卫星通信导论上课课件-第5章 VSAT

1、1，第5章VSAT通信网，2，内容提要，1，VSAT概念，特点和应用2，VSAT网络结构3，VSAT卫星通信网主要设备4，VSAT卫星通信网结构5，VSAT网络主要技术3，1，VSAT概念，特点和应用，(1) VSAT定义甚小孔径终端：早期称之为微型站，小至20世纪80年代中期，人们习惯称之为甚小孔径终端或甚小孔径终端系统(网络)。VSAT系统小型站设备的天线直径通常为0.3-2.4m，小型地面站由主站应用管理软件监控。VSAT VSAT系统的特点是可以支持多种业务类型：数据、语音和图像VSAT系统可以工作在C波段或Ku波段VSAT终端天线小，设计结构紧凑，功耗小，成本低，安装方便，环境要求低

2、VSAT网络灵活独立，其网络结构、技术性能、设备特性和网络管理可以根据用户的要求进行设计和调整。它可以与计算机和综合业务数字网联网。5.(3)VSAT卫星通信网的特点1。与地面通信网相比，VSAT卫星通信网具有以下特点：覆盖范围大，不受通信成本和距离的影响，能够为所有地方提供相同的服务类型和服务质量，灵活性好。多种服务可以共存于一个网络中，具有良好的可扩展性、低扩展成本和良好的独立性。它是用户拥有的私有网络，具有良好的互操作性。具有不同标准的用户可以跨越不同的地面网络，并在具有大传播延迟的同一VSAT网络中通信。6.2与传统的卫星通信网络相比，VSAT卫星通信网络具有以下特点：面向用户而非网络

3、小口径天线，天线直径0.3-2.4m，具有很强的智能功能，可用于低功率发射机的无人操作。一般来说，几瓦以下的集成度很高。VSAT分为三个部分：天线、室内机(IDU)和室外机(ODU)。VSAT站很多，但每个站的业务量都很小，一般都是作为专用网络而不是公共网络使用的。7.(4) VSAT系统分类是基于国际上不同的多址方式和调制方式，8，9，第一类是工作在Ku频段的高速双向交互式VSAT，它采用非扩展相移键控调制和自适应带宽接入协议；第二类采用直接扩频技术，可以提供单向或双向数据服务；第三类是目前最小的双向数据通信地球站，称为超小型地球站，采用混合扩频调制和多址技术；第四类用于T1或T1以下的语音

4、、数据和图像综合业务的双向传输，不需要中心站；类别5用于接收电视，也用于接收广播质量的语音和高速数据。VSAT网络的分类1)根据服务的性质，VSAT网络可以分为三类：基于数据通信的网络，除了数据通信之外，它还可以提供传真和少量语音服务。语音通信网络主要用于公共网络和专用网络之间的语音信号传输和交换，也可以提供交互式数据服务。在电视接收网络中，接收到的图像和声音信号可以作为有线电视的信号源，通过有线分配网络传输到用户家中。根据VSAT网络采用的网络结构，可分为三类：星形结构的VSAT系统、网状结构的VSAT系统、星形网状混合结构的VSAT系统；2、3)根据安装方式不同，可分为固定式、壁挂式、便携

5、式、背负式、便携式、车载式、机载式、舰载式等。4)根据业务类型可分为小型数据站、小型通信站和无线电视广播站。5)根据服务性质，可分为VSAT固定服务和VSAT移动服务。6)根据发送和接收方式可分为单接收站和双向站。VSAT的主要业务类型和典型应用，除个人宽带业务外，VSAT卫星通信网几乎可以支持所有现有业务，包括语音、数据、传真、局域网互联、电话会议、VSAT网络可以采用广播(点多点)、集合(多点点)、点对点双向交互、点对多点双向交互等多种业务，充分体现了VSAT的灵活性。国际VSAT应用卫星VSAT通信技术是80年代中期发展起来的一项新技术。在欧美地面通信极为发达的国家，VSAT网络以其独特

