VSAT網(wǎng)絡(luò)基本概念和原理簡(jiǎn)述

1、第一章什么是VSAT通信網(wǎng)VSAT通信網(wǎng)絡(luò)是衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)發(fā)展產(chǎn)物，因此，在介紹VSAT通信網(wǎng)之前，首先簡(jiǎn)單介紹一下衛(wèi)星通信的基本概念。衛(wèi)星通信的基本概念衛(wèi)星通信，簡(jiǎn)單地講，就是地球上的無(wú)線(xiàn)電通信站之間利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信是地面微波接力通信的繼承和發(fā)展，是微波接力通信的一種特殊形式。衛(wèi)星通信的實(shí)用階段以國(guó)際衛(wèi)星通信組織的成立為標(biāo)志，1965年4月，國(guó)際衛(wèi)星通信組織發(fā)射了第一代“國(guó)際通信衛(wèi)星”INTELSAT-1),正式承擔(dān)國(guó)際通信業(yè)務(wù)，這同時(shí)也標(biāo)志著衛(wèi)星通信時(shí)代的到來(lái)。衛(wèi)星通信常利用位于地球上空約36000公里的地球同步軌道的衛(wèi)星，其特點(diǎn)是從地球的任何點(diǎn)看衛(wèi)星，

2、衛(wèi)星是靜止不動(dòng)的，這樣可簡(jiǎn)化地球站的功能，無(wú)須跟蹤衛(wèi)星。這種方式稱(chēng)為靜止衛(wèi)星通信系衛(wèi)星通信的特點(diǎn)與其他通信方式相比，衛(wèi)星通信有其獨(dú)到之處：y通信距離遠(yuǎn)，通信成本與通信距離無(wú)關(guān)。y以廣播方式工作，便于實(shí)現(xiàn)多方向多地點(diǎn)的多址聯(lián)接。y通信容量大，適應(yīng)的通信業(yè)務(wù)類(lèi)型多。y可以自發(fā)自收進(jìn)行監(jiān)測(cè)。衛(wèi)星通信在技術(shù)上也帶來(lái)一些新問(wèn)題：y需要先進(jìn)的空間和電子技術(shù)。y要解決信號(hào)傳輸時(shí)延。y解決多址聯(lián)接的技術(shù)問(wèn)題。y保證衛(wèi)星運(yùn)行的高度穩(wěn)定。y解決地面微波干擾和惡意竊聽(tīng)。yVSAT通信網(wǎng)VSAT通信是衛(wèi)星通信發(fā)展過(guò)程中的產(chǎn)物，誕生于80年代。由于早期的衛(wèi)星通信產(chǎn)品的成本較高，地球站的規(guī)模較大，且主要用于大型的國(guó)際交換

3、網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也限制了衛(wèi)星通信的推廣使用。隨著技術(shù)的不斷成熟，人們已經(jīng)注意到地球站規(guī)模的縮小的可能性。最早，美國(guó)TelcomGeneral于80年代推出以VSAT為商標(biāo)的小型地球站，而今,VSAT（VerySmallApertureTerminals-甚小口徑終端）已完全是這種通信技術(shù)的約定縮略語(yǔ)。天線(xiàn)口徑由30米的大型標(biāo)準(zhǔn)INTELSATA類(lèi)地球站演變?yōu)樾≈?0厘米的單收站，地球站規(guī)模的縮小，為衛(wèi)星通信的廣泛使用和組建專(zhuān)用衛(wèi)星通信網(wǎng)提供了可能，今天，我們已完全有能力，組建適合本身業(yè)務(wù)需求的專(zhuān)用通信網(wǎng)。1.4VSAT通信網(wǎng)的特點(diǎn)VSAT通信網(wǎng)除具備衛(wèi)星通信的一般特點(diǎn)外，還有其它特點(diǎn)：y天線(xiàn)口徑小，

