VSAT系統(tǒng)介紹

1、VSAT及其特點 自從1847年電話誕生以來，電信業(yè)務得到了迅速的發(fā)展，但即使在發(fā)達國家大容量的網(wǎng)絡也僅限于有限的區(qū)域，對大多數(shù)發(fā)展中國家來說，電信網(wǎng)絡的質量和 普及率還很低。80年代引入的VSAT技術能較快地解決此問題，它不僅能為無地面線路可用的區(qū)域提供服務，而且在性能、提供的業(yè)務種類、可用度、傳輸成 本、擴容成本等方面都能與地面線路進行競爭。那么什么是VSAT呢？它為什么得到那么快速的發(fā)展呢？ VSAT是VERYSMALLAPERTURETERMINAL的縮寫，直譯為“甚小孔徑終端”，意譯應是“甚小天線地球站”。由于源于傳統(tǒng)衛(wèi)星 通信系統(tǒng)，所以也稱為衛(wèi)星小數(shù)據(jù)站或個人地球站IPES，這里的

2、小指的是VSAT系統(tǒng)中小站設備的天線口徑小，通常為0.3m-2.4m。VSAT是 80年代中期利用現(xiàn)代技術開發(fā)的一種新的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。利用這種系統(tǒng)進行通信具有靈活性強，可靠性高，成本低，使用方便以及小站可直接裝在用戶端等特點。 借助VSAT用戶數(shù)據(jù)終端可直接利用衛(wèi)星信道與遠端的計算機進行聯(lián)網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)傳遞、文件交換或遠程處理，從而擺脫了本地區(qū)的地面中繼線問題，這在地面網(wǎng) 絡不發(fā)達、通信線路質量不好或難于傳輸高速數(shù)據(jù)的邊遠地區(qū)，使用VSAT作為數(shù)據(jù)傳輸手段是一種很好的選擇。目前，廣泛應用于銀行、飯店、新聞、保險、 運輸、旅游等部門。VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)一般是由大量VSAT小站與一個主站（Hub）協(xié)

3、同工作，共同構成的一個廣域稀路由（站多，各站業(yè)務量?。┑男l(wèi)星通 信網(wǎng)。VSAT的迅速發(fā)展還得益于80年代計算機 的大量普及和計算機聯(lián)網(wǎng)需求的大量增加。由于相當多的計算機通信業(yè)務是在一個主計算機與許多遠端計算機之間進行的，而VSAT網(wǎng)能非常經(jīng)濟、方便地解決地 面通信網(wǎng)很難處理的這種點對多點尋址；加上當時的VSAT已綜合了許多新的技術（如分組傳輸與交換技術、高效的多址接續(xù)技術、微處理器技術、協(xié)議的標準 化、地球站射頻技術、天線的小型化及高功率的衛(wèi)星等），使得VSAT基本具備了前一節(jié)所述的主要優(yōu)點。因此，VSAT從80年代開始得到了迅速的發(fā)展，成 為衛(wèi)星通信中發(fā)展最快的一個領域。 背景和發(fā)展狀況VS

4、AT衛(wèi)星通信網(wǎng)一般是由大量VSAT小站與一個主站（Hub）協(xié)同工作，共同構成的一個廣域稀路由（站多，各站業(yè)務量小）的衛(wèi)星通信網(wǎng)。VSAT網(wǎng)根據(jù)業(yè)務性質可分為三類：（1）以數(shù)據(jù)通信為主的網(wǎng)，這種網(wǎng)除數(shù)據(jù)通信外，還能提供傳真及少量的話音業(yè)務；（2）以話音通信為主的網(wǎng)，這種網(wǎng)主要是供公用網(wǎng)和專用網(wǎng)話音信號的傳輸和交換，同時也能提供交互型的數(shù)據(jù)業(yè)務。（3）以電視接收為主的網(wǎng)，接收的圖像和伴音信號可作為有線電視的信號源通過電纜分配網(wǎng)傳送到用戶家中。與地面網(wǎng)通信網(wǎng)相比，VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)具有以下特點：1、覆蓋范圍大，通信成本與距離無關；2、可對所有地點提供相同的業(yè)務種類和服務質量（包括誤比特率和傳輸時延等

5、）；3、靈活性好（多種業(yè)務可在一個網(wǎng)內(nèi)并存，對一個站來說支持業(yè)務種類、分配的頻帶和服務質量等級等可動態(tài)調整）；4、可擴容性好，擴容成本低，開辟一個新通信地點所需時間短；5、點對多點通信能力；6、獨立性好，是用戶擁有的專用網(wǎng)，不像地面網(wǎng)受電信部門制約；7、互操作性好，可使采用不同標準的用戶跨越不同的地面網(wǎng)而在同一個VSAT網(wǎng)內(nèi)進行通信；8、通信質量好（有較低的誤比特率和較短的網(wǎng)絡響應時間）；9、傳播時延大。與傳統(tǒng)衛(wèi)星通信網(wǎng)相比，VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的特點：1、面向用戶而不是面向網(wǎng)絡，VSAT與用戶設備直接通信而不是如傳統(tǒng)衛(wèi)星通信網(wǎng)中那樣中間經(jīng)過地面電信網(wǎng)絡后再與用戶設備進行通信；2、小口徑天線，天

