第6章 VSAT卫星通信网.ppt

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1、 VSAT:Very Small Aperture Terminal VSAT:Very Small Aperture Terminal 是是甚小口径终端甚小口径终端。甚小口径甚小口径:它的地面接收天线口径很小（一般在它的地面接收天线口径很小（一般在3 3米以米以内）内）;终端终端:它本身是一个具有多功能的卫星地面站。它本身是一个具有多功能的卫星地面站。nVSAT是是80年代中期美国开发的一种卫星通年代中期美国开发的一种卫星通信设备，它建造成本很低信设备，它建造成本很低,容易在作业现场或容易在作业现场或其用地面线路难以到达的场合进行安装。其用地面线路难以到达的场合进行安装。nVSAT小站一般是

2、与中心站用网络的形式协同小站一般是与中心站用网络的形式协同工作的，通常一个中心站可以控制许多地面工作的，通常一个中心站可以控制许多地面上的小站面形成广域上的卫星通信网。上的小站面形成广域上的卫星通信网。n如今，如今，VSAT已广泛应用于石油技术服务、军已广泛应用于石油技术服务、军事、金融、水利、气象、航空、新闻、人防事、金融、水利、气象、航空、新闻、人防及沙漠边远地区的数据通信。及沙漠边远地区的数据通信。VSAT网的构成形式网的构成形式VSATVSAT的优点的优点建造成本低，覆盖范围广建造成本低，覆盖范围广 安装方便，可在楼顶，水泥座上安装安装方便，可在楼顶，水泥座上安装 集成性好，可将语音数

3、据集成在一起使用集成性好，可将语音数据集成在一起使用 相对独立，容易组成点对点的网络而不受公网的制约相对独立，容易组成点对点的网络而不受公网的制约 通信质量好，抗干扰能力强通信质量好，抗干扰能力强 组网方便，可以是星、网或星网结合组网方便，可以是星、网或星网结合 数据安全性好数据安全性好 3 3、VSATVSAT业务分类业务分类TES-TES-以话音为主（以话音为主（Telephony Earth StationTelephony Earth Station）PES-PES-以数据为主（以数据为主（Personal Earth StationPersonal Earth Station）ISB

4、N-ISBN-以综合业务为主以综合业务为主 VSATVSAT组网方式组网方式1 1、星状结构、星状结构 小站小站1 1卫星卫星主站主站卫星卫星小站小站2 2 小站小站2 2卫星卫星主站主站卫星卫星小站小站1 1 星状结构的小站间是通过主站进行的，因此，星状结构的小站间是通过主站进行的，因此，对主站的依赖性很强。另外，由于信号是两次上星下对主站的依赖性很强。另外，由于信号是两次上星下星，因此时延比较大，不适合于话音传输。当用于话星，因此时延比较大，不适合于话音传输。当用于话音时，小站音时，小站1 1讲话时，小站讲话时，小站2 2经过一定的延时才能听到，经过一定的延时才能听到，当听到后要等小站当听

5、到后要等小站1 1讲完再回话，否则两端谁也没听讲完再回话，否则两端谁也没听清。有点半双工电台的感觉。这种结构比较适合于数清。有点半双工电台的感觉。这种结构比较适合于数据传输。据传输。2 2、网状结构、网状结构 小站小站1 1卫星卫星小站小站2 2 小站小站2 2卫星卫星小站小站1 1 网状结构可以直接经过卫星进行小站网状结构可以直接经过卫星进行小站1 1与小站与小站2 2间的通信，它的时延比较小，经较适合话音信号的传间的通信，它的时延比较小，经较适合话音信号的传输。输。3 3、星网结合、星网结合 VSATVSAT可以支持综合业务，可以在小时延的情形下可以支持综合业务，可以在小时延的情形下用网状

6、，长时延用星状。用网状，长时延用星状。VSATVSAT小站的工作方式小站的工作方式1 1、VSATVSAT接收站接收站只负责接收数据，如接收电视节目只负责接收数据，如接收电视节目 2 2、VSATVSAT收发站收发站如如TESTES或或PESPES地面小站与互联网的接入地面小站与互联网的接入 VSATVSAT的工作频段的工作频段UHFUHF：0.3GHz-1.12GHz 0.3GHz-1.12GHz L L：1.12GHz-2.6GHz 1.12GHz-2.6GHz S S：2.6GHz-3.95GHz 2.6GHz-3.95GHz C C：3.95GHz-8.2GHz 3.95GHz-8.2

