VSAT
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6. 网络扩充性好。 7. 电路高度可靠
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8. VSAT端站接入速率可达64kbps甚至更高2Mbps。
2014年10月14日 16
1.4.1 VSAT的分类
按安装方式分类：
固定式、可搬移式、背负式、手提式、车载式、机 载式、船载式
按主要业务类型分类
小数据站、小通信站和小电视单收站(TvRO)
按网络结构分类
2014年10月14日
19
1.4.4 VSAT厂商(1)
2014年10月14日
20
1.4.5 VSAT厂商(2)
2014年10月14日
21
1.5 VSAT的业务类型和应用
2014年10月14日
22
1.5.1 几种常见的VSAT业务
交互(I/A)型事务处理 询问/应答(Q/R)事务处理 叙事记录(N-R)事务处理 成批数据事务处理
2014年10月14日 29
1.6.2 网格状网络 (2)
VSAT需要N-1个接收机和一个发射机，但需要较高发射功率
2014年10月14日
30
1.6.3 星型网络 (1)
FDMA－SCPC（单路单载波）入站/FDMA-SCPC出站 每个VSAT要K个调制解调器 中心站要KN个调制解调器
2014年10月14日 31
38
1.7 网络协议
2014年10月14日
39
1.7.2 卫星延时补偿
2014年10月14日
40
1.7.2 卫星延时补偿
采用卫星时延补偿单元（SDU），有错则 重发。 有链路控制上还可以采用： 1）选择最佳差错控制方式； 2）选择最佳数据分组长度； 3）选择最佳窗口尺寸（未确认帧的最大值）
2014年10月14日
卫星通信导论
第五章 VSAT的应用及发展
内容
VSAT技术 卫星Internet 技术
2014年10月14日
2
1.1 VSAT概念
VSAT：Very Small Aperture Terminal (甚小口径终端)，简称“小站”
是指一类具有甚小口径天线的智能化小型或 微型地球站。这类小站可以很方便地安装在 用户处。通常，大量这类小站与一个大站协 同工作，构成一个卫星通信网，能够支持范 围广泛的单向或双向数据、话音、图像及其 他综合电信及信息业务，它的出现，是80年 代一系列先进技术综合运用的结果。
2014年10月14日
7
1.1.5 工作频率C波段
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。但由 于地面微波线路干扰问题，功率通量密度 不能太大，限制了天线尺寸小型化。而且 在干扰密度强的大城市选址困难。
C频段通常采用扩频技术降低功率谱密度。 以减小天线尺寸。采用扩频技术限制了数 据传输速率的提高。
2014年10月14日 43
1.8.2 TES的组成
室外设备 1.8或2.4米天线 C波段或Ku波段固态射频终端、低噪声放大器及电 源调节器。 室内设备 信道单元(CU)负责将全双工话音或数据基带信号变 换为中频信号，共提供与射频终端的互连接口。 网络控制系统(NCS)，负责网络控制、故障诊断和 排除，以及DAMA处理。 设备机架可容6个标准机箱，每机箱包括:
2014年10月14日 15
1.3.2 VSAT的优点
1. 通信链路费用与距离无关。政策允许可开通国际业 务，优势将更加明显。
2. 远地分散的小站可以很方便地进入通信链路。系统 安装开通非常迅速、方便。 3. 数据、话音、图象信道带宽动态分配。 4. 主站对小站具有状况诊断配臵能力。
5. 无需本地环路连接。
2014年10月14日 34
1.6.7星型网络(5)
载波功率与比特率成正比 当N很大时，发射功率超出廉价VSAT的能力
2014年10月14日 35
1.6.8星型网络(6)
2014年10月14日
36
1.6.9 共用网
2014年10月14日
37
1.6.10 SWAN（卫星广域网）
2014年10月14日
2014年10月14日 11
1.2.1 外向(Outbound)传输