6、線口徑一般小于2.4m，某些環(huán)境下可達到0.5m；3、智能化（包括操作智能化、接口智能化、支持業(yè)務智能化、信道管理智能化等）功能強，可無人操作；4、安裝方便，只需簡單的安裝工具和一般的地基（如普通水泥地面、樓頂、墻壁等）；5、低功率的發(fā)射機，一般幾瓦以下；6、集成化程度高，VSAT從外表看只能分為天線、室內(nèi)單元（IDU）和室外單元（ODU）三個部分；7、VSAT站很多，但各站的業(yè)務量較小。8、一般用作專用網(wǎng)而不像傳統(tǒng)衛(wèi)星通信網(wǎng)那樣主要用作公用通信網(wǎng)。 VSAT的“三步走” 自80年代以來，VSAT得到了迅速的發(fā)展，究其原因，除了VSAT本身技術上的進步外，還在于VSAT的設計思想一開始就是面向

7、專用網(wǎng)的：一是面向覆 蓋范圍大而業(yè)務量又較小的應用環(huán)境（即稀路由應用環(huán)境）和面向點-多點之間通信的應用環(huán)境（包括廣播電臺、收集、雙向交互等通信方式）；二是在保證性能要 求的前提下，盡量降低VSAT小站成本，以利于推廣普及；三是盡量簡化VSAT小站臺票操作，使用戶易學易用。由于VSAT具有許多優(yōu)點，特別適用于建立 專用網(wǎng)，所以VSAT在與地面網(wǎng)競爭時就占有一定的優(yōu)勢，促進了VSAT網(wǎng)的發(fā)展。 早期的VSAT網(wǎng)大部分在北美，并且都以數(shù)據(jù)通信網(wǎng)為主，采用星狀網(wǎng)結構。不具備話音通信功能或僅提供話音質量較差的聲碼通話。隨著VSAT網(wǎng)在地面電 話網(wǎng)不是很普及或不很發(fā)達的發(fā)展中國家的推廣使用，產(chǎn)生了在VSA

8、T網(wǎng)中進行高質量話音通信的要求，因此出現(xiàn)了以話音業(yè)務為主的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)（例如 TES），簡稱話音VSAT網(wǎng)。而隨著進行綜合業(yè)務通信要求的出現(xiàn)，出現(xiàn)了綜合業(yè)務的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)（例如TSAT）。從VSAT的發(fā)展來看，可以分為三個階段：1、初期階段主要指1980年以前及以后2年。在此階段，VSAT以采用C波段為主要標志，并且只能提供單收和低速數(shù)據(jù)業(yè)務。2、第一代VSAT指1983年1988年這一時期的VSAT產(chǎn)品。此階段的VSAT以采用Ku波段和星形結構進行數(shù)據(jù)傳輸為顯著標志，并開發(fā)了一些新的多址方式。3、第二代VSAT指1988年到90年代中期。此階段，VSAT已從單純數(shù)據(jù)型向數(shù)據(jù)、話音

9、、圖形等綜合業(yè)務方向轉化，并且開始采用網(wǎng)狀結構，具備了第一節(jié)中所述的主要優(yōu)點。VSAT發(fā)展現(xiàn)狀到1993年底，全球已安裝和預訂的VSAT數(shù)超過了116000個。近幾年來，每年的銷售額約5.5億美元，預計以后每年的增長率仍將在20左右5。 從90年代中期開始，VSAT逐步向第三代發(fā)展，其典型標志是加強網(wǎng)控的功能，即主要由軟件來控制VSAT的操作。目前，VSAT正在向硬件和軟件的標 準化方向發(fā)展，以使VSAT設備本身作為一個低層的基本功能平臺，根據(jù)用戶的需要可以隨時通過增加VSAT的硬件和軟件來增強其功能，就如今天的PC機， 用戶買了之后還可隨時增加插卡和更新軟件。 VSAT的分類及業(yè)務可按VSA

10、T的性質、用途、網(wǎng)絡結構和某些特征來對其進行分類。1）按照VSAT支持的主要業(yè)務類型不同，可分為以下三類：以話音業(yè)務為主的VSAT系統(tǒng)，如TES。以數(shù)據(jù)業(yè)務為主的VSAT系統(tǒng)，如PES。以綜合業(yè)務為主的VSAT系統(tǒng)，如TSAT、NEXTAR。2）從VSAT網(wǎng)采用的網(wǎng)絡結構來看，也可分為三類：星形結構的VSAT系統(tǒng)，如PES。網(wǎng)形結構的VSAT系統(tǒng)，如TES。 星形和網(wǎng)狀混合結構的VSAT系統(tǒng)，這是一種剛出現(xiàn)的網(wǎng)絡，它在傳送實時性要求不高的業(yè)務（如數(shù)據(jù)）時采用星形結構，而在傳送實時性要求較高的業(yè)務（如 話音）時采用網(wǎng)狀結構；當需進行點對點通信時采用網(wǎng)狀結構，進行點對多點通信時采用星形結構。這種網(wǎng)

