衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng),衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)是什么意思

１.　什么是衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)
　　　衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)，簡單的說就是衛(wèi)星通信與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的產(chǎn)物，俗稱衛(wèi)星寬帶或衛(wèi)星上網(wǎng)。
　　自1994年以來，陸續(xù)出現(xiàn)了許多雄心勃勃的空中互聯(lián)網(wǎng)方案，其中有些采用的技術(shù)及業(yè)務(wù)在地理上和種類上的覆蓋都有著重大突破，對通信業(yè)界乃至整個社會生活都將產(chǎn)生影響。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前世界各國提出的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)方案多達80-100個，其中一些將可能發(fā)展成為全球信息高速公路的重要組成部分，成為實現(xiàn)全球無縫隙個人通信、互聯(lián)網(wǎng)空中高速通道必不可少的手段。
　　我們正在進入“Internet時代”，全球商務(wù)活動的需要和人們對信息無止境的追求，刺激了企業(yè)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的爆炸性增長，用戶一直在努力尋求可給他們帶來更多數(shù)據(jù)的解決方案，結(jié)果導(dǎo)致對帶寬需求的猛長。近些年來，缺乏帶寬的用戶以驚人的速度嘗試了Tl線，ADSL，CableModem，ATM和各種無線技術(shù)。最近，對更高帶寬的追求導(dǎo)致了一個新市場的開拓：一種付得起費的、可靠的、安全的、可無縫隙地嵌入陸地網(wǎng)的衛(wèi)星寬帶通信方案。