外向传输: 主站向外方向发射的数据，即从主 站通过卫星向小站方向传输数据 常用时分复用(TDM)或统计TDM连续发射。
主计算机进行分组格式化，组成TDM帧， 通过卫星以广播方式发向网中所有远端小站。 为VSAT同步，每帧(约1s)开头发射一个同步码。 帧中每个报文分组含一个地址字段，指出接收该报 文的小站地址。
高功率放大器,
SSPA(1W~1kW) TWTA (500~2kW)
网络控制中心，监控，管理
2014年10月14日 5
1.1.3 VSAT(小站)
由小口径天线、室外单 元和室内单元组成。天 线有正馈和偏馈两种
2014年10月14日
6
1.1.4 卫星
VSAT网的空间部分是同步卫星转发器。 频段: C波段(6/4GHz)或Ku波段(14/11GHz)
2014年10月14日 9
1.1.7 常用频段的优缺点
2014年10月14日
10
1.2 VSAT工作原理
“双跳”工作模式
小站卫星主站卫星小站
数据传输方式：分组传输
任何进入网的数据，在网内发送之前首先进行格式 化。即每份较长的数据报文分解成若干固定长度的 “段”，每段报文再加上必要的地址和控制信息， 按规定的格式进行排列作为一个信息传输单位，通 常称之为“分组”(或包)。例如每1120bit(140字节) 组成一个数据分组，在通信网中，以分组作为一个 整体进行传输和交换，到达接收点后，再把各分组 按原来的顺序装配起来，恢复原来的长报文。
2014年10月14日
46
小结
是一些小站与中心站组成了通信网络 更适合专用网络 VSAT有发展前途吗？
2014年10月14日
41
1.8 典型的VSAT系统
HNS PES(星形专用传输交互数据) TES(网状电话网) Scientific Atlanta Skylin 交互型和成批 数据话音及音频和数据广播 NEC NEXSTAR 星形双向交互和成批数 据传输 GILAT TwoWay 交互数据
2014年10月14日
42
1.6.4星型网络 (2)
FDMA-SCPC入站/FDMA-MCPC出站 每个VSAT需要K个调制器，1个解调器 中心站N个调制器，KN个解调器
2014年10月14日 32
1.6.5星型网络(3)
FDMA-SCPC入站/TDM出站
2014年10月14日
33
1.6.6星型网络(4)
FDMA-MCPC入站/TDM出站 每个VSAT一个调制解调器 中心站N个解调器，1个调制器，
2014年10月14日
27
a):星形网络拓扑图 b):网状网络拓扑图 c):星形与网状混合网 虚线：控制信道星状网 实线：话音信道网状网 d):点—点或卫星单跳网（VSAT为网关） e): VSAT为远端终端的多个中心站网
2014年10月14日
28
1.6.1 网格状网络 (1)
每个VSAT需要安装N－1个发射和一个接收机 所需载波数 N(N-1)
CRC： 循环冗余码校验
2014年10月14日
12
1.2.2 内向(Inbound)传输
外向传输: 各远端小站通过卫星向主站传 输的数据。 问题：
信道分配
2014年10月14日
13
1.2.3 VSAT vs 卫星网
VSAT网与一般卫星网不同，它是一个典 型的不对称网络。
链路两端设备不相同； 执行的功能不相同； 内向和外向业务量不对称； 内向和外向信号强度不对称，主站发射功率大 得多，以便适应VSAT小天线的要求。VSAT 发射功率小，利用主站高的接收性能来接收 VSAT的低电平信号。
2014年10月14日
45
1.8.4 PES性能指标
数据速率 异步 可达19.2kpbs 、 同步 1.2 ~ 64 kpbs (标准速率) 、 LAN 以太网: 10Mpbs、 令牌环网: 4／ 16Mbps 天线 Ku波段: 0.75米，1.0米，1.2米，1.8米，2.4米 C波段: 1.8米和2.4米 射频功率: Ku波段: 0.5瓦，1.0瓦和2瓦 C波段: 2瓦和5瓦 外向信道 512，128 kbps 内向信道 256，128，64 kbps 误码率 : 1 x 10^-7(最大), l x l0^-9(通常)
2014年10月14日
23
1.5.2 VSAT产品应用领域(1)
