卫星通信之VSAT系统篇

卫星通信展望之VSAT
一．VSAT简介：
1 VSAT综述
卫星通信是近年来发展极为迅速的一种通信技术，它在世界范围内得到了广泛的应用。

尤其是小型卫星通信地球站（VSAT），是一种新兴的卫星通信领域，它是近年来一系列先进技术综合利用的结果，它不但可以直接安装于用户处，并能提供高质量的数据，话音，图像及其它综合业务，较好地满足了现代通信发展的需要，而且更能充分发挥卫星通信的优点，建立直接面向用户、面向家庭、甚至面向个人的通信系统，是对传统卫星通信方式的重大突破和发展。

目前，世界各主要国家和地区已建立了许多VSAT专用网和公用网，其应用范围之广涉及到国民经济的各个部门，目前国内外对VSAT网的研究与开发方兴未艾，新的系统不断涌现。

VSAT是卫星通信的发展趋势。

2 VSAT采用的先进技术
VSAT综合运用了一系列先进技术的结果，这包括：
●大规模或超大规模集成电路的技术
●微波集成和固态功率放大技术
●高增益，低旁瓣的天线小型化技术
●高效多址联接技术
●微机软件技术
●高效、灵活的网络控制和管理技术
●分组传输和分组交换技术
●扩频、纠错和调制解调技术
●数字信号处理技术
●卫星大型化技术等
3 VSAT卫星通信网的特点
作为这些先进技术综合而成的VSAT卫星通信网具有许多其它通信网不可比拟的优点，其中主要特点有：
设备简单、体积小、重量轻、耗电省、造价低，安装、维护和操作简便，根据不同使用条件，小站天线直径可以为1.3～2.4m，发射机功率在1～2W左右，终端部分也很小。

随着天线的进一步小型化还可以置于室内桌面上，只要天线能够通过窗口对准卫星而无障碍即可。

可以迅速安装和开通业务。

它可以与用户终端直接接口，避免了一般卫星通信系统信息落地后还要地面线路引接问题。

组网灵活，接续方便。

网络部件模块化，易于扩展和调整网络结构。

可以适应用户业务量的增长以及用户使用要求的变化。

通信效率高，性能质量好，可靠性高，通信容量可以自适应，适于多种数据率和多种业务类型，便于向ISDN过渡。

可建立直接面对用户的直达电路，特别适合于用户分散；业务量轻的边远地区以及用户终端分布范围广泛的专用和公用通信网。

由于VSAT网具有上述一系列优点，所以它受到普遍重视和欢迎，发展极为迅速。

它已成为现代卫星通信的一个重要分支。

人们预料，它将象个人计算机的出现推动着计算机的普及一样，推动着卫星通信的发展。

VSAT的现状，本文对VSAT的现状，只对其应用及技术进行简述，从投入应用系统普及VSAT小站数量看，美国仍占首位，约占VSAT世界总数80％，大约安装了10万VAST 站。

亚太地区近年来VSAT系统发展很快，其小站销售量占到国际市场的7％左右，其中以泰国、印尼、菲律宾、中国等更为突出，不仅许多专用网已建立或正在建立，有的国家还允许私营公司向公众提供VSAT业务。

4 .VSAT技术的优越性
技术方面，VSAT在几十年大型卫星通信系统建设基础上,又有针对本身特点的发展，例如：
硬件上小型化
硬件上小型化主要表现在：高效、高性能的小型天线、小型全固态功效；兼价的低噪声接收机；频谱利用更经济，参数改变更灵活的调制解调器，各种大规模集成电路的应用（包括ASIC、室外单元、室内单元）使整体设备更凑紧、更可靠。

多址方式多样
VSAT系统现已应用了原大型卫星通信网上各基本多址方式：频分、时分、码分几种多址方式各有其适用的场合。

码分多址方式适合于以数据为主且信息速率不很高的用户；时分多址则适合站数不太多，而每站业务量中等以上的用户；对多数每站业务量不大（几路至几十路话音／数据／图像）而站数很多（数百）的用户，频分多址中的“单路单载波”（SCPC）应是较好的选择，信道分配上，现几乎都采用按需分配（DAMA）方法，以提高利用率。

对各种业务信号的处理数字化
目前，低数据率的各种压缩话音编码已广泛用于VSAT系统，最低可达2.4Kb/s（LPC为主）以及4.8Kb/s（CEIP,IMBE等），8Kb/s已达到很好的话音质量，对数据而言，已足够用。