11、絡結構可充分利用前兩種網(wǎng)絡結構的優(yōu)點，同時能最大限 度地滿足用戶的要求。由于此結構中允許兩種網(wǎng)絡結構并存，因此，可采用兩種完全不同的多址方式，如星形結構時采用TDM/TDMA方式，而網(wǎng)狀結構時采用 SCPC方式等。3）根據(jù)不同的安裝方式可分為固定式、墻掛式、可搬移式、背負式、手提式、車載式、機載式、船載式等。4）按業(yè)務類型可分為小數(shù)據(jù)站、小通信站和TVRO等。5）按業(yè)務性質可分為固定業(yè)務的VSAT和移動業(yè)務的VSAT兩種。6）按收發(fā)方式可分為單收站和雙向站。除了個別寬帶業(yè)務外，VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)幾乎可支持所有現(xiàn)有業(yè)務，包括話音、數(shù)據(jù)、傳真、LAN互連、會議電話、可視電話、低速圖像、可視電話會議

12、、采用FR接口的動態(tài)圖像和電視、數(shù)字音樂等。具體的業(yè)務種類及典型應用如下表所示。從下表可看到，VSAT網(wǎng)可對各種業(yè)務分別采用廣播（點多點）、收集（多點點）、點-點雙向交互、點-多點雙向交互等多種傳遞方式，充分說明了VSAT的靈活性。業(yè)務應用1.廣播和分配業(yè)務數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫、氣象、新聞、倉庫管理、遙控、金融、商業(yè)、遠地印刷品傳遞、報表、零售等圖像傳真（Fax）聲頻單向新聞廣播、標題音樂、廣告和空中交通管制電視a）TVRO（電視單收）接收文娛節(jié)目b）BTV（商業(yè)電視）教育、培訓和下行信息業(yè)務2.收集和監(jiān)控業(yè)務數(shù)據(jù)新聞、氣象、監(jiān)測、管線狀態(tài)圖像圖表資料和凝固圖像視頻高壓縮監(jiān)視圖像3.雙向交互型業(yè)務(星形

13、拓撲)數(shù)據(jù)信用卡核對、金融事務處理、銷售點數(shù)據(jù)庫業(yè)務、集中庫存控制、CAD/CAM、預訂系統(tǒng)、資料檢索等雙向交互型業(yè)務（點對點）數(shù)據(jù)CPU-CPU、DTE-CPU、LAN互連、電子郵件、用戶電報等話音稀路由話音和應急話音通信電視壓縮圖像電視會議VSAT網(wǎng)的組成VSAT通信網(wǎng)由VSAT小站、主站和衛(wèi)星轉發(fā)器組成。數(shù)據(jù)VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)通常采用星狀結構，采用星狀結構的典型VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)示意圖如下圖所示。VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的組成 1、主站：主站也叫中心站或中央站，是VSAT網(wǎng)的心臟。它與普通地球站一樣，使用大型天線，天線直徑一般約為3.5m8m（Ku波段）或 7m13m（C波段）。在以數(shù)據(jù)業(yè)務為

14、主的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)（下面簡稱數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)）中，主站既是業(yè)務中心也是控制中心。主站通常與主計算機放在一 起或通過其它（地面或衛(wèi)星）線路與主計算機連接，作為業(yè)務中心（網(wǎng)絡的中心結點）；同時在主站內(nèi)還有一個網(wǎng)絡控制中心（NCC）負責對全網(wǎng)進行監(jiān)測、管 理、控制和維護。在以話音業(yè)務為主的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)（下面簡稱話音VSAT網(wǎng)）中，控制中心可以與業(yè)務中心在同一個站，也可以不在同一個站，通常把控 制中心所在的站稱為主站或中心站。由于主站涉及整個VSAT網(wǎng)的運行，其故障會影響全網(wǎng)正常工作，故其設備皆有備份。為了便于重新組合，主站一般采用模塊 化結構，設備之間采用高速局域網(wǎng)的方式互連。2、VSAT小

15、站：VSAT小站由小口徑天線、室外單元（ODU）和室內(nèi)單元（IDU）組成。在相同的條件下（例如相同的頻段、相同的轉發(fā)器條件）話音VSAT網(wǎng)的小站為了實現(xiàn)小站之間的直接通信，其天線明顯大于只與主站通信的數(shù)據(jù)VSAT小站。 3、衛(wèi)星轉發(fā)器：一般采用工作于C或Ku波段的同步衛(wèi)星透明轉發(fā)器。在第一代VSAT網(wǎng)中主要采用C波段轉發(fā)器，從第二代VSAT開始，以采用Ku波段 為主。具體采用何種波段不僅取決于VSAT設備本身，還取決于是否有可用的星上資源，即是否有Ku波段轉發(fā)器可用，如果沒有，那么只能采用C波段。VSAT網(wǎng)的拓撲結構 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的網(wǎng)絡結構可分為星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)和混合網(wǎng)（星狀+網(wǎng)狀）等三種

