VSAT卫星通信网解析课件.ppt

1第第5章章VSAT卫星卫星通信网通信网第1页，共120页2第第5章章VSAT卫星通信网卫星通信网v5.1VSAT卫星通信网的基本概念及其特点卫星通信网的基本概念及其特点v5.2VSAT网的组成及网络结构网的组成及网络结构v5.3VSAT业务类型及应用业务类型及应用v5.4VSAT数据通信网数据通信网v5.5VSAT网网v5.6国内外国内外VSAT生产厂商及典型型号和性能生产厂商及典型型号和性能v5.7VSAT网的总体方案设计网的总体方案设计第2页，共120页35.1VSAT卫星通信网的基本概念及其特点卫星通信网的基本概念及其特点vVSAT=VerySmallApertureTerminal(甚甚小口径终端小口径终端)，天线口径通常为天线口径通常为0.3-2.4mv20世纪世纪80年代开始发展起来的，一般由大量年代开始发展起来的，一般由大量具有甚小口径天线的智能化小型或微型地球具有甚小口径天线的智能化小型或微型地球站与一个站与一个(或几个或几个)大站协同工作，构成一个大站协同工作，构成一个VSAT卫星通信网，能够支持范围广泛的数据、卫星通信网，能够支持范围广泛的数据、话音、图像及其他综合电信及信息业务。

话音、图像及其他综合电信及信息业务第3页，共120页4vVSATVSAT的特点的特点小口径天线，天线口径小口径天线，天线口径0.3-2.4m0.3-2.4m，设备简单，设备简单，体积小，重量轻，功耗小，造价低，安装、维体积小，重量轻，功耗小，造价低，安装、维护和操作简便护和操作简便组网灵活，易扩展和改进组网灵活，易扩展和改进多种业务可以在一个网内并存，适于多种数多种业务可以在一个网内并存，适于多种数据率和多种业务类型：数据、话音、图象等据率和多种业务类型：数据、话音、图象等可建立直接面对用户的直达电路可建立直接面对用户的直达电路集成化程度高，集成化程度高，VSATVSAT从外表看只有天线、室从外表看只有天线、室内单元内单元(IDU)(IDU)和室外单元和室外单元(ODU)(ODU)三部分三部分第4页，共120页5智能化功能强，可无人操作智能化功能强，可无人操作覆盖范围广，特别适合用户分散、业务量覆盖范围广，特别适合用户分散、业务量轻的边远地区和用户终端分布范围广的专轻的边远地区和用户终端分布范围广的专用通信网用通信网独立性好，一般用作专用网，用户享有对独立性好，一般用作专用网，用户享有对网络的控制权，而不用作公用网。

其网络网络的控制权，而不用作公用网其网络结构、技术性能、设备特性和网络管理都结构、技术性能、设备特性和网络管理都可以根据用户的要求进行设计和调整可以根据用户的要求进行设计和调整互操作性好，采用不同标准的用户可以跨互操作性好，采用不同标准的用户可以跨越不同的地面网而在同一个越不同的地面网而在同一个VSATVSAT网内进行网内进行通信通信第5页，共120页65.2VSAT网的组成及网络结构网的组成及网络结构5.2.1VSAT网的组成网的组成vVSAT卫星通信系统是由包括网控系统在内的卫星通信系统是由包括网控系统在内的主站、卫星转发器和若干主站、卫星转发器和若干VAST小站组成的小站组成的通常采用星形网络结构通常采用星形网络结构v(1)主站主站(中心站中心站)v主站也叫中心站主站也叫中心站(中央站中央站)或枢纽站或枢纽站(HUB)，是，是VSAT网的心脏它与普通地球站一样，使用网的心脏它与普通地球站一样，使用大型天线，天线直径一般约为大型天线，天线直径一般约为3.5m8m（Ku波段）或波段）或7m13m（C波段）第6页，共120页7第7页，共120页8v主站通常与主计算机放在一起或通过其它主站通常与主计算机放在一起或通过其它(地地面或卫星面或卫星)线路与主计算机连接，作为业务中线路与主计算机连接，作为业务中心。

