跳躍的互聯(lián)網(wǎng)——衛(wèi)星通信

　　衛(wèi)星通信，就是利用通信衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，實現(xiàn)兩個或多個地球站之間的通信。衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信技術(shù)與航天技術(shù)相結(jié)合并由計算機實現(xiàn)其控制的先進通信方式。衛(wèi)星通信具有覆蓋面積（區(qū)域）大,通信傳輸距離遠，通信頻帶寬、容量大，通信線路穩(wěn)定、質(zhì)量好，建設(shè)成網(wǎng)快、機動靈活，可以廣播方式工作、便于實現(xiàn)多址聯(lián)接，通信成本與通信距離無關(guān)等諸多優(yōu)點。



　　通信衛(wèi)星是指接收和轉(zhuǎn)發(fā)中繼信號，用來作為通信中介的人造地球衛(wèi)星。按通信方式來分則可分為有源和無源兩種。由于無源通信衛(wèi)星只是反射電波，需要大功率的發(fā)射機，大尺寸的接收天線和高靈敏的放大接收設(shè)備，對發(fā)送和接收設(shè)備的技術(shù)要求較高，費用昂貴，因而難以實用；有源通信衛(wèi)星則在衛(wèi)星上裝備了電源和接收、放大、發(fā)送設(shè)備，使地面接收設(shè)備簡化，易于實現(xiàn)。目前運行的均為有源衛(wèi)星。通信衛(wèi)星多采用低軌、大橢圓或地球同步軌道。目前，通信衛(wèi)星絕大部分采用地球同步軌道，在地球赤道上空約36000km外圍繞地球的圓形軌道運行，繞地球轉(zhuǎn)一圈的時間是24小時，剛好與地球自轉(zhuǎn)同步，這樣相對于地球上的某一區(qū)域就像是靜止不動的一樣，又叫同步衛(wèi)星，也叫靜止衛(wèi)星，其運行軌道叫同步或靜止軌道。我們常常提到的VSAT衛(wèi)星和我國相繼發(fā)射的幾顆通信衛(wèi)星都屬于同步軌道衛(wèi)星。近年來為大多數(shù)讀者耳熟能詳?shù)膸讉�全球移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)，國際移動通信衛(wèi)星（ICO）、銥(Iridium)和全球星(Globalstar)系統(tǒng)都屬于中軌道（MEO，5000km～15000km）、 低軌道（LEO，500km～1500km）衛(wèi)星通信系統(tǒng)。通信衛(wèi)星按工作區(qū)域可分為國際通信衛(wèi)星、國內(nèi)通信衛(wèi)星和區(qū)域通信衛(wèi)星。按應(yīng)用領(lǐng)域則又可分為廣播電視衛(wèi)星、跟蹤衛(wèi)星、數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星、國防通信衛(wèi)星、航空衛(wèi)星、航海衛(wèi)星、戰(zhàn)術(shù)通信衛(wèi)星、艦隊通信衛(wèi)星和軍用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星。



頻率的劃分



　　作為無線電通信的一種，頻率的劃分非常重要。衛(wèi)星通信工作頻段的選擇和劃分，直接影響衛(wèi)星通信系統(tǒng)的通信容量、質(zhì)量、可靠性、設(shè)備復(fù)雜程度和成本，也影響到與其它通信系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。具體來說，要求頻帶足夠?qū)�，電波傳播損耗盡可能小，外部噪聲盡可能小，與其它微波通信設(shè)備間的干擾盡可能小等。



