卫星通信与卫星网络 课件 (李晖) 第11章 VSAT卫星系统.pptx

第11章 VSAT卫星系统;　　甚小孔径天线终端 VSAT 系统的显著特点就是地球站天线的直径通常小于2.4m,甚至采用了更小孔径的抛物面天线,其直径通常为0.3~2.4m。VSAT 系统的特点是:① 可支持多种业务类型,包括数据、语音、图像等;② 工作在 C频段或 Ku频段;③ 终端天线小,设计结构紧密,功耗小,成本低,安装方便,对环境要求低;④ 组网灵活,独立性强,其网络结构、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;⑤ 可以与计算机、ISDN 联网。;　　按照不同的多址方式、调制方式、传输速率和传输业务,VSAT 系统可分为五类:VSAT、VSAT(SS)、USAT、TSAT、TVSAT。其特点比较如表11-1所示。;;　　除了少数宽带业务外,VSAT 卫星通信网几乎可以支持所有现有业务,包括语音、数据、传真、LAN 互连、会议电话、可视电话、低速图像、可视电话会议、采用FR接口的动态图像以及电视、数字音乐等。VSAT 网可对各种业务分别采用广播(一点→多点)、收集(多点→一点)、一点→一点双向交互、一点→多点双向交互等多种传递方式,充分说明了VSAT 的灵活性。VSAT 支持的业务类型及分类如表11-2所示。;;11.1 VSAT系统设计思想;　　需要指出的是,虽然 VSAT 网络能为终端用户提供多媒体业务,但它一般只能处理小业务流(有时小到与一条语音线路相当),因此这种业务流通常时断时续:每当要发送一条信息时,用户就以一种按需分配多址(DAMA,DemandAssignedMultipleAccess)模式接入卫星,并在适当的时候收到一个短的回复。在实际应用过程中,大多数 VSAT 网络不能产生足够的业务量,甚至许多 VSAT 网络在任何时间段都没有足够的业务来填满一个转发器,因此,大部分 VSAT 网络租用转发器。;11.2 网络体系结构;11.2.1 单向方式　　单向方式广泛应用于广播卫星业务。将数字技术引入 VSAT 系统中,使系统运营商和用户在广播网络中具有更大的灵活性,借助于该技术,不同的用户根据从运营商那里定制的程序,接入到下行链路的不同部分,这种信道选择形式称为窄带广播,而在一个较大的范围内可以有许多个窄带广播组。图11-1给出了一个单向广播的示意图。;;11.2.2 分离式双向方式　　分离???双向方式一般在没有返回信道时使用,如在传送互联网业务的 Ku频段广播卫星业务系统中。若 BSS下行链路被用作来自互联网业务提供商的下载信道,则用户对返回链路所具有的唯一选择就是通过另一条电信信道,如一条标准电话线。因此互联网协议(IP)就在一条卫星下行链路(输出)信道和一条陆上电话(输入或返回)信道间被分离了。这种方式的优点是 VSAT 终端不需要有发射能力,就能极大地降低用户的成本和接收设备的复杂度,缺点是电话线连接必须总是通过一台调 制 解 调 器,这 就 将 比 特 速 率 限 制 在56kb/s或者更低。;11.2.3 双向方式　　双向方式中,一条返回链路被设计到业务中,以便在同一卫星上能够进行双向通信,即从主地面站到用户和从用户返回到主地面站。图11-2所示为 VSAT 实现了一种中心站(在该情况下是卫星网关)与任意 VSAT 终端间的双向业务。所选择的网络结构是双向连接方式的关键:它可以是网状网或星形网。这两种结构如图11-2(a)和(b)所示,而由卫星上所观察到的拓扑结构如图11-3所示。;;;11.3 接入控制协议;　　实际中IP协议栈包含五层。多数数据通信网络都采用了某种形式的分组传输。分组传输中数据分组在传输之前都被加上一个地址、一些差错控制检验比特和其他控制信息。链路的接收端对到达的分组进行检错,然后发送一个该分组被正确接收的确认 ACK 信息,或发送一个由于该分组传输错误需要重发的否定确认 NAK 信息。有些系统并不发送确认信息,而只发送 NAK 信息来要求重传有错的分组,这有利于加快数据的传输。;　　ISO/OSI协议栈最初是为陆地有线通信系统设计的,因此协议各层功能都是为具有低延迟和低误码率的通信链路而设计的,这些链路往往具有较好的性能。而当在卫星链路上应用这些协议,特别是在 GEO 卫星链路上使用时,上述假定条件将不再满足。例如,许多早期协议的连接超时都设定为几毫秒,若在这一时间间隔内没有收到确认信息,传输就会中断。;　　一个协议超时与否的关键在于连接窗是否开启,只要窗开启,通信就能进行,不会中断。图11-4所示的是一条窗长60ms、单向延迟10ms的连续传输 ARQ 链路。图11-5所示为一条窗长60ms、单向延迟260ms的链路。　　图11-4中,在 A1时刻一个分组或帧由用户1发送给用户2,用户2无误地接