卫星通信网络设计与链路计算常江课件.ppt

卫星通信网络设计与链路计算 常 江 南京通信工程学院 内容概要 1 卫星网络设计 1.1 卫星通信网络基本拓扑结构 1.2 卫星通信网设计流程 1.2.1 需求分析与业务量预计 1.2.2 网络结构选择与容量计算 1.2.3 设备及卫星资源选择考虑 1.3 卫星通信网工程设计 1.3.1 规划网络框架 1.3.2 根据网络结构、容量及用户使用要求选择多址方式和载波速率 1.3.3 与公用网及专用网接口设计 内容概要 2 链路计算 2.1 卫星链路计算中的基本参数与干扰 2.1.1 链路计算中的基本参数 2.1.2 链路中的噪声与损耗 2.2 卫星链路计算的任务与方法 2.3 链路计算举例 1 卫星网络设计 1.1 卫星通信网络基本拓扑结构 1.1.1 星状网 远端站仅与中央站间存在物理信道； 远端站间不能通过卫星直接通信，远端站间信息的传输需中央站转接； 中央站价格昂贵、功能复杂、天线口径大；远端站简单、廉价，天线口径较小。 星状网的优点 远端站更小，更便宜，易于安装 网络投资集中于中央站，后期的网络扩容投资相对较小 星状网的缺点 中央站价格昂贵 中央站是全网信息交换中心，若发生故障，则全网无法工作，因此其健壮性(Robustness)不如网状网 远端站间通信需要双跳，时延长，且两次占用卫星信道，降低了信道利用率 什么样的业务适合星状网 业务主要存在于中央站——远端站方向，远端站间业务量较小 典型系统：Gilat Skybridge DVB-RCS, ViaSat LinkStar 1.1.2 网状网 远端站间可建立直接的物理信道； 由于远端站要与远端站直接通信，因此其天线口径较星状网远端站大； 中央站不进行远端站信息的交换，功能相对星状网简单； 网状网优点 中央站价格较低或无专门中央站 远端站端对端信号传输只需单跳 远端站间的信息不需在中央站交换，系统健壮性较好 网内存在大量远端站间信息时，信道利用率较星状网高 网状网缺点 远端站设备较复杂，价格相对星状网较高，天线口径较大 什么样的业务适合网状网 电话、多媒体或点对点数据 典型系统：ViaSat LinkWay (DAMA TDMA),ViaSat SkyLinx (DAMA SCPC) 1.1.3 混合网 业务信道的组织按星状网或网状网实现 不同业务信道按不同方式组织 1.2 卫星通信网设计流程 卫星通信网总体技术方案应包括的技术资料 信息产业部《建设卫星通信网和设置使用地球站的管理规定》的要求 包括 网络的一般特性 工作频段及卫星空间电台特性 载波参数 地球站特性 传输链路计算 1.2.1 用户需求分析 依据用户总的业务特点，确定卫星网络的拓扑结构 依据选定的网络结构，考查各厂家的设备，确定具体设备 根据选定设备的特点，设计实现用户要求的各种业务的方案 例1 业务种类：话音为主，兼传低速数据 要求：通话阻塞率低；系统可扩容；存在许多特殊业务需求，如会议电话、双向远程电教、文件传真、电传、电报、数据广播等 业务特点：中央节点与子节点业务量大，各子节点间存在一定的业务量，但业务量不大。承载低速数据业务,主要为文件传输。 例1分析 话音业务最适合的网络形式是网状网，考虑到数据业务均为批量业务，可用电路交换方式处理。所以选定网状网络为基本结构。 由于中央站至小站的数据、话音业务量较多，因此中央站应具有较高的业务处理能力。 数据传输方式：由于其业务量较小，因此而在网络成本上作较大提高并不值得，所以考虑的重点在于“实现”，而不在于“高效”。可以专用DCU方式或话带数据方式（拨号数据方式）实现。 例2 业务类型：Internet接入、多媒体流广（点）播、远程教育 要求：中央节点完成全网的对外接口及信息源的组织，远端站包括单收站及双向站 业务特点：宽带、高可靠性，降低用户设备成本，易于扩容 例2分析 该系统主要业务集中于中央节点与分支节点间，带宽要求较高 外向（中央至分支）业务量远大于入向（分支至中央） 现有的标准化设备的引入将大大降低设备成本 数据源的组织与采集可能需要部分分支节点具有较高的入向信息速率 综上，采用基于DVB-S作为外向信号传输方式较为合适，入向可根据用户需要及可承受的成本采用地面回传或卫星回传（DVB-RCS）方式，部分小站入向速率应答到2Mbps。在系统的中央站，应配置大容量的信息交换、处理设备。 用户所需各种数字业务对信道质量的要求——BER 话音：一般要求延时应不大于静止卫星单跳时延(270ms)，信道误码率约为10-3时可正常通信(与语音编码方式有关) 误码后果——噪声或语音失真 视频：MPEG-2视频在BER10-6时出现可感觉的质量下降，BER10-8时可达理想效果 误码效果——马赛克效果 数据：一般要求BER10-5