甚小口徑終端(VSAT,Very Small Aperture Terminal)是甚小口徑天線衛(wèi)星地球站通信系統(tǒng)的簡稱,突出指出的是該衛(wèi)星通信系統(tǒng)地球站使用的天線口徑相對很小(尤其是端站天線直徑通常在幾米之間,G/T值低于19.7dB/K)。VSAT主要工作在Ku波段(11~14GHz)或C波段(4~6GHz)的一種軟件控制的智能化的小型地球站系統(tǒng)。
一、VSAT系統(tǒng)的特點
VSAT系統(tǒng)天線尺寸較小、設備緊湊、全固態(tài)化、功耗小、價格低廉,是由多個衛(wèi)星用戶端站(也稱小站)和一個主控站(也稱樞紐站或中心站)通過通信衛(wèi)星(或其轉發(fā)器)組成星狀或網(wǎng)狀的通信網(wǎng),通常支持2Mb/s以下低速數(shù)據(jù)的單向或雙向通信。國內(nèi)VSAT通信是指利用通信衛(wèi)星轉發(fā)器,通過VSAT通信系統(tǒng)主站的控制,按需向國內(nèi)VSAT終端用戶(端站)提供相互間的各種通信信道,實現(xiàn)VSAT終端用戶之間的數(shù)據(jù)、話音、傳真、廣播、圖像、電視等通信。下表1根據(jù)VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特征列出了其具有的突出特點。
表 1:VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)所具有的突出特點
二、系統(tǒng)構成
1、通信系統(tǒng)組成
甚小口徑天線衛(wèi)星地球站通信系統(tǒng)(VSAT)的構成如下圖2-1所示,它是由主站、衛(wèi)星轉發(fā)器和端站所組成。主站也稱中心站或主控站,提供當?shù)氐臉I(yè)務接口和與衛(wèi)星的連接,并對系統(tǒng)的控制與管理(包括檢測、控制、衛(wèi)星信道的分配、通信鏈路的建立等)。VSAT系統(tǒng)往往僅提供稀路由業(yè)務的傳輸,所以通常是使用地球同步衛(wèi)星軌道(GSO)衛(wèi)星中的一個轉發(fā)器作為空中中繼節(jié)點。端站作為用戶端節(jié)點,為用戶提供業(yè)務接口并于衛(wèi)星相連接。
圖 2-1:VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成圖
2、主站設備的組成
由圖2-1可知,主站(地球站)由于其發(fā)射功率相對較大、功能較多,其設備相對龐大些,類似于固定業(yè)務的衛(wèi)星地球站。它是由基帶處理系統(tǒng)、調制系統(tǒng)(調制器、解調器等)、收發(fā)信系統(tǒng)(上/下變頻器、高功放/低噪放等)、天饋系統(tǒng)(饋線/天線、跟蹤設備等)、管理系統(tǒng)設備及電源系統(tǒng)設備等所組成。
3、端站設備的組成
VSAT端站(地球站)設備通常主要包括三部分:室外單元(ODU)、室內(nèi)單元(IDU)和天線等設備。ODU通過中頻連接電纜連接到IDU。室外單元由饋源、接收設備(低噪聲放大器和下變頻器)、發(fā)送設備(高功放和上變頻器)組成。IDU包括基帶接收設備(中頻下變頻器和解調器)、基帶發(fā)射設備(中頻上變頻器和調制器)、用戶終端或電話的接口設備和對輸入輸出信號進行監(jiān)控的處理器等。早期端站的天線一般為1米(用于帶主站的星狀網(wǎng))或2米(用于不帶主站的網(wǎng)狀網(wǎng)),采用固態(tài)功放SSPA。
欲詳細了解VSAT系統(tǒng)設備配置要求的請進入。
三、VSAT系統(tǒng)的組織
1、組網(wǎng)的拓撲結構
按VSAT系統(tǒng)組網(wǎng)的拓撲結構,可組成星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)和混合網(wǎng)。星狀網(wǎng)的示意如下圖3-1所示,它即以主站為中心,可與多個端站通信,主站與端站之間由直達的信道,端站之間的通信必須經(jīng)主站處理、轉發(fā)。所有VAST站由主站所配的管理系統(tǒng)進行監(jiān)控管理。網(wǎng)狀網(wǎng)即任意兩個端站之間均可經(jīng)衛(wèi)星一跳直接建立通信。混合網(wǎng)即星狀網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)的混合。VSAT系統(tǒng)的組網(wǎng)拓撲結構應根據(jù)用戶的業(yè)務類型、業(yè)務量、通信質量、相應時間等要求進行選擇。當業(yè)務以傳輸數(shù)據(jù)為主時,宜采用星狀網(wǎng)的拓撲結構;當業(yè)務以傳輸話音為主時,在經(jīng)濟條件允許時,宜采用網(wǎng)狀網(wǎng)的拓撲結構;當業(yè)務遠期需建網(wǎng)狀網(wǎng)時,在初期建網(wǎng)時應統(tǒng)一考慮。
圖 3-1:VSAT系統(tǒng)的星狀組網(wǎng)結構示意圖
2、組網(wǎng)的多址方式
VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)通過衛(wèi)星共用信道建立通信鏈路,采用多址規(guī)約。多址方式是指在衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)的多個地球站,通過同一顆衛(wèi)星的中繼,建立兩址和多址之間的通信。其多址方式主要有頻分多址(TDMA)、時分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)和空分多址(SDMA)四種方式(SDMA目前已很少使用了)。對于星狀網(wǎng),從主站到端站的外向信道,一般采用廣播時分復用技術(TDM),各端站接收到由主站發(fā)送來的相同數(shù)據(jù)流,各端站根據(jù)地址碼選取發(fā)給本站的數(shù)據(jù)。
