斯公司的，如休斯公司的TES系统。系统。182、回波抵消设备、回波抵消设备3、话音激活设备、话音激活设备4、调制解调器、调制解调器VSAT小站功率带宽受限，通常采用功率和小站功率带宽受限，通常采用功率和频带利用率较高
10、的频带利用率较高的QPSK或或BPSK调制方式。调制方式。它们都是成熟、性能优良的实用技术。它们都是成熟、性能优良的实用技术。5、差错控制设备、差错控制设备主要采用前向纠错编码主要采用前向纠错编码(FEC)技术。技术。目前普遍采用目前普遍采用1/2码率，码率，K=7的卷积编码，的卷积编码，以及维特比算法译码，可使系统获得以及维特比算法译码，可使系统获得35dB的编码增益。的编码增益。196、图像压缩编译码器、图像压缩编译码器会议电视系统，未压缩前的比特率为会议电视系统，未压缩前的比特率为36.5Mbit/s，压缩后，压缩后1.52Mbit/s；可视电；可视电话由话由5.2Mbit/s压缩到压缩
11、到56kbit/s。有关的压缩技术标准有有关的压缩技术标准有JPEG、H.261、MPEG等。等。常用的图像压缩标准是常用的图像压缩标准是H.261，会议电视，会议电视系统压缩后的最低码率为系统压缩后的最低码率为384kb/s。MPEG-2主要用于广播电视部门对音视频主要用于广播电视部门对音视频信号进行数字化处理，如数字视频广播、信号进行数字化处理，如数字视频广播、高清电视传输等。高清电视传输等。207、接口设备、接口设备如数据端口、话音接口、如数据端口、话音接口、LAN接口、串接口、串行接口等。行接口等。8、监控器、监控器每个每个VSAT终端配置一个监控器，用以终端配置一个监控器，用以监视和
12、控制设备的状态和信道，保持网监视和控制设备的状态和信道，保持网络管理系统和控制信道处于良好状态。络管理系统和控制信道处于良好状态。它可以监视室外单元、也可以监测小站它可以监视室外单元、也可以监测小站内的信道单元。内的信道单元。21v室内外单元之间通常以同轴电缆连接。室内外单元之间通常以同轴电缆连接。v室内和室外单元通常采用固化部件，便于安室内和室外单元通常采用固化部件，便于安装与维护，整套设备结构紧凑、造价低廉、装与维护，整套设备结构紧凑、造价低廉、环境要求低，可直接与数据终端连接。环境要求低，可直接与数据终端连接。22v(3)卫星转发器卫星转发器v卫星转发器又称为空间段，一般采用工作于卫星转
13、发器又称为空间段，一般采用工作于C或或Ku波段的同步卫星透明转发器。在第一波段的同步卫星透明转发器。在第一代代VSAT网中主要采用网中主要采用C波段转发器，从第二波段转发器，从第二代代VSAT开始，以采用开始，以采用Ku波段为主。具体采波段为主。具体采用何种波段不仅取决于用何种波段不仅取决于VSAT设备本身，还设备本身，还取决于是否有可用的星上资源。取决于是否有可用的星上资源。v卫星转发器造价很高，空间部分设备的经济卫星转发器造价很高，空间部分设备的经济性是性是VSAT网必须考虑的一个重要问题，因网必须考虑的一个重要问题，因此，可以只租用转发器的一部份，地面终端此，可以只租用转发器的一部份，地
14、面终端网可以根据所租用卫星转发器的能力来设计。网可以根据所租用卫星转发器的能力来设计。23VSAT的工作频段的工作频段v C频段频段电波传播条件好、降雨影响小、可靠性高、电波传播条件好、降雨影响小、可靠性高、小站设备简单、可利用地面微波成熟技术、小站设备简单、可利用地面微波成熟技术、开发容易、系统费用低。开发容易、系统费用低。由于与地面微波线路干扰问题，功率通量由于与地面微波线路干扰问题，功率通量密度不能太大，限制了天线尺寸进一步小密度不能太大，限制了天线尺寸进一步小型化。而且在干扰密度强的大城市选址困型化。而且在干扰密度强的大城市选址困难。难。C波段通常采用扩频技术降低功率谱密波段通常采用扩
15、频技术降低功率谱密度，以减小天线尺寸。但采用扩频技术限度，以减小天线尺寸。但采用扩频技术限制了数据传输速率的提高。制了数据传输速率的提高。24vKu频段频段与与C频段相比，不存在与地面微波线路互频段相比，不存在与地面微波线路互相干扰问题，架设时不必考虑地面微波线相干扰问题，架设时不必考虑地面微波线路而可随地安装。路而可随地安装。允许的功率通量密度较高，天线尺寸可以允许的功率通量密度较高，天线尺寸可以更小，传输速率可更高。更小，传输速率可更高。天线尺寸一样时，天线增益比天线尺寸一样时，天线增益比C频段高频段高610dB。v因此，目前大多数因此，目前大多数VSAT系统主要采用系统主要采用Ku频频段
