1、1,第5章 VSAT通信網(wǎng),2,內容提要,一、VSAT的概念、特點及其應用 二、VSAT網(wǎng)絡的網(wǎng)絡結構 三、VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的主要設備 四、VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)結構 五、VSAT網(wǎng)絡的主要技術,3,一、VSAT的概念、特點及其應用,（一）VSAT的定義 VSAT：早期稱為微型站、小型數(shù)據(jù)站或甚小孔徑終端。到80年代中期，人們習慣稱為VSAT終端或VSAT系統(tǒng)（網(wǎng)絡）。 VSAT系統(tǒng)中小站設備的天線口徑通常為0.3-2.4m，由主站應用管理軟件監(jiān)測和控制小型地球站。,4,（二）VSAT的特點 VSAT系統(tǒng)可支持多種業(yè)務類型：數(shù)據(jù)、話音、圖象等 VSAT系統(tǒng)可工作在C波段或Ku波段 VSAT終端

2、天線小、設計結構緊密、功耗小、成本低、安裝方便、對環(huán)境要求低 VSAT網(wǎng)絡組網(wǎng)靈活、獨立性強，其網(wǎng)絡結構、技術性能、設備特性和網(wǎng)絡管理都可以根據(jù)用戶的要求進行設計和調整 可以與計算機、ISDN聯(lián)網(wǎng),5,（三）VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的特點 1、與地面通信網(wǎng)相比較，VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)具有以下特點： 覆蓋范圍大，通信成本與距離無關 可對所有地點提供相同的業(yè)務種類和服務質量 靈活性好，多種業(yè)務可以在一個網(wǎng)內并存 可擴容性好，擴容成本低 獨立性好，是用戶擁有的專用網(wǎng) 互操作性好，采用不同標準的用戶可以跨越不同的地面網(wǎng)而在同一個VSAT網(wǎng)內進行通信 傳播時延大,6,2、與傳統(tǒng)衛(wèi)星通信網(wǎng)相比較，VSAT衛(wèi)星通信

3、網(wǎng)具有以下特點： 面向用戶而不是面向網(wǎng)絡 小口徑天線，天線口徑0.3-2.4m 智能化功能強，可無人操作 低功率的發(fā)射機，一般幾瓦以下 集成化程度高，VSAT從外表看只分為天線、室內單元（IDU）和室外單元（ODU）三個部分 VSAT站很多，但各站的業(yè)務量較小 一般用作專用網(wǎng)，而不用作公用網(wǎng),7,（四）VSAT系統(tǒng)分類 國際上按照不同的多址方式、調制方式、傳輸速率和傳 輸業(yè)務，將VSAT系統(tǒng)分為五類。,8,9,第1類是工作在Ku頻段的高速雙向交互型VSAT，采用不擴頻相移鍵控調制和自適應帶寬接入?yún)f(xié)議；第2類采用直擴技術，可提供單向或雙向數(shù)據(jù)業(yè)務；第3類是目前最小的雙向數(shù)據(jù)通信地球站，稱做特小地

4、球站，采用混合擴頻調制和多址技術；第4類以T1或低于T1的速率用來雙向傳輸話音、數(shù)據(jù)和圖象的綜合業(yè)務，不需要中樞站；第5類是接收電視用的，也用來接收廣播質量的話音和高速數(shù)據(jù)。,10,（五）VSAT網(wǎng)絡分類,1）VSAT網(wǎng)根據(jù)業(yè)務性質可分為三類： 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。 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。 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。,11,2）從VSAT網(wǎng)采用的網(wǎng)絡結構來看，可分為三類： 星形結構的VSAT系統(tǒng) 網(wǎng)狀結

5、構的VSAT系統(tǒng) 星形和網(wǎng)狀混合結構的VSAT系統(tǒng),12,3）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。,13,（六）VSAT的主要業(yè)務種類和典型應用,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、采用FR接口的動態(tài)圖像和電視、數(shù)字音樂等。 VSAT網(wǎng)可對各種業(yè)務分別采用廣播（點多點）、收

6、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。,14,15,國際VSAT應用,衛(wèi)星VSAT通信技術是在八十年代中期發(fā)展起來的新技術 在歐美地面通信極為發(fā)達的國家中，VSAT網(wǎng)絡也以其獨具的優(yōu)勢，迅速占領各類集團公司專用網(wǎng)的市場 VSAT通信的典型應用方面包括：銷售管理、信貸核查確認、電子定貨 、債務處理、電子數(shù)據(jù)交換；電視會議、電視培訓及商店廣告、背景音樂以及其它信息產(chǎn)業(yè)等,16,國內VSAT應用,商品零售業(yè)、汽車工業(yè)及金融服務業(yè)占整個VSAT市場的75以上，其它行業(yè)包括交通運輸業(yè)、能源工業(yè)、制造工業(yè)、旅游業(yè)等 大型企業(yè)、專業(yè)用戶和邊遠地區(qū)紛紛建立VSA

7、T網(wǎng)絡 目前我國已建VSAT系統(tǒng)，除了電信部門的國家公用VSAT通信網(wǎng)和部隊的軍用VSAT通信網(wǎng)之外，在其它領域的應用主要有：銀行、證券、國家專業(yè)部門、零售業(yè)、尋呼、INTERNET接入、企業(yè)聯(lián)網(wǎng)、偏遠地區(qū)電話、國際VSAT專線等,17,二、VSAT系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構,18,圖5-1 衛(wèi)星VSAT星形網(wǎng)的組成和路徑,19,圖5-2 衛(wèi)星VSAT網(wǎng)狀網(wǎng)的組成和路徑,20,三、VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的主要設備,VSAT系統(tǒng)的主站設備 RF終端 基帶處理部分 網(wǎng)管設備 VSAT系統(tǒng)的小站設備 小口徑天線 室外單元 室內單元,21,圖5-3 VSAT系統(tǒng)主站和小站設備框圖,22,VSAT小站框圖,23,VSA