4、地球站規(guī)模小，因此成本低。y靈活，易擴(kuò)展和改進(jìn)。y適合小業(yè)務(wù)量應(yīng)用。y可組建專(zhuān)用通信網(wǎng)。y地球站的發(fā)射功率小。y由于天線(xiàn)口徑小，更易受到干擾。yVSAT通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)VSAT之間通過(guò)一顆衛(wèi)星和一些射頻鏈路連接的，從VSAT到衛(wèi)星的鏈路稱(chēng)為“上行鏈路”從衛(wèi)星到VSAT稱(chēng)為“下行鏈路”（見(jiàn)圖1）。VSAT和VSAT的總鏈路稱(chēng)為“跳”它由一條上行鏈路和一條下行鏈路組成。圖1上行鏈彳和下行鏈路通信的基本過(guò)程是：衛(wèi)星接受在其天線(xiàn)視界范圍內(nèi)的來(lái)自發(fā)送地們的頻率變換到較低的的載波發(fā)送到位于其一球站的上行鏈路的載波，放大這些頻段，以防可能的輸出/輸入干擾,發(fā)送天線(xiàn)視界內(nèi)的所有地球站。由于衛(wèi)星通信的廣播特性

5、，位于衛(wèi)星視界范圍內(nèi)的所有VSAT地球站均可通過(guò)衛(wèi)星直接通信，這便構(gòu)成了典型的網(wǎng)狀網(wǎng)連接。1.5.1網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀網(wǎng)允許任何兩個(gè)VSAT地球站之間進(jìn)行直接通信（見(jiàn)圖2）。關(guān)于網(wǎng)狀連接的VSAT網(wǎng)絡(luò)，必須考慮到以下限制：y上行鏈路和下行鏈路上的載波功率衰減的典型值為200dB；y受限制的衛(wèi)星射頻功率，典型值幾十瓦；y小口徑的天線(xiàn)限制了它的發(fā)射功率和接受靈敏度；由于上述限制，很可能在接收端的VSAT接收到的解調(diào)信號(hào)不能滿(mǎn)足用戶(hù)終端所要求的質(zhì)量，因此從VSAT到VSAT之間的直接鏈路可能不會(huì)被接受。解決的方法是在網(wǎng)絡(luò)中安裝一個(gè)比VSAT大的中心站（主站），中心站具有比VSAT更大尺寸的天線(xiàn)，約411

6、米，因?yàn)槠湓鲆姹鹊湫偷腣SAT天線(xiàn)要高，且配有大功率的發(fā)射機(jī)。由于能力的改善，中心站足以接收由VSAT發(fā)送的所有載波，并能用所發(fā)送的載波把需要的信息發(fā)送到所有的VSAT。這時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就變?yōu)椤靶菭罱Y(jié)構(gòu)”星狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)星狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)中不允許兩個(gè)VSAT小站之間直接通信，必須經(jīng)過(guò)中心站（主站）進(jìn)行中轉(zhuǎn)。星狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)是目前最常見(jiàn)的VSAT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。y單向網(wǎng)絡(luò)-VSAT只有接收功能，中心站向VSAT發(fā)送載波;y雙向網(wǎng)絡(luò)-VSAT既可接受又可發(fā)送，支持交互式業(yè)務(wù)；1.5.3兩個(gè)VSAT的連接VSAT之間的雙向連接可用兩種方法獲得：y假定鏈路性能可滿(mǎn)足所要求的質(zhì)量，經(jīng)衛(wèi)星直接連接兩個(gè)VSAT；y或經(jīng)一個(gè)中心站中轉(zhuǎn)，經(jīng)