7、GHz X X：8.2GHz-12.4GHz 8.2GHz-12.4GHz KuKu：12.4GHz12.4GHz18GHz 18GHz K K：18GHz-26.5GHz 18GHz-26.5GHz KaKa：26.5GHz26.5GHz40GHz 40GHz 毫米波：毫米波：40GHz 40GHz 300GHz 300GHz 大多数大多数VSATVSAT都工作在都工作在C C波段及波段及KuKu波段波段，C C波段是早波段是早期使用的卫星波段，由于地面微波大多使用期使用的卫星波段，由于地面微波大多使用4G-6G4G-6G的的频段，正好落在频段，正好落在C C波段之内，因此地面微波与波段之内

8、，因此地面微波与C C波段卫波段卫星间的干扰比较大。这就要求星间的干扰比较大。这就要求C C波段的波段的VSATVSAT一定要远一定要远离市区。现行国际卫星通信中的商用卫星大多数都使离市区。现行国际卫星通信中的商用卫星大多数都使用用 6/4GHZ 6/4GHZ 频段，即上行线路频段，即上行线路5.925-6.425GHZ5.925-6.425GHZ，下行，下行线路线路 3.7-4.2GHZ3.7-4.2GHZ。随着。随着C C波段的不断拥挤，开发了波段的不断拥挤，开发了Ku Ku 波段。波段。KuKu波段与波段与 C C 波段相比具有如下特点：波段相比具有如下特点：1 1、受地面微波干扰的可能

9、性较小，、受地面微波干扰的可能性较小，VSATVSAT可在市区使用。可在市区使用。2 2、在地面站和卫星天线尺寸不变的前提下，、在地面站和卫星天线尺寸不变的前提下，Ku Ku 波段的波段的波束宽度是波束宽度是 C C 波段波束的一半波段波束的一半,这就意味着赤道上排列这就意味着赤道上排列卫星的密度可增大一倍。卫星的密度可增大一倍。3 3、在卫星天线尺寸相同的情况下，、在卫星天线尺寸相同的情况下，Ku Ku 波段天线的接收波段天线的接收增益是增益是 C C 波段的波段的 5.33 5.33 倍，发射增益是倍，发射增益是 9.15 9.15 倍，可用倍，可用于改善传输过程中的吸收损耗和采用小口径天

10、线出现的于改善传输过程中的吸收损耗和采用小口径天线出现的性能下降等因素。性能下降等因素。4 4、Ku Ku 波段的雨衰现象比波段的雨衰现象比 C C 波段严重，其特点是在暴雨、波段严重，其特点是在暴雨、密集云雾情况下，电磁波在穿透约密集云雾情况下，电磁波在穿透约 16km 16km 左右大气层时，左右大气层时，会产生较大的吸收损耗。实际应用中一般采取加大卫星会产生较大的吸收损耗。实际应用中一般采取加大卫星天线系统的系统余量来解决。天线系统的系统余量来解决。VSAT网络按照业务类型可分为网络按照业务类型可分为小型数据地球站小型数据地球站小型通信站小型通信站小型电视单收站小型电视单收站例如美国休斯

11、公司的例如美国休斯公司的PES系统以数据为主，兼传系统以数据为主，兼传16kbps的声码话；的声码话；TES系统则以系统则以32kbps/ADPCM话音为主，兼传话音为主，兼传数据和图像。数据和图像。根据调制方式、传输特性、天线口径以及应用等综根据调制方式、传输特性、天线口径以及应用等综合特点又可分为如下类型：合特点又可分为如下类型：nVSAT（非扩频）（非扩频）：它的特点是高速、双向交互传输，采用非扩频的它的特点是高速、双向交互传输，采用非扩频的PSK调制和自适应带宽控制等。调制和自适应带宽控制等。nVSAT（扩频）（扩频）：工作在工作在C波段，采用直接序列扩频技术，例如美国波段，采用直接序

