VSAT通信

VSAT通信系统综合了诸如分组信息的传输、交换、多址协议以及频谱扩展等多种先进通信技术，进行数据、语音、视频图像、图文传真和随机信息等多种信息的传输。一般情况下，星形网以数据通信为主，兼容语音业务。网状网和混合网以语音通信为主，兼容数据传输业务。和通常一般的卫星通信一样，VSAT通信 的一个基本优势是可利用同一个卫星实现多个地球站即VSAT小站之间的同时通信，这称为"多址联结"。实现多址联结的关键是各地球站所发信号经过卫星转发 器混合与转发后，能为相应的对方站所识别，同时各地球站信号之间的干扰要尽量的小些。实现多址联接的技术基础是信号的分割。只要各信号之间在某一参量上有差别，如信号频率不同、信号出现的时间不同，或信号所处的空间不同等等，就可将它们分割开来。为达到此目的，需要采用一定的多址联接方式。

在VSAT通信网中，主要采用三种多址方式:

1、频分多址(FDMA)方式中的"单路载波"(SCPC)即采用传输信号不同频率来区分或代表不同的VSAT站的站址。也就是每个VSAT小站使用不同的信号频率，以区分不同的VSAT小站。

2、时分多址(TDMA)方式。即采用传输信号的不同的时间间隔来区分或代表不同的VSAT站的站址。也就是每个VSAT小站传输信号对具有不同收、发数字码的时间间隔，以此区分不同小站。

3、码分多址(CDMA)方式。即采用传输信号的不同的码元来区分或代表不同的VSAT站的站址。

在VSAT通信系统中，又常因传输的业务类别而采用不同的多址联接方式。比如，在同一个地球站，传输语音时采用频分多址的单路载波方式，传输数据时则采用时分多址技术。与多址联接方式紧密相关的还有一个信道的分配问题，就是怎样将频带、时隙、地址码等有序地分配给各站使用，称为信道分配技术。

多址方式的信道分配技术方法很多，在VSAT通信系统中，常采用的有预分配方式和按需分配方式。预分配方式中又有固定预分配方式和按时预分配方式，前者是按事先约定固定分配给每个VSAT站一定数目的载波频率，VSAT站只能使用分配给它的专用频率与有关的VSAT站通信，其他站不能占用这些频率，由 于各个VSAT站都有专用的载波频率，故建立通信较快。但因各VSAT站不管是否工作始终占据着一个载波频率，也使得频率利用较低。所以，这种方式适用于 业务量大的线路，后者为了提高信道利用率，根据VSAT站不同时间的业务量而提出的预分配方式。

VSAT通信系统一般可以工作在二个频段，分别是14(上行)/11(下行)GHz的Ku频段和6(上行)/4(下行)GHz的C频段。C频段开发较 早，雨衰较小，但空间资源比较拥挤，天线口径和终端设备体积也较大。由于目前Ku频段空中资源还比较宽松，天线口径较小，便于安装，所以Ku频段的VSAT系统比C频段VSAT系统发展速度要快。有VSAT新秀之称的Usat特小口径终端，即天线口径在0.3米-0.5米的卫星通信地球站，就是采 用Ku频段工作的。

VSAT通信网由VSAT小站、主站和卫星转发器组成。数据VSAT卫星通信网通常采用星状结构，采用星状结构的典型VSAT卫星通信网。

主站也叫中心站或中央站，是VSAT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3.5m~8m(Ku波段)或7m~13m(C波段)。

在以数据业务为主的VSAT卫星通信网(下面简称数据VSAT网)中，主站既是业务中心也是控制中心。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，作为业务中心(网络的中心结点);同时在主站内还有一个网络控制中心(NCC)负责对全网进行监测、管理、控制和维护。

在以话音业务为主的VSAT卫星通信网(下面简称话音VSAT网)中，控制中心可以与业务中心在同一个站，也可以不在同一个站，通常把控制中心所在的站称为主站或中心站。

由于主站涉及整个VSAT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。

VSAT小站由小口径天线、室外单元(ODU)和室内单元(IDU)组成。

在相同的条件下(例如相同的频段、相同的转发器条件)话音VSAT网的小站为了实现小站之间的直接通信，其天线明显大于只与主站通信的数据VSAT小站。

一般采用工作于C或Ku波段的同步卫星透明转发器。 在第一代VSAT网中主要采用C波段转发器，从第二代VSAT开始，以采用Ku波段为主。具体采用何种波段不仅取决于VSAT设备本身，还取决于是否有可用的星上资源，即是否有Ku波段转发器可用，如果没有，那么只能采用C波段。

与地面数据通信网相比，VSAT卫星数据通信网有以下特点:

(1)通信的无层次性，即无用户接口和结点间接口之分，所有小站以相同身份连接到同一个网上。

(2)单结点交换网络，整个VSAT网中只有一个交换结点(卫星+主站)。

(3)点-点通信与端-端通信合二为一，地面网中一个端-端链路是由许多点-点链路组成的，而卫星单结点的网络结构使得两者合二为一。

(4)信道传播时延大，一条地面信道的传播时延一般在1ms以下，而VSAT网中信道的传播时延约在300ms左右。

(5)信道的共享使用，地面网中一条信道一般是由一个交换结点专用的，而VSAT网中同一条内向信道是由许多站按照一定的多址访问方式来共享的。

从信道共享的特点来看，VSAT数据网比较接近本地网(LAN)，从VSAT网的覆盖范围来看又是一个广域网(WAN)，而从VSAT网单结点、无层次的网络结构来看，其网内路由选择功能比较简单，也即其第三层协议功能比较简单，从星状网络结构来看，是一种不平衡链路结构，所有通信都是一个主站与其它小站之间进行的。据此，可得到VSAT网的协议结构如图2所示。图2中有关各层协议的具体内容请参阅相应的标准。

VSAT网根据业务性质可分为三类:

(1)以数据通信为主的网，这种网除数据通信外，还能提供传真及少量的话音业务;

(2)以话音通信为主的网，这种网主要是供公用网和专用网话音信号的传输和交换，同时也能提供交互型的数据业务。

(3)以电视接收为主的网，接收的图像和伴音信号可作为有线电视的信号源通过电缆分配网传送到用户家中。