8、T系統(tǒng)主站與小站的比較 主站發(fā)射功率大于小站 主站的天線尺寸比小站大得多 主站的軟件部分應實現(xiàn)用戶接口與衛(wèi)星空間鏈路之間必要的協(xié)議轉換；小站的接口設備完成輸入信號和協(xié)議的轉換,24,四、VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)結構,星形VSAT網(wǎng)絡(Star network) 網(wǎng)狀VSAT網(wǎng)絡(Full mesh network) 混合型VSAT網(wǎng)絡(Hybrid architecture) VSAT網(wǎng)絡與其它電信網(wǎng)絡聯(lián)合組網(wǎng),25,星形VSAT網(wǎng)絡 點到多點的單向廣播VSAT系統(tǒng)。由主站向遠端VSAT小站傳輸數(shù)據(jù)、圖象、新聞電視或商業(yè)電視等業(yè)務，而不需要VSAT小站向主站回傳業(yè)務信息。 點到多點的雙向通信VSAT

9、網(wǎng)絡。以主站為中心，與各個遠端VSAT小站構成星形通信網(wǎng)。主站既可以向全網(wǎng)廣播公共信息，也可以分別與各個VSAT小站以“單跳”方式建立各自的雙向通信業(yè)務聯(lián)系。并且主站可作為中樞站以“兩跳”方式溝通任意兩個VSAT小站之間的通信鏈路。 信道分配可以采用預分配方式，也可以采用按需分配方式。按需分配為集中控制方式。 星形網(wǎng)是以傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務為主的系統(tǒng)，它以數(shù)據(jù)包的分組交換為基礎。,26,網(wǎng)狀VSAT網(wǎng)絡 網(wǎng)絡不需要主站，各小站之間可以任意建立通信鏈路。 網(wǎng)狀網(wǎng)是以話音通信為主的系統(tǒng)，一般采用按需分配方式來提高信道的利用率。 網(wǎng)狀網(wǎng)的信道多址方式可以采用頻分多址即單路單載波(SCPC)方式，也可以采用時

10、分多址 信道分配為分散式控制。 適合于話務量較大，各遠端站之間通信業(yè)務較多的情況。在這種網(wǎng)絡結構中，任何兩站之間的通信不會出現(xiàn)“兩跳”問題。,27,混合型VSAT網(wǎng)絡 星形網(wǎng)與網(wǎng)狀網(wǎng)的混合體 網(wǎng)絡比較大，傳輸業(yè)務范圍比較廣，適合于既有話音業(yè)務又有數(shù)據(jù)業(yè)務的情形。 網(wǎng)絡采用混合的控制方式，即系統(tǒng)的信道分配，設備性能的監(jiān)控、計費等由主站來完成（集中控制），而各VSAT站之間的話音業(yè)務是直接進行通信，采用分散控制方式。,28,應用VSAT系統(tǒng)與其它電信網(wǎng)絡聯(lián)合組網(wǎng) 利用VSAT系統(tǒng)組建衛(wèi)星廣域網(wǎng) 將VSAT系統(tǒng)接入ISDN網(wǎng)絡 VSAT系統(tǒng)與地面蜂窩移動通信相結合的組合通信網(wǎng)絡 國際VSAT衛(wèi)星通信

11、網(wǎng)絡,29,（一）VSAT數(shù)據(jù)網(wǎng),網(wǎng)絡體系結構 多址協(xié)議 鏈路傳輸延時對用戶接入?yún)f(xié)議的影響,30,網(wǎng)絡體系結構 VSAT數(shù)據(jù)網(wǎng)通常以主站為中心，通過衛(wèi)星與各小站連成星形網(wǎng)。每個小站支持一組用戶終端或LAN，主站與主計算機或數(shù)據(jù)處理中心、信息庫相連。在較大規(guī)模的網(wǎng)絡中，可能存在多個主站，各主站之間由衛(wèi)星鏈路相連接。,圖5-6 VSAT數(shù)據(jù)網(wǎng)的物理組成和協(xié)議結構,31,多址協(xié)議 VSAT數(shù)據(jù)網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)業(yè)務大致可以分為三類（1）事務處理的交互式或查詢/響應短信息，（2）電子郵件，（3）長數(shù)據(jù)報文。 ALOHA：適合于報文較短和小站速率較低的情況 TDMA：適合于地球站業(yè)務量較大、數(shù)據(jù)傳輸速率較高的系統(tǒng)。該協(xié)議與報文長度無關。 DAMA/TDMA：可控按需分配多址方案，用戶首先在短的預約申請時隙內以競爭的方式發(fā)出預約申請信號，使多址碰撞只發(fā)生在預約層。一旦預約成功，系統(tǒng)按用戶的優(yōu)先等級和業(yè)務類型將預約時隙分配給各用戶終端，并通過公用信道進行廣播，于是各用戶終端將在所預約的時隙上進行無碰撞的傳輸。適合于報文較長、能容忍較長時延的業(yè)務。,32,鏈路傳輸延時對用戶接入?yún)f(xié)議的影響 采用協(xié)議仿真或稱為協(xié)議“欺騙”的策略來解決衛(wèi)星鏈路長延時問題，具體做法是在VSAT衛(wèi)星站設置一個延時補償單元 （SDU），在通信過程中兩用戶終端之間的握手信號由本地SDU提供應答（并暫