7、兩跳（第一跳從VSAT到中心站，第二跳從中心站到VSAT，約0.5秒的時(shí)延）方式獲得；總之，由于天線(xiàn)尺寸的縮小，而對(duì)功率有要求，并由此把VSAT地球站的低成本與衛(wèi)星的功率限制聯(lián)系起來(lái)考慮，星狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為適宜，而網(wǎng)狀網(wǎng)無(wú)論何時(shí)也不會(huì)有這樣的限制，否則是不可接受的。網(wǎng)狀網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)時(shí)延較小，因此對(duì)電話(huà)業(yè)務(wù)特別有利。第二章VSAT地球站一個(gè)VSAT地球站由兩個(gè)獨(dú)立的單元組成：室外單元（ODU）和室內(nèi)單元（IDU）。室外單元是VSAT與衛(wèi)星的接口，而室內(nèi)單元是VSAT與用戶(hù)終端設(shè)備或局域網(wǎng)（LAN）的接口。典型的VSAT地球站結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。圖6VSAT地球站的結(jié)構(gòu)2.1室外單元室外單元包括天線(xiàn)和含有功率放大

8、器、低噪聲放大器、上/下變頻器和頻率合成器等模塊的電子成套設(shè)備。y天線(xiàn)-將發(fā)射機(jī)送來(lái)的射頻信號(hào)變?yōu)槎ㄏ颍▽?duì)準(zhǔn)衛(wèi)星）輻射的電磁波；同時(shí)收集衛(wèi)星發(fā)來(lái)的電磁波，送到接收設(shè)備；y功率放大器-將已變頻的調(diào)制中頻（一般為70MHz）信號(hào)的功率放大到一定的電平，經(jīng)饋線(xiàn)送至天線(xiàn)向衛(wèi)星發(fā)射；y低噪聲放大器-將天線(xiàn)收集的微弱信號(hào)進(jìn)行放大，送入下變頻器。y上/下變頻器-上變頻器將調(diào)制的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成衛(wèi)星射頻的工作頻段（如C或Ku波段），下變頻器將接收的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻（70MHz）；y饋線(xiàn)-連接室外單元和室內(nèi)單元的中頻電纜；2.2室內(nèi)單元室內(nèi)單元包括調(diào)制/解調(diào)器、FEC編碼/譯碼器和基帶接口等模塊組成。y調(diào)制/解

9、調(diào)器-對(duì)數(shù)字信號(hào)按一定的方式進(jìn)行數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，常用的調(diào)制/解調(diào)方式有BPSK（二相移相鍵控）、QPSK（四相移相鍵控）等；yFEC編碼/譯碼器-對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行帶有前向糾錯(cuò)編碼或?qū)庹{(diào)信號(hào)解碼；y基帶接口-與用戶(hù)終端設(shè)備或局域網(wǎng)（LAN）的接口y中心地球站（主站）從功能上講，主站和VSAT地球站區(qū)別甚小，只是在體積和子系統(tǒng)的數(shù)量上。圖7主站的組成與VSAT地球站的最大區(qū)別是，在主站配有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)。NMS是業(yè)務(wù)監(jiān)視、操作員接口和諸如打印報(bào)告之類(lèi)的脫機(jī)工作，NMS負(fù)責(zé)路由選擇過(guò)程，監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，進(jìn)行復(fù)位和診斷，網(wǎng)絡(luò)部件的使用和禁用，VSAT終端的開(kāi)通和軟件的下載，改變網(wǎng)絡(luò)

10、接口或衛(wèi)星信道等。第四章VSAT通信網(wǎng)的工作原理本文著重介紹VSAT通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理，而對(duì)射頻鏈路、干擾等內(nèi)容不做更多的描述，以便在網(wǎng)絡(luò)層對(duì)VSAT通信系統(tǒng)有一個(gè)大致的了解。4.1用于數(shù)據(jù)通信的ISOOSI參考模型ISOOSI參考模型最初是為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連而由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織確定的。該模型為不同硬件和不同軟件的系統(tǒng)的互連提供了一種模型，它規(guī)定了七個(gè)功能層協(xié)議，如圖8所示。1發(fā)送過(guò)程圖8ISOOSI開(kāi)放系統(tǒng)互連參考型該圖顯示了功能為兩個(gè)互連系統(tǒng)中的一層的兩個(gè)棧個(gè)。左邊為源機(jī)器,用可靠的方法產(chǎn)生向圖中右邊的目的勺機(jī)器傳送的數(shù)據(jù)。在一部機(jī)器中,層表或多個(gè)業(yè)務(wù)接入點(diǎn)組成的一個(gè)接口，并向下一個(gè)較高層是