16、。采用星狀結構的VSAT網(wǎng)最適合于廣播、收集等進行點到多點間通信的應用環(huán)境，例如具有眾多分支機構的全國性或全球性單位作為專用數(shù)據(jù)網(wǎng)，以改善其自動化管理、發(fā)布或收集信息等。采用網(wǎng)狀結構VSAT網(wǎng)（在進行信道分配、網(wǎng)絡監(jiān)控管理等時一般仍要用星形結構）較適合于點到點之間進行實時性通信的應用環(huán)境，比如建立單位內(nèi)的VSAT專用電話網(wǎng)等。 采用混合結構的VSAT網(wǎng)最適合于點到點或點到多點之間進行綜合業(yè)務傳輸?shù)膽铆h(huán)境。此種結構的VSAT網(wǎng)在進行點到點間傳輸或實時性業(yè)務傳輸時采用網(wǎng) 狀結構，而進行點到多點間傳輸或數(shù)據(jù)傳輸時采用星狀結構；在星狀和網(wǎng)狀結構時可采用不同的多址方式。此種結構的VSAT網(wǎng)綜合了前兩種

17、結構的優(yōu)點，允許兩 種差別較大的VSAT站（即小用戶用小站，大用戶用大站）在同一個網(wǎng)內(nèi)較好地共存，能進行綜合業(yè)務傳輸，能擇優(yōu)選擇最合適的多址方式，估計會有較大的發(fā) 展。VSAT組網(wǎng)非常靈活，可根據(jù)用戶要求單獨組成一個專用網(wǎng)，也可與其它用戶一起組成一個共用網(wǎng)（多個專用網(wǎng)共用同一個主站）。一個VSAT網(wǎng)實際上包括業(yè)務子網(wǎng)和控制子網(wǎng)兩部分，業(yè)務子網(wǎng)負責交換、傳輸數(shù)據(jù)或話音業(yè)務，控制子網(wǎng)負責對業(yè)務子網(wǎng)的管理和控制。傳輸數(shù)據(jù)或話音業(yè)務的信道可稱為業(yè)務信道，傳輸管理或控制信息的信道稱為控制信道。目前，典型VSAT網(wǎng)的控制子網(wǎng)都是星狀網(wǎng)，而業(yè)務子網(wǎng)的組網(wǎng)則視業(yè)務的要求而定，通常數(shù)據(jù)網(wǎng)為星狀網(wǎng)而話音網(wǎng)為網(wǎng)狀網(wǎng)

18、。 話音VSAT網(wǎng)的組網(wǎng) 對于使用同步衛(wèi)星轉發(fā)器的話音VSAT網(wǎng)來說，用戶的要求通常是希望網(wǎng)內(nèi)任意兩個VSAT小站能夠直接通話而不是經(jīng)過主站轉發(fā)（雙跳使響應時間超過 1s，用戶不易習慣）。這個要求決定了話音VSAT網(wǎng)應該是網(wǎng)狀網(wǎng)。即話音VSAT網(wǎng)的業(yè)務子網(wǎng)是網(wǎng)狀網(wǎng)而控制子網(wǎng)是星狀網(wǎng)，網(wǎng)控中心所在的站稱為中心 站。（1）業(yè)務信道話音VSAT網(wǎng)通常采用線路交換方式，這是由電話業(yè)務的實時性決定的。 話音VSAT網(wǎng)的業(yè)務子網(wǎng)中，業(yè)務信道（話音信道）較多采用簡單易行的SCPC方式（也可以采用TDMA等多址方式）。對以話音業(yè)務為主、采用線路交換 的話音VSAT網(wǎng)來說，顯然采用按申請分配信道資源方式是比較合

19、適的，同時在少數(shù)大業(yè)務量站間可分配一定數(shù)量的預分配信道。（2）控制信道話音VSAT網(wǎng)的控制子網(wǎng)相當于一個數(shù)據(jù)網(wǎng)。在控制子網(wǎng)中，小站與主站之間一般采用TDM/ALOHA體制，即外向傳輸采用TDM，內(nèi)向傳輸采用ALOHA、S-ALOHA或其它改進型。此種方式技術簡單，造價低廉，因此在實用系統(tǒng)中應用較多（例如TES系統(tǒng)）。 數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)的組網(wǎng) 在數(shù)據(jù)VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)中，小站和主站通過衛(wèi)星轉發(fā)器構成星狀網(wǎng)，主站是VSAT網(wǎng)的中心結點。星狀網(wǎng)充分體現(xiàn)了VSAT系統(tǒng)的特點，即小站要盡可能 小。其主站的有效全向輻射功率（EIRP）高，接收品質因數(shù)（G/T）大，故所有小站均可同主站互通。由于小站天線口徑小