1. 金融系统 信用卡验征结算 、自动取款机、电子单据传输、 银行内部业务管理网络 2. 证券、期货交易市场 上海、深圳证券股票交易所行情 ；国际外汇、 黄金、大宗商品，现、期货即时行情 ；国内商 品交易所现、期货即时行情传输及成交汇报 ； 国际／国内最新政治、经济动态、要闻、评述 3. 预定系统 客运票务(飞机、铁路、轮船等) ；客房(公务、 旅游等)
2014年10月14日 24
1.5.3 VSAT应用领域(2)
4. 预警应急系统 气象地震预报 、医疗抢救中心应急指挥 5. 办公自动化系统 静态图象传榆 ；新闻、广告、文稿发布 ；电 话、电视会议 6. 商业零售系统 连锁商业网点数据交换 7. 自然资源开发 海洋资源(石油钻井平台、岛屿开发等) ；石油 管线监视、控制
2014年10月14日 8
1.1.6 工作频段--Ku波段
较C波段的优点：
不存在与地面微波线路相互干扰问题，架设 时可随地安装 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，天线增益高6~10dB。
Ku频段的传播损耗受是降雨影响大 目前大多数VSAT系统采用Ku波段 我国的VSAT常工作于C波段，因为卫星缘故
1.8.1 TES网状电话网络
TES网状电话网络借助单跳卫星传输线路提供灵 活、有效的话音与数据通信。TES兼容各种各样 的电话设备及交换规程，具备通用交换网络的功 能，能够将大量的远端用户连接起来。 应用DAMA（按需分配多址）和话音激活获得 最佳网络效率，并节省成本 接口智能化，提高系统灵活性 TES采用软件驱动的全智能化接口，用户可根据 需求及用途灵活安排网络结构。网络内的各个连 接点适应各种电话和计算机设备，例如，电话机、 交换机及传真机。
星形结构(PES)，网状结构(TES)，混合结构
按收发方式分类：单收站、单发站和双向站 按业务性质分类：固定业务，移动业务 按支持的主要业务类型分类
透明信道、语音、数据、单收、单发、综合等
2014年10月14日 17
1.4.2 VSAT的新分类方法
2014年10月14日
18
1.4.3 VSAT的发展
在设计时须考虑VSAT网特点
2014年10月14日 14
1.3.1 VSAT的特点
设备紧凑、全固态化、功耗小、价格低廉，天线 尺寸<2.4m、G/T<19.7 dB/K。
工作频段： C波段(6/4GHz)或Ku波段(14/11GHz) 单向或双向低速数据通信：<2Mb/s的。 VSAT对环境条件要求不高，可直接安装在用户 屋顶，不必汇接中转，由用户直接控制通信电路， 因而组网安装方便灵活。 VSAT系统可以进行数据、语音、视频图象等信 息的传输
2014年10月14日 3
1.1.1 VSAT网的组成
典型VSAT网是由主站、卫星和许多远端 小站(VSAT)三部分组成。 通常采用星形网络结构。
2014年10月14日 4
1.1.2 VSAT的主站
中心站或枢纽站，VSAT的心脏
普通地面站，大型天线, HPA, LNA
天线直径为：3.5~8m (Ku), 7~13m (C)
• 四线、二线变换器 • 四个信道单元(高密机箱可容多达14个信道单元) • 与射频终端相连的70MHz
2014年10月14日 44
1.8.3 个 人 地 球 站 PES
所有网点采用高质量的数字通信 采用小型天线(1.0米，1.2米，1.8米和2.4米) 增加远程终端或设备的端口数量即可方便地实现网络 扩容 多种规程任选，支持多种类型终端通信 高效局域网互联功能 以先进按需分配技术合理使用卫星资源 网络管理系统----采用图形显示、操作简便的智能工作 站，对网络实行集中管理
2014年10月14日 25
1.5.4 VSAT应用领域(3)
8．企业集团内部远端管理联网系统
总部－分支/分支－分支联网(局域网际远距离
联接成广域网)
9．电子邮件网络系统
传真 、文件传送(如报刊、杂志版面传输)
10．电话网络系统
网状话音通信 、可视电话
2014年10月14日 26
1.6 VSAT网络结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8. VSAT端站接入速率可达64kbps甚至更高2Mbps。