16、。段。25vVSAT按波段分类按波段分类C波段波段VAST，6/4GHz，一般，一般C频段频段VSAT站的天线口径为站的天线口径为2.4m、1.8m、1.2mKu波段波段VAST，14/12GHz，一般天线口，一般天线口径径1m左右，如左右，如1.2m、1m、0.75m、0.6mKa波段波段VAST，30/20GHz，天线口径，天线口径0.6m甚至更小甚至更小v在相同的条件下（例如相同的频段、相同的在相同的条件下（例如相同的频段、相同的转发器条件）话音转发器条件）话音VSAT网的小站为了实现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小站之间的直接通信，其天线明显大于只与主站通信的数
17、据主站通信的数据VSAT小站。小站。26v主站发射功率大于小站主站发射功率大于小站v主站的天线尺寸比小站大得多主站的天线尺寸比小站大得多v主站的具有网络管理和控制的功能主站的具有网络管理和控制的功能VSAT系统主站与小站的比较系统主站与小站的比较27v按照通信方式，按照通信方式，VSAT系统可分为单向和双向系统可分为单向和双向VSAT系统。系统。v单向单向VSAT系统系统VSAT只具有单向传输功能。只具有单向传输功能。一般是单向接收，数据广播系统。图像和一般是单向接收，数据广播系统。图像和数据等信号从中心站传输到许多单收数据等信号从中心站传输到许多单收VSAT终端。如证券公司的数据信息发布系统
18、。终端。如证券公司的数据信息发布系统。也有单向发送，数据采集系统，比如新闻也有单向发送，数据采集系统，比如新闻数据采集系统，气象数据采集系统。数据采集系统，气象数据采集系统。28单向单向VSAT数据广播系统数据广播系统29单向单向VSAT新闻数据采集系统新闻数据采集系统30v双向双向VSAT系统系统VSAT与主站，或与主站，或VSAT与与VSAT之间可进之间可进行交互通信，它由中心站控制许多行交互通信，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。终端来提供数据传输、语音和传真等业务。如电话传输用的如电话传输用的VSAT系统。系统。主战发送给主战发送给VSAT的信号称为外向的
19、信号称为外向(outbound)传输或出境。传输或出境。VSAT发送给主站的信号称为内向发送给主站的信号称为内向(inbound)传输或入境。传输或入境。31出境出境(外向外向)入境入境(内向内向)中央地球站中央地球站VSAT用户小站用户小站通信卫星通信卫星双向双向VSAT系统系统325.2.2 VSAT网的网络结构网的网络结构vVSAT卫星通信网常见的有星形网、网状网、卫星通信网常见的有星形网、网状网、混合网混合网(1)星形网星形网(Star network)v通常由一个主战对应若干小站组成，小站只通常由一个主战对应若干小站组成，小站只能和主站通信，小站之间通信要通过主站，能和主站通信，小站
20、之间通信要通过主站，要经过双跳形式才能通信。要经过双跳形式才能通信。3334卫星卫星VSATVSAT星形网的组成和路径星形网的组成和路径35v星形网是以传输数据业务为主的系统。星形网是以传输数据业务为主的系统。v点到多点的单向星形网。点到多点的单向星形网。广播式网络由主站向广播式网络由主站向远端远端VSAT小站传输数据、图象、电视等业务，小站传输数据、图象、电视等业务，而不需要而不需要VSAT小站向主站回传业务信息。数小站向主站回传业务信息。数据采集式网络则各据采集式网络则各VSAT将信息数据分别发送将信息数据分别发送给主站，然后由主站综合处理。给主站，然后由主站综合处理。v点到多点的双向通信