20、、發(fā)射有效全向輻射功率 （EIRP）低、接收品質因數(shù)（G/T）小，而此小站之間不能直接通信，必須經(jīng)主站轉發(fā)。 數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)通常是分組交換網(wǎng)，數(shù)據(jù)業(yè)務采用分組傳輸方式，其工作過程是這樣的：任何進入VSAT網(wǎng)的數(shù)據(jù)在發(fā)送之前先進行格式化，即把較長的數(shù)據(jù)報 文分解成若干固定長度的信息段，加上地址和控制信息后構成一個分組，傳輸和交換時以一個分組作為整體來進行，到達接收點后，再把各分組按原來的順序裝配起 來，恢復成原來的報文。以星狀網(wǎng)的主站為參考點，數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)使用的衛(wèi)星信道可以分為外向（Outbound）信道和內(nèi)向（Inbound）信道。在數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)中，業(yè)務信道和控制信道是一致的，即業(yè)務子網(wǎng)和

21、控制子網(wǎng)具有相同的星狀結構。 主站通過衛(wèi)星轉發(fā)器向小站發(fā)數(shù)據(jù)的過程叫外向傳輸。用于外向傳輸?shù)男诺溃ㄍ庀蛐诺溃┮话悴捎脮r分復用方式（TDM）。從主站向各小站發(fā)送的數(shù)據(jù)，由主計 算機進行分組化，組成TDM幀，通過衛(wèi)星以廣播方式發(fā)向網(wǎng)中所有小站。每個TDM幀中都有進行同步所需的同步碼，幀中每個分組都包含有一個接收小站的地 址。小站根據(jù)每個分組中攜帶的地址進行接收。小站 通過衛(wèi)星轉發(fā)器向主站發(fā)數(shù)據(jù)的過程叫內(nèi)向傳輸。用于內(nèi)向傳輸?shù)男诺溃▋?nèi)向信道）一般采用隨機爭用方式，比如說ALOHA一類（一種傳輸制式），也有采用 SCPC和TDMA的。由小站向主站發(fā)送的數(shù)據(jù)，由小站進行格式化，組成信道幀（其中包括起始標

22、記、地址字段、控制字段、數(shù)據(jù)字段、CRC和終止標記）， 通過衛(wèi)星按照采用的信道共享協(xié)議發(fā)向主站。業(yè)務信道和控制信道通常使用同一外向信道或內(nèi)向信道。 選擇傳輸體制的原則 選擇傳輸體制時必須考慮以下原則：傳輸體制包括基帶復用方式、調制方式、編碼方式、多址方式和信道分配方式等。由于VSAT系統(tǒng)通常是功率受限而不是頻率受限系統(tǒng)，故要采用功率利用率最高的調制方式，因此，一般采用相干BPSK或與之相近的QPSK。VSAT網(wǎng)中編碼目前一般采用1/2率卷積編碼的軟判決維特比譯碼（編碼增益可達4dB5dB）。VSAT網(wǎng)的信道分配一般采用按申請分配或爭用方式。由于數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)是個不對稱網(wǎng)，外向和內(nèi)向傳輸應選擇不

23、同的體制，數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)的傳輸體制主要考慮的原則是：（1）外向傳輸：主站發(fā)射信息量大，因此轉發(fā)器的頻帶和功率利用率必須很高；小站接收信息量小，要求的設備盡可能簡單。（2）內(nèi)向傳輸：小站發(fā)射信息量小，要充分利用小站的發(fā)射功率，盡量降低其發(fā)射功率，以使小站實用、經(jīng)濟；主站接收來自多個小站的突發(fā)性業(yè)務，要求其信道解調設備能在足夠短的時間內(nèi)獲得載波同步及位定時同步。（3）VSAT系統(tǒng)中有相當數(shù)量的小站建在大中城市市區(qū)，因此，要求盡量降低它與相鄰衛(wèi)星系統(tǒng)及地面微波中繼通信系統(tǒng)之間的干擾，要盡可能采用不同頻段或采用擴頻。對于數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)來說，不同的產(chǎn)品、不同的系統(tǒng)主要表現(xiàn)在采用不同的內(nèi)/外向信道多址方式

24、。在數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)中外向信道的基帶復用一般采用統(tǒng)計復用的TDM方式，而內(nèi)向信道一般采用分組復用方式。目前，幾乎所有系統(tǒng)的外向信道都采用TDM方式，因為其功率和頻帶利用率最高。差別主要表現(xiàn)在有些系統(tǒng)采用統(tǒng)計復用，而有些不采用；有些系統(tǒng)采用擴頻而有些不采用而已。外向信道的多址訪問是通過幀格式中的地址域來完成的。對于內(nèi)向信道可采用固定分配、按申請分配和隨機爭用（指ALOHA一類）等幾種多址訪問方式。對以數(shù)據(jù)為主的VSAT網(wǎng)來說，由于數(shù)據(jù)業(yè)務每次突發(fā)的持續(xù)時間一般很短（如1min以下），一般采用隨機爭用方式，包括純ALOHA方式以及在此基礎上提出的各種改進方式。對個別大業(yè)務量的站可以采用預分配方式。