11、供服務(wù)，同時(shí)使用由下一個(gè)較低層提供的11服務(wù)。處在不同棧的同一級(jí)上的層被稱(chēng)為“對(duì)等”層。在每一層上,都有一對(duì)協(xié)議處理器，根據(jù)有關(guān)的層協(xié)議交換消息，實(shí)際上，在某一給定層上產(chǎn)生的消息傳送到下一個(gè)較低層，其物理實(shí)現(xiàn)是由同一機(jī)器上的硬件和軟件完成的。在層間的消息稱(chēng)為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）。一個(gè)PDU由一組以信息頭（H）和可能緊跟其后的信息尾（T）的數(shù)據(jù)構(gòu)成。當(dāng)某一給定層想將一個(gè)PDU傳送到它在其他系統(tǒng)上的對(duì)等層時(shí)，就將PDU下傳到下一PH模型中層與層間的封裝傳輸圖9當(dāng)某個(gè)機(jī)器收到一條消息時(shí)，就息頭進(jìn)行譯一個(gè)更高層碼，獲取如何處理該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之前去掉該信息頭。&過(guò)各層傳輸。每一層都稱(chēng)信的信息，然后，將

12、數(shù)據(jù)傳送到下NH較低的三層負(fù)責(zé)傳輸與通信方面,較高的四層和信息交換。個(gè)更低層，同時(shí)傳送與要求業(yè)務(wù)有關(guān)的一些參數(shù)。每個(gè)較低層都將更高層的PDU作為自己的數(shù)據(jù)接收，利用響應(yīng)的參數(shù)以確定在信息頭中應(yīng)該包含哪些內(nèi)容，并附上自己的信息頭和信息尾，因此在其他系統(tǒng)上的對(duì)等層將會(huì)知道如何對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“封裝”過(guò)程。協(xié)儀名稱(chēng)應(yīng)用協(xié)議表不協(xié)議物理層物理層涉及在構(gòu)成一條鏈路的物理媒介上實(shí)際的信息傳輸。因此，該層與比特（位）傳輸?shù)乃蟹矫娑加嘘P(guān)，如比特格式、比特率、比特差錯(cuò)率、前向糾錯(cuò)（FEC）編碼和解碼、調(diào)制與解調(diào)等。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層確保通過(guò)物理層能可靠地傳輸數(shù)據(jù)。該層發(fā)送稱(chēng)為“幀”數(shù)據(jù)塊，并提

13、供必要的幀識(shí)別、差錯(cuò)控制和數(shù)據(jù)流控制。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是負(fù)責(zé)從信源到信宿的尋由分組。因此，它關(guān)心的是網(wǎng)絡(luò)上有多條鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸，包括識(shí)別目標(biāo)（尋址功能）、識(shí)別路徑（尋由功能）和確保信源是可用的（阻塞控制）。它還必須識(shí)別鏈路用戶(hù)的記帳（記帳功能）。傳輸層傳輸層負(fù)責(zé)源機(jī)器到目的機(jī)器之間數(shù)據(jù)的可靠傳輸。因此，它是一個(gè)端對(duì)端的層，它處理端與端的數(shù)據(jù)傳輸、多路復(fù)用和流量控制。4.2VSAT網(wǎng)絡(luò)的物理和協(xié)議配置VSAT網(wǎng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上提供任意遠(yuǎn)端用戶(hù)終端與主計(jì)算機(jī)之間的連接。圖10給出了一個(gè)VSAT網(wǎng)絡(luò)之間的典型連接情況。VSAT網(wǎng)絡(luò)主計(jì)算機(jī)SatelliVSATVSAT基帶接口（室內(nèi)單元）5-7層傳輸層網(wǎng)絡(luò)物理