21、星形网。点到多点的双向通信星形网。以主站为中心，以主站为中心，与各个远端与各个远端VSAT小站构成星形通信网。主站小站构成星形通信网。主站既可以向全网广播公共信息，也可以分别与各既可以向全网广播公共信息，也可以分别与各个个VSAT小站以小站以“单跳单跳”方式进行双向通信。方式进行双向通信。各小站之间不能直接通信，一定要经过主站转各小站之间不能直接通信，一定要经过主站转接，增加了传输信息的时间。接，增加了传输信息的时间。36(2)网状网网状网(Mesh network)v网状网允许任何两个网状网允许任何两个VSAT地球站之间进行地球站之间进行直接通信。它是无中心的分散的网络结构，直接通信。它是无
22、中心的分散的网络结构，但一般会选一个站作为主控站，对全网进行但一般会选一个站作为主控站，对全网进行监控和管理，主控站不作业务转接。监控和管理，主控站不作业务转接。v网状网是以话音通信为主的系统。网状网是以话音通信为主的系统。v适合于话务量较大，各远端站之间通信业务适合于话务量较大，各远端站之间通信业务较多的情况。在这种网络结构中，任何两站较多的情况。在这种网络结构中，任何两站之间的通信不会出现之间的通信不会出现“两跳两跳”问题，避免了问题，避免了双跳时延。双跳时延。3738卫星卫星VSATVSAT网状网的组成和路径网状网的组成和路径39(3)混合网混合网(Hybrid architecture
23、)v星形网与网状网的混合体。星形网与网状网的混合体。v网形结构：网形结构：实时性要求高的业务，如话音实时性要求高的业务，如话音点对点通信点对点通信v星形结构：星形结构：实时性要求不高的业务，如数据实时性要求不高的业务，如数据点对多点通信点对多点通信 系统的信道分配，设备性能的监控、计费系统的信道分配，设备性能的监控、计费等由主站来完成（集中控制）等由主站来完成（集中控制）40VSATVSATVSAT主站主站VSAT41v星形网最适合于广播、收集等进行点到多点星形网最适合于广播、收集等进行点到多点的通信应用环境，主要用于数据传输。小站的通信应用环境，主要用于数据传输。小站天线口径比较小，但网络时
24、延比较大。天线口径比较小，但网络时延比较大。v网形网适合于点到点之间进行实时性通信的网形网适合于点到点之间进行实时性通信的应用环境，主要用于话音传输。没有双跳时应用环境，主要用于话音传输。没有双跳时延，但延，但VSAT小站天线口径很难进一步缩小。小站天线口径很难进一步缩小。v混合网最适合于点到点或点到多点之间进行混合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。对卫星资源的利综合业务传输的应用环境。对卫星资源的利用率比较高，网络比较大，传输业务范围比用率比较高，网络比较大，传输业务范围比较广，适合于既有话音业务又有数据业务的较广，适合于既有话音业务又有数据业务的情形。但网络结构比较
25、复杂。情形。但网络结构比较复杂。425.2.3 VSAT网多址协议网多址协议1、频分多址、频分多址(FDMA)v在在VSAT系统中用的最多的是单载波单路系统中用的最多的是单载波单路SPSC，即每一个小站分配一个信道。特别，即每一个小站分配一个信道。特别是在以传输话音业务为主的是在以传输话音业务为主的VSAT系统中，系统中，大量采用大量采用SCPC方式，与按需分配相结合，方式，与按需分配相结合，可以大大提高卫星信道利用率。可以大大提高卫星信道利用率。v典型代表为美国休斯公司的话音地球站典型代表为美国休斯公司的话音地球站（TES,Telephony Earth Station）系统）系统。43v优
26、点：优点：技术成熟，设备简单，造价低廉。技术成熟，设备简单，造价低廉。与按需分配与按需分配(DAMA)方式结合，端站增减、方式结合，端站增减、业务扩容都比较方便。业务扩容都比较方便。相比多路复用相比多路复用FDMA方式，各地球站发射方式，各地球站发射功率大小仅与本站发射的载波（信道）数功率大小仅与本站发射的载波（信道）数有关，与整个有关，与整个VSAT系统的信道数（即系系统的信道数（即系统总通信量）无关。业务量小的地球站可统总通信量）无关。业务量小的地球站可以发射较小的功率，从而降低了小站的成以发射较小的功率，从而降低了小站的成本。本。44v缺点：缺点：卫星转发器的多载波会不可避免地导致互卫星