25、當今的各種VSAT產(chǎn)品 綜觀當今的各種VSAT產(chǎn)品，主要有三種典型的內(nèi)/外向信道多址方式： （1）TDM/CDMA體制：外向信道采用TDM方式，內(nèi)向信道采用CDMA方式，內(nèi)外向均用擴頻，但外向不具備碼分功能，對所有小站用同一個PN碼擴 頻。由于這種系統(tǒng)擴頻增益很大，大大降低了功率譜密度，減小了與地面微波及鄰星之間的干擾，降低了傳輸要求。此方式在C波段工作時，也可使用尺寸小的天 線，即用1.2m天線可實現(xiàn)雙向通信，單收站另需0.6m天線。因此，小站簡單、造價低，得到了廣泛的應用。此方式的優(yōu)點是，外向傳輸發(fā)射一個TDM載波時對衛(wèi)星功率利用率最高，且抗干擾性強和隱蔽性好。內(nèi)向采用CDMA避免了碰撞問

26、題，且對過載不敏感。缺點是頻帶利用率低，網(wǎng)的容量較小。典型代表為ContelASC公司（現(xiàn)GTESpacenet公司）的產(chǎn)品。 （2）TDM/SCPC體制：外向信道采用TDM方式，可以進行一定的擴頻（擾碼），每個小站接收一個TDM載波，同時搜索小站地址或用選擇自己時隙的 方法，從中提取發(fā)往本站的數(shù)據(jù)。內(nèi)向信道采用SCPC方式，每個小站一個載波，技術簡單、造價低廉。但每個VSAT不論有無業(yè)務均占用一個固定載波和固定 空間段。換頻需換晶體，靈活性差、抗干擾能力較差，小站天線直徑為1.2m1.8m（Ku波段）或1.8m2.4m（C波段），我國采用 2.5m3m。當C波段工作在大城市時由于地面微波干擾

27、嚴重，選址不方便。典型代表為美國VSI公司（原TG公司）的產(chǎn)品，國內(nèi)714廠已有生產(chǎn)能力。 （3）TDM/TDMA體制：外向信道采用TDM方式，內(nèi)向信道采用TDMA方式。這是一種先進的系統(tǒng)。主站設備少，主要發(fā)揮軟件功能。這種系統(tǒng)信道利 用率最高，容量大，靈活性好，擴容方便?？晒ぷ髟贑或Ku波段。換頻由主站通過控制主站和VSAT的頻率合成器來實現(xiàn)，因此比較方便，受干擾影響小。當內(nèi) 向采用多個載波時，便產(chǎn)生了多載波TDMA（MC-TDMA），即一個轉發(fā)器的頻帶容納多個不同的載波，各載波以窄帶TDMA方式工作。網(wǎng)中各站發(fā)射或接 收所用的頻率和時隙均可調整。由于采用了TDMA、FDMA和TDM的組合，

28、系統(tǒng)靈活性增加，顯著提高了系統(tǒng)容量。此體制特別適合于網(wǎng)絡容量大、由許多稀 路由地球站組成、每站含有幾路話且業(yè)務類型多變、需要動態(tài)和靈活連接的情況。采用這種方式的網(wǎng)絡效率最高，但技術較復雜。典型代表為美國休斯公司的PES 系統(tǒng)和日本NEC公司的NEXTAR系統(tǒng)。目前國內(nèi)也在開展這方面的研制。 從內(nèi)外向傳輸?shù)牟煌ぷ髟砜煽吹剑琕SAT衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)網(wǎng)與一般衛(wèi)星通信網(wǎng)不同，它是一個典型的不對稱網(wǎng)絡，即收發(fā)鏈路兩端的設備不相同，執(zhí)行功能不 相同，內(nèi)向和外向業(yè)務量不對稱，信號強度不對稱（主站發(fā)射功率大得多以適應VSAT小天線的要求；VSAT發(fā)射功率小，用主站高的接收增益來接收VSAT 的低電平信號）。

29、話音VSAT網(wǎng)的傳輸體制 對于話音VSAT網(wǎng)來說，不論采用哪一種多址方式和交換方式，最終應實現(xiàn)等效的線路交換方式。 話音VSAT網(wǎng)控制子網(wǎng)的傳輸體制與數(shù)據(jù)網(wǎng)是一致的，而業(yè)務子網(wǎng)則是典型的網(wǎng)狀網(wǎng)結構。要實現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)，SCPC是一種簡單可行的信道多址方式，SCPC 信道分配則采用DAMA（按申請分配或稱為按需分配）方式。目前，投入實用的系統(tǒng)大部分是采用DAMA-SCPC方式的話音VSAT網(wǎng)。為了兼顧少數(shù)大業(yè) 務量站間業(yè)務，可以配置部分點對點預分配（固定分配）的信道。這種網(wǎng)狀網(wǎng)的業(yè)務信道除了用于話音業(yè)務之外，也可以用于數(shù)據(jù)業(yè)務，分配方式和交換方式與話音業(yè)務類似。話音VSAT網(wǎng)的信道分配方式通常是按需分