　　目前，大部分國際通信衛(wèi)星均采用上行6GHz／下行4GHz頻段，稱為C頻段，其中常規(guī)的500MHz帶寬，上行5925～6425MHz，下行3700～4200MHz；575MHz帶寬，上行5850～6425MHz ，下行3625～4200MHz。擴展的800MHz帶寬，上行5850～6650MHz，下行3400～4200MHz。隨著衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)量的增加，又開發(fā)使用了14／11、14／12GHz頻段，稱為Ku頻段。全球通用為上行14～14.25MHz，14.25～14.5MHz，下行10.95～11.2GHz，11.45～11.7GHz 。第Ⅰ區(qū)使用，上行14.00～14.50GHz，下行12.50～12.75GHz。第Ⅱ區(qū)使用，上行14.00～14.50GHz，下行11.7～11.95GHz，11.95～12.20GHz。第Ⅲ區(qū)使用，上行14.00～14.50GHz，下行12.20～12.50GHz，12.50～12.75GHz （Ⅰ區(qū)包括歐洲、非洲、前蘇聯(lián)的亞洲部分、蒙古、伊朗西部邊界以西的亞洲國家；Ⅱ區(qū)包括南、北美洲和格陵蘭、夏威夷；Ⅲ區(qū)包括亞洲的其它部分（含中國、澳大利亞、新西蘭）。另外還有30／20GHz，稱為Ka頻段，上行29.5～30GHz，下行19.7～20.2GHz。同步衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)使用1.6／1.5GHz頻段，稱為L頻段：上行1626.50～1660.50MHz，下行1524～1529MHz。



天象對衛(wèi)星通信的影響



　　通信衛(wèi)星、地球、月亮和太陽夜以繼日不停地在各自軌道上運行。當它們之間處于特定的相對位置時，會構(gòu)成對衛(wèi)星通信的影響，這就是通常所說的“天象影響”。地星食，當?shù)厍蛱幵谔�陽和衛(wèi)星之間，并成一條線的時候，由于地球陰影的原因，衛(wèi)星的太陽能電池不能正常供電。日凌是影響衛(wèi)星通信的另一種天象，其起因和地星食類似。也是在每年春分、秋分前后，太陽越過地球赤道平面，在衛(wèi)星星下點，當?shù)貢r間下午時分，衛(wèi)星處于地球與太陽之間的連線上。這時，指向衛(wèi)星的地球站的天線也就正好對準了太陽，強大的太陽噪聲導致通信中斷，即地球站收不到衛(wèi)星信號了。這種現(xiàn)象就是日凌中斷現(xiàn)象。日凌中斷持續(xù)時間約6天，每次幾分鐘，約占全年通信時間的0.02％。



通信體制



　　衛(wèi)星通信體制主要包括調(diào)制方式和多址方式。調(diào)制方式有FM、PSK（移項鍵控調(diào)制）等調(diào)制方法。而多址技術(shù)則用以解決用戶入網(wǎng)時互不干擾地共用通信資源的問題。在一般衛(wèi)星通信中采用的是FDMA、TDMA、CDMA等多址技術(shù)。



同步衛(wèi)星



　　1945年，英國物理學家克拉克普在《無線電世界》雜志上發(fā)表題為《地球以外的中繼》的文章，預(yù)言人類能夠利用在赤道上空同步軌道上運行的衛(wèi)星實現(xiàn)遠距離的通信。今天，這已成為現(xiàn)實。在一顆通信衛(wèi)星天線的波束所覆蓋的地域內(nèi)，各個地球站之間都可以通過衛(wèi)星中繼轉(zhuǎn)發(fā)信號，實現(xiàn)通信。例如，當某地的地球站要和另一地區(qū)的地球站通信時，該站將無線電信號發(fā)射給衛(wèi)星，衛(wèi)星將收到的信號進行放大、頻率變換等處理后再轉(zhuǎn)發(fā)給另一地球站，于是就建立起該站和另一地球站之間的通信聯(lián)系。一顆距地球表面36000km（距地心42000km）遠的同步通信衛(wèi)星，其天線波束覆蓋地域（即對地面的視區(qū)）超過地球表面的42.4％，只需要把3顆相隔120°的同步衛(wèi)星送上天，就可以實現(xiàn)除南北極之外的全球通信。