　　　衛(wèi)星寬帶通信也稱多媒體衛(wèi)星通信，指的是通過衛(wèi)星進行語音、數(shù)據(jù)、圖像和視像的處理和傳送。因為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的帶寬遠(yuǎn)小于光纖線路，所以幾十兆比特每秒就稱為寬帶通信了。提供更大帶寬僅是衛(wèi)星通信方案的一部分，基于衛(wèi)星的通信也為許多新應(yīng)用和新業(yè)務(wù)提供了機會。
　　1994年休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司在世界上首先開發(fā)出能與個人計算機互聯(lián)的DirecPC接收系統(tǒng)，使PC機用戶可利用電視直播衛(wèi)星的小口徑接收天線高速下載因特網(wǎng)上的大容量信息，在擁擠不堪的地面互聯(lián)網(wǎng)線路之外另辟了一條高速的空中下載通道。緊隨其后，許多大的衛(wèi)星公司紛紛推出了用于互聯(lián)網(wǎng)和增值業(yè)務(wù)的VSAT系統(tǒng)，它們已經(jīng)成為世界性互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的一個組成部分。更引人注目的是基于非靜止軌道衛(wèi)星群星座的全球?qū)拵l(wèi)星通信系統(tǒng)的宏大計劃的提出和實施，更展示了衛(wèi)星在未來的寬帶、高速和多媒體通信應(yīng)用中的美好前景。這些衛(wèi)星系統(tǒng)主要用于多信道廣播、Internet和Intranet的遠(yuǎn)程傳送和作為地面多媒體通信系統(tǒng)的接入手段?！?br />　?。?　衛(wèi)星寬帶通信市場前景光明
　　　據(jù)權(quán)威咨詢公司預(yù)測，到2005年以后，衛(wèi)星通信分享全世界傳輸業(yè)務(wù)的寬帶市場的市場份額將達到160億美元，另據(jù)美國摩托羅拉公司在1997年的預(yù)測：15年后寬帶通信市場可達每年6500億美元，其中衛(wèi)星通信可占20%～30%的份額，也就是說，寬帶衛(wèi)星通信市場每年可達1300～1950億美元。
　　盡管大力鋪設(shè)光纖仍是整個世界的發(fā)展趨勢，但即使按最樂觀的成本和時間表，把世界用光纖連接起來仍需要10萬億美元投資和20～25年時間。建立衛(wèi)星通信網(wǎng)則相對迅速、安全，而且在全球性擴展因特網(wǎng)接入范圍之時，衛(wèi)星通信顯示出許多較其他傳輸媒體優(yōu)越的特性：終端架設(shè)方便快捷;覆蓋面十分廣闊(跨國、跨洲或全球);鏈路的通信成本與傳輸距離無關(guān);通信可以克服海洋、沙漠、高山等自然地理障礙;終端可以在邊遠(yuǎn)地區(qū)或農(nóng)村環(huán)境下完全獨立地運行;技術(shù)是成熟的和即時可用的。
　　此外，同步軌道衛(wèi)星(GEO)的多點廣播特性和低軌道衛(wèi)星(LEO)的實時性和靈活性結(jié)合起來，可以很好地滿足高速交互式業(yè)務(wù)和廣播業(yè)務(wù)的需求。
　　　３.　衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)
　　　衛(wèi)星通信的可用頻譜資源很有限，建設(shè)寬帶網(wǎng)必然要采用更高頻率。目前的寬帶衛(wèi)星業(yè)務(wù)基本是使用Ku頻段和C頻段，但Ku頻段的應(yīng)用已經(jīng)非常擁擠，故計劃中的寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)基本是采用Ka頻段，通過同步軌道衛(wèi)星、非靜止軌道衛(wèi)星或兩者的混合衛(wèi)星群系統(tǒng)提供多媒體交互式業(yè)務(wù)和廣播業(yè)務(wù)。
　　1．　Ka頻段衛(wèi)星通信技術(shù)己有基礎(chǔ)，衛(wèi)星通信要利用Ka頻段必須解決下列關(guān)鍵技術(shù)問題：
　　*克服信號雨衰;
　　*研制復(fù)雜的Ka頻段星上處理器;
　　*保證高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒有明顯的時延;
　　*保持星座中有關(guān)衛(wèi)星之間的有效通信;
　　*通過星上交換進行數(shù)據(jù)包的路由選擇。
　　國際上特別是歐洲、美國，有關(guān)Ka頻段衛(wèi)星通信概念和關(guān)鍵技術(shù)的試驗工作已做了不少，可以說，現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展已為解決后四項關(guān)鍵技術(shù)打下了基礎(chǔ)，而降雨對信號的衰減是波長在1～1.5cm之間的Ka頻段的特殊問題。由于使用的波長和雨滴的大小相仿，雨滴將使信號發(fā)生畸變。目前正在設(shè)計的Ka頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，因降雨衰減而引起的通信中斷平均每月要超過3小時。這就難于滿足一般電信用戶通信可利用率達到99.9%的要求。目前，為了克服雨衰問題已提出幾個解決方法：
　　(1)　加大天線尺寸和信號功率，但這會增加衛(wèi)星的成本；
　　(2)　設(shè)立更多的地面終端站，從而使信號能沿多條路徑傳送，但這會增加地面系統(tǒng)的成本；
　　(3)　通過控制功率分配，增大對降雨地區(qū)的傳輸功率。采用這個措施會增加衛(wèi)星的復(fù)雜性，特別是提高了對控制軟件的要求；
　　(4)　發(fā)展對信號畸變的校正技術(shù)；
　　(5)　采用地面光纖于衛(wèi)星通信相結(jié)合的方式。
　　Ka頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)雨衰問題的解決，在一定程度上是服務(wù)質(zhì)量和費用的折衷。若要保證Ka頻段衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的高可靠性和高利用率，就必須在鏈路設(shè)計中留有一定余量來避免因暴雨造成通信中斷。但這種余量在正常的天氣情況下卻是一種浪費，會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的成本增加和終端的價格上升。
　　2．　低軌道衛(wèi)星星座組網(wǎng)技術(shù)積累了經(jīng)驗　以銥星、全球星和ICO為代表的非靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)取得了很大進展，銥星系統(tǒng)已投入了運行。這些系統(tǒng)的建造促進了星座組網(wǎng)、星上處理和星間通信等技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)過程中積累的衛(wèi)星設(shè)計能力、衛(wèi)星制造技術(shù)、大衛(wèi)星系統(tǒng)集成和超大系統(tǒng)管理經(jīng)驗都將直接應(yīng)用到全球?qū)拵Ф嗝襟w通信系統(tǒng)?？梢哉f是全球個人移動電話系統(tǒng)奠定了發(fā)展全球?qū)拵Ф嗝襟w衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
　　?。?　多媒體VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)——也是當(dāng)前衛(wèi)星寬帶通信的有益補充
　　由于互聯(lián)網(wǎng)的驅(qū)動，衛(wèi)星通信也轉(zhuǎn)向滿足數(shù)據(jù)通信的全面需求。傳統(tǒng)的同步通信衛(wèi)星已發(fā)展成為非常強大的多種用途系統(tǒng);VSAT正演變成為真正的多媒體終端，可提供基本話音、數(shù)據(jù)和圖像傳輸。這些終端提供有價值而又有特色的服務(wù)，使用戶不論其所在地的通信基礎(chǔ)設(shè)施先進程度如何都能夠從中受益，如在發(fā)達國家VSAT終端正在提供直接到家的因特網(wǎng)接入和其他多媒體服務(wù)，在發(fā)展中國家VSAT終端為ISP提供基本的遠(yuǎn)程因特網(wǎng)接入服務(wù)，在發(fā)展中國家或不發(fā)達地區(qū)VSAT終端提供多種通信業(yè)務(wù)(如電話、因特網(wǎng)接入以及圖像傳輸)。