30、配與預分配結合。按需分配的呼叫過程有三個基本階段：（1）呼叫建立主叫方通過控制信道向網(wǎng)控中心發(fā)出呼叫申請信息，網(wǎng)控中心在確認衛(wèi)星信道和被叫方設備有空閑的條件下，向主叫方和被叫方分配衛(wèi)星信道，主叫方和被叫方 進行導通測試，建立線路。在這個階段，網(wǎng)控系統(tǒng)的主要任務是在規(guī)定的時間內(nèi)建立線路，并使插入的附加呼損盡可能小。（2）通話線路建立后，兩方即可進行通話或數(shù)據(jù)傳輸。（3）拆線通話結束后，由通話的主叫方或通話雙方（取決于系統(tǒng)設計）向網(wǎng)控中心發(fā)出通話結束信息，網(wǎng)控中心發(fā)回確認并回收資源（包括衛(wèi)星信道和用戶信道設備）。在這個階段，網(wǎng)控中心的主要任務是及時、準確地回收空間資源和地面資源。 除了SCPC多址

31、方式以外，TDMA方式也是一種適合話音業(yè)務乃至綜合業(yè)務的多址方式。TDMA的特點是子信道按時隙劃分，兩種交換方式具有良好的兼容 性，很適于構成綜合業(yè)務VSAT網(wǎng)。TDMA用于話音業(yè)務時，由于每載波容納的用戶站數(shù)目不夠多，網(wǎng)內(nèi)站數(shù)較多時，可能不得不采用多載波方式。隨著衛(wèi)星通 信技術的發(fā)展和設備成本的降低，采用TDMA方式的VSAT網(wǎng)將會有較大發(fā)展。 地球站和網(wǎng)絡技術 1、地球站技術要使VSAT能得到更廣泛的應用必須使VSAT進一步小型化，降低VSAT的成本，為此須解決以下關鍵技術：信號處理技術：通過合適的信號設計和信號處理降低VSAT系統(tǒng)對C/N的要求。集成電路技術：微波電路集成化技術，采用SL

32、IC技術。天線技術：通過采用新的設計，使天線的尺寸進一步減小。接口技術：采用軟件可編程的接口技術以使VSAT能適應不同用戶的接口要求?？垢蓴_技術：包括抗外部干擾和鄰站干擾技術。數(shù)字化技術：以DSP、DDS為基礎來提高VSAT的靈活性和可靠性。一體化設計技術：通過統(tǒng)一設計Modem、FEC和ARQ來達到對信道資源的最佳利用。標準化技術：VSAT必須要標準化才能解決相互間的互通問題和實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。 加密技術：由于任何網(wǎng)外用戶都能收到網(wǎng)內(nèi)用戶發(fā)送的信息，任何網(wǎng)內(nèi)用戶都能收到應由其它網(wǎng)內(nèi)用戶接收的信息，因此，VSAT網(wǎng)中必須解決信道加密問題。 要進行加密就涉及到加密算法和加密密鑰的分配問題，而對一個

33、網(wǎng)絡來說尤其重要的是密鑰的分配問題。當采用密鑰集中分配方式時，如果主站為每個VSAT保留 一個工作密鑰，則要求主站有非常大的容量；如果為所有VSAT分配同一個工作密鑰，將失去加密的意義。若采用密鑰分散分配方式，則涉及到一個密鑰的安全問 題及VSAT設備的復雜性問題。2、網(wǎng)絡技術如何更好地把地球站和衛(wèi)星結合起來，使VSAT達到最佳的性能/價格比，這就是網(wǎng)絡技術需解決的問題。就目前來看，VSAT網(wǎng)絡技術需解決以下一些關鍵技術：多址訪問技術和信道分配技術：開發(fā)一些新的多址訪問和信道分配技術以更有效地利用衛(wèi)星信道的資源，滿足業(yè)務量變化及不同業(yè)務對服務質量的要求。網(wǎng)絡控制技術：進一步加強網(wǎng)絡控制的功能，

