1、1,第5章 VSAT通信網(wǎng),2,內(nèi)容提要,一、VSAT的概念、特點(diǎn)及其應(yīng)用 二、VSAT網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 三、VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備 四、VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)結(jié)構(gòu) 五、VSAT網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù),3,一、VSAT的概念、特點(diǎn)及其應(yīng)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(xí)慣稱為VSAT終端或VSAT系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)）。 VSAT系統(tǒng)中小站設(shè)備的天線口徑通常為0.3-2.4m，由主站應(yīng)用管理軟件監(jiān)測和控制小型地球站。,4,（二）VSAT的特點(diǎn) VSAT系統(tǒng)可支持多種業(yè)務(wù)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊密、功耗小、成本低、安裝方便、對環(huán)境要求低 VSAT網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)靈活、獨(dú)立性強(qiáng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能、設(shè)備特性和網(wǎng)絡(luò)管理都可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整 可以與計(jì)算機(jī)、ISDN聯(lián)網(wǎng),5,（三）VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的特點(diǎn) 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(diǎn)： 覆蓋范圍大，通信成本與距離無關(guān) 可對所有地點(diǎn)提供相同的業(yè)務(wù)種類和服務(wù)質(zhì)量 靈活性好，多種業(yè)務(wù)可以在一個(gè)網(wǎng)內(nèi)并存 可擴(kuò)容性好，擴(kuò)容成本低 獨(dú)立性好，是用戶擁有的專用網(wǎng) 互操作性好，采用不同標(biāo)準(zhǔn)的用戶可以跨越不同的地面網(wǎng)而在同一個(gè)VSAT網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行通信 傳播時(shí)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(diǎn)： 面向用戶而不是面向網(wǎng)絡(luò) 小口徑天線，天線口徑0.3-2.4m 智能化功能強(qiáng)，可無人操作 低功率的發(fā)射機(jī)，一般幾瓦以下 集成化程度高，VSAT從外表看只分為天線、室內(nèi)單元（IDU）和室外單元（ODU）三個(gè)部分 VSAT站很多，但各站的業(yè)務(wù)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(diào)制方式、傳輸速率和傳 輸業(yè)務(wù)，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(kuò)頻相移鍵控調(diào)制和自適應(yīng)帶寬接入?yún)f(xié)議；第2類采用直擴(kuò)技術(shù)，可提供單向或雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；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(kuò)頻調(diào)制和多址技術(shù)；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(wù)，不需要中樞站；第5類是接收電視用的，也用來接收廣播質(zhì)量的話音和高速數(shù)據(jù)。,10,（五）VSAT網(wǎng)絡(luò)分類,1）VSAT網(wǎng)根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)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(wù)。 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(shí)也能提供交互型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 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(luò)結(jié)構(gòu)來看，可分為三類： 星形結(jié)構(gòu)的VSAT系統(tǒng) 網(wǎng)狀結(jié)

5、構(gòu)的VSAT系統(tǒng) 星形和網(wǎng)狀混合結(jié)構(gòu)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(fù)式、手提式、車載式、機(jī)載式、船 載式等。 4）按業(yè)務(wù)類型可分為小數(shù)據(jù)站、小通信站和TVRO 等。 5）按業(yè)務(wù)性質(zhì)可分為固定業(yè)務(wù)的VSAT和移動(dòng)業(yè)務(wù) 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(wù)種類和典型應(yīng)用,除了個(gè)別寬帶業(yè)務(wù)外，VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)幾乎可支持所有現(xiàn)有業(yè)務(wù)，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(dòng)態(tài)圖像和電視、數(shù)字音樂等。 VSAT網(wǎng)可對各種業(yè)務(wù)分別采用廣播（點(diǎn)多點(diǎn)）、收

6、集（多點(diǎn)點(diǎn)）、點(diǎn)點(diǎn)雙向交互、點(diǎn)多點(diǎn)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(yīng)用,衛(wèi)星VSAT通信技術(shù)是在八十年代中期發(fā)展起來的新技術(shù) 在歐美地面通信極為發(fā)達(dá)的國家中，VSAT網(wǎng)絡(luò)也以其獨(dú)具的優(yōu)勢，迅速占領(lǐng)各類集團(tuán)公司專用網(wǎng)的市場 VSAT通信的典型應(yīng)用方面包括：銷售管理、信貸核查確認(rèn)、電子定貨 、債務(wù)處理、電子數(shù)據(jù)交換；電視會議、電視培訓(xùn)及商店廣告、背景音樂以及其它信息產(chǎn)業(yè)等,16,國內(nèi)VSAT應(yīng)用,商品零售業(yè)、汽車工業(yè)及金融服務(wù)業(yè)占整個(gè)VSAT市場的75以上，其它行業(yè)包括交通運(yùn)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(yuǎn)地區(qū)紛紛建立VSA