心v同时在主站内还有一个网络控制中心，负责同时在主站内还有一个网络控制中心，负责对全网进行监测、管理、控制和维护对全网进行监测、管理、控制和维护v由于主站涉及整个由于主站涉及整个VSAT网的运行，其故障会网的运行，其故障会影响全网正常工作，故其设备皆有备份为影响全网正常工作，故其设备皆有备份为了便于重新组合，主站一般采用模块化结构，了便于重新组合，主站一般采用模块化结构，设备之间采用高速局域网的方式互连设备之间采用高速局域网的方式互连第8页，共120页9第9页，共120页10v(2)小站小站(VSAT)vVSAT小站由小口径天线、室外单元（小站由小口径天线、室外单元（ODU）和室内单元（和室内单元（IDU）组成vVSAT天线有正馈和偏馈两种形式，正馈天线尺寸天线有正馈和偏馈两种形式，正馈天线尺寸较大，而偏馈天线尺寸较小、性能好（增益高、旁较大，而偏馈天线尺寸较小、性能好（增益高、旁瓣小），且结构上不易积冰雪，因此常被采用瓣小），且结构上不易积冰雪，因此常被采用第10页，共120页11vVSAT小站的室外单元小站的室外单元(ODU)主要包括固态主要包括固态功率放大器、低噪声放大器、上功率放大器、低噪声放大器、上/下变频器及下变频器及其检测控制电路等模块的电子成套设备。

其检测控制电路等模块的电子成套设备v室外单元的组件紧密地集成在一起，其结构室外单元的组件紧密地集成在一起，其结构防水、易散热、便于安装，通常设置在天线防水、易散热、便于安装，通常设置在天线馈源附近馈源附近第11页，共120页12第12页，共120页13第13页，共120页14第14页，共120页15室外单元（室外单元（ODU）至至IDU第15页，共120页16室内单元（室内单元（IDU）来至来至ODU第16页，共120页17v室内单元室内单元(IDU)，分数据为主和话音为主的两，分数据为主和话音为主的两种类型，主要包括：种类型，主要包括：1、信源编码器、信源编码器波形编码器最常用波形编码器最常用32kbit/s的的ADPCM(自适应差分脉码调制自适应差分脉码调制)方式，这种编码方方式，这种编码方式在保证高质量的话音性能前提下，与普式在保证高质量的话音性能前提下，与普通通PCM编码方式相比，可使频带压缩一半，编码方式相比，可使频带压缩一半，如如NEC的的NEXTAR-VO系统参量编码器常用的有参量编码器常用的有CELP(码激励线性码激励线性预测预测)，速率，速率4.816kbit/s；RELP(残余激残余激励线性预测励线性预测)，速率，速率4.8kbit/s、9.6kbit/s、16kbit/s，如休斯公司的，如休斯公司的TES系统。

系统第17页，共120页182、回波抵消设备、回波抵消设备3、话音激活设备、话音激活设备4、调制解调器、调制解调器VSAT小站功率带宽受限，通常采用功率和小站功率带宽受限，通常采用功率和频带利用率较高的频带利用率较高的QPSK或或BPSK调制方式调制方式它们都是成熟、性能优良的实用技术它们都是成熟、性能优良的实用技术5、差错控制设备、差错控制设备主要采用前向纠错编码主要采用前向纠错编码(FEC)技术目前普遍采用目前普遍采用1/2码率，码率，K=7的卷积编码，的卷积编码，以及维特比算法译码，可使系统获得以及维特比算法译码，可使系统获得35dB的编码增益的编码增益第18页，共120页196、图像压缩编译码器、图像压缩编译码器会议电视系统，未压缩前的比特率为会议电视系统，未压缩前的比特率为36.5Mbit/s，压缩后，压缩后1.52Mbit/s；可视电；可视由话由5.2Mbit/s压缩到压缩到56kbit/s有关的压缩技术标准有有关的压缩技术标准有JPEG、H.261、MPEG等常用的图像压缩标准是常用的图像压缩标准是H.261，会议电视，会议电视系统压缩后的最低码率为系统压缩后的最低码率为384kb/s。