　　同步衛(wèi)星通信有如下優(yōu)點：通信距離遠，經(jīng)衛(wèi)星“一跳”可及，最遠的通信距離可達13000km。通信不受地理條件的限制（如山河海洋的阻隔），也不受自然災(zāi)害（如洪澇災(zāi)害、地震災(zāi)害等）和人為事件的影響。通信質(zhì)量高。這首先是因為通常經(jīng)過衛(wèi)星一跳就可以把信息傳送到對方，不像微波接力通信引入噪聲；其次，無線電波主要在外層空間傳播，所受大氣折射和地面反射影響較小，有較好的傳播特性。通信容量大，6萬多人可同時打電話。適用于廣播型和用戶型業(yè)務(wù)。利用衛(wèi)星通信可以在大范圍內(nèi)點對多點地傳輸電視、廣播節(jié)目，這是難以用其它通信手段代替的。利用衛(wèi)星通信，還可實現(xiàn)直達用戶辦公樓的交互數(shù)據(jù)傳輸，即也適用于用戶型業(yè)務(wù)，通信靈活、機動。衛(wèi)星通信可以在兩點間提供中小容量的話音、數(shù)據(jù)通道，可以實現(xiàn)多址傳輸，還可以提供海上、空中移動通信服務(wù)。



　　同步衛(wèi)星通信的缺點是：傳輸時延大。衛(wèi)星通信中，信號經(jīng)同步通信衛(wèi)星一跳至對方地球站所實現(xiàn)的單向傳輸距離約80000km，要花費大約270ms的時間。高緯度地區(qū)難以實現(xiàn)衛(wèi)星通信，在地球兩極附近，存在衛(wèi)星通信的“盲區(qū)”。地球的同步軌道只有一條，兩顆衛(wèi)星之間又必須有一定的間隔，因此軌道上可容納的同步通信衛(wèi)星數(shù)量受到限制。



　　衛(wèi)星通信系統(tǒng)由空間段和地面段兩部分組成。通信衛(wèi)星和測控站合稱為空間段。典型地面段即地球站。



　　地球站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的重要組成部分，它一般由天線、饋線設(shè)備、發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備、信道終端設(shè)備、電源設(shè)備、自動跟蹤設(shè)備以及臨近設(shè)備等組成。



　　拋物面天線的拋物面反射器把無線電波集中成窄窄的一束，有很強的方向性，減小無線電波在空間傳播時的損失，保證通信衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器和地球站設(shè)備接收正常的信號。憑借地球站中的自動跟蹤設(shè)備，天線始終瞄準天空中的衛(wèi)星。



　　地球站由高功率放大器、低噪聲放大器、合路器、分配器、上變頻器、下變頻器、調(diào)制器、解調(diào)器以及基帶設(shè)備等組成。以電話通信為例，電話信號先從長途電話局經(jīng)地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)傳送到地球站。地球站中的基帶設(shè)備等對信號進行處理，使之成為符合衛(wèi)星傳輸?shù)幕鶐�信號。然后此基帶信號送入調(diào)制器調(diào)制成為70MHz或140MHz的中頻信號。中頻信號再經(jīng)上變頻器變頻，變換為載頻為6MHz的上行載波信號。此信號最后送至高功率放大器放大到所需的發(fā)射功率，由天線發(fā)往衛(wèi)星。以上介紹的是信號在地球站發(fā)射設(shè)備中的處理過程。接收過程則正好相反。



　　甚小天線地球站（VSAT），略有不同。它天線直徑小，一般只有0.3～2.4m。用戶可憑借它直接利用衛(wèi)星進行通信，而無需通過地面通信網(wǎng)的匯接。VSAT把高功率放大器、低噪聲放大器和上、下變頻器組合成為一個組件，叫做低噪組合器（LNB）或低噪聲變頻器（LNC），它可裝在室外，用電纜與室內(nèi)單元連通，從而簡化了結(jié)構(gòu)。