27、转发器的多载波会不可避免地导致互调产物产生，使得转发器降低功率工作，调产物产生，使得转发器降低功率工作，转发器的功率利用率比较低。转发器的功率利用率比较低。小站天线直径较大，小站天线直径较大，Ku波段为波段为1.2m1.8m，C波段为波段为1.8m2.4m。当当C波段工作在大城市时由于地面微波干扰波段工作在大城市时由于地面微波干扰严重，选址不方便。严重，选址不方便。452、时分多址、时分多址(TDMA)v此体制特别适合于网络容量大、地球站少的此体制特别适合于网络容量大、地球站少的情况。情况。它的缺点是随着地面站数目的增加它的缺点是随着地面站数目的增加，将导致延迟增长很快将导致延迟增长很快。VS
28、AT这种站数多的这种站数多的系统单纯使用系统单纯使用TDMA方式是不合理的。方式是不合理的。vVSAT系统中，系统中，TDMA是与是与FDMA以及频率以及频率跳变结合在一起共同发挥优势，即跳变结合在一起共同发挥优势，即FDMA-TDMA方式。避免使用较大的方式。避免使用较大的TDMA载波，载波，降低了小站发射功率和成本。降低了小站发射功率和成本。v典型代表为日本典型代表为日本NEC公司的公司的NEXTAR系统。系统。46v优点：优点：TDMA是一种先进的系统，能更充分、更是一种先进的系统，能更充分、更方便、更有效的使用各种数字技术。方便、更有效的使用各种数字技术。无互调干扰，转发器可以工作于饱
29、和状态，无互调干扰，转发器可以工作于饱和状态，其功率利用率比较高，可达其功率利用率比较高，可达90%以上。以上。与按需分配与按需分配(DAMA)方式相结合，信道利方式相结合，信道利用率高，系统容量大。用率高，系统容量大。网中各站发射或接收所用的频率和时隙均网中各站发射或接收所用的频率和时隙均可调整，灵活性好，扩容方便。可调整，灵活性好，扩容方便。v缺点：缺点：必须做到全网准确地同步，这就相应提高必须做到全网准确地同步，这就相应提高了设备和系统的复杂度，成本也随之加大。了设备和系统的复杂度，成本也随之加大。47vTDMA方式下，常用的信道分配方式有：方式下，常用的信道分配方式有：预分配预分配TM
30、A(TDMA/PAMA)按需分配按需分配TDMA(TDMA/DAMA)比特流方式比特流方式组合访问组合访问TDMA(CA/TDMA)自适应多址方式自适应多址方式(AA/TDMA)目前在目前在大型大型VSAT网中，采用的最为先进的多址网中，采用的最为先进的多址方式，例如方式，例如NEC公司的公司的NEXTAR系统系统483、码分多址、码分多址(CDMA)v适用于传输速率较低的业务，用于较小的系适用于传输速率较低的业务，用于较小的系统，尤其是军用通信系统，也可用于广播式统，尤其是军用通信系统，也可用于广播式系统中。系统中。v主要用于主要用于C波段，常用方案是直接序列扩频波段，常用方案是直接序列扩频
31、(DSSS)。v典型代表为典型代表为GTE spacenet公司的产品，其公司的产品，其数据广播采用数据广播采用CDMA方式。方式。49v优点：优点：抗干扰能力强。扩频增益很大，大大降低抗干扰能力强。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了功率谱密度，减小了与地面微波及邻星之间的干扰，特别是之间的干扰，特别是C波段地面微波干扰波段地面微波干扰较多的地区，抗干扰非常有效。较多的地区，抗干扰非常有效。降低了网络峰值功率要求，且隐蔽性好。降低了网络峰值功率要求，且隐蔽性好。可降低可降低C波段天线口径，用波段天线口径，用1.2m天线即可天线即可实现双向通信，单收站只需实现双向通信，
32、单收站只需0.6m天线。天线。小站简单、造价低。小站简单、造价低。内向采用内向采用CDMA避免了碰撞问题，且对过避免了碰撞问题，且对过载不敏感载不敏感 50v缺点：缺点：频带利用率低，一般仅为百分之十几，网频带利用率低，一般仅为百分之十几，网络容量较小。络容量较小。设备比较复杂，接收方对每个设备比较复杂，接收方对每个VSAT发送发送站都需要相应的解调设备，不适合话音通站都需要相应的解调设备，不适合话音通信。信。514、随机多址、随机多址(RA)v主要用于突发型信息业务，应用广泛。主要用于突发型信息业务，应用广泛。P-ALOHA方式下的系统成本与复杂性最方式下的系统成本与复杂性最低，实现最为容易
