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VSAT卫星通信宽带技术的发展
2001-10-04· ·项海格 李斗 ··bbnc

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VSAT通信的宽带广播和宽带多址接入

  VSAT站的卫星链路有主站到VSAT站的出主站链路,有VSAT站到主站的入主站链路。随着业务从窄带向宽带发展,出主站链路数据速率不断提高,从几Mb p s到几十Mb p s;入主站链路的数据速率也不断提高,从几k b p s发展到几百k b p s,几Mb p s。

  出主站链路多采用单载波TDM的方式,有基于广播信号的DVB数据格式,有基于互连网的IP数据格式。VSAT卫星通信的宽带广播,可以广播数据音频视频、可以实现文件数据的下载。

  入主站链路有多种卫星多址接入方式:FDMA,CDMA,TDMA,MF/CDMA。也有利用地面In t e r ne t链路代替入主站链路的,称为外交互方式,而把采用入主站链路称为内交互方式。传统的卫星通信多址接入方式是,时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)。它们是把卫星转发器的资源,按时间分成时隙、按频率分成频道或者按正交的编码波形分成码道,由各个地球站按照固定分配方式、随机竞争方式或者动态分配的方式来使用。所谓动态竞争方式,转发器资源由主站来管理,用户站接入时,先使用固定分配方式或随机竞争方式来申请,主站进行分配给用户地球站使用,使用完了归还给主站。

  随着大容量VSAT卫星通网络以及宽带接入业务的发展,主站接入设备的容量日益增大,用户地球站也需要使用高速的宽带接入,需要主站接入信道的可变速率范围扩大。时分多址方式要求用户站的接入时隙宽度变化范围增大,频分多址方式要求用户站发送信号带宽可变或使用并行的多载波传输,码分多址方式要求用户站发送信号的扩展频谱增益可变或者使用多码道并行传输。组合的多址接入方式,可以方便地实现宽带多址接入;例如多载波(多频率)时分多址,多载波码分多址等。目前技术成熟的是多频率时分多址。  多频率时分多址设置由多个频段(多个载波),每个频率又划分成时间帧和时隙。各个用户地球站可以使用特定的频率和特定的时隙进行接入申请,根据申请的业务,得到相应的频率和时隙。对于宽带业务申请,用户可以再在一个频率上,用一个时隙或多个时隙进行接入业务传输;也可以在几个频率上,用多个时隙进行接入业务传输。根据系统接入的特点,系统在接入信道上设置了不同的时隙,用户接入申请的时隙,用户业务传输的业务时隙,校正用户地球站发送时间和频率的粗同步时隙,以及校正发送时间和频率的精同步时隙。  宽带VSAT卫星通信系统的前向链路和反向链路往往是不对称的,前向链路和反向链路的转发器资源的配置要和业务的特性相匹配。宽带VSAT卫星通信系统需要设计和配置接入信道的资源、多载波数目以及相应的帧结构,以适应给定接入突发特性、接入业务量条件下的接入时延和接入成功率的要求。宽带VSAT卫星通信系统往往有多种业务同时工作,系统的配置和设计只能适应总体的要求,为适应各种业务的具体要求,还应该对不同业务设置各自的优先级,调整整个系统对不同业务的适应性。

VSAT通信网的通信规程协议

   VSAT卫星通信网最初是作为透明信道使用的,它只提供固定的连接,传输单一的业务。这时针对不同的卫星信道,设备必须配置不同的通信软件。由于卫星通信必须支持网络管理和多址接入的控制,卫星通信业务的综合化必须传输多种业务,例如电信、计算机数据、以及数据音频视频广播,在VSAT卫星通信网必须支持通信规程协议。

  卫星通信规程要考虑传输的业务以及相应的规程协议:例如音频视频广播的数据结构和规程协议、计算机互联网通信的TCP/IP协议、以及电信通信的信令。随着宽带VSAT通信的发展,通信规程要支持交互通信,特别是宽带交互通信业务。卫星通信规程要考虑网络管理的规程协议。例如常用的SNMP(Si m p le Ne t w o r k Mana g e men t Pr o t ocol),而SNMP是建立在UDP/IP提供服务的基础上。卫星通信规程要考虑用户站接入时介质访问控制以及卫星链路差错控制对通信规程的影响。

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