卫星接入是指利用卫星通信的多址传输方式,为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动灵活的移动通信服务的一种技术。
卫星通信发展史
由于卫星通信具有通信距离远、费用与通信距离无关、覆盖面积大、不受地理条件限制、通信频带宽、传输容量大、适用于多种业务传输、可进行多址通信、通信线路稳定可靠、通信质量高、既适用于固定终端、又适用于各种移动用户等一系列优点,几十年来得到了迅速的发展,成为现代通信的重要组成部分。
早在1945年,英国空军雷达专家阿瑟·克拉克就通过《无线电世界》杂志,提出了利用三颗静地同步轨道卫星实现全球通信的卫星通信设想。他的设想终于随着1963年2月美国发射的SYNCOM试验卫星以及1965年4月6日由美国COMSAT,公司发射的“晨鸟”同步通信卫星而成为现实,人类首次利用同步卫星成功地转播了1968年日本东京奥运会实况。
卫星通信最早主要运用于军事领域,20世纪70年代随着国际海事卫星组织海事通信系统的建立而逐步发展为民用。1996年国际海事卫星组织更名为国际移动卫星组织,以美国COMSAT为首的一些公司成立了“国际通信卫星集团”(Intelsat,Intenationalcommunicationsatellitecorporation),后更名为“国际通信卫星组织”。它们使用的都是同步轨道卫星。
卫星通信最早主要运用于军事领域,20世纪70年代随着国际海事卫星组织海事通信系统的建立而逐步发展为民用。1996年国际海事卫星组织更名为国际移动卫星组织,以美国COMSAT为首的一些公司成立了“国际通信卫星集团”(Intelsat,Intenationalcommunicationsatellitecorporation),后更名为“国际通信卫星组织”。它们使用的都是同步轨道卫星。
卫星通信系统总体说可分为固定卫星通信系统和移动卫星通信系统。早期的卫星通信系统由于从天线到各种设备都比较庞大,因此都是固定或相对固定的系统,当时的船用系统是专用的移动系统。近期随着卫星系统性能的改进,IC技术及小型化技术的发展,使卫星接入系统的体积大大减小,卫星移动通信得到实用并迅速发展。像用于“铱”系统接入的个人终端只比普通手机略微大一点,完全可以手持移动。卫星移动接入系统除了海上应用外,还特别适用于在陆地上一些人烟稀少的地区,如沙漠、海洋、南北极地区。卫星接入的多样化和移动化是其发展的必然趋势。
国际海事卫星组织的Inmarsat-C系统在全球设立三个网络协调站,分别担负印度洋区(站址在希腊)、大西洋区(站址在美国)、太平洋区(站址在新加坡)的业务控制。Inmarsat-C系统把数据业务从海上扩展到陆地,它还向海上用户提供两项特殊的业务,即船队网(FleetNet)和安全网(SafetyNet),前者提供广播业务,如新闻公报、天气预报、市场报道、汇率、价格等商业信息,受到海上用户的欢迎;后者向海上船只发送有关海事的安全信息,并对海上遇难告警信息进行广播。
为了应付日益增长的移动卫星通信业务,国际海事卫星组织又增加了三个系统服务,即Inmarsat航空、Inmarsat-M、Inmarsat-B业务。为此,国际海事卫星组织除了自己1990年已发射的四颗Inmarsat-II卫星外,还租用Intelsat5卫星中三颗卫星的信道,于1995年又发射了具有带点波束容量的Inmarsat-III卫星。
卫星轨道划分
按照国际惯例,卫星轨道高度的划分为:高轨道≥20000km,中轨道10000km左右,低轨道≤5000km。一般低轨卫星的轨道高度都在3000km以下。目前,国际上比较著名的低轨移动卫星通信系统如表1中所列。