14、層網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路控制衛(wèi)星信道多址控制物理FEC調(diào)制解調(diào)器主站基帶接口數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)鏈路衛(wèi)星信道多址控制FEC片物理1調(diào)制解調(diào)器VSAT基帶接口用戶(hù)終端用戶(hù)終端用戶(hù)終端-用戶(hù)終端用戶(hù)終端5-7層傳輸層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層A/物理層基帶接口（室內(nèi)單元）該圖顯示了兩種配置，一種為物理配置，表明支持這種連接的設(shè)備的類(lèi)型。一種是協(xié)議配置，表示了上述設(shè)備之間的對(duì)等層關(guān)系。圖10VSAT網(wǎng)絡(luò)的物理和協(xié)議配置4.3協(xié)議轉(zhuǎn)換VSAT網(wǎng)絡(luò)將在物理層一級(jí)上充當(dāng)一條純“空中電纜”，并易于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)機(jī)器（用戶(hù)終端和主機(jī)）之間的互連。然而，由于衛(wèi)星信道的特性，這種方案并不可行，因?yàn)檫@是衛(wèi)星信道特性決

15、定的。在衛(wèi)星信道中信息是以射頻傳輸?shù)?，具有傳播時(shí)延和比特差錯(cuò)率，這與地面通信鏈路有極大不同，因此，用于地面通信的協(xié)議在衛(wèi)星鏈路上是不適用的，必須考慮在衛(wèi)星鏈路上傳輸數(shù)據(jù)的不同協(xié)議。但是這種協(xié)議不能是端對(duì)端協(xié)議，因?yàn)檫@種協(xié)議要求改變已在用戶(hù)機(jī)器上實(shí)現(xiàn)的協(xié)議。為此，最終的解決辦法是在主站基帶接口和VSAT基帶接口上采用某種形式的協(xié)議轉(zhuǎn)換，保證端對(duì)端的透明度。通常情況下，只轉(zhuǎn)換較低的三層協(xié)議（網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層）。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議完成用戶(hù)機(jī)器的地址變換,使網(wǎng)絡(luò)地址與用戶(hù)地址無(wú)關(guān)。數(shù)據(jù)鏈路層分成兩個(gè)子層：一個(gè)子層叫做“數(shù)據(jù)鏈路控制層”，該層為衛(wèi)星鏈路提供數(shù)據(jù)鏈路控制，所提供的鏈路控制與VSAT網(wǎng)絡(luò)接

16、口和用戶(hù)機(jī)間的鏈路控制無(wú)關(guān)；另一個(gè)子層叫做“衛(wèi)星信道接入控制層”該層由VSAT或中心站負(fù)責(zé)將發(fā)送的多路載波接入衛(wèi)星信道。最后，在物理層，任一地球站（中心站或VSAT）都必須提供一個(gè)真正支持物理連接的物理接口。從用戶(hù)角度看，這種物理接口應(yīng)適用于用戶(hù)的硬件設(shè)備。從衛(wèi)星的角度看，物理層應(yīng)通過(guò)前向糾錯(cuò)（FEC）編碼技術(shù)保證數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)，并提供傳輸數(shù)據(jù)的調(diào)制或解調(diào)載波。4.4多址聯(lián)接方式衛(wèi)星通信的一個(gè)基本特點(diǎn)是能進(jìn)行多址通信。系統(tǒng)中的各地球站均向衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)，衛(wèi)星將這些信號(hào)混合并作必要的處理（放大、變頻）與交換（不同波束間），然后向地球某一區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)或向地球的某些區(qū)域分別轉(zhuǎn)發(fā)。那末，用怎樣的信號(hào)傳輸方式，才