33、，但它的吞吐量低，只低，实现最为容易，但它的吞吐量低，只适用于短信息的处理；适用于短信息的处理；S-ALOHA因为需要全网同步，所以其系因为需要全网同步，所以其系统成本与复杂性较高，但其吞吐量也很大，统成本与复杂性较高，但其吞吐量也很大，适用于定长的信息；适用于定长的信息；SREJ-ALOHA的系统成本与复杂性较低，的系统成本与复杂性较低，吞吐量性能也很好，非常适合于传输短或吞吐量性能也很好，非常适合于传输短或中等的变长信息数据。中等的变长信息数据。525.3 VSAT业务类型及应用业务类型及应用v除了个别宽带业务外，除了个别宽带业务外，VSATVSAT卫星通信网几乎卫星通信网几乎可支持所有现
34、有业务，包括话音、数据、传可支持所有现有业务，包括话音、数据、传真、真、LANLAN互连、会议电话、可视电话、低速图互连、会议电话、可视电话、低速图像、可视电话会议、采用像、可视电话会议、采用RFRF接口的动态图像接口的动态图像和电视、数字音乐等。和电视、数字音乐等。vVSATVSAT网可对各种业务分别采用广播（点网可对各种业务分别采用广播（点多多点）、收集（多点点）、收集（多点点）、点点）、点-点双向交互、点双向交互、点点-多点双向交互等多种传递方式，充分说明多点双向交互等多种传递方式，充分说明了了VSATVSAT的灵活性。的灵活性。53业务业务应用应用广广播播和和分分配配业业务务数据数据数
35、据库、气象、新闻、仓库管数据库、气象、新闻、仓库管理、遥控、金融、商业、远地理、遥控、金融、商业、远地印刷品传递、报表、零售等印刷品传递、报表、零售等图像图像传真（传真（FaxFax）音频音频单向新闻广播、标题音乐、广单向新闻广播、标题音乐、广告和空中交通管制告和空中交通管制电电视视TVRO(TVRO(电视单收电视单收)接收文娱节目接收文娱节目BTV(BTV(商业电视商业电视)教育、培训、资料检索等等教育、培训、资料检索等等54业务业务应用应用收集和监收集和监控业务控业务数据数据 新闻、气象、监测、管线状态新闻、气象、监测、管线状态图像图像 图表资料和凝固图像图表资料和凝固图像视频视频 高压缩
36、监视图像高压缩监视图像双向交互双向交互型业务型业务(星形拓星形拓扑扑)数据数据信用卡核对、金融事务处理、销售点信用卡核对、金融事务处理、销售点数据库业务、集中库存控制、数据库业务、集中库存控制、CAD/CAMCAD/CAM、预订系统、资料检索等、预订系统、资料检索等双向交互双向交互型业务型业务(点对点点对点)数据数据CPU-CPUCPU-CPU、DTE-CPUDTE-CPU、LANLAN互连、电子互连、电子邮件、用户电报等邮件、用户电报等话音话音 稀路由话音和应急话音通信稀路由话音和应急话音通信电视电视 压缩图像电视会议压缩图像电视会议55v按通信业务性质，按通信业务性质，VSAT系统可分为系
37、统可分为(1)数据传输系统数据传输系统主要以传输数据为主主要以传输数据为主例如证券公司用的信息发布系统、银行系例如证券公司用的信息发布系统、银行系统用的资金结算系统等，它们都是以传送统用的资金结算系统等，它们都是以传送数据为主，通常是分组交换网。数据为主，通常是分组交换网。典型的小型地球站为美国休斯公司的典型的小型地球站为美国休斯公司的PES系统。数据速率异步最大系统。数据速率异步最大19.2kbit/s，同，同步步1.264kbit/s。56(2)话音传输系统话音传输系统主要以传输话音为主。主要以传输话音为主。例如稀路由电话系统、专用电话通信网等，例如稀路由电话系统、专用电话通信网等，它们都
38、是以传送话音为主，通常是电路交它们都是以传送话音为主，通常是电路交换网。换网。典型的话音典型的话音VSAT系统为美国休斯公司的系统为美国休斯公司的TES系统。它采用频分多址的单载波单路系统。它采用频分多址的单载波单路(SCPC)体制，按需分配多址体制，按需分配多址(DAMA)方式，方式，话音速率为话音速率为9.6kbit/s、16kbit/s、32bit/s，数据传输速率为数据传输速率为4.864kbit/s。57(3)综合卫星业务网系统综合卫星业务网系统主要以综合业务为主的主要以综合业务为主的VSAT系统系统该类该类VSAT系统可以用作数据传输、语音系统可以用作数据传输、语音传输、会议图像传