?將衛(wèi)星通信與因特網(wǎng)相結(jié)合正在成為通信業(yè)界的一個熱點。

??? 自1994年以來，陸續(xù)出現(xiàn)了許多雄心勃勃的空中因特網(wǎng)方案，其中有些采用的技術(shù)及業(yè)務(wù)在地理上和種類上的覆蓋都有著重大突破，對通信業(yè)界乃至整個社會生活都將產(chǎn)生影響。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前世界各國提出的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)方案多達85個，其中一些將可能發(fā)展成為全球信息高速公路的重要組成部分，成為實現(xiàn)全球無縫個人通信、因特網(wǎng)空中高速通道必不可少的手段。

??? 我們正在進入“Internet時代”，全球商務(wù)活動的需要和人們對信息無止境的追求，刺激了企業(yè)網(wǎng)和因特網(wǎng)的爆炸性增長，用戶一直在努力尋求可給他們帶來更多數(shù)據(jù)的解決方案，結(jié)果導(dǎo)致對帶寬需求的猛長。近些年來，缺乏帶寬的用戶以驚人的速度嘗試了Tl線，xDSL，CableModem，ATM和各種無線技術(shù)。最近，對更高帶寬的追求導(dǎo)致了一個新市場的開拓：一種付得起費的、可靠的、安全的、可無縫地嵌入陸地網(wǎng)的寬帶衛(wèi)星通信方案。

??? 寬帶衛(wèi)星通信也稱多媒體衛(wèi)星通信，指的是通過衛(wèi)星進行語音、數(shù)據(jù)、圖像和視像的處理和傳送。因為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的帶寬遠(yuǎn)小于光纖線路，所以幾十兆比特每秒就稱為寬帶通信了。提供更大帶寬僅是衛(wèi)星通信方案的一部分，基于衛(wèi)星的通信也為許多新應(yīng)用和新業(yè)務(wù)提供了機會。