17、能使接收站從這些信號(hào)信號(hào)中識(shí)別出發(fā)給本站的信號(hào)并知道發(fā)自何站？又怎樣使轉(zhuǎn)發(fā)器中混合的各站信號(hào)間的相互干擾最??？這些都是多址聯(lián)接方式應(yīng)解決的問(wèn)題。多址聯(lián)接的依據(jù)實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接的技術(shù)基礎(chǔ)是信號(hào)分割，即在發(fā)端要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男盘?hào)設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)中各地球站所發(fā)射的信號(hào)各有差別；而各地球站接收端則具有信號(hào)識(shí)別能力，能從混合著的信號(hào)中選擇出本站所需的信號(hào)。一個(gè)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)可以用若干個(gè)參量（廣義的）來(lái)表征，最基本的是：信號(hào)的頻率、信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間和信號(hào)所處的空間。信號(hào)的差別集中反映在上述信號(hào)參量的差別上。在衛(wèi)星通信中，信號(hào)的分割和識(shí)別可以利用信號(hào)的任一種參量來(lái)實(shí)現(xiàn)?？紤]到實(shí)際存在的噪聲和其它因素的影響，最有效的分割和識(shí)別

18、方法是設(shè)法利用信號(hào)所具有的正交性來(lái)實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接。因此，有幾種常用的分割方法：頻分多址、時(shí)分多址、空分多址和碼分多址等。頻分多址(FDMA-FrequencyDivisionMultipleAccess)對(duì)各站所發(fā)的信號(hào)的頻率參量作分割，各信號(hào)在衛(wèi)星總頻帶內(nèi)各占不同的頻帶/f而它們?cè)跁r(shí)間上可重疊，并可最大限度地利用空I間。收方則利用頻率正交性通過(guò)頻率濾波選擇所需要的信號(hào)。FDMA的基本特征是，把衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的可用射頻頻帶分割成若干互不重疊的部分，分配給各地球站所要發(fā)送的各載波使用，因此，各載波的射頻頻率不同。發(fā)送的時(shí)間雖然可以重合，但各載波占用的頻帶是彼此嚴(yán)格分開(kāi)的。時(shí)分多址(TDMA-TimeD

19、ivisionMultipleAccess)對(duì)各站所發(fā)的信號(hào)的時(shí)間參量作分割，使各信號(hào)在一幀時(shí)間內(nèi)以各不相同的時(shí)隙/t(也稱(chēng)為子幀)通過(guò)衛(wèi)星。由于頻率不分割，可I最大限度地利用地利用衛(wèi)星頻帶并可最大限度地利用空間。收方利用時(shí)間正交性通過(guò)時(shí)間閘門(mén)選擇所需的信號(hào)。TDMA的基本特征是，把衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的工作時(shí)間分割成周期性的互不重疊的時(shí)隙(每個(gè)時(shí)隙也稱(chēng)為子幀，一個(gè)周期則稱(chēng)為一幀)，分配給各站使用TDMA的主要特點(diǎn)是：采用數(shù)字式。各站的基帶信號(hào)低速連續(xù)輸入并存儲(chǔ)在緩沖器里，而在分配的時(shí)隙以高速“突發(fā)(burst)形式的脈沖串調(diào)制載波后發(fā)向衛(wèi)星。各突發(fā)開(kāi)始是“報(bào)頭”信息，用以解決站址識(shí)別和載波、位定時(shí)的同

20、步問(wèn)題。接收到的子幀，在解調(diào)后也是先存入緩沖器，然后由高速變成低速連續(xù)輸出。在任何時(shí)刻都只有一個(gè)站發(fā)出的信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)器，這樣轉(zhuǎn)發(fā)器始終處于單載波工作狀態(tài)。TDMA方式的主要問(wèn)題是要有精確的同步，以保證各突發(fā)到達(dá)轉(zhuǎn)發(fā)器的時(shí)間不發(fā)生重復(fù)，并且保證接收站能正確識(shí)別站址和迅速建立載波、位定時(shí)的同步。4.5多址分配制度與多址聯(lián)接方式緊密相關(guān)的是通道分配問(wèn)題。對(duì)FDMA來(lái)說(shuō)，就是把轉(zhuǎn)發(fā)器可用頻帶分割成各個(gè)通道后，如何分配給各站使用。對(duì)TDMA來(lái)說(shuō)，就是以怎樣的方式將時(shí)隙分配給各站使用。這種通道分配方式稱(chēng)為多址分配制度。多址分配制度是衛(wèi)星通信體制的一個(gè)重要組成部分，關(guān)系到整個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的通信容量、轉(zhuǎn)發(fā)器和