比较著名的有以奥德赛(Odyssey)为代表的中轨卫星系统和以铱系统(Iridium)、全球星(Globalstar)为代表的低轨卫星系统。
表1低轨移动卫星通信系统一览表
中低轨道卫星通信系统主要采用的技术都是以20世纪80年代初发展起来的称为“甚小天线口径终端”(VSAT,VerySmallApertureTerminal)的一种卫星通信技术,VSAT实际上是一种智能化水平很高的小型地球站。一开始定义时是指天线口径小于2.4m的小型地球站,VSAT经历了几代的发展,现在超小型VSAT天线直径只有0.5m左右,可折叠安放在桌面上。根据承担的业务不同,VSAT可分为两大类:一类是以数据业务为主的小型数据地球站(PES,PersonalEarthStation);另一类是以话务为主、数据兼容的小型电话地球站(TES,TelephoneEarthStation)。由于VSAT应用了大规模集成电路、数字信号处理和微处理器等技术,因而具有成本低、体积小、智能化、可靠性高、信道利用率高、安装维护方便等优点,特别适用于缺乏现代通信手段、业务量小的专用卫星通信网。它自20世纪70年代末问世以来得到广泛发展和应用,成为卫星通信中的热门领域之一。
中低轨道卫星通信系统中,给人留下最深刻印象的是由摩托罗拉牵头研制的铱系统。应该说该系统采用了当今卫星通信中所能找到的最好技术,所提供的服务也是最丰富的,但是,在与地面光纤技术的竞争中,由于价格因素而败北,最后落到了负债累累,濒临破产,被美国军方收购的命运。给人们留下了很多的思索。
卫星接入通信系统
卫星接入通信系统如图1所示。图中地球站若全部是固定地面站,则是固定卫星通信系统;若部分是移动站则是卫星移动通信系统;若是飞机站则是卫星航空通信系统;依次类推。总体说来,卫星系统由通信部分和通信保障部分两部分组成。通信部分主要由卫星空间转发器和卫星站组成;通信保障部分由跟踪遥测及指令地球站和监控管理地球站组成。
(1)通信部分
卫星通信部分主要包括发端地球站、无线上行链路、无线转发器、下行链路以及收端地球站组成。当然,目前卫星系统绝大部分都是双向的,发端地球站和收端地球站只是为了区别收发而专门进行定义的。
①地球站。为了进行双向通信,每个地球站都要装置发射系统和接收系统,收发两路系统共用一副天线,因此还需要收发混合/隔离的双工器。发射部分主要包括复用设备、调制设备以及发射机;接收部分主要包括接收机、解调设备和分用设备。收发两部分的工作过程相反,但工作原理一样。
②卫星转发器。卫星转发器由安装于卫星上的收发系统、天线、双工器等组成,其主要任务是接收来自地球站的信号,经过频率变换和放大以后,再发射回各地球站
(2)通信保障部分
卫星通信系统的通信保障部分由承担跟踪遥测及指令的地球站和承担监控管理的地球站组成。这两种地球站都是固定站。
①跟踪遥测及指令地球站。这种地球站的任务是:a.在卫星发射最后阶段用于控制卫星,使其准确地进入预定同步轨道位置;b.在卫星正常运行阶段,继续用于对卫星进行跟踪测量,定期修正卫星轨道和保持正确的姿态位置(如天线朝向、太阳能电池板朝向、防止卫星在太空中转动或抖动等)。
②监控管理地球站。此种地球站的任务是对已经在地球轨道上准确定位的卫星,在通信业务开通前和开通后进行通信性能的监测与控制。如为保证正常的通信质量,必须对卫星转发器功率、天线增益、各地球站的发射功率、发射频率和带宽等通信参数进行检测与控制,与蜂窝系统中基站的管理功能类似。
卫星通信系统的分类
卫星通信系统的分类主要是根据以下几个方面来进行。从应用领域可分为海事卫星通信、陆地卫星通信、航空卫星通信等;根据地球站是否具有移动性可分为固定卫星通信、移动卫星通信等;根据是否是同步轨道可分为同步卫星通信和非同步卫星通信;根据卫星轨道高度的范围分高、中、低轨卫星通信。当然,要按照工作频率和范围可进一步分为C、Ka、Ku、X等波段卫星通信,窄带和宽带卫星通信等等。下面我们主要根据轨道特性来分类,并分别加以叙述。