??? 1994年休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司在世界上首先開發(fā)出能與個人計算機互聯(lián)的DirecPC接收系統(tǒng)，使PC機用戶可利用電視直播衛(wèi)星的小口徑接收天線高速下載因特網(wǎng)上的大容量信息，在擁擠不堪的地面因特網(wǎng)線路之外另辟了一條高速的空中下載通道。緊隨其后，許多大的衛(wèi)星公司紛紛推出了用于因特網(wǎng)和增值業(yè)務(wù)的VSAT系統(tǒng)，它們已經(jīng)成為世界性因特網(wǎng)高速發(fā)展的一個組成部分。更引人注目的是基于非靜止軌道衛(wèi)星群星座的全球?qū)拵l(wèi)星通信系統(tǒng)的宏大計劃的提出和實施，展示了衛(wèi)星在未來的寬帶、高速和多媒體通信應(yīng)用中的美好前景。據(jù)不完全統(tǒng)計，各國提出的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)方案多達85個，這些系統(tǒng)主要用于多信道廣播、Internet和Intranet的遠(yuǎn)程傳送和作為地面多媒體通信系統(tǒng)的接入手段。其中，一些寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)可能發(fā)展成為全球信息高速公路的重要組成部分，成為實現(xiàn)全球無縫個人通信、因特網(wǎng)空中高速通道必不可少的手段；當(dāng)然大部分最終可能成為紙上系統(tǒng)。

??? 一、寬帶衛(wèi)星通信市場前景光明

??? 據(jù)權(quán)威咨詢公司預(yù)測，到2005年，衛(wèi)星通信分享全世界傳輸業(yè)務(wù)的寬帶市場的市場份額將達到160億美元，另據(jù)美國摩托羅拉公司在1997年的預(yù)測：15年后寬帶通信市場可達每年6500億美元，其中衛(wèi)星通信可占20％～30％的份額，也就是說，寬帶衛(wèi)星通信市場每年可達1300～1950億美元。

??? 盡管大力敷設(shè)光纖仍是整個世界的發(fā)展趨勢，但即使按最樂觀的成本和時間表，把世界用光纖連接起來仍需要10萬億美元投資和20～25年時間。建立衛(wèi)星通信網(wǎng)則相對迅速、安全，而且在全球性擴展因特網(wǎng)接入范圍之時，衛(wèi)星通信顯示出許多較其他傳輸媒體優(yōu)越的特性：終端架設(shè)方便快捷；覆蓋面十分廣闊（跨國、跨洲或全球）；鏈路的通信成本與傳輸距離無關(guān)；通信可以克服海洋、沙漠、高山等自然地理障礙；終端可以在邊遠(yuǎn)地區(qū)或農(nóng)村環(huán)境下完全獨立地運行；技術(shù)是成熟的和即時可用的。

??? 此外，同步軌道衛(wèi)星（GEO）的多點廣播特性和低軌道衛(wèi)星（LEO）的實時性和靈活性結(jié)合起來，可以很好地滿足高速交互式業(yè)務(wù)和廣播業(yè)務(wù)的需求。

??? 二、利用衛(wèi)星實現(xiàn)寬帶通信已有一定的技術(shù)基礎(chǔ)

??? 衛(wèi)星通信的可用頻譜資源很有限，建設(shè)寬帶網(wǎng)必然要采用更高頻率。目前的寬帶衛(wèi)星業(yè)務(wù)基本是使用Ku頻段，但Ku頻段的應(yīng)用已經(jīng)非常擁擠，故計劃中的寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)基本是采用Ka頻段，通過同步軌道衛(wèi)星、非靜止軌道衛(wèi)星或兩者的混合衛(wèi)星群系統(tǒng)提供多媒體交互式業(yè)務(wù)和廣播業(yè)務(wù)。采用這樣的方案已有一定的技術(shù)基礎(chǔ)。

??? 1、Ka頻段衛(wèi)星通信技術(shù)己有基礎(chǔ)

