VSAT简单介绍

本文针对交通应急行业的特点论述了VSAT卫星通信技术在交通应急系统上应用的必要性和未来发展前景，并制定最佳的实施方案，使之具有科技含量高、性能高、成本低的特点。

1 交通应急通信的需求
我国幅员辽阔，地理条件复杂，人员流动性很大。

这就对水陆交通的安全性提出了很大的要求。

自然灾害的发生对交通安全性影响甚大，并且交通重大、特大事故和交通道路塌方等突发事件也时有发生。

这些突发的灾难已经严重威胁到人民群众的生命财产安全和国家的经济建设。

重大交通事故也不仅仅发生在陆上城市人口密集区。

在远洋、内陆江河以及一些偏远地区，塌方、洪水、地震或沉船等事故发生频率也不断增加。

在这些远离人群的特殊地理环境下，地面线路(PSTN、GSM等)没有办法进行覆盖或是在重大事故发生的同时已经完全被破坏掉了。

现场到指挥中心的全部通信都要依赖于应急通信。

应急响应，速度是关键。

在交通应急中采用交通应急通信车、安全搜救船和单兵的应急通信设备，可以在最短的时间内将应急通信设备带入突发事件的发生地点，从而将交通现场的灾难情况、人员伤亡情况以语音甚至动态图像的方式汇报指挥中心，迅速确定灾难级别，有效的调动救援物资及医疗救援力量，在最短时间内挽救伤者生命、挽回经济损失、恢复交通畅通。

2 VSAT概述
卫星通信自60年代开始商用以来，获得了迅速的发展，现已成为不可缺少的现代通信手段之一。

80年代，随着卫星技术和计算机技术的发展，卫星通信领域出现了VSAT卫星系统。

VSAT直译为“甚小口径终端”，指天线直径小于2.4m，G/T值低于19.7DB/K，是由大量地面站构成的卫星传输系统。

由于VSAT系统可以直接安装到客户端，使用户、家庭和个人可以直接利用卫星通讯；同时，系统能提供高品质的数据、语音、图像，较能满足现代通讯发展的需要，是传统卫星通讯方式的重大突破和发展。

VSAT系统已成为现代卫星通讯的一个重要分支，是21世纪初卫星通讯三大重要发展方向(包括VSAT、行动卫星通讯、直播卫星)之一。

VSAT通信方式主要有点对点：指VSAT站与站(2个站)之间的点对点通信；多点到多点：指VSAT站(2个以上)之间的双向交互式通信；广播方式：指主站到远端小站的卫星广播方式。

VSAT通信方式的多样性决定了利用VSAT组网的便利性。

VSAT卫星通信网的主要优点如下。

(1)VSAT是真正的全球通信，覆盖面广、容量巨大、通信不受地理环境和气候条件的限制；
(2)地面站设备简单，体积小，重量轻，造价低，安装与操作简单。

VSAT小站可直接安装在用户所在的楼顶、轮船或汽车上等，可直接与用户终端接口；
(3)组网灵活方便。

由于网络部件模块化，便于调整网络结构，易于适应用户业务量的变化；
(4)通信质量好，可靠性高。

链路环节少，故障率低，通信畅通率高，适于多种业务和数据率；
(5)直接面向用户，特别适用于用户分散、稀路由和业务量小的专用通信网。

由于上述种种技术优点，因此VSAT是构建交通应急通信网络的最佳方案。

3VSAT构建交通应急通信网络方案
根据VSAT系统传输业务种类，其网络结构可分为星状网、网状网和混合型网。

网状网不需要主站，各小站之间可以任意建立通信链路，但该网硬件设备和系统软件技术复杂，系统成本较高。

交通安全应急通信是在原有通信系统遭破坏或发生紧急情况下，保证通信畅通，主要以移动的车载站和船载站为主，小站硬件设备不可能过于复杂。

因此，选择点到多点双向通信的星形网作为交通安全应急通信系统中VSAT卫星通信系统的网络结构。

目前，VSAT卫星通信网使用的频段主要有C波段和Ku波段。

根据交通安全应急通信系统应用的需要，VSAT 卫星通信网工作频段的选择应主要从以下几方面考虑：(1)与地面其它通信系统间的干扰；(2)卫星转发器资源和现有通信技术和设备；(3)通信业务需求；(4)天线接收系统噪声；(5)电波传输损耗；(6)天线口径和高功放的使用等。