5.1同步轨道卫星通信系统
同步轨道卫星通信系统的最大优点是需要的卫星数量最少,一般只要三颗就基本覆盖整个地球,其次是技术非常成熟。因此,目前宽带同步轨道卫星通信系统仍然作为国际因特网骨干网链路的重要可选方案,也作为国际跨大洋海底光缆的备用链路。
同步轨道通信卫星的缺点是十分明显的,由于传输距离过大导致信号损耗很大,必须有很大的功率放大增益和天线增益,因此,目前最多址能支持便携式终端,无法支持手持终端;同样由于距离过大,导致信号传输延迟很大,双跳延迟可达到540ms;两极地区存在盲区,不能真正做到完全覆盖地球。
5.2非同步轨道卫星通信系统
非同步轨道卫星通信,可分为高、中、低轨三种系统。
(1)窄带中低轨卫星通信系统
窄带中低轨道卫星通信系统是指主要提供话音及低速率数据业务的那些系统。它具有全球无缝覆盖功能,并以实现全球个人通信为目的。表13.4所列的卫星通信系统基本上都属于此类系统。下面,我们介绍几种主要的系统。
①铱系统。铱系统是最早提出的低椭圆轨道系统。刚开始设计时,铱系统在太空由7条轨道上的77颗卫星组成,因与金属元素铱的核外电子数相同而得名。卫星轨道高度为765km。在空间卫星系统结构中,每个卫星能够产生地面直径约为689km的37个波束对应的蜂窝网状结构,整个覆盖区直径为4076km。77颗卫星可以将整个地球的每个区域都覆盖,在高纬度地区还形成了重叠覆盖。每颗卫星绕行周期约为100min,即每个用户能够被一颗卫星的蜂窝扫过的时间为9min。
随后在申报美国FCC批准时,考虑到空间布置卫星的成本过大,因此,将7轨77星修改为6轨66星,每星波束数由37增加到48,覆盖区直径从4076km增加到5264km。铱系统主要由空间部分和地面部分两大块组成。地面部分主要由控制站、关口站和用户站组成。如图2所示。
铱系统中,卫星与用户站之间使用L波段中的1.610~1.6265GHz频段,星际链路、卫星与控制站、卫星与关口站之间都采用Ka波段,其中星际链路为23.18~23.38GHz频带,卫星与关口站及控制站之间的上行链路频带为29.1~29.3GHz,下行链路频带为29.4~29.6GHz。从技术上讲,由于采用了星际链路,解决了LEO卫星在快速移动时的互连及快速切换问题,使铱系统能够无须地面网络的帮助和地面控制的干预,自动实现全球个人通信。在多址技术上,铱系统采用TDMA/FDMA混合复用结构。从带宽上看,铱系统属于窄带系统,主要用于提供语音、数据、文本信息、寻呼、传真等业务。
②Globalstar系统。该系统是继铱系统以后,由美国洛拉尔/QualComm公司研制的低轨卫星系统。该系统由8轨道48颗卫星组成,卫星轨道高度为1389km。该系统没有星际链路和星上交换处理功能,使系统设计大大简化,成本也大大减少,但不能提供移动用户之间的直达通信,必须借助于地面网络。因此,它不是一个独立的卫星通信系统,而是一个依赖地面移动通信网络和固定网络的卫星通信系统。
③Odyssey系统。Odyssey系统由美国TRW公司设计研制,该系统卫星轨道高度为10370km,属于中轨卫星通信系统,因此,卫星数量相对于低轨系统要少。该系统采用3轨12星空间结构,轨道倾角为50º。
Odyssey也不采用星际链路和星上交换处理方案,系统相对来说也是比较简单,成本也较低。该系统也支持手持移动通信系统,除了提供语音、传真、文本信息、窄带数据等业务外,还提供卫星定位业务。
(2)宽带中低轨卫星通信系统