数据普遍靠CCITT规定的X.25分组交换方式。

会议电视的压缩率及质量正日益提高，当前，128Kb/s用来传人物不运动的电视会议场景，已有很好的质量。

网管系统越来越完善
完善的网管系统不仅可监测各小站的状态（可用很直观的彩色图形，表格显示）。

控制小站的参数（速率、带宽、功率等），还可实现远程装载改变有关软件（如：话音压缩算法等），十分方便。

当然，日常管理功能，如故障登记、记时、计费等，也都可按用户需要装配。

二.VSAT发展现状
过三几年来，技术进步和越界管制的放松使VSAT（甚小孔径终端）市场取得了显著进步，从而使VSAT产业最大限度地发挥了自己的潜力。

随着新应用的开发和新业务的推出，对VSAT的需求将稳步增长。

因特网使个人和企业通信发生了深刻变化，极大地扩展了人们交往的时空范围。

因特网的发展步伐如此之快，以致地面网近不上ISP日盖擅长的需求。

就这点来说，VSAT系统在港定充场需求方面发挥了重要作用。

VSAT的优势是部署迅速、联网范围广阔。

VSAT目副主要用于因特网接入。

此外，由于企业仍在不断回国特阿迁移，企业内部网的发展将进一步推初亚太地区VSAT的需求。

终端尺寸越来越小
到目到为止，VSAT发展势头目好。

但是，近几年来在VSAT车场迅速增长的同时，给VSAT下定义出许不像以前那样直截了当。

到什么时候VSAT将不再是VSAT？这个问题正变得越来越雉回答。

为了把VSAT同其他卫星地面站和接收机区别开来，以到的VSAT是以天线的大小为基础定义的，VSAT必须采用直径到2.4米的抛物面反射无线。

这个定义是20世纪80年代下的，从那时到现在，VSAT 工业为缩小VSAT终端尺寸进行了不懈的努力。

这个过程还受到Ku波段回卫星通信丹放的推动。

这意味着天线和电子装置要小，终端成本要低，带宽和数据传输率要高。

此外，为了将植益和天线会瓣性能提高到最大限度，近来的VSAT应用还采用了形状不同的天线。

在发展VSAT终端和向固定卫星业务（FSS）开放一部为新的无线电频谱的同肘，卫星发展出取得了认定的进步。

例如，波音公司1995年首次发射的BSS601在功率、带宽、看个和成本方面，其效军比以前的BSS376提高了20倍。

波音公司“SPaceway”计划的最新卫星BSS702比BSS601又提高了5倍，换句话说，BSS702比BSS376提高了100倍。

末来的卫星有望比现任的卫星在性能方面再提高5倍，从而提高卫星对电缆者其他技术的竞争力。

技术不断发展有可能创造出尺寸更小、性价比更高的终端。

可以直接向局域网传送宽带数据和视频的Gilat SkyBlaster就是一个例子。

ip现在被认为是各种网络的通用协议，新网络或者采用IP或喜兼容IP。

SkyBlaster系统的一个关键因素是它基于IP协议。

对商业通信来说SkyBlaster是理想的，因为它采用一个开放的IP平台，可以支持Cisc、StarBurst和Tibco等公司的多种应用。

此外，SkyBlaster终端拥合双向数字视频广播（DVB）功能，司以利用交互式数据通道发送MPEG－2质量的交互式商等电视。

这些数据通道允许企业用户以400kb ／s以上的速率接入国培网，而国拥有司靠的IP当潘功能。

SkyBlaster为卫星数据传送和IP多播进行了优化，提供统一的端到瑞推送客户机一服务器解决方案，允许企业传送信急，或音把欢什升级文件从中心设施下戴到远程办公室。

这些性能是通过使用可以在Ku波段或C波段工作的拥有标准低噪声块（LNB）、专用上变频器和只有0.55米室外天线的终端实现的，这使它非常接近越小口径终端（USAT）。

