漫談衛(wèi)星通信（二）

胡中平



2. 衛(wèi)星的因特網(wǎng)連網(wǎng)


　　衛(wèi)星的因特網(wǎng)連網(wǎng)的連結(jié)方式主要分成兩種，一種是點對點的連接方式，另一種是多點對多點的連接方式；


　　點對點的連接方式


　　點對點的連接方式用于跨國ISP聯(lián)機，或偏遠地區(qū)及多島嶼地區(qū)的因特網(wǎng)連網(wǎng)干線，但此種方式不具備衛(wèi)星廣播的優(yōu)點。目前只要海纜或者是陸纜普及的地區(qū)或國家，在價格的競爭性上，衛(wèi)星是無法令客戶滿意的，且基本上因地球與衛(wèi)星距離遙遠（約有36000km），所以衛(wèi)星在傳送數(shù)據(jù)時，大約會有250ms~280 ms的時延，對于衛(wèi)星傳輸因特網(wǎng)數(shù)據(jù)(使用TCP/IP的通信協(xié)議)時，就會針對每個USER的流量(Throughput)有速率上的先天限制，一般的影響程度如下表一：



　　在此情形下衛(wèi)星的優(yōu)點是無法被突顯出來的，所幸有許多廠商已針對此問題開發(fā)出相對的設(shè)備用于衛(wèi)星通信上，可大幅改善時延造成流量限制的問題。


　　在一般較注重通信品質(zhì)的因特網(wǎng)提供者而言，通常會考慮到不同路由的連接，故除海纜的單一路由方式而言，若考慮使用另一種無線路由如衛(wèi)星，則可避免當(dāng)單一路由中斷服務(wù)時，造成無法提供服務(wù)的窘境，以目前而言衛(wèi)星只要價格具競爭力，此市場對衛(wèi)星而言仍大有可為。


　　多點對多點的連接方式


　　一般是以VSAT(Very Small Aperture Terminal)系統(tǒng)為主，此種系統(tǒng)是最能利用衛(wèi)星優(yōu)點的通信方式，最主要是使用TDMA(Time Division Multiple Access) 及DAMA(Demand Assigned Multiple Access)通信技術(shù)，此種技術(shù)最主要的是可以讓衛(wèi)星頻寬資源充分得以利用，不會像專線一樣就算沒有流量在內(nèi)還是一樣要保持固定頻寬造成浪費，它可以彈性提供頻寬，且可以按使用者提出需求調(diào)整頻寬，通常其網(wǎng)絡(luò)拓樸(Topology)結(jié)構(gòu)分成兩種，一為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Mesh Topology)，另一為星狀網(wǎng)絡(luò)(Star Topology)結(jié)構(gòu)，如圖八；此種衛(wèi)星因特網(wǎng)連接的通信方式有些類似于地面的VPN網(wǎng)絡(luò)，除可彈性調(diào)整頻寬外，更可以快速建立新的連網(wǎng)地區(qū)。








3. 跨國企業(yè)的內(nèi)部連網(wǎng)


　　一般跨國企業(yè)所需的內(nèi)部連網(wǎng)因需確保通信品質(zhì)及能達成快速溝通的方式，皆以專線式的連接方式居多，當(dāng)然跨國的通信路徑可以選擇海纜或衛(wèi)星，在此則以衛(wèi)星的通信論述為主，其通信的連接方式同衛(wèi)星的因特網(wǎng)的連接方式一樣，有點對點的連接方式及多點對多點的連接方式。


　　點對點的連接方式較適用跨國分據(jù)點少的企業(yè)，因為每一個點對點的網(wǎng)絡(luò)要通信就必須要有一套通信設(shè)備，若有三點需網(wǎng)網(wǎng)相連，每個跨國分據(jù)點皆需二套設(shè)備，其連接線路為三條，若有四點需網(wǎng)網(wǎng)相連，每個跨國分據(jù)點皆需三套設(shè)備，其連接線路為六條，以此類推若需要n點需網(wǎng)網(wǎng)相連，每個跨國分據(jù)點皆需(n-1)套設(shè)備，其連接線路就需為(nx(n-1)/2)條，故通信設(shè)備及通信線路的增加，對企業(yè)內(nèi)部的管理也更加煩索。


　　多點對多點的連接方式應(yīng)用就較適合跨國分據(jù)點多的企業(yè)使用，因為使用VSAT通信系統(tǒng)加上TDMA及DAMA通信技術(shù)，除了可有效利用衛(wèi)星頻寬資源外，并可大幅減少通信設(shè)備；至于其網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)是要使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，還是要使用星狀網(wǎng)絡(luò)，則要依據(jù)下列不同的考量來選定(請參考圖八)：