随着通信行业的不断发展以及用户对服务种类和带宽的不断需求,技术也日益成熟并普及,人们已不满足于语音和低速数据业务,而是将目光瞄准了高带宽的多媒体业务。于是,宽带中低轨卫星通信系统在这种背景下,以极其巧妙的构思以及独特的优点而开始崭露头角。下面介绍几个典型的宽带中低轨卫星通信系统。
①Teledesic系统。Teledesic系统于1994年由美国微软公司和McCaw公司推出。其主要业务目标是瞄准与地面宽带光纤网络的无缝隙兼容,使之以静止卫星无法比拟的小延迟适应宽带业务的应用需要和数据通信协议规程的要求,并成为地面无线网络的一种补充手段,对窄带低速蜂窝系统进行宽频带覆盖,构成蜂窝区之间的相互连接及长途电信连接的宽带骨干设施,以充分满足语音与高速实时数据宽带综合传输时必需的低延迟要求。
该系统由高度为1400km的12轨道的288颗LEO卫星星座组成。Teledesic分为地面部分和空间部分。地面部分包括用户终端、关口站及地面控制设施。结构上大体与13.17的铱系统类似。
系统标准终端和高速枢纽终端采用Ka波段(20~30GHz),星际链路为更高的X波段(60GHz)。系统多址连接采用FDMA和TDMA组合方式。
Teledesic的业务类型为全数字双向交换业务,可传输语音、数据、视频、图像、交互式多媒体信息以及广域网信息等各种宽带综合业务。标准用户终端的连接速率为16kbit/s~2Mbit/s,枢纽终端的连接速率可高达155Mbit/s~1.2Gbit/s。
②Skybridge系统。Skybridge是基于卫星的宽带本地接入系统,可使本地电信运营商和服务供应商为用户提供性能多样的在线多媒体服务。有了它,世界上任何地方都可实现因特网高速接入和电视会议业务。该系统的目的是通过与地面宽带基础设施或传统基础设施互连来覆盖不经济的松散小城市、郊区和乡村地区。这样,Skybridge就理所当然地成为世界级的宽带WLL。
Skybridge系统由空间段和地面段两部分组成。空间段卫星星座由80颗低轨道卫星组成,轨道高度1469km(913英里),另外还有一个卫星地面控制部分—卫星控制中心(SOCC,SatelliteOn-earthControlCenter)和一个跟踪、遥测和控制台(TT&C,Track,Test&Controlcenter)组成。卫星之间没有星际链路。低轨卫星将配备了低成本终端的专业用户和住宅用户连接到关口站。此类低轨卫星提供的性能已达到了未来的地面宽带技术的要求,Skybridge信号在空间的往返传播时间大约为20ms,远比同步卫星的540ms要小。
Skybridge的地面段由地面关口站和用户终端组成。Skybridge将通过关口站向固定网络提供非对称宽带连接,至住宅用户的下行线路的最高速率可达到20Mbit/s(增量16kbit/s),上行回程可达到2Mbit/s(增量16kbit/s),这相当于“最后一公里”的地面光纤链路。对专业用户可提供高出3~5倍的比特速率(最高达100Mbit/s)。这种设计是专门为因特网、Intranet和Extranet等具有突发性的非对称数据特点而优化设计的。小的增量也为电信运营者提供了真正“按需分配带宽”的管理能力。
Skybridge根据不同的应用类型,提供不同的用户终端,包括个人终端、办公室或住宅终端,以及节点间终端等。设计个人终端的主要目标是成本低,便于安装;设计办公室、住宅和节点间终端的主要考虑因素是为了满足大容量的需求。
③WAVESJOCOS系统。该系统是充分利用中轨道卫星的轨道优点而提出的新一代中轨全球VSAT系统,WAVESJOCOS运行于Ku/Ka频段,传输速率可高达2Mbit/s,遍及语音、数据、视频图像等综合业务,以少量的卫星数(最少7颗)以及频率扫描天线(FSA,Frequency-ScanningAntenna)技术和数字同步CDMA(DS-CDMA)技术,提供最小仰角为20°的准全球覆盖,实施与Teledesic类似的借助固定终端或可移动手提式终端的新一代VSAT型全球连接宽带通信。
