IPSTAR宽带卫星技术及应用

Page1卫星通信的特点广播特性通信距离远建站费用不随通信距离而变化业务开通迅速、灵活支持非对称传输支持的业务种类多，能传输电视、广播、电话、数据等多种业务类型Page2卫星应用的现状（一）卫星已经得到了广泛的应用广播电视领域电视和电台节目广播、新闻采集（SNG）、节目分发、节目交换电信领域IDR业务、话音通信、数据传输、Internet宽带接入、寻呼联网金融领域银行结算、股票交易及行情发布、地面网络备份教育领域远程教育专用通信网Intranet联网、企业信息网络互联、数据采集、生产遥控/遥测、电视会议……Page3卫星应用的现状（二）由于地面通信网络的完善，卫星通信遭遇的竞争越来越激烈在大容量、低价格的光纤通信网络的冲击下：原大量通过卫星传输的IDR、数据专线、电话等业务逐渐萎缩宽带接入等新兴应用，由于价格因素，不能进入家庭等大众市场由于其天然的广播特性，卫星电视广播业务一枝独秀，但国内的政策管制，也限制了其进一步的发展Page4地面通信也不是万能的虽然地面通信网络容量大、价格低廉，但也存在着一些问题：不能无缝覆盖对于全国性电路需求，由于分属不同的运营商，协调难度大在点多面广的情况下，综合费用高末梢电路可靠性较差，发生阻断时恢复时间长以上地面网络的不足正是卫星通信的长处，卫星通信可以作为地面通信必要的补充和延伸卫星通信是不可或缺的通信方式Page5天地一体的综合业务平台-IPSTARIPSTAR系统，是一座建立在大容量多波束的IPSTAR-1卫星基础上的天基宽带卫星通信网络IPSTAR-1卫星总容量达45Gbps，是一颗传统通信卫星容量的20-30倍IPSATR-1卫星的单位带宽容量的成本远低于传统卫星IPSTAR系统具有充分的比较优势将推翻人们脑海中卫星通信“昂贵”的观念充分发挥了卫星通信的”无处不在、业务开通灵活便捷”等优势Page6IPSTAR系统概览IPSTAR系统是一个完全基于IP技术的宽带卫星通信广播系统由IPSTAR-1卫星、业务关口站和小口径天线地面终端组成拓扑结构：星型关口站工作于Ka频段，端站工作于Ku频段即关口站到终端的前向链路为Ka上行，Ku下行终端到关口站的返向链路为Ku上行，Ka下行

由IPSTAR-1卫星完成Ka-Ku频段的交链端站与地面宽带网络以及相互之间的业务连接和交换由关口站完成

Page7IPSTAR系统网络结构Ka频段Ku频段PSTNInternet骨干网用户数据中心Page8关键技术参数

IPSTAR用户终端天线：84,120,180cmBUC：0.25,1,2W

IPSTAR

关口站NOC,DataCenter,Network8.1mKa波段天线7.6mKu波段天线(广播波束)回传链路:MF-TDMA

多频的2.11MHz通道最高支持4Mbps/通道用户接口速率:按照需要最高可达4Mbps回传链路

前向链路:TDM-OFDM

每个OFDM载波可复合最多16个3.375MHz的通道

用户接口速率:按照需要最高可达8.9Mbps

前向载波(Outbound)速率:最高达139Mbps前向链路IPSTAR-1卫星Page9IPSTAR-1卫星制造商:

美国劳拉空间系统公司卫星型号:

FS-1300L卫星功率:

14KW发射重量:

约6500kg设计寿命:

12年发射时间:

2005年8月11日运载火箭:

Ariane5Page10IPSTAR-1卫星的覆盖范围轨道位置：东经119.5o卫星容量45Gbps(前向25/回传20，支持1300万用户)以上为使用120cm天线计算得出的标称容量94个波束覆盖整个亚太地区84个点波束3

个成形波束7个广播波束

以及18个Ka-band馈电波束Page11IPSTAR-1卫星对中国的覆盖点波束成型波束广播波束23个Ku波段双向点波束覆盖中国中东部地区1个Ku波段单向广播波束重叠覆盖中东部地区1个双向成形波束覆盖中国西部地区通信容量:约12Gbps3个关口站：北京、上海、广州Page12IPSTAR关口站的构成IPSTAR用户终端天线射频子系统IPSTARTOLL发射机&STAR接收机IPSTAR网络管理系统本地内容服务器IPSTARTOLL&STAR接口XXIPSTARTCP加速器“NettGain”VoIP网关Internet骨干网IPSTAR关口站Page13IPSTAR关口站IPSTAR关口站的主要功能：接入控制、授权、故障管理、配置管理、性能管理和计费数据采集；卫星及地面网络资源管理；收集、存储、统计和处理计费信息；为用户终端提供基于IP的包交换；提供IPSTAR系统与地面网络之间的接口服务于中国地区的关口站有三座，分别位于北京、上海和广州，相互之间通过地面光缆相连接Page14IPSTAR用户终端（UT）IPSTAR用户终端设备包括：

专业系列室外单元

(ODU):

室外单元系统为IPSTAR室内单元的使用作了特别的优化室内单元(IDU):

高性能的

IPSTAR卫星ModemPage15

高性能的卫星终端：

下载速度最高达

4Mbps

上传速度最高达

2Mbps

IP转发，支持多PC环境

支持TCP加速，GRE

隧道协议

灵活的接口：

Ethernet10/100BaseT(RJ45) USB2.0

100-240V交流供电

-12V

直流供电(可选)