2014年10月14日 16
1.4.1 VSAT的分类
按安装方式分类：
固定式、可搬移式、背负式、手提式、车载式、机 载式、船载式
按主要业务类型分类
小数据站、小通信站和小电视单收站(TvRO)
按网络结构分类
2014年10月14日
19
1.4.4 VSAT厂商(1)
2014年10月14日
20
1.4.5 VSAT厂商(2)
2014年10月14日
21
1.5 VSAT的业务类型和应用
2014年10月14日
22
1.5.1 几种常见的VSAT业务
交互(I/A)型事务处理 询问/应答(Q/R)事务处理 叙事记录(N-R)事务处理 成批数据事务处理
2014年10月14日 29
1.6.2 网格状网络 (2)
VSAT需要N-1个接收机和一个发射机，但需要较高发射功率
2014年10月14日
30
1.6.3 星型网络 (1)
FDMA－SCPC（单路单载波）入站/FDMA-SCPC出站 每个VSAT要K个调制解调器 中心站要KN个调制解调器
2014年10月14日 31
38
1.7 网络协议
2014年10月14日
39
1.7.2 卫星延时补偿
2014年10月14日
40
1.7.2 卫星延时补偿
采用卫星时延补偿单元（SDU），有错则 重发。 有链路控制上还可以采用： 1）选择最佳差错控制方式； 2）选择最佳数据分组长度； 3）选择最佳窗口尺寸（未确认帧的最大值）
2014年10月14日
卫星通信导论
第五章 VSAT的应用及发展
内容
VSAT技术 卫星Internet 技术
2014年10月14日
2
1.1 VSAT概念
VSAT：Very Small Aperture Terminal (甚小口径终端)，简称“小站”
是指一类具有甚小口径天线的智能化小型或 微型地球站。这类小站可以很方便地安装在 用户处。通常，大量这类小站与一个大站协 同工作，构成一个卫星通信网，能够支持范 围广泛的单向或双向数据、话音、图像及其 他综合电信及信息业务，它的出现，是80年 代一系列先进技术综合运用的结果。
2014年10月14日
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1.1.5 工作频率C波段
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。但由 于地面微波线路干扰问题，功率通量密度 不能太大，限制了天线尺寸小型化。而且 在干扰密度强的大城市选址困难。
C频段通常采用扩频技术降低功率谱密度。 以减小天线尺寸。采用扩频技术限制了数 据传输速率的提高。
2014年10月14日 43
1.8.2 TES的组成
室外设备 1.8或2.4米天线 C波段或Ku波段固态射频终端、低噪声放大器及电 源调节器。 室内设备 信道单元(CU)负责将全双工话音或数据基带信号变 换为中频信号，共提供与射频终端的互连接口。 网络控制系统(NCS)，负责网络控制、故障诊断和 排除，以及DAMA处理。 设备机架可容6个标准机箱，每机箱包括:
2014年10月14日 15
1.3.2 VSAT的优点
1. 通信链路费用与距离无关。政策允许可开通国际业 务，优势将更加明显。
2. 远地分散的小站可以很方便地进入通信链路。系统 安装开通非常迅速、方便。 3. 数据、话音、图象信道带宽动态分配。 4. 主站对小站具有状况诊断配臵能力。
5. 无需本地环路连接。
2014年10月14日 34
1.6.7星型网络(5)
载波功率与比特率成正比 当N很大时，发射功率超出廉价VSAT的能力
2014年10月14日 35
1.6.8星型网络(6)
2014年10月14日
36
1.6.9 共用网
2014年10月14日
37
1.6.10 SWAN（卫星广域网）
2014年10月14日
2014年10月14日 11
1.2.1 外向(Outbound)传输
外向传输: 主站向外方向发射的数据，即从主 站通过卫星向小站方向传输数据 常用时分复用(TDM)或统计TDM连续发射。
