第6章VSAT卫星通信网课件.ppt

VSAT是80年代中期美国开发的一种卫星通信设备，它建造成本很低,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。 VSAT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上的小站面形成广域上的卫星通信网。 如今，VSAT已广泛应用于石油技术服务、军事、金融、水利、气象、航空、新闻、人防及沙漠边远地区的数据通信。 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： VSAT（非扩频）： 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。 VSAT（扩频）： 工作在C波段，采用直接序列扩频技术，例如美国赤道公司的C-100和C-200 。 USAT（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（便携式终端），又称为移动式VSAT或MSAT，它还采用了混合调制技术。 TVSAT： 主要用于广播文娱活动和商业电视（BTV）节目，也可以提供图像和高速数据业务。 1、主站 是VSAT网的核心，使用大型天线，Ku波段为3.5～8m，C波段为7～13m。 主站由高功率放大器、低噪声放大器、上/下变频器、调制解调器以及数据接口设备等组成。 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。 主站发射功率一般为数十瓦到数百瓦。 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）。 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。 1、外向传输：（主站到小站方向） 通常采用时分复用或统计时分复用方式。 首先由主计算机将发送的数据进行分组并构成TDM帧，以广播方式向网内所有小站发送，而网内某小站收到TDM帧后，根据地址码从中选出发给该小站的数据。根据一定的寻址方案，一个报文可以只发给一个指定的小站，也可以发给一群指定的小站或所有小站。 如图6-8所示，TDMA数据分组包括前同步码、数据字符组、后同步码和保护时间。 前同步码由比特定时、载波恢复、前向纠错以及其它开销组成。 数据字符组包括起始标志、地址码、控制码、用户数据、循环冗余校验位和终止标志。其中控制码主要用于小站发送申请信息。 对于内向链路：来自各VSAT小站的数据分组到了主站，也应采用分组格式和分组交换。 通过主站交换设备汇集来自各VSAT小站的数据分组，以及从主计算机和地面网来的数据分组，同时又按照数据分组的目的地址，转发给外向链路、主计算机和地面网。采用分组交换不但提高了卫星信道利用率，还减轻了用户设备的负担。 对于要求实时性很强的话音业务，包括声码话：因为分组交换的延迟太大，应该采用线路交换。 综上所述，VSAT网与一般卫星网不同，它是一个典型的不对称网络： 链路两端设备不相同； 内向和外向业务量不对称； 内向和外向信号强度不对称； 主站发射功率大得多，以适应VSAT小天站的要求，而VSAT小站发射功率小，主要利用主站高的接收增益来接收VSAT小站的低电平信号。 所以对于综合业务的VSAT网（要求同时传输数据和话音），网内主站应对这两种业务分别设置交换设备并提供各自的接口。在主站，这两种交换机之间也可能是有信息交换的。 VSAT网主站的交换设备如图6-9所示。 线路交换机设有主站用户声码话接口，并输入内向链路的声码话数据和输出外向链路的同步时分复用（STDM）声码话数据。分组交换机则设有异步时分复用（ATM）数据。 VSAT数据通信网的多址协议 一、卫星数据通信网的特点与多址协议的确定： 对于话音和大量成批数据传输，可以采用FDMA和TDMA多址方案，但是对于交互式或询问应答型数据传输业务，则应根据它们的特点选择卫星通信网的多址协议。这些特点是： 1、随机地并且是断续地使用卫星信道，数据通信的峰值和平均传输速率的比值很大； 2、卫星数据通信网要容纳从低速到高速多种速率的业务； 3、应可以进行分组数据传输； 4、利用卫星信道的广播性质，进行数据传输的通信网，一般都拥有大量的小型地球站。 用于数据传输的卫星通信网，如果仍然采用预分配的FDMA和TDMA多址方式，会使得信道利用率太低，是不适宜的，即使采用按需分配的方式，如果发送数据的时间远小于申请分配信道的时间，信道利用率也不会有较大提高。确定一种有效的多址协议时应考虑的主要原则是： ①要有较高的卫星信道共享效率，即呑吐量要高； ②有较短的延迟，其中包括平均延迟和峰值延迟； ③在信道出现拥塞的情况下，具有稳定性； ④应有能承受信道误码和设