　　通信衛(wèi)星由以下幾種主要設(shè)備組成：天線系統(tǒng)是衛(wèi)星收發(fā)無線電信號的出入口。根據(jù)通信需要，天線有全球波束天線、區(qū)域波束天線、國內(nèi)波束天線和點波束天線等多種�？臻g轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)是衛(wèi)星的主體，用于放大、變頻進而轉(zhuǎn)發(fā)天線收到的無線電信號。一顆通信衛(wèi)星上有幾個到幾十個轉(zhuǎn)發(fā)器，每個轉(zhuǎn)發(fā)器能同時接收和轉(zhuǎn)發(fā)多個地球站的信號。位置控制和姿態(tài)控制系統(tǒng)用于保持和控制衛(wèi)星在軌道上的正確位置和姿態(tài)。遙測指令系統(tǒng)用于將衛(wèi)星工作情況及時通知地面測控站，并接收地面測控站發(fā)出的指令信號，使星上設(shè)備按指令動作。電源系統(tǒng)用于提供星上設(shè)備工作所需的電能，包括太陽能電池陣、蓄電池組等。以上這些設(shè)備，都安裝在用耐高溫、輕金屬材料做成的外殼內(nèi)。



　　測控是跟蹤、遙測、指令和監(jiān)測（TTC ＆ M）的簡稱。測控站的任務(wù)是準確可靠地跟蹤、測量衛(wèi)星，對衛(wèi)星進行軌道修正、位置保持以及姿態(tài)保持等控制。一個測控站可以測控多顆衛(wèi)星，但一顆衛(wèi)星在同一時間只能由一個特定的測控站測控。



中、低軌道非同步衛(wèi)星



　　中、低軌衛(wèi)星系統(tǒng)能提供局部、區(qū)域和全球通信且有與之對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。中、低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)主要由三部分組成，即衛(wèi)星、用戶終端和關(guān)口站。這三部分通過相應(yīng)的鏈路接續(xù)起來，構(gòu)成各種衛(wèi)星移動通信網(wǎng)絡(luò)。這些鏈路有用戶鏈路，饋送鏈路、星間鏈路。關(guān)口站用於衛(wèi)星移動通信網(wǎng)與公共電話網(wǎng)和地面移動網(wǎng)之間的接口，它完成協(xié)議轉(zhuǎn)換、流量控制、尋址、路由選擇、分組的打包和拆包等功能。它也是衛(wèi)星網(wǎng)到網(wǎng)管及衛(wèi)星控制系統(tǒng)的接續(xù)點。有的關(guān)口站本身就有網(wǎng)絡(luò)管理功能。



　　關(guān)口站通常使用高增益天線，而且要用幾副天線接收幾顆衛(wèi)星信號。－個網(wǎng)使用的關(guān)口站數(shù)目很不相同，具有星上處理能力和星間鏈路的衛(wèi)星移動通信網(wǎng)使用關(guān)口站較少。個人衛(wèi)星通信的一個重要要求就是達到終端手持化，這當中手持終端的價格和重量因素涉及到個人衛(wèi)星通信能否普遍使用的兩個因素。



　　采用非同步中、低軌道衛(wèi)星的優(yōu)點：傳播時延短，路徑損耗低，能更有效地頻率再用衛(wèi)星研制周期短，能多星發(fā)射，衛(wèi)星互為備份抗摧毀能力強，多星組網(wǎng)可實現(xiàn)真正意義的全球覆蓋。



　　面向21世紀的現(xiàn)代MEO／LEO衛(wèi)星通信具有下述一些基本特征：



（1）具有全球／區(qū)域覆蓋能力，以適應(yīng)未來個人化業(yè)務(wù)連接需要。



（2）利用極地軌道或網(wǎng)狀覆蓋傾斜軌道，一方面可彌補同步軌道資源的不足，另一方面又可支撐更優(yōu)良的裝備實施與業(yè)務(wù)性能的需要。



（3）通信業(yè)務(wù)向多樣化、綜合化方向發(fā)展，以期與未來多媒體高速信息傳輸相溝通。



（4）由于可能與全球個人業(yè)務(wù)相連接，用戶終端可使用類似或兼容于陸地蜂窩移動系統(tǒng)的蓄電池供電的小型手持機。



（5）系統(tǒng)設(shè)計及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可提供進入或組合于現(xiàn)有公用通信網(wǎng)及陸地移動通信網(wǎng)的能力。



（6）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、系統(tǒng)構(gòu)成、星間協(xié)調(diào)、星星處理等充分利用現(xiàn)代通信智能化、數(shù)字化及多媒體化的最新技術(shù)，以技術(shù)優(yōu)勢換取市場競爭和價格／性能比上的優(yōu)勢。