??? 衛(wèi)星通信要利用Ka頻段必須解決下列關(guān)鍵技術(shù)問題：

??? *克服信號雨衰；

??? *研制復(fù)雜的Ka頻段星上處理器；

??? *保證高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒有明顯的時延；

??? *保持星座中有關(guān)衛(wèi)星之間的有效通信；

??? *通過星上交換進行數(shù)據(jù)包的路由選擇。

??? 國際上特別是歐洲、美國，有關(guān)Ka頻段衛(wèi)星通信概念和關(guān)鍵技術(shù)的試驗工作已做了不少，可以說，現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展已為解決后四項關(guān)鍵技術(shù)打下了基礎(chǔ)，而降雨對信號的衰減是波長在1～1.5cm之間的Ka頻段的特殊問題。由于使用的波長和雨滴的大小相仿，雨滴將使信號發(fā)生畸變。目前正在設(shè)計的Ka頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，因降雨衰減而引起的通信中斷平均每月要超過3小時。這就難于滿足一般電信用戶通信可利用率達到99.9％的要求。目前，為了克服雨衰問題已提出幾個解決方法：

??? (1)加大天線尺寸和信號功率，但這會增加衛(wèi)星的成本。

??? (2)設(shè)立更多的地面終端站，從而使信號能沿多條路徑傳送，但這會增加地面系統(tǒng)的成本。

??? (3)通過控制功率分配，增大對降雨地區(qū)的傳輸功率。采用這個措施會增加衛(wèi)星的復(fù)雜性，特別是提高了對控制軟件的要求。

??? (4)發(fā)展對信號畸變的校正技術(shù)。

??? Ka頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)雨衰問題的解決，在一定程度上是服務(wù)質(zhì)量和費用的折衷。若要保證Ka頻段衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的高可靠性和高利用率，就必須在鏈路設(shè)計中留有一定余量來避免因暴雨造成通信中斷。但這種余量在正常的天氣情況下卻是一種浪費，會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的成本增加和終端的價格上升。

??? 2.低軌道衛(wèi)星星座組網(wǎng)技術(shù)積累了經(jīng)驗

??? 以銥星、全球星和ICO為代表的非靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)取得了很大進展，銥星系統(tǒng)已投入了運行。這些系統(tǒng)的建造促進了星座組網(wǎng)、星上處理和星間通信等技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)過程中積累的衛(wèi)星設(shè)計能力、衛(wèi)星制造技術(shù)、大衛(wèi)星系統(tǒng)集成和超大系統(tǒng)管理經(jīng)驗都將直接應(yīng)用到全球?qū)拵Ф嗝襟w通信系統(tǒng)?？梢哉f，全球個人移動電話系統(tǒng)奠定了發(fā)展全球?qū)拵Ф嗝襟w通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

??? 三、多媒體VSAT系統(tǒng)——當(dāng)前寬帶衛(wèi)星通信的重要角色

??? 由于因特網(wǎng)的驅(qū)動，衛(wèi)星通信也轉(zhuǎn)向滿足數(shù)據(jù)通信的全面需求。傳統(tǒng)的同步通信衛(wèi)星已發(fā)展成為非常強大的多種用途系統(tǒng)；VSAT正演變成為真正的多媒體終端，可提供基本話音、數(shù)據(jù)和圖像傳輸。這些終端提供有價值而又有特色的服務(wù)，使用戶不論其所在地的通信基礎(chǔ)設(shè)施先進程度如何都能夠從中受益，如在發(fā)達國家VSAT終端正在提供直接到家的因特網(wǎng)接入和其他多媒體服務(wù)，在發(fā)展中國家VSAT終端為ISP提供基本的遠(yuǎn)程因特網(wǎng)接入服務(wù)，在發(fā)展中國家或不發(fā)達地區(qū)VSAT終端提供多種通信業(yè)務(wù)（如電話、因特網(wǎng)接入以及圖像傳輸）。

??? 一些在VSAT市場角逐的大公司，正在投入大量的資金和人力進行一場提高網(wǎng)絡(luò)速率的競爭。因為VSAT網(wǎng)的速率越高，銷售和購買它的公司就越有競爭力。當(dāng)今的VSAT網(wǎng)能提供高達8Mb/s的出站鏈路速率，許多VSAT公司計劃使網(wǎng)絡(luò)速率達到20Mb/s或更高。

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