12、列扩频技术，例如美国赤道公司的赤道公司的C-100和和C-200。nUSAT（特小口径终端，天线口径为（特小口径终端，天线口径为0.250.3m）：是目前用于双向数据通信最小的地球站（便携式终是目前用于双向数据通信最小的地球站（便携式终端），又称为移动式端），又称为移动式VSAT或或MSAT，它还采用了，它还采用了混合调制技术。混合调制技术。TSAT（T1载波小口径终端）载波小口径终端）：1.一次群速率一次群速率1.544M或或2.048Mbps，不需要主站，不需要主站，可以构成价格低廉的综合业务网（网形网络）；可以构成价格低廉的综合业务网（网形网络）；2.工作频段为工作频段为C或或Ku波段。

13、波段。3.TSAT网的灵活性优于地面的网的灵活性优于地面的T1网络，且网络监视与网络，且网络监视与控制能力很强，调制解调器采用了包括软判决等新技控制能力很强，调制解调器采用了包括软判决等新技术。最多可容纳术。最多可容纳16个载波，每个载波有个载波，每个载波有8个双向通路。个双向通路。4.多址方式为多址方式为TDMA，信道分配采用，信道分配采用DAMA方式。方式。5.还有一些公司推出的还有一些公司推出的TSAT，采用，采用FDMA方式，提供方式，提供星形网络结构的点对点的星形网络结构的点对点的T1链路。链路。nTVSAT：主要用于广播文娱活动和商业电视（主要用于广播文娱活动和商业电视（BTV）节

14、目，也可以提供图像和高速数据业务。节目，也可以提供图像和高速数据业务。VSAT卫星通信网的组成及其工作原理卫星通信网的组成及其工作原理一、一、VSAT网的组成网的组成 典型的典型的VSAT网由网由 主站（中心站）、卫星转发器、许多远端主站（中心站）、卫星转发器、许多远端VSAT小站小站组成。组成。以下主要介绍星形网络结构的系统。以下主要介绍星形网络结构的系统。1、主站、主站n是是VSAT网的核心，使用大型天线，网的核心，使用大型天线，Ku波段为波段为3.58m，C波段为波段为713m。n主站由高功率放大器、低噪声放大器、上主站由高功率放大器、低噪声放大器、上/下下变频器、调制解调器以及数据接口

15、设备等组成。变频器、调制解调器以及数据接口设备等组成。n主站通常与主计算机配置在一起，也可以通过主站通常与主计算机配置在一起，也可以通过地面线路与主计算机连接。地面线路与主计算机连接。n主站发射功率一般为数十瓦到数百瓦。主站发射功率一般为数十瓦到数百瓦。n为了对全网进行监测、控制、管理与维护，在为了对全网进行监测、控制、管理与维护，在主站还设网络监控与管理中心，对全网运行状主站还设网络监控与管理中心，对全网运行状态进行监控管理，（如监测各站工作状态、信态进行监控管理，（如监测各站工作状态、信道质量、信道分配、统计记费等）。道质量、信道分配、统计记费等）。n一般采用模块结构，设备间以高速局域网方

16、式一般采用模块结构，设备间以高速局域网方式连接。主站一般配有备用设备。连接。主站一般配有备用设备。2 2、小站、小站 小站由小站由小口径天线、室外单元、室内单元小口径天线、室外单元、室内单元组成。组成。室外单元和室内单元通过中频同轴电缆室外单元和室内单元通过中频同轴电缆IFLIFL连接。连接。可以采用常用的正馈天线，也可以采用增益高、旁瓣可以采用常用的正馈天线，也可以采用增益高、旁瓣小的偏馈天线（天线尺寸可以更小）。小的偏馈天线（天线尺寸可以更小）。室外单元包括室外单元包括GaAsFETGaAsFET（固态砷化镓场效应晶体管）（固态砷化镓场效应晶体管）固态功率放大器、低噪声固态功率放大器、低噪声FETFET放大器、上放大器、上/下变频器及下变频器及监测电路等，并把它们组装在一起作为一个部件，配监测电路等，并把它们组装在一起作为一个部件，配置在天线馈源附近。置在天线馈源附近。室内单元包括调制室内单元包括调制/解调器、编解调器、编/译码器和为用户提供译码器和为用户提供的数据接口等。的数据接口等。3 3、卫星转发器卫星转发器 二、二、VSAT网的工作原理网的工作原理 在星形网络结构的在星形网