5.3VSAT卫星通信系统
VSAT系统于20世纪80年代初开始研制,开始只是用于低速率的单向卫星广播系统,经过20多年的发展,其技术日趋完善,既可以进行单向广播,又可以传输数据、语音、图像等多种业务;既能够与计算机联网,又能够与ISDN联网。VSAT以其组网灵活、安装方便、价格低廉、功能齐全等优点,得到广大用户的普遍欢迎。刚开始主要通过同步轨道通信卫星实现,现在为减少延迟,也采用中低轨通信卫星实现。
(1)VSAT的网络结构
VSAT由通信卫星转发器、大口径天线枢纽站和许多的小口径天线用户站组成。
①VSAT卫星转发器。VSAT空中卫星转发器是VSAT网的空间通信媒体,它采用Ku波段(11~14GHz)和C波段(4~6GHz)进行通信。
②VSAT网的枢纽站的设备类型与用户站的类似,所不同的是:枢纽站的天线口径达到3.5~11m;枢纽站的设备共有两套,其中一套备用;另外,枢纽站的数据处理能力和吞吐率都比用户站要大。
③VSAT用户站(终端)由室内、室外两部分组成。室内部分包括调制、解调、数据处理、接口等设备或部件。它通过电缆将室内单元与室外单元连接。室外单元由射频收发部件、双工器、天线等组成。
④从VSAT枢纽站到用户站的信道称为出境路由,一般采用TDM方式,数据速率为56~512kbit/s,出境路由中组合了各种长度的数据信息,并向网内的各用户站广播,每个用户站都能搜到所有的TDM帧。VSAT网中的所有用户站共用一个出境路由。
⑤从用户站到枢纽站的信道称为入境路由,采用TDMA方式,TDMA载波为所有的用户站所使用。入境数据速率一般为9.6~128kbit/s。入境路由速率低的原因是用户站天线小、功率低。虽然单个用户站的速率比出境路由小,但所有用户站的入境路由数据速率累加起来则明显超过出境路由的数据速率。因此,VSAT是一种不对称结构。如果将VSAT网与小型局域网互联,则枢纽站相当于一个局域网中的服务器,而用户站相当于客户机,VSAT卫星相当于集线器。
(2)设备组成
①室外单元。VSAT的射频部分包括:天线、低噪声放大器(LNA,Low-NoiseAmplifier)、上/下变频器、固态放大器(SSPA,Solid-StatePowerAmplifier)、收发双工器等。为了减少高频信号的损耗,一般以上几个部分都随天线一起固定安装在室外。由于室外条件恶劣,既要考虑四季暑热寒冷的变化,又要考虑雨雪湿度的影响,除了考虑密封散热外,对每个元器件的要求都特别高。功放一般都采用性能更可靠的SSPA,输出功率5W、10W、30W不等。
②VSAT的室内中频和基带部分包括:Modem、FEC编解码器(Codec)以及滤波、信源压缩/解压缩编解码器(Codec,Compression&Decompression)、数据格式转换、数据帧封装/拆装等基带处理设备和对外接口。具体可能因业务不同而有所不同。
(3)VSAT网络类型
VSAT网络根据传输方向可分为:单向网络和双向网络;根据传输方式可分为:点对点/点对多点广播式或交互式、多点对点搜索式,以及多点对多点的多边通信网络;按照网络功能可分为4种:数据交换、电路交换、视频/音频/数据分布式网络,以及微型终端网络;从网络结构可分为:星形拓扑结构、网状拓扑结构。其中按网络结构划分最有特色。