欲詳細了解VSAT系統(tǒng)多址方式要求的請進入。
3、組網(wǎng)的信道分配
VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的信道分配方式可分為固定分配方式、動態(tài)分配方式和按需分配方式。固定分配方式是按事先規(guī)定半永久性地分配給每個地球站固定數(shù)目的信道。按需分配方式是指衛(wèi)星信道不是或不完全是固定分配給各站專用,而是根據(jù)地球站的申請臨時分配使用,使用完畢后回歸信道庫。動態(tài)分配方式是指根據(jù)需要實時地分配給網(wǎng)中各站。VSAT系統(tǒng)的信道分配方式的選擇考慮的因素詳見下表3-3。
表 3-3:VSAT系統(tǒng)的信道分配方式的選擇考慮的因素
欲詳細了解VSAT系統(tǒng)信道分配方式要求的請進入。
4、組網(wǎng)的編號要求
為了使VSAT系統(tǒng)各站、各用戶、各種業(yè)務間實現(xiàn)互相通信,需要對VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)實施編號。VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)應以數(shù)據(jù)、話音端口為編號單元;應根據(jù)VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡結構的特點進行編號。
欲詳細了解VSAT系統(tǒng)編號方式要求的請進入。
5、組網(wǎng)的接口配置
VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的接口應具有支持多種網(wǎng)絡接口和通信協(xié)議的能力,并能根據(jù)用戶的具體要求進行協(xié)議轉換。系統(tǒng)可支持與固網(wǎng)的連接接入、與移動網(wǎng)的連接接入、與數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接接入、與互聯(lián)網(wǎng)的連接接入、與廣播電視網(wǎng)的連接接入、與用戶的連接、中頻的連接接入等,以提供話音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻、互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務通信。早期的VSAT系統(tǒng)主要支持2Mb/s以下低速數(shù)據(jù)的單向或雙向通信,隨著VSAT系統(tǒng)衛(wèi)星技術的進步,新的VSAT系統(tǒng)可以配置STM-1接口,以支持較高速率的傳輸。
欲詳細了解VSAT系統(tǒng)接口配置要求的請進入。
四、VSAT系統(tǒng)的傳輸性能要求
同理,VSAT系統(tǒng)的傳輸性能應包括誤碼性能和可用性性能,由于其傳輸路徑包括有空間鏈路(起碼有一跳),VSAT系統(tǒng)的誤碼性能和可用性性能必須符合其規(guī)定要求。另外,VSAT系統(tǒng)的干擾容限指標對業(yè)務的傳輸影響也至關重要,首先是對于處于相同工作頻段的地面無線接力系統(tǒng)(地面微波通信系統(tǒng))的干擾容限;還有對于處于相同工作頻段的固定業(yè)務衛(wèi)星系統(tǒng)的偏軸等效全向輻射功率(EIRP)密度的限制。
欲詳細了解VSAT系統(tǒng)傳輸性能要求的請進入。
五、VSAT系統(tǒng)的工程建設要求
我國通信行業(yè)工程建設標準YD/T 5028《國內(nèi)衛(wèi)星通信小型地球站(VSAT)通信系統(tǒng)工程設計規(guī)范》,對VSAT系統(tǒng)的工程建設提出了相關規(guī)劃設計要求,適用于C波段和Ku波段的數(shù)據(jù)、圖像和話音等業(yè)務傳輸?shù)?/span>VSAT系統(tǒng)的設計。
欲詳細了解YD/T 5028工程建設標準情況的請進入。
1、站址的選擇
VSAT系統(tǒng)的站址選擇應分別包括主站和端站的站址選擇;而端站又分為固定端站和移動端站;對于移動端站又包括了動中通、靜中通、船載站、機載站、便攜站等。因此,VSAT系統(tǒng)的站址選擇,應根據(jù)VSAT網(wǎng)的規(guī)劃、通信技術、業(yè)務接入節(jié)點要求,結合水文、地質、地震、交通、城市規(guī)劃、投資、維護管理等因素綜合比較選定。特別是要注意同頻通信系統(tǒng)間的干擾協(xié)調和電磁環(huán)境的保護。
欲詳細了解VSAT系統(tǒng)站址選擇要求的請進入。
2、設備的安裝
VSAT系統(tǒng)的設備安裝應包括室內(nèi)設備的安裝和室外設備的安裝,主站安裝的設備相對較多、天線直徑相對較大(還可能包括追蹤系統(tǒng))。VSAT系統(tǒng)的設備安裝還包括了電源系統(tǒng)的設備,還應注意其防雷接地系統(tǒng)的建設。因此,設備的安裝應嚴格按照工程設計圖紙要求進行。
欲詳細了解VSAT系統(tǒng)設備安裝要求的請進入。
VSAT系統(tǒng)的主要應用于金融、期貨即時交易、行情信息傳輸;交通、能源管理系統(tǒng);遠程醫(yī)療及會議電視;氣象/地震的數(shù)據(jù)采集預報;信用卡驗證、旅館預定、訂票及零售點業(yè)務;臨時應急通信;跨地域專網(wǎng)和專線;衛(wèi)星尋呼聯(lián)網(wǎng)等。目前VSAT已廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè),建筑業(yè)、運輸業(yè)、金融業(yè)、油田、外貿(mào)等垂直行業(yè),并被有效地用于解決邊遠地區(qū)的通信。
欲進一步了解衛(wèi)星通信電波傳輸特點介紹的請進入。