主计算机进行分组格式化，组成TDM帧， 通过卫星以广播方式发向网中所有远端小站。 为VSAT同步，每帧(约1s)开头发射一个同步码。 帧中每个报文分组含一个地址字段，指出接收该报 文的小站地址。
高功率放大器,
SSPA(1W~1kW) TWTA (500~2kW)
网络控制中心，监控，管理
2014年10月14日 5
1.1.3 VSAT(小站)
由小口径天线、室外单 元和室内单元组成。天 线有正馈和偏馈两种
2014年10月14日
6
1.1.4 卫星
VSAT网的空间部分是同步卫星转发器。 频段: C波段(6/4GHz)或Ku波段(14/11GHz)
2014年10月14日 9
1.1.7 常用频段的优缺点
2014年10月14日
10
1.2 VSAT工作原理
“双跳”工作模式
小站卫星主站卫星小站
数据传输方式：分组传输
任何进入网的数据，在网内发送之前首先进行格式 化。即每份较长的数据报文分解成若干固定长度的 “段”，每段报文再加上必要的地址和控制信息， 按规定的格式进行排列作为一个信息传输单位，通 常称之为“分组”(或包)。例如每1120bit(140字节) 组成一个数据分组，在通信网中，以分组作为一个 整体进行传输和交换，到达接收点后，再把各分组 按原来的顺序装配起来，恢复原来的长报文。
2014年10月14日
46
小结
是一些小站与中心站组成了通信网络 更适合专用网络 VSAT有发展前途吗？
2014年10月14日
41
1.8 典型的VSAT系统
HNS PES(星形专用传输交互数据) TES(网状电话网) Scientific Atlanta Skylin 交互型和成批 数据话音及音频和数据广播 NEC NEXSTAR 星形双向交互和成批数 据传输 GILAT TwoWay 交互数据
2014年10月14日
42
1.6.4星型网络 (2)
FDMA-SCPC入站/FDMA-MCPC出站 每个VSAT需要K个调制器，1个解调器 中心站N个调制器，KN个解调器
2014年10月14日 32
1.6.5星型网络(3)
FDMA-SCPC入站/TDM出站
2014年10月14日
33
1.6.6星型网络(4)
FDMA-MCPC入站/TDM出站 每个VSAT一个调制解调器 中心站N个解调器，1个调制器，
2014年10月14日
27
a):星形网络拓扑图 b):网状网络拓扑图 c):星形与网状混合网 虚线：控制信道星状网 实线：话音信道网状网 d):点—点或卫星单跳网（VSAT为网关） e): VSAT为远端终端的多个中心站网
2014年10月14日
28
1.6.1 网格状网络 (1)
每个VSAT需要安装N－1个发射和一个接收机 所需载波数 N(N-1)
CRC： 循环冗余码校验
2014年10月14日
12
1.2.2 内向(Inbound)传输
外向传输: 各远端小站通过卫星向主站传 输的数据。 问题：
信道分配
2014年10月14日
13
1.2.3 VSAT vs 卫星网
VSAT网与一般卫星网不同，它是一个典 型的不对称网络。
链路两端设备不相同； 执行的功能不相同； 内向和外向业务量不对称； 内向和外向信号强度不对称，主站发射功率大 得多，以便适应VSAT小天线的要求。VSAT 发射功率小，利用主站高的接收性能来接收 VSAT的低电平信号。
2014年10月14日
45
1.8.4 PES性能指标
数据速率 异步 可达19.2kpbs 、 同步 1.2 ~ 64 kpbs (标准速率) 、 LAN 以太网: 10Mpbs、 令牌环网: 4／ 16Mbps 天线 Ku波段: 0.75米，1.0米，1.2米，1.8米，2.4米 C波段: 1.8米和2.4米 射频功率: Ku波段: 0.5瓦，1.0瓦和2瓦 C波段: 2瓦和5瓦 外向信道 512，128 kbps 内向信道 256，128，64 kbps 误码率 : 1 x 10^-7(最大), l x l0^-9(通常)
2014年10月14日
23
1.5.2 VSAT产品应用领域(1)