34、提高VSAT網(wǎng)的智能化程度和靈活程度。網(wǎng)絡協(xié)議技術：進一步研究VSAT網(wǎng)絡的通信協(xié)議及與地面設備之間的接口協(xié)議以提高網(wǎng)絡的適應能力和協(xié)議的工作效率。網(wǎng)絡安全技術：采用一些措施（如加密、通行字、自組織能力等）來提高網(wǎng)絡的安全等級。 空間技術 要加強衛(wèi)星的競爭力，必須降低衛(wèi)星的成本、在不增加衛(wèi)星重量的基礎上增加衛(wèi)星的容量、增加衛(wèi)星的利用率（如采用低速編碼、延長衛(wèi)星壽命，采用TASI、 DSI和DCME等）、尋找地面無法實現(xiàn)或很難實現(xiàn)而衛(wèi)星很容易做到的新應用（如航空、航海移動通信，偏遠地區(qū)數(shù)據(jù)收集，導航/定位等）。就衛(wèi)星轉發(fā)器而言，需逐步解決以下關鍵技術：星上處理與交換技術：使衛(wèi)星成為一個交換結點，

35、使VSAT能直接進行通信，改善VSAT網(wǎng)的連接能力和吞吐量-時延性能，并把網(wǎng)絡的復雜度從VSAT轉移到衛(wèi)星，降低VSAT成本；采用星際鏈路后能實現(xiàn)不同衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)VSAT之間單跳通信。多波束/跳波束天線技術：在星上采用多波束/跳波束技術以提高衛(wèi)星的EIRP和G/T，從而降低對VSATEIRP和G/T的要求。星上信令能力：使衛(wèi)星具有信令處理能力，把現(xiàn)在VSAT網(wǎng)中網(wǎng)控中心的一部分功能轉移到衛(wèi)星上，從而縮短VSAT通信的呼叫建立時間。 中低軌道衛(wèi)星技術：由于同步衛(wèi)星的軌道高度很高，傳播時延和傳播損耗都很大，因此VSAT不能非常小，同時也不能滿足一些實時性業(yè)務的要求，為此提出采 用中低軌道衛(wèi)星進行通

36、信。由于信號的傳播損耗和時延較小，因此就不僅能更好地傳輸實時性業(yè)務，而且能大大減小地球站天線的尺寸和發(fā)射機的功率。另外，采用 多個低軌道衛(wèi)星組成的通信系統(tǒng)比同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)能更好地進行頻率復用；同時也緩解了同步軌道上衛(wèi)星過分擁擠的情況。采用中低軌道衛(wèi)星還有其它一些優(yōu)點， 這里就不多講了。另外，對一些邊遠地區(qū)來 說，VSAT的電源仍是一個問題（如在我國西南某省安裝VSAT站時就遇到了由于供電不行而不能開通的問題），除了采用太陽能等其它發(fā)電裝置外，第三代 VSAT應具有較低的功耗、較大的電壓動態(tài)范圍和只在通信時才需開機等特征以滿足邊遠地區(qū)通信的需要。除了以上一些需解決的關鍵技術外，另外還包括增大衛(wèi)

37、星功率技術、寬帶傳輸技術、干擾抑制技術、多信道Modem技術等。 ISDN環(huán)境與LAN中的應用 1、VSAT在ISDN環(huán)境下的應用 ISDN的提出已有相當一段時間，然而，時至今日，電信網(wǎng)絡提供的ISDN業(yè)務仍非常有限，一個重要的原因是由于現(xiàn)有通信網(wǎng)（如PSTN，PSPDN和 各種專用網(wǎng)等）的投資巨大，對它廢棄不用而新建一個ISDN網(wǎng)從經(jīng)濟上考慮是不可能的。因此，用VSAT網(wǎng)來實現(xiàn)一個ISDN或用來互連各地的ISDN用 戶或讓遠方ISDN用戶經(jīng)VSAT網(wǎng)進入地面ISDN從經(jīng)濟上考慮是比較合適的；即使在地面ISDN網(wǎng)建成后也不能覆蓋所有的地區(qū)，對邊遠地區(qū)的ISDN 用戶來說，采用VSAT網(wǎng)仍幾乎是

38、一種唯一的選擇。對地面ISDN能覆蓋的用戶來說，也存在著網(wǎng)絡的故障和擁塞問題，此時，可把VSAT網(wǎng)絡用作地面 ISDN的迂回或應急網(wǎng)絡。因此，VSAT網(wǎng)提供ISDN業(yè)務不僅是VSAT本身發(fā)展的需要，也是ISDN發(fā)展的需要。 要使VSAT網(wǎng)能提供ISDN業(yè)務，首先應必須解決VSAT網(wǎng)的標準問題。只有使VSAT網(wǎng)符合ISDN的標準才能提供ISDN業(yè)務；其次，必須提高 VSAT網(wǎng)的容量和通信性能（包括網(wǎng)絡時延和信道誤比特率）；再次，必須能對不同的業(yè)務提供不同的服務質量，以滿足不同業(yè)務對通信網(wǎng)服務質量的要求。2、VSAT在互連LAN中的應用采用LAN來互連計算機可以得到許多好處，而隨著LAN網(wǎng)卡價格的下降，其使用已越來越廣泛，而LAN之間的互連是一個迫切要求解決的問題。從80年代中期開始，VSAT已從支持串行接口到能與LAN/MAN的一個主網(wǎng)絡結點進行接口。采用VSAT網(wǎng)來互連LAN