　　網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)


　　優(yōu)點：可以提供每個小站對任一小站的通聯(lián)。


　　缺點：設(shè)備皆是單一套的(包含企業(yè)總部的小站設(shè)備)，若發(fā)生故障時需較長的處理時間(視維護中心至故障處的距離而定)。


　　星狀網(wǎng)絡(luò)


　　優(yōu)點：主站的設(shè)備因置放于衛(wèi)星公司，故備份完整，故障時處理時間快速，總部只需用地面專線連接至衛(wèi)星公司即可。


　　缺點： 所有小站如要與另一小站做通聯(lián)時，需經(jīng)主站再透過主站至另一小站才能溝通，這就是衛(wèi)星術(shù)語所謂的雙跳模式，此種模式并不適合使用語音來通信，因為會有兩倍的語音時延問題(約0.6~0.8秒)。


　　以目前跨國企業(yè)的內(nèi)部連網(wǎng)應(yīng)用方式而言，應(yīng)于ERP、語音、傳真、Intranet及視訊會議皆可。



4. 軍事或緊急救災(zāi)系統(tǒng)的應(yīng)用


　　事實上衛(wèi)星的特點就是不受地形地物的限制，因此在軍事通信運用上，衛(wèi)星通信無疑是最佳的選擇，其應(yīng)用有偵查、定位、導(dǎo)航及通信等應(yīng)用，通信方式從低軌衛(wèi)星到固定衛(wèi)星都有，此應(yīng)用不在本文討論范圍。
至于衛(wèi)星通信在緊急救災(zāi)系統(tǒng)的應(yīng)用更是可以發(fā)揮所長，當(dāng)921大地震及納莉水災(zāi)發(fā)生時，唯一能提供緊急通信服務(wù)的只有衛(wèi)星通信，衛(wèi)星通信優(yōu)點在于建制時間短，無地形限制，能快速提供通信服務(wù)。其應(yīng)用的方式除可以連接視訊會議外，一般的語音、傳真甚至于因特網(wǎng)皆可。如果再配合移動式通信車，則緊急救災(zāi)系統(tǒng)可更加完善，緊急救災(zāi)系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖如圖九。






5.移動通信應(yīng)用


　　要將移動通信應(yīng)用在目前的固定衛(wèi)星通信上有著極大的挑戰(zhàn)，一般通信站都是固定在定點，亦或是移動式通信車也是將車輛開至定點固定住后再進行通信作業(yè)，但目前此種運用方式越來越不能滿足現(xiàn)代的通信需求，固定衛(wèi)星通信較其它種無線通信方式的優(yōu)點在于涵蓋范圍廣，缺點就是無法像其它無線通信一樣有著移動通信的功能，所以不論是在一般商業(yè)應(yīng)用或者是軍事及緊急通信運用上總有一些遺憾，故國外一些廠商針對陸、海及空發(fā)展一些可以在移動中應(yīng)用的載具，提供通信服務(wù)。


　　陸地移動式應(yīng)用


　　一般在陸地上應(yīng)用于移動式通信的載具設(shè)計較�？諔�(yīng)用難，因為如果車輛開到顛頗路面時，上下左右的移動頻繁通常都無法進行正常通信，因此會要求通信時路面的品質(zhì)，車輛的時速等相關(guān)條件。在歐美一般運用于移動接收DTH訊號，在大客車或個人休旅車上加裝接收載具，即可在行駛中收看電視節(jié)目(此方式是收衛(wèi)星DTH，而非接收BVD-T的訊號)，KVH公司能提供相關(guān)載具；若要做雙向的通信運用于陸地上，中國重慶航天研發(fā)的動中通有此功能。


　　海上移動式應(yīng)用


　　海上的通信在目前一般皆以Inmarsat為主，因為在海上要做長距離的通信是很困難的，但由于Inmarsat的通信費用較昂貴，故才有海上的固定衛(wèi)星通信的應(yīng)用，如SeaTel公司就為其中代表，安裝于大型船只上可提供海上無間斷的通信服務(wù)。


　　空中移動式應(yīng)用


　　空中移動式應(yīng)用最典型的是美國應(yīng)用于全球鷹(Global Hawk)上提供通信服務(wù)，藉由衛(wèi)星的涵蓋范圍廣的優(yōu)勢，可將偵查結(jié)果實時回傳總部。


（未完，待續(xù)）




----《衛(wèi)星通信廣播電視》