39、输、图文传输等，传输、会议图像传输、图文传输等，典型的综合业务典型的综合业务VSAT系统为日本系统为日本NEC公公司的司的NEXTAR系统。数据传输速率系统。数据传输速率9.6kbit/s2Mbit/s。分为多种系统，适合。分为多种系统，适合话音传输、交互式数据传输、数据广播等话音传输、交互式数据传输、数据广播等多种业务。多种业务。585.4 VSAT数据通信网数据通信网5.4.1 卫星数据网的主要特点卫星数据网的主要特点1.数据传输和交换可以是非实时的。数据传输和交换可以是非实时的。2.传输数据是随机地、间断地使用信道。传输数据是随机地、间断地使用信道。3.峰值和平均传输速率相差很远。峰值和
40、平均传输速率相差很远。4.数据业务种类繁多。数据业务种类繁多。5.一般采用分组传输方式。一般采用分组传输方式。6.数据广播网中，地球站成本低、数量多。数据广播网中，地球站成本低、数量多。7.数据传输必须高度准确和可靠。数据传输必须高度准确和可靠。595.4.2 VSAT网络体系结构网络体系结构vVSAT通信网为数据终端设备相互连接提供通信网为数据终端设备相互连接提供通道，按通道，按OSI参考模型，只提供下三层服务。参考模型，只提供下三层服务。物理层物理层链路层链路层网络层网络层605.4.3 卫星时延补偿卫星时延补偿vVSAT网络的数据链路层提供主站与远端站网络的数据链路层提供主站与远端站之间
41、以及之间以及VSAT站与用户之间的可靠数据传站与用户之间的可靠数据传输。其中，主站与远端站之间的链路控制协输。其中，主站与远端站之间的链路控制协议是为卫星链路专门设计与优化的，以保证议是为卫星链路专门设计与优化的，以保证在长传输时延的环境下能有效工作。在长传输时延的环境下能有效工作。v采用了协议仿真技术，也称协议欺骗。采用了协议仿真技术，也称协议欺骗。615.4.3 VSAT数据网的响应时间数据网的响应时间v响应时间：从用户终端发出信息到收到主站响应时间：从用户终端发出信息到收到主站的响应信号的时间间隔。的响应信号的时间间隔。v在在VSAT通信系统中，不同的业务应用，对响通信系统中，不同的业务
42、应用，对响应时间的要求也不同。交互式业务与查询业应时间的要求也不同。交互式业务与查询业务一般要求响应时间为务一般要求响应时间为24s，而邮件业务或，而邮件业务或批量数据业务对响应时间要求并不严格，可批量数据业务对响应时间要求并不严格，可长达几十秒、几分钟甚至更长。长达几十秒、几分钟甚至更长。v典型的查询业务响应时间数据如下：典型的查询业务响应时间数据如下：62v(1)小站小站主站主站小站处理延时小站处理延时(含线路连接延时、处理延时含线路连接延时、处理延时和排队等待延时和排队等待延时)：最小：最小50ms卫星链路延时：卫星链路延时：250ms随机分配随机分配/时分多址延时：时分多址延时：20m
43、s主站前端处理延时：最小主站前端处理延时：最小50ms寻址延时：通常取寻址延时：通常取250ms主机接续和处理延时：处理延时的取值范主机接续和处理延时：处理延时的取值范围较大，此处取围较大，此处取1s小站小站主站的延时合计：主站的延时合计：1.62s63v(2)主站主站小站小站主站前端处理延时：主站前端处理延时：50ms卫星链路延时：卫星链路延时：250ms小站处理、寻址及接续的延时：小站处理、寻址及接续的延时：250ms主站主站小站的延时合计：小站的延时合计：550msv由此，由此，VSAT数据网交互式业务的响应时间数据网交互式业务的响应时间为：为：2.17s。645.5 VSAT电话网电话
44、网5.5.1 VSAT电话网的特点电话网的特点v电话通信与数据通信的区别主要有：电话通信与数据通信的区别主要有：通信内容不同。因为电话通信是实时通通信内容不同。因为电话通信是实时通信，对传输时延要求很高。信，对传输时延要求很高。通信对象不同。对传输差错的要求不同。通信对象不同。对传输差错的要求不同。组网要求不同。组网要求不同。65vVSAT电话网具有以下特点：电话网具有以下特点：地球站数量较多，但各站话务量除中心站地球站数量较多，但各站话务量除中心站外，一般较小。外，一般较小。可供可供VSAT电话网利用的卫星转发器功率电话网利用的卫星转发器功率和频率资源受限。和频率资源受限。对话音质量要求一般