1. 金融系统 信用卡验征结算 、自动取款机、电子单据传输、 银行内部业务管理网络 2. 证券、期货交易市场 上海、深圳证券股票交易所行情 ；国际外汇、 黄金、大宗商品，现、期货即时行情 ；国内商 品交易所现、期货即时行情传输及成交汇报 ； 国际／国内最新政治、经济动态、要闻、评述 3. 预定系统 客运票务(飞机、铁路、轮船等) ；客房(公务、 旅游等)
2014年10月14日 24
1.5.3 VSAT应用领域(2)
4. 预警应急系统 气象地震预报 、医疗抢救中心应急指挥 5. 办公自动化系统 静态图象传榆 ；新闻、广告、文稿发布 ；电 话、电视会议 6. 商业零售系统 连锁商业网点数据交换 7. 自然资源开发 海洋资源(石油钻井平台、岛屿开发等) ；石油 管线监视、控制
2014年10月14日 8
1.1.6 工作频段--Ku波段
较C波段的优点：
不存在与地面微波线路相互干扰问题，架设 时可随地安装 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，天线增益高6~10dB。
Ku频段的传播损耗受是降雨影响大 目前大多数VSAT系统采用Ku波段 我国的VSAT常工作于C波段，因为卫星缘故
1.8.1 TES网状电话网络
TES网状电话网络借助单跳卫星传输线路提供灵 活、有效的话音与数据通信。TES兼容各种各样 的电话设备及交换规程，具备通用交换网络的功 能，能够将大量的远端用户连接起来。 应用DAMA（按需分配多址）和话音激活获得 最佳网络效率，并节省成本 接口智能化，提高系统灵活性 TES采用软件驱动的全智能化接口，用户可根据 需求及用途灵活安排网络结构。网络内的各个连 接点适应各种电话和计算机设备，例如，电话机、 交换机及传真机。
星形结构(PES)，网状结构(TES)，混合结构
按收发方式分类：单收站、单发站和双向站 按业务性质分类：固定业务，移动业务 按支持的主要业务类型分类
透明信道、语音、数据、单收、单发、综合等
2014年10月14日 17
1.4.2 VSAT的新分类方法
2014年10月14日
18
1.4.3 VSAT的发展
在设计时须考虑VSAT网特点
2014年10月14日 14
1.3.1 VSAT的特点
设备紧凑、全固态化、功耗小、价格低廉，天线 尺寸<2.4m、G/T<19.7 dB/K。
工作频段： C波段(6/4GHz)或Ku波段(14/11GHz) 单向或双向低速数据通信：<2Mb/s的。 VSAT对环境条件要求不高，可直接安装在用户 屋顶，不必汇接中转，由用户直接控制通信电路， 因而组网安装方便灵活。 VSAT系统可以进行数据、语音、视频图象等信 息的传输
2014年10月14日 3
1.1.1 VSAT网的组成
典型VSAT网是由主站、卫星和许多远端 小站(VSAT)三部分组成。 通常采用星形网络结构。
2014年10月14日 4
1.1.2 VSAT的主站
中心站或枢纽站，VSAT的心脏
普通地面站，大型天线, HPA, LNA
天线直径为：3.5~8m (Ku), 7~13m (C)
• 四线、二线变换器 • 四个信道单元(高密机箱可容多达14个信道单元) • 与射频终端相连的70MHz
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1.8.3 个 人 地 球 站 PES
所有网点采用高质量的数字通信 采用小型天线(1.0米，1.2米，1.8米和2.4米) 增加远程终端或设备的端口数量即可方便地实现网络 扩容 多种规程任选，支持多种类型终端通信 高效局域网互联功能 以先进按需分配技术合理使用卫星资源 网络管理系统----采用图形显示、操作简便的智能工作 站，对网络实行集中管理
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1.5.4 VSAT应用领域(3)
8．企业集团内部远端管理联网系统
总部－分支/分支－分支联网(局域网际远距离
联接成广域网)
9．电子邮件网络系统
传真 、文件传送(如报刊、杂志版面传输)
10．电话网络系统
网状话音通信 、可视电话
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1.6 VSAT网络结构