①星形拓扑结构网络。该网络以数据传输为主,即以数据分组为基础。它由一个或多个枢纽站以及许多VSAT远程用户站组成。一个枢纽站通过卫星与若干个用户站构成一个卫星无线虚拟专用局域网,枢纽站相当于进行网络管理与控制、信道分配、通信、数据库查询的服务器,一般与本地有线网,如电话网、数据网、计算机网络等互联,远端用户站相当于客户机,所有VSAT用户站都是在枢纽站的控制下进行通信,并共享卫星资源。多个枢纽站构成的整个卫星无线局域网,逻辑上相当于具有两层结构的树形卫星无线局域网。星形网络又可以分为单跳、双跳、单双混合跳等3种情况。
a.单跳形式是VSAT网络最早使用、最普及的星形网,它实现的是用户站与枢纽站之间的通信,用户站之间无法直接通信,与集群对讲系统类似。主要功能是作为有线网络的卫星无线延伸,与今天的计算机局域网有点类似。枢纽站相当于接入点(AP),负责实现VSAT用户终端与有线网建立连接。这种网络能够实现用户站与有线网上用户之间的数据、话音、视频图像等通信,VSAT用户之间无法相互通信。
b.在双跳形式网络中各用户站之间可以通过枢纽站进行通信,即枢纽站将一个用户站的呼叫传递给另一个用户站,此时枢纽站相当于一个中继器或交换机。由于这种通信需两次通过卫星,故延迟比单跳时增加一倍。一般只适用于非实时数据业务或录音电话。
c.单/双混合形式网络综合了上述两种形式网络的特点,枢纽站和用户站之间可进行话音、实时/短延迟数据的通信,各用户站之间可进行非实时/长延迟数据、录音电话的通信。
②网状拓扑结构。该结构使每个VSAT站变成既是用户站又是枢纽站,相互之间可进行双向通信,改变了传统的VSAT概念,业务范围上也有新突破。
网状结构没有专门的中心站,每个VSAT站的天线口径和发射功率都比原VSAT用户站的大,各VSAT站之间可直接通信,线路延迟小,故适合于实时话音、数据通信。由于该网络没有枢纽站,必须指定一个VSAT站为网络控制中心(NCC,NetworkControlCenter),NCC承担网络的管理和控制等任务,NCC可以固定,也可以由VSAT站轮流担任。
在该网中,VSAT站和NCC之间的信令直接传送,如链路的建立/拆除申请等,而各VSAT站之间采用网状单跳连接。网状连接实际上是星—网结合的结构。
(4)VSAT多址接入方式
接入方式是决定VSAT性能的最关键因素之一,同时也决定着系统的工作量和总延迟。最初的VSAT毫无例外地分别采用了FDMA、TDMA、CDMA、SDMA等多种多址方式,随着计算机分组数据传输的大规模兴起,VSAT又采用了许多新的多址技术和复合多址技术,其中随机多址连接(RA,RandomAccess)和按需多址方式(DAMA,Demand-AdmittedMultipleAccess)为可控多址方式。在VSAT系统中因网络拓扑结构不同、使用的传输链路不同(如出入境链路、上下行链路),其接入方式也不同。
①对选择接入方式要兼顾以下因素:
a.较高的卫星容量利用率(吞吐量)。
b.较短的延迟。
c.在出现信道拥塞时有较好的稳定性。
d.能承受比较恶劣的误码条件和设备性能恶化条件。
e.结构简单,价格低。
f.组网灵活,网络具有可扩充性。
②下面介绍比较典型的5种VSAT多址接入方式。
a.TDM/FDMA
这种方式通常用于星形网络枢纽站的出境链路,采用连续的TDM载波,典型的信息速率为57.6kbit/s、153.6kbit/s、256kbit/s和512kbit/s。在一个VSAT网络中,若一个TDM载波不能满足业务量需求,可采用多个TDM出境载波,即TDM/FDMA载波,每个TDM载波对应一群VSAT用户站。
b.每信道单载波/频分多址(SCPC/FDMA,Single-CarrierPerChannel/FDMA)
这种方式通常用于各远程用户站向枢纽站发送数据的入境链路,每个用户站采用SCPC/FDMA方式向枢纽站发送数据。这种方式典型的信息速率为1.2kbit/s、2.4kbit/s、4.8kbit/s和9.6kbit/s,其优点是链路延迟小,链路专用;缺点是链路利用率低、灵活性差,一般适用于业务量固定且平稳的VSAT网。
