VSAT卫星通信系统简介.ppt

第4章 卫星通信系统 第4章 卫星通信系统 * * VSAT卫星通信网的基本概念及其特点 VSAT是英文“Very Small Aperture Terminal” 甚小口径终端 的缩写，简称小站。它是国外20世纪80年代发展起来的一个卫星通信新领域。所谓VSAT，是指一类具有甚小口径天线的智能化小型或微型地球站。这类小站可以很方便地安装在用户处。 通常，大量这类小站与一个大站协同工作，构成一个卫星通信网， 能够支持范围广泛的单向或双向数据、话音、图像及其它综合电信及信息业务。它的出现， 是一系列先进技术综合运用的结果。 发展背景 VSAT于20世纪80年代最先在美国兴起，发展速度很快，是30多年来卫星通信技术的转折性发展。利用这种系统进行通信具有灵活性强，可靠性高，成本低，使用方便以及小站可直接装在用户端等特点。借助VSAT用户数据终端可直接利用卫星信道与远端的计算机进行联网，完成数据传递、文件交换或远程处理，从而摆脱了本地区的地面中继线问题，这在地面网络不发达、通信线路质量不好或难于传输高速数据的边远地区，使用VSAT作为数据传输手段是一种很好的选择。它将是未来电信系统的重要组成部分，依赖地面超大容量光纤网，以及空间宽带卫星网，使用户设备方便地直接接入全国或全球宽带网络。 其主要特点有：  1 设备简单，体积小，重量轻，耗电省，造价低，安装、维护和操作简便。 2 组网灵活，容易扩充用，而且维修方便。 3 通信效率高，性能质量好，可靠性高，通信容量可以自适应，适于多种数据率和多种业务类型，即能够传输综合业务，便于向ISDN过渡。  4 可建立直接面对用户的直达电路，它可以与用户终端直接接口，避免了一般卫星通信系统信息落地后还需要地面线路引接的问题。 5 集成化程度高， 智能化 包括操作智能化、 接口智能化、 支持业务智能化、信道管理智能化等 功能强， 可无人操作。 6 建设周期短,不受地形和气候环境的影响，它比传统的地面通信手段简单得多，不需要架设电缆、光缆。 7 独立性强，互操作性好，可使采用不同标准的用户跨越不同地面网而在同一个VSAT网内进行通信。  VSAT数据通信网 VSAT数据网的组成及工作原理 1. VSAT网的组成 VSAT网是由主站 HUB 、卫星和许多远端小站 VSAT 三部分组成的，通常采用星形网络结构。 VSAT网构成示意图 1 主站 中心站 。主站又称中心站 中央站 或枢纽站 HUB ，它是VSAT网的心脏。它与普通地球站一样，使用大型天线，其天线直径一般为3.5-8 m Ku波段 或7-13m C波段 ，并配有高功率放大器 HPA 、低噪声放大器 LNA 、上/下变频器、调制解调器及数据接口设备等。主站通常与主计算机放在一起或通过其它 地面或卫星 线路与主计算机连接。 主站高功率放大器的功率要求与许多因素有关，例如，通信体制、工作频段、数据速率、发射载波数目、卫星特性以及远端接收站的大小及位置等。其额定功率一般为数百瓦 最小1 W，最大达数千瓦 。当额定功率为1-10 W时，一般采用固态砷化镓场效应管 GaAsFET 放大器；当额定功率为10-250 W时，一般采用行波管放大器 TWTA ；而当它为500-2000 W时，一般采用速调管放大器。例如，采用6-0个发射载波的C波段11m 地球站，HPA的功率约为300 W。 2 小站 VSAT 。VSAT小站由小口径天线、室外单元和室内单元组成。 VSAT天线有正馈和偏馈两种形式，正馈天线尺寸较大，而偏馈天线尺寸小、 性能好 增益高、旁瓣小 ，且结构上不易积冰雪，因此常被采用。室外单元主要包括GaAsFET固态功放、低噪声场效应管放大器、上/下变频器和相应的监测电路等。整个单元可以装在一个小金属盒子内直接挂在天线反射器背面。室内单元主要包括调制解调器、编译码器和数据接口设备等。室内外两单元之间以同轴电缆连接，传送中频信号和供电电源，整套设备结构紧凑、造价低廉、全固态化、安装方便、环境要求低，可直接与其数据终端 微计算机、数据通信设备、传真机、电传机等 相连，不需要地面中继线路。 3 空间段。VSAT网的空间部分是C频段或Ku频段同步卫星转发器。C频段电波的优点是传播条件好、降雨影响小、可靠性高、小站设备简单、可利用地面微波成熟技术、开发容易、系统费用低。但由于有与地面微波线路相互干扰的问题，功率通量密度不能太大，限制了天线尺寸进一步小型化，而且在干扰密度强的大城市选址困难。C波段通常采用扩频技术降低功率谱密度，以减小天线尺寸。但采用扩频技术限制了数据传输速率的提高。 通常，Ku频段与C频段相比具有以下优点： ① 不存在与地面微波线路相互干扰的问题，架设时不必考虑地面微波线路而可随地安装。 