21、各地球站的通道配置和效率，以及對(duì)用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量，當(dāng)然也關(guān)系到設(shè)備復(fù)雜程度。目前使用的分配制度可分類(lèi)如下：y預(yù)分配制-固定預(yù)分配方式和按時(shí)預(yù)分配方式；y按申請(qǐng)分配制；y其它分配制度-動(dòng)態(tài)分配和隨機(jī)分配；預(yù)分配制度y固定預(yù)分配按事先規(guī)定，半永久性地分配給每個(gè)地球站固定數(shù)目的載頻（即通道），各地球站只能使用分配給它們的這些特定頻率與有關(guān)地球站通信，而其它站不能占用這些頻率。這種分配制度的優(yōu)點(diǎn)是，由于載頻是專(zhuān)用的，故實(shí)施聯(lián)接簡(jiǎn)單，建立通信快，基本上不需要控制設(shè)備。主要缺點(diǎn)是，使用不靈活，通道不能相互調(diào)劑，在業(yè)務(wù)量較輕時(shí)通道利用率低。y按時(shí)預(yù)分配事先知道各地球站間業(yè)務(wù)量隨“時(shí)差”及其他因素作周期性變動(dòng)時(shí)

22、，可約定一天內(nèi)通道分配作幾次固定的調(diào)整。顯然其通道利用率比固定預(yù)分配高，但從每一時(shí)刻看，它仍然是固定預(yù)分配的。按申請(qǐng)分配制度固定預(yù)分配的主要矛盾是業(yè)務(wù)量隨機(jī)變化而通道的分配卻是固定的，兩者很難達(dá)到很好的匹配。對(duì)于業(yè)務(wù)量較小且地球站較多的衛(wèi)星通信網(wǎng)，最好采用分配可變制度，即衛(wèi)星的通道（載頻）不是或不完全是固定分配給各站專(zhuān)用的，而是根據(jù)地球站的申請(qǐng)臨時(shí)分配給各站使用，使用完畢后又收回公用，通常稱(chēng)之為按申請(qǐng)（需）分配制度。它是對(duì)固定預(yù)分配制度的一種重大改進(jìn)，比較靈活，各站間可以相互調(diào)劑通道，因而可用較少的通道為較多的站服務(wù)。但是為了實(shí)現(xiàn)按申請(qǐng)分配，要使用比較復(fù)雜的控制設(shè)備，并且一般要在轉(zhuǎn)發(fā)器上單獨(dú)開(kāi)

23、辟一專(zhuān)用頻端作為公用傳信通道，供各站申請(qǐng)分配通道之用。其它分配制度y動(dòng)態(tài)分配動(dòng)態(tài)分配是轉(zhuǎn)發(fā)器頻帶根據(jù)需要（如不同的數(shù)據(jù)傳輸速率）實(shí)時(shí)地分配給網(wǎng)中各站，從而提高轉(zhuǎn)發(fā)器的利用率。這種分配制度主要結(jié)合TDMA（時(shí)分多址）方式，可用于數(shù)字語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸。y隨機(jī)分配隨機(jī)分配是指網(wǎng)中各站隨機(jī)地占用衛(wèi)星通道。因?yàn)閿?shù)據(jù)通信一般間斷而不是連續(xù)地使用通道，且數(shù)據(jù)組發(fā)送的時(shí)間也是隨機(jī)的，因而如果仍使用固定預(yù)分配甚至按申請(qǐng)分配，則信道利用率就很低。采用隨機(jī)占用方式則可大大提高信道的利用率，當(dāng)然也有它的一些特殊問(wèn)題，如碰撞等。4.6TDM（出向）/TDMA（入向）對(duì)雙向衛(wèi)星通信網(wǎng)（VSAT網(wǎng)），出向鏈路和入向鏈路采用各