C波段电波传输条件好，降雨影响小，路径可靠性较高，但它与地面微波通信频率相同，存在干扰，使其功率通量密度不能太小，造成天线尺寸较大。

Ku波段不存在微波干扰，天线尺寸小，数据传输速率高，但降雨对它传播损耗影响大。

VSAT卫星通信工作频段首选是通信质量较好且天线尺寸小的Ku波段。

但考虑交通安全应急通信是在各种极端天气和日常通信中断时的应用，而Ku波段在暴雨情况下，上行或下行链路瞬间雨衰量可超过20dB，C 波段最大雨衰量一般不超过1dB。

因此，交通安全应急通信的工作频段应选择C波段和Ku波段两种通信方式，即在我国海上采用C波段，在内陆采用Ku波段。

VSAT星形通信网(C波段或Ku波段)由主站(亦称中心站)、卫星转发器和许多远端VSAT小站组成，可以提供的业务如下。

(1)实时的电视电话会议；
(2)高清晰图像传输；
(3)文件传输；
(4)Internet接入；
(5)话音服务；
(6)信息共享。

下面分别介绍各组成部分。

3.1 主站
主站是VSAT网的核心，使用大型天线，Ku波段为3.5～8m，C波段为7～
13m。

由高功率放大器、低噪声放大器、上/下变频器、Modem以及数据接口设备等组成。

通常与主计算机配置在一起。

为了对全网进行监测、控制、管理与维护，在主站设有网络监控与管理中心，对全网运行状态进行监控管理，如VSAT小站及主站本身的工作状况、信道质量、信道分配、统计、计费等。

因主站关系到整个VSAT网的运行，通常配有备用设备。

此外，主站还提供整个VSAT交通应急通信网接入外部通信网络的接口。

整个VSAT网络可以看作是一个由卫星建立连接的局域网，所有的语音、视频、数据都是通过IP来传输。

在主站，通过一个VoIP语音网关和一个PBX使得VSAT网络内的电话与PSTN连接起来，通过一个路由器使得VSAT网络与Internet连接起来，这样就满足了专网对外网访问的要求。

3.2 小站
小站由小口径天线、室外单元和室内单元组成。

室内和室外单元通过同轴电缆连接。

VSAT小站选择尺寸小的天线；室外单元包括固态功率放大器、低噪声放大器、上/下变频器及其检测电路等，设置在天线馈源附近；室内单元包括Modem、数据接口等。

室内和室外单元通常采用固化部件，便于安装与维护，可直接与数据终端连接。

在图1中，卫星modem连接一个交换机，交换机上连接各种应用设备，例如电话、计算机、视频终端等。

3.3 转发器
转发器负责接收地面站点的信号并放大后转发回地面，起到信号的转向作用。

下面以一次电话(小站电话到PSTN)呼叫过程来说明VSAT网络的工作过程。

当小站电话摘机拨号时，小站的语音网关根据所拨的号码翻译成内网TCP/IP命令，通过碟形天线与主站建立连接，呼叫到主站的语音网关，主站的语音网关再把TCP/IP命令翻译成电话号码，传给PBX，PBX再连入PSTN找寻此号码，找到此号码后建立连接，完成一次呼叫过程。

对于视频呼叫则过程更为简单，因为现今的视频终端基本都是支持IP的，只要把视频终端设为专网的地址就可以。

Internet接入则是只要在路由器中做好映射，任一台接入专网的计算机都可以通过此路由器进入Internet访问。

4结束语
交通安全应急通信系统是交通突发事件应急体系建设的基础保障，通过交通安全应急通信系统的建设，可为交通部门负责的公路和水上交通安全、抢险救灾、处置应急事件等提供快捷有效的通信链路。

尤其在提高交通现场的信息获取能力、处理突发事件的快速反应能力、组织协调能力、决策指挥能力等实际工作上具有重要意义。