（7）除軌道資源擴充外，對頻率資源亦進行積極擴充，包括利用或混合利用Ku、Ka甚至EHF等高頻段，以及光頻段開發(fā)，以滿足高吞吐量寬帶業(yè)務(wù)傳輸及饋線鏈路和星際鏈路的構(gòu)成需要。



寬帶衛(wèi)星通信



　　最初，在人們的印象中地面寬帶光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)將導致衛(wèi)星通信的逐步?jīng)]落。然而由于衛(wèi)星通信的特性，使它在新一代的寬帶浪潮中扮演著同樣重要的角色。特別是在中美海底光纜斷裂期間，更引起人們的關(guān)注。



　　1990年起至今，衛(wèi)星通信領(lǐng)域進入一個重要的發(fā)展新時期，LEO、MEO和混合式軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)開始廣泛應(yīng)用于全球電信網(wǎng)，以滿足寬帶和移動用戶的各種需求。而在利用衛(wèi)星實現(xiàn)寬帶互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上，歐美已有十幾個多媒體衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計方案相繼問世。已出臺的多媒體衛(wèi)星系統(tǒng)主要有低軌大數(shù)量衛(wèi)星群、同步軌道大功率衛(wèi)星和中軌衛(wèi)星群3種方案。它們針對不同的區(qū)域和用戶，采用不同的軌道，各有特點。同步軌道衛(wèi)星（GEO）的多點廣播特性和低軌道衛(wèi)星（LEO）的實時性和靈活性結(jié)合起來，可以很好地滿足高速交互式業(yè)務(wù)和廣播業(yè)務(wù)的需求。1同步軌道通信衛(wèi)星星座系統(tǒng)：如勞拉空間公司的網(wǎng)絡(luò)之星（Cyberstar），意大利阿萊尼亞宇航公司的歐洲太空之路（Euro Skyway），洛馬公司的宇宙鏈路（Astro1ink）。同步軌道衛(wèi)星星座三顆衛(wèi)星就可基本實現(xiàn)全球覆蓋，但因軌道較高，路徑損耗較大，信號有較大的時延，對話音和圖像傳輸質(zhì)量有一定的影響。2低軌道衛(wèi)星星座系統(tǒng)：典型的是比爾.蓋茨和麥考倡議和投資的Te1edesic系統(tǒng)和阿爾卡特Skybridge。低軌道通信衛(wèi)星的信號時延只有100ms左右，與目前陸地光纖系統(tǒng)大體相當，從而大大提高了話音和圖像的傳輸質(zhì)量，可在任何兩個用戶之間提供近似實時的交互式業(yè)務(wù)。但低軌道衛(wèi)星星座要覆蓋全球需要的衛(wèi)星數(shù)目多，如Te1edesic設(shè)計衛(wèi)星數(shù)目為288顆，Skybridge的設(shè)計衛(wèi)星數(shù)目為64顆。相應(yīng)地，系統(tǒng)的控制和網(wǎng)絡(luò)的管理比較復(fù)雜，從而增加了成本，系統(tǒng)投資規(guī)模大。3同步軌道衛(wèi)星和非靜止軌道衛(wèi)星的混合星座系統(tǒng)：休斯公司決定發(fā)展的太空之路（Spaceway），由8顆同步軌道衛(wèi)星和20顆中軌道衛(wèi)星組成。另外，勞拉空間公司的CyberStar準備和阿爾卡特的Skybridge聯(lián)合起來。混合結(jié)構(gòu)是為了利用同步軌道衛(wèi)星和非靜止軌道衛(wèi)星各自的優(yōu)點和能力。同步軌道衛(wèi)星適合于廣播分配業(yè)務(wù)和多播應(yīng)用；而非靜止軌道衛(wèi)星因高度低、時延小允許快速交互式響應(yīng)，且因傳輸損耗小可使用小的低功率終端和小的天線。另外，未來衛(wèi)星通信將會更多的使用Ka這一頻段，而這一頻段出現(xiàn)的雨衰現(xiàn)象已經(jīng)可以得到較好的克服。