另一个推初终端天线尺寸变小的因素是数字压缩领域的不断发展，每年都有新压缩算法面世。

数字压缩是使终端在变得很小的同时支持能够提供200个电视
频道或员带数据的宽带服务的有效技术。

频段越来越高
推动VSAT发展变化的另一种力量是Ka波段频段的使用。

Ka波段系统的开发工作已经进行了多年，美国航空航天局（NASA）正往部署第一个实用系统。

曾经有一种倾同认为NASA的先进通信技术卫星（ACTS）是一个不可能投入实用的昂贵实验，从一定程度上说确实如此。

事实上，虽然ACTS技术目前被用于多种应用，但由于卫星技术已经超越了ACTS to波束跳频技术，因此SPaceway 号新提出的系统不再采用它。

但是从末来Ka波段系统观点蓄，一个今人鼓密的迹象是，ACTS正在证明它的商业可行性，而目目到正用于远程医疗管领域。

不过，摆在Ka波段系统到面的道路并不平坦。

在亚太等地区，专业人士对Ka波段技术喜忧参半。

事实上，Ka波段传输比Ku波段更易受下雨等大气干扰影响。

近来的许当Ka波段研究一直在寻找既能消除这些干扰又能确保提供性价比高的小地面站的途径。

欧洲航天局（ESA）正用OlymPus卫星评估Ka波段用于电视会议。

他们已经为一个支持电视会议的全球同步卫星系统开发了一种直径0.6米的天线。

为了提供全球覆盖，该系统需要10颗同步卫星，每颗卫星有64个可以提供125Mb／S带宽的点波荣。

研究表明，这样的系统是完全可面的，新的自造应抗雨衰技术可以大大提升系统的可用性。

ESA还通过它的ARTES河多媒体卫星开发计划参与了EuroSkyWay计划。

ESA 还将资助与这个系统有关的宽带技术开发。

天线尺寸越来越小
几乎可以肯定，Ka波段卫星系统能和Ku波段一样推动VSAT小型化。

终端天线直径目前可以小到0.55米，远远低于过去的VSAT定文，已经非常接近USAT 的0.50米的定义了。

虽然目前对Ka波段系统建议采用0．6米的地面终端天线，但是抛物面无线尺寸不断在缩小。

例如，意大利Alenia Spazio正考虑在车辆上使用直径0.2米的Ka波段天线。

对于Ka 波段卫星系统已有多种提案，使人联想起全球移动卫星开发初期的情景。

现在不同的是，固定卫星业务需求不断增长，汪某些应用中，卫星对地面系统非常有竞争力，而且比地面系统做得要好。

Teledesic和Spaceway是两种Ka波段系统，它们差别很大，Teledesic采用新的低地轨道（LEO）卫星，而Spaceway仍沿用同步轨道（GEO）卫星。

SPaceway系统只需要20颗卫星，而Teledesic系统需要288颗卫星，但每颗卫星成本仅为前者的三计之一。

SPacewas Ka波段系统是休斯公司提出的，是一个最终将覆盖全球的宽带高速通信系统。

该计划的第一期工程于2002年结束并投入使用，接使用两颗BSS702卫星覆盖整个北美地区。

该系统将使用48十点束，形成直征640公里的蜂窝，每个蜂窝能提供108Mb／S带宽。

因为只使用两颗卫星，频率复用限于蜂窝之间交迭的非邻近点波束，所以虽然每个蜂窝的可用带宽为500Mb／s，但蜂窝带宽实际只有108Mb／s.
在点波束覆盖区，传输是点到点的，不需要网络中心，即完全是网状系统。

用户能接所需要的带宽在16kb／S和16Mb／S之间，选择支持数字数据、电视、观频和多媒体数据率。

用户终端将采用基于有径0.66米抛物面天线的VSAT，成本约汪500到100美元之间。

在北美的系统取得成功后，该系统将向世界其他地区推进，最终将成为一个完整的全球网络。

EuroSkyWay是一个卫星系统，预计到2003年投入运量，它将投需提供45Gb ／S的集合数据传输率。

每个PC终端能通过直径0.6米到0.9米的天线接入32Mb ／s数据。

Euroskyway将支持电信运营商、ISP、电视广播和用于军辆和飞机的移动终端。

该系统最初将用两颗卫星覆盖欧洲，最终将再用三颗卫星覆盖亚洲大部分地区和非洲。

现在已在谈论SPaceway和EuroSkyWay之间的联合，并把它作为Spaceway 系统向全球扩张的一部分。

三.中国VSAT通信市场中国vsat卫星通信市场发展趋势
·中国vsat卫星通信将在远程应用领域和信息传输服务方面发挥自身的独特优势，因此远程应用和信息传输将成为vsat经营企业的支柱业务。

随着vsat用于拓展各类大数据量的领域，vsat卫星通信方式将由窄带向宽带多媒体过渡。

·随着中国vsat卫星通信市场的成熟与发展，企业经营成本将进一步降低。

同时，vsat经营企业和国内设备厂商在卫星通信应用领域的自主开发能力的不断增强，将会逐步缓解vsat经营企业对国外设备厂商的依赖。

·中国vsat通信市场公平有序的竞争秩序将会逐步形成。

经过优胜劣汰的选择，vsat经营企业会进一步趋向合理与成熟，并逐渐实现规模经营。

·vsat经营企业在市场竞争中将更加注重与客户的广泛合作，在不断完善服务体系的同时，为社会提供更多、更好的vsat应用服务。

·鉴于vsat通信发展的特殊性，vsat经营企业要通过多种渠道解决资金不足的问题，政府主管部门也要在政策上给予支持。

这些经营企业最终将走向合作与联合的道路，开展专业化经营，逐步形成不同规模、不同应用领域和不同所有制企业相互竞争、优势互补、资源共享以及共同发展的市场格局。

卫星通信技术的发展与展望
VSAT技术介绍
姓名：粟勇
学号：150930122。