应用：

VoIP

视频会议

热点和WLAN

IP专网

IP2TVIPSTAR终端：专业系列Page16USB2.0Ethernet10/100BaseT(RJ-45)100-240VAC(自动选择)(可选12VDC)发射至卫星(RG-11)接收自卫星(RG-6)IPSTAR终端：界面友好的接口配置Page17IPSTAR性能介绍17

高性能的卫星终端： 下载速度最高达

4Mbps

上传速度最高达

2Mbps

IP转发，支持多PC环境

支持TCP加速，GRE隧道协议

灵活的接口：

Ethernet10/100BaseT(RJ45) USB2.0

100-240V交流供电

应用：

VoIP

视频会议

热点和WLAN

IP专网

IP2TVPage18IPSTAR室外单元天线0.84

米、1.2米、1.8米上变频模块（BUC）0.25瓦、1

瓦、2瓦LNB馈源Page19IPSTAR可搬移天线Page20IPSTAR中国业务网络组成Page21IPSTAR系统采用的新技术空间段采用“蜂窝状”多点波束覆盖，有效提高了带宽和频率的利用率动态功率管理系统可根据天气的变化优化每个波束的功率输出，从而提高星上载荷功率的利用率，并保持良好的链路可用度地面段新的编码和调制技术的采用，大大提高了信道的传输效率（达到2.4-3.5bps/Hz），降低了地面设备对功率的需求（可以使用更小的天线和功放，从而降低了硬件成本），提高了卫星链路的可用度动态带宽管理（DLA）技术能动态地调整带宽（调制或编码方式）以满足天气条件的变化，从而保证链路的高可用性Page22调制和编码率的自适应调整雨衰导致的Es/No或C/N变化传统固定的调制和编码率自适应调整的调制和编码率调制编码自适应技术可以带来更高的传输吞吐量和更高的链路可用度Page23动态带宽管理（DLA）的工作过程QPSK0.325QPSK0.495QPSK0.793QPSK0.835QPSK0.660

同步丢失

同步恢复

设置2dB的余量Page24IPSTAR系统的综合优势（一）系统得到最优化设计IPSTAR系统是由IPSTAR-1卫星、关口站和用户终端有机结合的一个天地一体的全IP宽带接入网络。自IPSTAR项目之始，卫星载荷、关口站和用户终端既是作为整个系统的子系统进行优化设计的，因此相互之间可以做到有机的结合和协调链路可靠性高IPSTAR系统采用了星上动态功率管理和动态带宽管理等新技术，解决Ka和Ku波段卫星通信降雨衰耗大的问题，使IPSTAR系统的链路可靠性和传输性能得到了最大的保证系统安全性高IPSTAR系统采用Ka+Ku频段空间交链技术和跳频技术，可有效防止不法信号对卫星的干扰，较完全开放的传统卫星有更高的安全性Page25IPSTAR系统的综合优势（二）系统容量大IPSTAR系统可提供中国地区使用的容量达12Gbps，是目前可提供中国使用的其它传统卫星容量的总和卫星资源成本低IPSATR卫星的单位带宽容量的成本远低于传统卫星

终端设备成本低IPSTAR系统是针对消费者市场而设计，目标终端数量将达数百万，这足以将用户终端的设备价格降到最低Page26IPSTAR系统能做什么？IPSTAR系统是一座完全基于IP包交换技术的天基宽带通信系统，业务能力上具有普适性IPSTAR系统可提供包括语音、数据、会议电视、互联网宽带接入、信息和视频广播等在内的综合业务Page27IPSTAR应用概览IPSTAR宽带应用家庭社区中小企业热点

三重播放视频：直播电视、互动电视、视频点播音频:电话、视频电话等通信解决方案农村信息化电话/上网远程教育远程医疗专线电路地面电路备份/移动中继应急通信视频会议新闻采集政府/企业专网Page28宽带接入家庭接入单向接收宽带视频内容电话拨号或ADSL回传社区宽带接入商业网点宽带接入热点、学校、咖啡馆等办公室宽带接入直接IP内容广播单向接收IPSTAR关口站DataCenterNOCInternet骨干网内容提供商PSTN企业总部家庭宽带接入包括电话、视频内容，使用双向终端企业网宽带接入Page29企业专网应用(采用GRE隧道协议)主路由器NB10.1.2.110.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.2.1绿公司

Intranet10.x.x.xaddressing红公司

Intranet10.x.x.xaddressingNB10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4红公司总部的卫星终端工作站绿公司总部的卫星终端工作站不同的企业专网可以使用相同的IP地址红公司端站与总部之间的信息仅在其之间传递绿公司端站与总部之间的信息仅在其之间传递卫星关口站将不同网络的信息分离NB卫星关口站Page30农村电话IPSTAR关口站话音网关PSTNATA2-8portsIPPABX语音系列软交换预付费计费系统Page31视频会议IPSTAR或地面专线公司总部分支机构IPSTAR关口站中心教室教师边远学校实时组播节目Page32卫星新闻采集-视频回传互联网或专线IPSTAR关口站支持传输新闻剪辑、照片和新闻报道等文件，上传速度可达2Mbps支持MPEG4、WindowsMedia9等压缩视频格式，降低带宽消耗支持广播质量的MPEG4视频流直播，最大速度可达2Mbps支持实时双向互动和视频会议，现场记者和中心记者之间可进行实时互动交流支持互联网、电子邮件、VoIP、VPN等其他基于IP的应用

Page33远程教育IPSTAR关口站地面专线流