　　目前，在傳統(tǒng)衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)繼續(xù)應(yīng)用的同時，非對稱Internet接入業(yè)務(wù) 、交互式衛(wèi)星遠程教學、遠程醫(yī)療、雙向衛(wèi)星會議電視、電子商務(wù)以及尋呼衛(wèi)星覆蓋等業(yè)務(wù)已在和正在應(yīng)用實現(xiàn)過程中。



VSAT



　　對于國內(nèi)的許多用戶來說，VSAT可以說讓人耳熟能詳，特別是基于它的Direc PC等技術(shù)，已經(jīng)有多家公司可以在國內(nèi)提供寬帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)接入服務(wù)。



　　VSAT是Very Small Aperture Terminal的簡稱，即甚小口徑的終端，實際表示意義是指一類具有甚小口徑天線的、非常廉價的智能化小型或微型地球站，可以方便地安裝在用戶處。



　　按VSAT的性質(zhì)、用途、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和某些特征來對其進行分類。按VSAT支持的主要業(yè)務(wù)類型不同，可分為以下三類：以話音業(yè)務(wù)為主的VSAT系統(tǒng)，如TES。以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的VSAT系統(tǒng)，如PES。以綜合業(yè)務(wù)為主的VSAT系統(tǒng)，如TSAT、NEXTAR。從VSAT網(wǎng)采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看，也可分為三類：星形結(jié)構(gòu)的VSAT系統(tǒng)，如PES。網(wǎng)形結(jié)構(gòu)的VSAT系統(tǒng)，如TES。



　　除了個別寬帶業(yè)務(wù)外，VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)幾乎可支持所有現(xiàn)有業(yè)務(wù)，包括話音、數(shù)據(jù)、傳真、LAN互連、會議電話、可視電話、低速圖像、可視電話會議、采用幀中繼接口的動態(tài)圖像和電視、數(shù)字音樂等。VSAT網(wǎng)可對各種業(yè)務(wù)分別采用廣播（點到多點）、收集（多點到點）、點到點雙向交互、點到多點雙向交互等多種傳遞方式。



　　VSAT通信網(wǎng)由VSAT小站、主站和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組成。數(shù)據(jù)VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)通常采用星狀結(jié)構(gòu)，采用星狀結(jié)構(gòu)的典型VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)示意圖如圖1所示。





圖1

　　主站也叫中心站或中央站，是VSAT網(wǎng)的心臟，與普通地球站一樣，使用大型天線，天線直徑一般約為3.5m～8m（Ku波段）或7m～13m（C波段）。在以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)（下面簡稱數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)）中，主站既是業(yè)務(wù)中心也是控制中心。主站通常與主計算機放在一起或通過其它（地面或衛(wèi)星）線路與主計算機連接，作為業(yè)務(wù)中心（網(wǎng)絡(luò)的中心結(jié)點）；同時在主站內(nèi)還有一個網(wǎng)絡(luò)控制中心（NCC）負責對全網(wǎng)進行監(jiān)測、管理、控制和維護。



　　由于主站涉及整個VSAT網(wǎng)的運行，其故障會影響全網(wǎng)正常工作，故其設(shè)備皆有備份。為了便于重新組合，主站一般采用模塊化結(jié)構(gòu)，設(shè)備之間采用高速局域網(wǎng)的方式互連。



　　VSAT小站由小口徑天線、室外單元（ODU）和室內(nèi)單元（IDU）組成。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器一般采用工作于C或Ku波段的同步衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)器。在數(shù)據(jù)VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)中，小站和主站通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器構(gòu)成星狀網(wǎng)，主站是VSAT網(wǎng)的中心結(jié)點。星狀網(wǎng)充分體現(xiàn)了VSAT系統(tǒng)的特點，即小站要盡可能小。其主站的有效全向輻射功率（EIRP）高，接收品質(zhì)因數(shù)（G/T）大，故所有小站均可同主站互通。而小站之間不能直接通信，必須經(jīng)主站轉(zhuǎn)發(fā)。