c.TDMA
传统的TDMA方式根据网络内用户数目来给每个站划分一定量的固定时隙,而在VSAT网络中与传统网络的TDMA有很大的差异。
d.CDMA方式
这种方式与其他卫星网络所采用的CDMA并没有很大的差别:根据需要采用适当的扩频码,不同的VSAT站有不同的CDMA地址码。当枢纽站与各用户站同时通信时,将N个需要传输的信号用N个与用户站对应的不同的CDMA地址码进行扩频,并用同一个出境载波发送给N个用户站。每个用户站用自己的CDMA地址码解扩可还原出属于自己的数据。这种方式具有窄带抗干扰能力和保密通信能力。
e.按需分配多址(DAMA)方式
对于稀疏路由通信环境,即用户站比较分散,若采用SCP、传统FDMA那样固定分配方式将会浪费空间卫星资源,为此,采用DAMA方式可提高效率。这种方式可以在依次呼叫基础上建立卫星链路,大量的用户站按需使用卫星容量,使空间资源得到很好利用。DAMA用于FDMA称为DA/FDMA方式;用于TDMA称为DA/TDMA方式,也称为SCPC/DAMA方式。
(5)VSAT的主要性能和特点
①VSAT的种类和主要性能
目前开发的VSAT主要有四种:
a.非扩展频谱VSAT,工作于Ku频段,约10~15GHz之间,具有高数据带宽和双向交互通信的特点,采用无扩频的PSK调制和自适应带宽接入协议。
b.采用扩展频谱VSAT,工作于C波段,约4~6GHz,可提供单向和双向数据业务。
c.扩展频谱超小口径终端(USAT,Ultra-SmallApertureTerminal),天线直径0.3~0.5m,是目前最小的双向数据通信地球站。
d.T型小型口径终端(TSAT,T-typedSmallApertureTerminal),可以传输点对点双向综合数据、图像、语音,能与ISDN接口,不需要枢纽站就可以构成网状网络结构,是一种比较高级的VSAT系统,该系统一般采用2.4m口径天线,与射频终端安装在一起。其室内单元包括Modem、控制器及接口模块等。TSAT系统通过Ku波段和C波段双频卫星转发器工作,安装便捷,网络结构改变容易,适合于各种公司和全国性的实体应用。
②VSAT的特点
a.VSAT主要用于传输实时数据业务,信道响应时间十分重要,它对信号质量和网络利用率影响很大。因此,一般较大的业务量和较快的响应时间会占用较多的网络资源。
b.从VSAT系统业务性能分析,组网的整个系统拥有的用户站越多,网络利用率越高,每个用户站分担的费用就越低。一般情况下,组网的用户站的数量应为200~5000个。
c.枢纽站向用户站以广播方式多点传输,向全网发布信息。每个用户站按照一定的协议选取本站的接收信息。系统设计时为出境链路而充分考虑提高卫星转发器的利用效率,因此,枢纽站的天线口径选得较大。
d.用户站至枢纽站的业务量小,在系统设计时对枢纽站链路优先考虑VSAT用户站高频功率放大器(HPA,High-PowerAmplifier)的利用率,其多址接续规程大多采用SDMA或TDMA方式,以尽可能缩小用户站的天线口径,降低HPA的输出功率。
e.VSAT用户站采用高度的软件控制,一般天线口径小,天线增益温度比(G/T,RatioofGather-volumne&Temperature)小于19.6dB/K,设备结构紧凑、全固化、功耗小、环境条件要求低,VSAT用户站的公用部件(LNA、HPA等)一般没有冗余设备。
f.由于VSAT用户站共用枢纽站和卫星转发器,因此随着用户站数量的增加,每站费用会逐步降低。作为VSAT用户站数据终端站(DTE)的数量、速率、活动系数发生变化时,用户站费用、共用设备(枢纽站和转发器)费用在每站每月费用中也会发生变化。