VSAT卫星通信网

Ku频段 与C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 路而可随地安装。 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。 天线尺寸一样时，天线增益比C频段高 6~10dB。 因此，目前大多数VSAT系统主要采用Ku频 段。

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VSAT按波段分类 C波段VAST，6/4GHz，一般C频段VSAT 站的天线口径为2.4m、1.8m、1.2m Ku波段VAST，14/12GHz，一般天线口 径1m左右，如1.2m、1m、0.75m、0.6m Ka波段VAST，30/20GHz，天线口径 0.6m甚至更小 在相同的条件下（例如相同的频段、相同的 转发器条件）话音VSAT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 25 主站通信的数据VSAT小站。

优点： 技术成熟，设备简单，造价低廉。 与按需分配(DAMA)方式结合，端站增减、 业务扩容都比较方便。 相比多路复用FDMA方式，各地球站发射 功率大小仅与本站发射的载波（信道）数 有关，与整个VSAT系统的信道数（即系 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 本。
7、接口设备 如数据端口、话音接口、LAN接口、串 行接口等。 8、监控器 每个VSAT终端配置一个监控器，用以 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。 它可以监视室外单元、也可以监测小站 内的信道单元。
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室内外单元之间通常以同轴电缆连接。 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、 环境要求低，可直接与数据终端连接。
主站
VSAT
VSAT
VSAT
VSAT
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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 天线口径比较小，但网络时延比较大。 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 延，但VSAT小站天线口径很难进一步缩小。 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 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 情形。但网络结构比较复杂。 41

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单向VSAT数据广播系统
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单向VSAT新闻数据采集系统
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双向VSAT系统 VSAT与主站，或VSAT与VSAT之间可进 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。 如电话传输用的VSAT系统。 主战发送给VSAT的信号称为外向 (outbound)传输或出境。 VSAT发送给主站的信号称为内向 (inbound)传输或入境。
第5章 VSAT卫星 通信网
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第5章 VSAT卫星通信网
5.1 VSAT卫星通信网的基本概念及其特点 5.2 VSAT网的组成及网络结构 5.3 VSAT业务类型及应用 5.4 VSAT数据通信网 5.5 VSAT电话网 5.6 国内外VSAT生产厂商及典型型号和性能 5.7 VSAT网的总体方案设计

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(3)卫星转发器 卫星转发器又称为空间段，一般采用工作于 C或Ku波段的同步卫星透明转发器。在第一 代VSAT网中主要采用C波段转发器，从第二 代VSAT开始，以采用Ku波段为主。具体采 用何种波段不仅取决于VSAT设备本身，还 取决于是否有可用的星上资源。 卫星转发器造价很高，空间部分设备的经济 性是VSAT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 网可以根据所租用卫星转发器的能力来设计。 2备 4、调制解调器 VSAT小站功率带宽受限，通常采用功率和 频带利用率较高的QPSK或BPSK调制方式。 它们都是成熟、性能优良的实用技术。 5、差错控制设备 主要采用前向纠错编码(FEC)技术。 目前普遍采用1/2码率，K=7的卷积编码， 以及维特比算法译码，可使系统获得 18 3~5dB的编码增益。
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卫星VSAT星形网的组成和路径
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星形网是以传输数据业务为主的系统。 点到多点的单向星形网。广播式网络由主站向 远端VSAT小站传输数据、图象、电视等业务， 而不需要VSAT小站向主站回传业务信息。数 据采集式网络则各VSAT将信息数据分别发送 给主站，然后由主站综合处理。 点到多点的双向通信星形网。以主站为中心， 与各个远端VSAT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 个VSAT小站以“单跳”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 35 接，增加了传输信息的时间。

VSAT的工作频段

C频段 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、 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 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 难。C波段通常采用扩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 23 制了数据传输速率的提高。

5.2.3 VSAT网多址协议
1、频分多址(FDMA) 在VSAT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 是在以传输话音业务为主的VSAT系统中， 大量采用SCPC方式，与按需分配相结合， 可以大大提高卫星信道利用率。 典型代表为美国休斯公司的话音地球站 （TES, Telephony Earth Station）系统 。 42
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通信卫星
中央地球站
VSAT用户小站
双向VSAT系统
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5.2.2 VSAT网的网络结构
VSAT卫星通信网常见的有星形网、网状网、 混合网 (1)星形网(Star network) 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， 要经过双跳形式才能通信。

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⑥ 智能化功能强，可无人操作
⑦ 覆盖范围广，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 用通信网 ⑧ 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 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 ⑨ 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VSAT网内进行 5 通信

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5.1 VSAT卫星通信网的基本概念及其特点
VSAT = Very Small Aperture Terminal(甚 小口径终端) ，天线口径通常为0.3-2.4m 20世纪80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 站与一个(或几个)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 据、话音、图像及其他综合电信及信息业务。

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VSAT的特点
① 小口径天线，天线口径0.3-2.4m，设备
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简单，体积小，重量轻，功耗小，造价 低，安装、维护和操作简便 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 种数据率和多种业务类型：数据、话音、 图象等 可建立直接面对用户的直达电路 集成化程度高，VSAT从外表看只有天线、 室内单元(IDU)和室外单元(ODU)三部分 4

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至IDU
室外单元（ODU）
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来至ODU
室内单元（IDU）
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室内单元(IDU) ，分数据为主和话音为主的 两种类型，主要包括： 1、信源编码器 波形编码器。最常用32kbit/s的 ADPCM(自适应差分脉码调制)方式，这 种编码方式在保证高质量的话音性能前提 下，与普通PCM编码方式相比，可使频带 压缩一半，如NEC的NEXTAR-VO系统。 参量编码器。常用的有CELP(码激励线性 预测)，速率4.8~16kbit/s；RELP(残余激 励线性预测)，速率4.8kbit/s、9.6kbit/s、 17 16kbit/s，如休斯公司的TES系统。

(2)网状网(Mesh network) 网状网允许任何两个VSAT地球站之间进行 直接通信。它是无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 监控和管理，主控站不作业务转接。 网状网是以话音通信为主的系统。 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 之间的通信不会出现“两跳”问题，避免了 双跳时延。
6、图像压缩编译码器 会议电视系统，未压缩前的比特率为 36.5Mbit/s，压缩后1.5~2Mbit/s；可视电 话由5.2Mbit/s压缩到56kbit/s。 有关的压缩技术标准有JPEG、H.261、 MPEG等。 常用的图像压缩标准是H.261，会议电视 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 信号进行数字化处理，如数字视频广播、 19 高清电视传输等。

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主站通常与主计算机放在一起或通过其它(地 面或卫星)线路与主计算机连接，作为业务中 心。 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。 由于主站涉及整个VSAT网的运行，其故障 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 构，设备之间采用高速局域网的方式互连。

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(2)小站(VSAT) VSAT小站由小口径天线、室外单元（ODU） 和室内单元（IDU）组成。

VSAT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 （增益高、旁瓣小），且结构上不易积冰雪， 因此常被采用。
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VSAT小站的室外单元 (ODU)主要包括固态 功率放大器、低噪声放大器、上/下变频器及 其检测控制电路等模块的电子成套设备。 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 馈源附近。