7、T網(wǎng)絡(luò) 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(duì)的軍用VSAT通信網(wǎng)之外，在其它領(lǐng)域的應(yīng)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(yuǎn)地區(qū)電話、國際VSAT專線等,17,二、VSAT系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),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(shè)備,VSAT系統(tǒng)的主站設(shè)備 RF終端 基帶處理部分 網(wǎng)管設(shè)備 VSAT系統(tǒng)的小站設(shè)備 小口徑天線 室外單元 室內(nèi)單元,21,圖5-3 VSAT系統(tǒng)主站和小站設(shè)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(yīng)實(shí)現(xiàn)用戶接口與衛(wèi)星空間鏈路之間必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換；小站的接口設(shè)備完成輸入信號和協(xié)議的轉(zhuǎn)換,24,四、VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)結(jié)構(gòu),星形VSAT網(wǎng)絡(luò)(Star network) 網(wǎng)狀VSAT網(wǎng)絡(luò)(Full mesh network) 混合型VSAT網(wǎng)絡(luò)(Hybrid architecture) VSAT網(wǎng)絡(luò)與其它電信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合組網(wǎng),25,星形VSAT網(wǎng)絡(luò) 點(diǎn)到多點(diǎn)的單向廣播VSAT系統(tǒng)。由主站向遠(yuǎn)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(wù)，而不需要VSAT小站向主站回傳業(yè)務(wù)信息。 點(diǎn)到多點(diǎn)的雙向通信VSAT

9、網(wǎng)絡(luò)。以主站為中心，與各個(gè)遠(yuǎn)端VSAT小站構(gòu)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(gè)VSAT小站以“單跳”方式建立各自的雙向通信業(yè)務(wù)聯(lián)系。并且主站可作為中樞站以“兩跳”方式溝通任意兩個(gè)VSAT小站之間的通信鏈路。 信道分配可以采用預(yù)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(wù)為主的系統(tǒng)，它以數(shù)據(jù)包的分組交換為基礎(chǔ)。,26,網(wǎng)狀VSAT網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)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(shí)

10、分多址 信道分配為分散式控制。 適合于話務(wù)量較大，各遠(yuǎn)端站之間通信業(yè)務(wù)較多的情況。在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(luò) 星形網(wǎng)與網(wǎng)狀網(wǎng)的混合體 網(wǎng)絡(luò)比較大，傳輸業(yè)務(wù)范圍比較廣，適合于既有話音業(yè)務(wù)又有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的情形。 網(wǎng)絡(luò)采用混合的控制方式，即系統(tǒng)的信道分配，設(shè)備性能的監(jiān)控、計(jì)費(fèi)等由主站來完成（集中控制），而各VSAT站之間的話音業(yè)務(wù)是直接進(jìn)行通信，采用分散控制方式。,28,應(yīng)用VSAT系統(tǒng)與其它電信網(wǎng)絡(luò)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(luò) VSAT系統(tǒng)與地面蜂窩移動(dòng)通信相結(jié)合的組合通信網(wǎng)絡(luò) 國際VSAT衛(wèi)星通信

11、網(wǎng)絡(luò),29,（一）VSAT數(shù)據(jù)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 多址協(xié)議 鏈路傳輸延時(shí)對用戶接入?yún)f(xié)議的影響,30,網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 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(gè)小站支持一組用戶終端或LAN，主站與主計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理中心、信息庫相連。在較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中，可能存在多個(gè)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(jié)構(gòu),31,多址協(xié)議 VSAT數(shù)據(jù)網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)大致可以分為三類（1）事務(wù)處理的交互式或查詢/響應(yīng)短信息，（2）電子郵件，（3）長數(shù)據(jù)報(bào)文。 ALOHA：適合于報(bào)文較短和小站速率較低的情況 TDMA：適合于地球站業(yè)務(wù)量較大、數(shù)據(jù)傳輸速率較高的系統(tǒng)。該協(xié)議與報(bào)文長度無關(guān)。 DAMA/TDMA：可控按需分配多址方案，用戶首先在短的預(yù)約申請時(shí)隙內(nèi)以競爭的方式發(fā)出預(yù)約申請信號，使多址碰撞只發(fā)生在預(yù)約層。一旦預(yù)約成功，系統(tǒng)按用戶的優(yōu)先等級和業(yè)務(wù)類型將預(yù)約時(shí)隙分配給各用戶終端，并通過公用信道進(jìn)行廣播，于是各用戶終端將在所預(yù)約的時(shí)隙上進(jìn)行無碰撞的傳輸。適合于報(bào)文較長、能容忍較長時(shí)延的業(yè)務(wù)。,32,鏈路傳輸延時(shí)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(shí)問題，具體做法是在VSAT衛(wèi)星站設(shè)置一個(gè)延時(shí)補(bǔ)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(yīng)答（并暫