45、较高。对话音质量要求一般较高。665.3.2 VSAT电话网的技术体制电话网的技术体制1、话音、话音VSAT网的网络结构网的网络结构v对于使用同步卫星转发器的话音对于使用同步卫星转发器的话音VSAT网，可网，可以分为业务子网和控制子网两个部分。以分为业务子网和控制子网两个部分。(1)业务子网业务子网v由于话音通信的实时性要求，通常业务子网采由于话音通信的实时性要求，通常业务子网采用网状网结构，电路交换方式。用网状网结构，电路交换方式。v业务子网多采用业务子网多采用SCPC频分多址，信道资源由频分多址，信道资源由中心站集中控制按需分配中心站集中控制按需分配(DAMA)，可使全网，可使全网所需的卫
46、星信道数和地球站信道单元数节约所需的卫星信道数和地球站信道单元数节约50%以上。以上。67(2)控制子网控制子网v话音话音VSAT网的控制子网相当于一个数据网。网的控制子网相当于一个数据网。v控制子网是星形网结构，网络控制中心所在控制子网是星形网结构，网络控制中心所在的地球站称为中心站。的地球站称为中心站。v小站和中心站之间一般采用小站和中心站之间一般采用TDM/ALOHA体体制，即外向传输采用制，即外向传输采用TDM，内向传输采用，内向传输采用ALOHA、S-ALOHA或其它改进型或其它改进型ALOHA协议。此种方式技术简单、造价低，因此在协议。此种方式技术简单、造价低，因此在实际系统中应用
47、较多。实际系统中应用较多。682、话音、话音VSAT网按需分配呼叫过程网按需分配呼叫过程v按需分配的呼叫过程有三个基本阶段：按需分配的呼叫过程有三个基本阶段：v(1)呼叫建立呼叫建立主叫方通过控制信道向网控中心发出呼叫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。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
48、，并使插入的附加呼定的时间内建立线路，并使插入的附加呼损尽可能小。损尽可能小。69呼叫建立过程呼叫建立过程70v(2)通话通话线路建立后，通信双方进行通话或数据传线路建立后，通信双方进行通话或数据传输。输。v(3)拆线拆线通话结束后，由通话的主叫方或通话双方通话结束后，由通话的主叫方或通话双方(取决于系统设计取决于系统设计)向网控中心发出通话结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束信息，网控中心发回确认并回收资源(包包括卫星信道和用户信道设备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、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。准
49、确地回收空间资源和地面资源。71话终拆线过程话终拆线过程725.6 国内外国内外VSAT生产厂商及典型型号和性能生产厂商及典型型号和性能1、美国休斯、美国休斯(Hughes)公司公司v话音地球站话音地球站(TES,Telephony Earth Station)主要特性主要特性工作波段：工作波段：C、Ku网络特性：按需分配网络特性：按需分配(DAMA)、单路单载、单路单载波波(SCPC)信号传输速率：话音信号传输速率：话音9.6kbit/s，16kbit/s，32kbit/s，数据，数据4.864kbit/s73v数据通信个人地球站数据通信个人地球站(PES,Personal Earth St
50、ation)主要特性主要特性工作波段：工作波段：C、Ku数据速率：异步最大数据速率：异步最大19.2kbit/s，同步，同步1.264kbi/s，Direct PC为为2Mbit/s误码率：误码率：1 10-7天线直径：天线直径：1m,1.2m,1.8m,2m,2.4m端口数：端口数：4个端口卡个端口卡(最多最多32个可选多端口个可选多端口选择卡选择卡)，一个话音卡，一个话音卡742、日本、日本NEC公司公司vNEXTAR主要特性主要特性工作波段：工作波段：C、Ku多址联接方式：多址联接方式：AA/TDMA、SCPC信道分配方式：预分配信道分配方式：预分配(PAMA)、按需分、按需分配配(DA