6、的优势迅速占领了集团公司各种专用网络的市场。VSAT通信的典型应用包括：销售管理、信用验证和确认、电子订购、债务处理和电子数据交换。视频会议、电视培训、商店广告、背景音乐和其他信息产业等。16.国内VSAT应用、商品零售、汽车工业和金融服务占整个VSAT市场的75%以上。其他行业包括交通运输、能源工业、制造业、旅游业等大型企业、专业用户和偏远地区都建立了VSAT网络。目前，中国已经建立了VSAT体系。除了电信部门的国家公共VSAT通信网和军队的军事VSAT通信网之外，其他领域的应用主要包括：银行、证券、国家专业部门、零售、寻呼、互联网接入、企业联网、偏远地区电话、国际VSAT专线等。17，2，

7、VSAT系统的网络结构，18，图5-1，卫星VSAT星网的组成和路径，19，图5-2，卫星VSAT网状网的组成和路径，20，3，VSAT卫星通信网的主要设备，VSAT系统的主要站设备，射频终端基带处理部分，网络管理设备，VSAT系统的小口径天线室外单元室内单元，21，图5-3，VSAT主站和小站设备框图，22，VSAT小站框图， 23、VSAT系统主站与小站的比较主站的发射功率大于小站，主站的天线尺寸远大于小站。 主站软件部分应实现用户接口和卫星空间链路之间必要的协议转换。小站的接口设备完成输入信号和协议的转换；24、4、VSAT卫星通信网络结构(星形VSAT网络、全网状网络、混合架构)VSA

8、T网络等电信网络；25、星VSAT网络点对多点单向广播VSAT系统。主站向远程VSAT站发送诸如数据、图像、新闻电视或商业电视之类的服务，而VSAT站不向主站返回服务信息。点对多点双向通信VSAT网络。它以主站为中心，与每个远程VSAT站形成一个星型通信网络。主站不仅可以向整个网络广播公共信息，还可以以“单跳”方式与每个VSAT站建立自己的双向通信业务联系。并且主站可以用作中枢站，以“两跳”方式在任何两个VSAT站之间通信链路。渠道分配可以是预分配或按需分配。按需分配是一种集中控制模式。星型网络是一种主要传输数据业务的系统，它基于数据包的分组交换。26，网状VSAT网络不需要主站，并且可以在小

9、站之间任意建立通信链路。网状网络是一种基于语音通信的系统。通常，采用按需分配来提高渠道利用率。网状网络的信道多址接入模式可以采用频分多址(SCPC)模式，也可以采用时分多址信道分配作为分布式控制。它适用于大话务量和远程站间更多通信服务的情况。在这种网络结构中，任何两个站之间的通信都不会有“两跳”问题。27，混合VSAT网络星形网络和网状网络的混合网络相对较大，具有广泛的传输服务，适用于语音服务和数据服务。网络采用混合控制模式，即系统的信道分配、设备性能的监控、计费等由主站(集中控制)完成，而VSAT站之间的语音业务直接通信，采用分散控制28、利用VSAT系统建立卫星广域网将VSAT系统连接到综

10、合业务数字网(ISDN)网络，即国际VSAT卫星通信网，它将VSAT系统与地面蜂窝移动通信相结合，29、VSAT数据网，网络结构多址协议链路传输延迟对用户接入协议的影响，30、网络结构VSAT数据网通常以主站为中心，并通过卫星与每个小站连接成一个星形网络。每个小站支持一组用户终端或局域网，主站与主计算机或数据处理中心和信息库相连。在大规模网络中，可能有多个主站，它们通过卫星链路连接。图5-6 VSAT数据网络31的物理组成和协议结构。VSAT数据网络传输的数据服务大致可分为三类：(1)用于交易处理的交互式或查询/响应短消息，(2)电子邮件和(3)长数据消息。时分多址适用于短消息和低站速率：适用

11、于业务量大、地面站数据传输速率高的系统。该协议与消息长度无关。DAMA/时分多址：一种可控的按需多址方案，其中用户首先在短的预约应用时隙内以竞争方式发送预约应用信号，因此多址冲突只发生在预约层。一旦预约成功，系统根据用户的优先级和业务类型为每个用户终端分配预约时隙，并通过公共信道广播，这样每个用户终端将在预约时隙上进行无冲突传输。它适用于具有长消息和长时延容限的服务。32、链路传输延迟对用户接入协议的影响采用协议模拟或协议“欺骗”的策略来解决卫星链路的长延迟问题。具体方法是在VSAT卫星站设置一个延迟补偿单元(SDU)，在通信过程中，两个用户终端之间的握手信号由本地SDU应答(来自用户终端的数据被