MPEG-2主要用于广播电视部门对音视频主要用于广播电视部门对音视频信号进行数字化处理，如数字视频广播、信号进行数字化处理，如数字视频广播、高清电视传输等高清电视传输等第19页，共120页207、接口设备、接口设备如数据端口、话音接口、如数据端口、话音接口、LAN接口、串接口、串行接口等行接口等8、监控器、监控器每个每个VSAT终端配置一个监控器，用以终端配置一个监控器，用以监视和控制设备的状态和信道，保持网监视和控制设备的状态和信道，保持网络管理系统和控制信道处于良好状态络管理系统和控制信道处于良好状态它可以监视室外单元、也可以监测小站它可以监视室外单元、也可以监测小站内的信道单元内的信道单元第20页，共120页21v室内外单元之间通常以同轴电缆连接室内外单元之间通常以同轴电缆连接v室内和室外单元通常采用固化部件，便于安室内和室外单元通常采用固化部件，便于安装与维护，整套设备结构紧凑、造价低廉、装与维护，整套设备结构紧凑、造价低廉、环境要求低，可直接与数据终端连接环境要求低，可直接与数据终端连接第21页，共120页22v(3)卫星转发器卫星转发器v卫星转发器又称为空间段，一般采用工作于卫星转发器又称为空间段，一般采用工作于C或或Ku波段的同步卫星透明转发器。

在第一波段的同步卫星透明转发器在第一代代VSAT网中主要采用网中主要采用C波段转发器，从第二波段转发器，从第二代代VSAT开始，以采用开始，以采用Ku波段为主具体采波段为主具体采用何种波段不仅取决于用何种波段不仅取决于VSAT设备本身，还取设备本身，还取决于是否有可用的星上资源决于是否有可用的星上资源v卫星转发器造价很高，空间部分设备的经济卫星转发器造价很高，空间部分设备的经济性是性是VSAT网必须考虑的一个重要问题，因此，网必须考虑的一个重要问题，因此，可以只租用转发器的一部份，地面终端网可可以只租用转发器的一部份，地面终端网可以根据所租用卫星转发器的能力来设计以根据所租用卫星转发器的能力来设计第22页，共120页23VSAT的工作频段的工作频段vC频段频段电波传播条件好、降雨影响小、可靠性高、电波传播条件好、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、小站设备简单、可利用地面微波成熟技术、开发容易、系统费用低开发容易、系统费用低由于与地面微波线路干扰问题，功率通量由于与地面微波线路干扰问题，功率通量密度不能太大，限制了天线尺寸进一步小密度不能太大，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制了数据传输速率的提高第23页，共120页24vKu频段频段与与C频段相比，不存在与地面微波线路互频段相比，不存在与地面微波线路互相干扰问题，架设时不必考虑地面微波线相干扰问题，架设时不必考虑地面微波线路而可随地安装路而可随地安装允许的功率通量密度较高，天线尺寸可以允许的功率通量密度较高，天线尺寸可以更小，传输速率可更高更小，传输速率可更高天线尺寸一样时，天线增益比天线尺寸一样时，天线增益比C频段高频段高610dBv因此，目前大多数因此，目前大多数VSAT系统主要采用系统主要采用Ku频频段第24页，共120页25vVSAT按波段分类按波段分类C波段波段VAST，6/4GHz，一般，一般C频段频段VSAT站的天线口径为站的天线口径为2.4m、1.8m、1.2mKu波段波段VAST，14/12GHz，一般天线口径，一般天线口径1m左右，如左右，如1.2m、1m、0.75m、0.6mKa波段波段VAST，30/20GHz，天线口径，天线口径0.6m甚至更小甚至更小v在相同的条件下（例如相同的频段、相同的在相同的条件下（例如相同的频段、相同的转发器条件）话音转发器条件）话音VSAT网的小站为了实现小网的小站为了实现小站之间的。