　　數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)通常是分組交換網(wǎng)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采用分組傳輸方式，其工作過程是這樣的：任何進入VSAT網(wǎng)的數(shù)據(jù)在發(fā)送之前先進行格式化，即把較長的數(shù)據(jù)報文分解成若干固定長度的信息段，加上地址和控制信息后構(gòu)成一個分組，傳輸和交換時以一個分組作為整體來進行，到達接收點后，再把各分組按原來的順序裝配起來，恢復(fù)成原來的報文。



　　以星狀網(wǎng)的主站為參考點，數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)使用的衛(wèi)星信道可以分為外向（Outbound）信道和內(nèi)向（Inbound）信道。在數(shù)據(jù)VSAT網(wǎng)中，業(yè)務(wù)信道和控制信道是一致的，即業(yè)務(wù)子網(wǎng)和控制子網(wǎng)具有相同的星狀結(jié)構(gòu)。主站通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向小站發(fā)數(shù)據(jù)的過程叫外向傳輸。用于外向傳輸?shù)男诺溃ㄍ庀蛐诺溃┮话悴捎脮r分復(fù)用方式（TDM）。從主站向各小站發(fā)送的數(shù)據(jù)，由主計算機進行分組化，組成TDM幀，通過衛(wèi)星以廣播方式發(fā)向網(wǎng)中所有小站。每個TDM幀中都有進行同步所需的同步碼，幀中每個分組都包含有一個接收小站的地址。小站根據(jù)每個分組中攜帶的地址進行接收。



　　小站通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向主站發(fā)數(shù)據(jù)的過程叫內(nèi)向傳輸。用于內(nèi)向傳輸?shù)男诺溃▋?nèi)向信道）一般采用隨機爭用方式（ALOHA一類），也有采用SCPC和TDMA的。由小站向主站發(fā)送的數(shù)據(jù)，由小站進行格式化，組成信道幀（其中包括起始標記、地址字段、控制字段、數(shù)據(jù)字段、CRC和終止標記），通過衛(wèi)星按照采用的信道共享協(xié)議發(fā)向主站。



　　Direc PC是一種VSAT系統(tǒng)，由美國的休斯公司提出，采用外交互方式。它利用現(xiàn)有的通信衛(wèi)星，工作在Ku(11/14GMHz)頻段,同時利用了Internet信息傳輸?shù)牟粚ΨQ性，將用戶的上、下行數(shù)據(jù)分離，相對較少的上行數(shù)據(jù)可通過現(xiàn)有的電話Modem、ISDN和DDN專線等方式傳輸，而大量的下行數(shù)據(jù)則通過72M的寬帶衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器直接發(fā)送到用戶端，在用戶端只需裝上一個75厘米的Ku天線，并連到已經(jīng)插入計算機內(nèi)的一塊衛(wèi)星接收卡上，再裝上相應(yīng)的軟件，即可上網(wǎng)瀏覽。所以衛(wèi)星寬帶接入具有信道利用率高、速度快（400k的瀏覽和下載速度）、不受地域限制、安裝簡便、價格低等優(yōu)勢。（如圖2）衛(wèi)星寬帶接入技術(shù)不僅可以提供穩(wěn)定、快速的接入服務(wù)，同一套設(shè)備還可以接收運營商提供的各種信息，如股票行情、金融信息等。利用它可以實現(xiàn)諸如遠程教育等多種應(yīng)用，如圖3中星在線的遠程教育方案。





圖2




圖3

　　在國內(nèi)以色列的吉來特公司的VSAT系統(tǒng)也在作為寬帶衛(wèi)星接入系統(tǒng)被采用，比如東方衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)公司提供的衛(wèi)星教育和上網(wǎng)服務(wù)。與Direct PC不同的是，它采用內(nèi)交互式星狀衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)可以提供雙向的衛(wèi)星傳輸，在用戶終端處采用接收卡和發(fā)射卡。通信頻段使用Ku波段，支持TCP/IP協(xié)議，主站出境信息速率2 Mbps～ 40 Mbps。



摘自《網(wǎng)絡(luò)世界》