24、種不同類(lèi)型的通道使用方式，針對(duì)上海證券交易所VSAT通信網(wǎng)，簡(jiǎn)單介紹以下TDM（出向）/TDMA（入向）。典型的星狀雙向衛(wèi)星通信網(wǎng)，主站（中心站）利用出向載波向相關(guān)遠(yuǎn)端VSAT小站以廣播形式發(fā)送數(shù)據(jù)，多個(gè)遠(yuǎn)端小站通過(guò)共享幾個(gè)入向載波向主站發(fā)送數(shù)據(jù)。常用的有TDM/TDMA方式。圖11TDM（出向）/TDMA（入向）TDM/TDMA中的TDM表示出向載波使用時(shí)分復(fù)用（TimeDivisionMultiplex）方式將發(fā)往小站的數(shù)據(jù)復(fù)接到一個(gè)載波中，小站收到所有由主站廣播的消息，但只保留屬于自己的消息。TDMA表示小站以時(shí)分多址方式通過(guò)其與其他小站共享的入向載波接入衛(wèi)星，其多址分配可采用上述幾種制

25、度。有關(guān)TDM/TDMA的詳細(xì)說(shuō)明，由于各衛(wèi)星通信產(chǎn)品各不相同，請(qǐng)參考有關(guān)產(chǎn)品的介紹。第五章上海證券交易所雙向VSAT通信網(wǎng)簡(jiǎn)介上海證券交易所雙向VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)是配合上海證券交易所無(wú)形席位的交易方式而建立的。1996年底確定方案，1997年6月開(kāi)始安裝小站。該通信網(wǎng)選用美國(guó)美國(guó)衛(wèi)訊全國(guó)有限公司SkyRelay和休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司ISBN/PES系統(tǒng)的VSAT產(chǎn)品，一期工程各400個(gè)小站，共800個(gè)遠(yuǎn)端小站。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上海證券交易所的VSAT(verysmallapertureterminal)通信網(wǎng)用于各券商與交易所主機(jī)的互聯(lián)，采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)券商的證券買(mǎi)賣(mài)委托的實(shí)時(shí)和即使成交

26、回報(bào)的傳輸。網(wǎng)絡(luò)的連接圖12和13。VIASATSkyRelay我們選用了VIASATSkyRelay6610ODU和4000DPU。它支持256Kbps的出向載波和256Kbps的入向載波，利用先進(jìn)的幀中繼技術(shù)作為其衛(wèi)星鏈路訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了主站與小站的高速可靠連接。有關(guān)VIASATSkyRelay的詳細(xì)介紹請(qǐng)參閱相關(guān)章節(jié)。HNSISBN/PES休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司的ISBN/PES支持高達(dá)512Kbps的出向載波和256Kbps的入向載波，利用其專(zhuān)利的ODLC衛(wèi)星信道訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議和LANAdvantage技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于TCP/IP協(xié)議的局域網(wǎng)互聯(lián)，同時(shí)也支持多種常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如X.25、SNA、IPX等。有關(guān)ISBN的詳細(xì)介紹見(jiàn)本文有關(guān)章節(jié)。5.4小站編號(hào)和IP地址分配為了便于主站的網(wǎng)管中心對(duì)各遠(yuǎn)端小站的監(jiān)控和管理，我們制定一套小站的識(shí)別和IP地址分配的約定。y小站編號(hào)小站編號(hào)用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)遠(yuǎn)端小站，其格式如下：NXXXP其中：yN為網(wǎng)絡(luò)組編號(hào)，對(duì)SA系統(tǒng)來(lái)將，N=1,2,3,4；對(duì)休斯系統(tǒng)，N=5,6,7,8,9；yxxx為網(wǎng)絡(luò)組中該小站的序列號(hào)；yP為省份編碼，起輔助說(shuō)明作用;