摘 要：網(wǎng)絡(luò)寬帶化進(jìn)程的不斷加快對(duì)衛(wèi)星通信提出了前所未有的挑戰(zhàn)，作為新一代寬帶衛(wèi)星通信產(chǎn)品——SurfBeam，以其超前的設(shè)計(jì)理念和優(yōu)越的性能，在國(guó)際衛(wèi)星通信市場(chǎng)上占據(jù)了領(lǐng)先地位，本文就其技術(shù)優(yōu)勢(shì)、系統(tǒng)組成進(jìn)行介紹，使讀者能夠?qū)υ撓到y(tǒng)有一個(gè)大致的了解。

甚小口徑終端（VSAT）出現(xiàn)之初只是針對(duì)單一的話音、數(shù)據(jù)等窄帶業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)，隨著衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，VSAT在原來(lái)基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)來(lái)適應(yīng)寬帶業(yè)務(wù)的需要，出現(xiàn)了一系列的寬帶VSAT產(chǎn)品，但與地面寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展相比仍然表現(xiàn)得力不從心。

作為在寬帶IP衛(wèi)星設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)和技術(shù)支持方面領(lǐng)先的國(guó)際制造商，美國(guó)衛(wèi)訊公司（Viasat）將有線電視寬帶接入標(biāo)準(zhǔn)（DOCSIS）（Data-Over-Cable Service Interface Specification）和最新的衛(wèi)星通信技術(shù)結(jié)合在一起，推出了新一代寬帶衛(wèi)星通信產(chǎn)品SurfBeam。

◎ 解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院 馮少棟

◎ 解放軍96602部隊(duì) 張小靜

◎ 解放軍96275部隊(duì) 徐志平

◎ 總參通信訓(xùn)練基地訓(xùn)練部教務(wù)科 劉躍宣

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

SurfBeam系統(tǒng)采用了有線電視調(diào)制解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)DOCSIS，并針對(duì)衛(wèi)星應(yīng)用進(jìn)行了相應(yīng)的改動(dòng)。這使得SurfBeam系統(tǒng)與其它系統(tǒng)相比擁有三大優(yōu)勢(shì)：可利用現(xiàn)成的有線電視調(diào)制解調(diào)芯片；可利用現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)商級(jí)的終端設(shè)備；可采用第三方的產(chǎn)品、網(wǎng)管、OSS應(yīng)用及在有線電視網(wǎng)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)用戶中廣泛應(yīng)用的業(yè)務(wù)。

（1）高度的可靠性和靈活性

作為一款基于DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，SurfBeam采用了大型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)理念，著眼于上百萬(wàn)用戶的容量進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，可根據(jù)運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的情況提供經(jīng)濟(jì)、靈活的解決方案。通過(guò)SurfBeam系統(tǒng)在世界各地大型網(wǎng)絡(luò)的成功案例可以看出，無(wú)論是幾千用戶的中小型網(wǎng)絡(luò)還是幾十萬(wàn)用戶的大型網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)都可以勝任。

（2）操作運(yùn)營(yíng)簡(jiǎn)便成本低

在傳統(tǒng)的大規(guī)模VSAT網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的開(kāi)銷占了整個(gè)系統(tǒng)投資的很大一部分。SurfBeam系統(tǒng)針對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的最小化進(jìn)行了若干優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)系統(tǒng)自帶的運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)（OSS）和商務(wù)支撐系統(tǒng)（BSS），運(yùn)營(yíng)商可以實(shí)現(xiàn)用戶和業(yè)務(wù)的自動(dòng)配置，通過(guò)一系列針對(duì)大型系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、用戶管理工具，可實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商（VNO）的支持，并有計(jì)費(fèi)、故障診斷等可選項(xiàng)。

（3）出色的用戶體驗(yàn)

如果用戶不滿意，那么即使系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本再低廉也是無(wú)意義的。美國(guó)衛(wèi)訊公司將DOCSIS和若干新技術(shù)相結(jié)合來(lái)改善用戶使用體驗(yàn)如：AcceleNet?壓縮技術(shù)大大增強(qiáng)了網(wǎng)頁(yè)瀏覽及其它一些Web應(yīng)用的速度和性能。對(duì)于常見(jiàn)的寬帶應(yīng)用，從Internet接入到VOIP，再到IP視頻，SurfBeam系統(tǒng)都提供了優(yōu)越的性能保障。

（4）豐富的QOS保障機(jī)制

豐富的QOS策略可對(duì)各種寬帶應(yīng)用及業(yè)務(wù)提供良好支持，對(duì)于每一種典型應(yīng)用，SurfBeam系統(tǒng)都為其制定了相應(yīng)的帶寬和QOS需求，如圖1所示，

系統(tǒng)組成

SurfBeam系統(tǒng)是一個(gè)雙向?qū)拵l(wèi)星通信系統(tǒng)，可以使服務(wù)提供商通過(guò)商用靜止軌道通信衛(wèi)星（Ka或Ku波段）為居民、小型企業(yè)用戶提供高速因特網(wǎng)接入和寬帶多媒體通信業(yè)務(wù)。該系統(tǒng)由一個(gè)主站（或稱信關(guān)站）和成千上萬(wàn)分布在各地的用戶終端組成。主站由射頻子系統(tǒng)，基帶/中頻處理子系統(tǒng)，信關(guān)站管理系統(tǒng)，網(wǎng)控中心組成?，F(xiàn)就主要設(shè)備作簡(jiǎn)要介紹。

（1）用戶終端

SurfBeam用戶終端高度集成緊湊，具有吞吐量大、空間資源利用率高和性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。該終端由室內(nèi)單元和室外單元兩部分組成。

室外單元與DTH（衛(wèi)星直播到戶）的電視接收天線類似，只是增加了信號(hào)發(fā)射功能，主要包括天線反射面，饋源，發(fā)射和接收部件，以及用于固定在家庭、辦公室或公司的底座套件。

室內(nèi)單元大小為23×23×3.8 cm（如圖3所示），其功能和大小都與普通的ADSL或有線電視的調(diào)制解調(diào)器差不多，流線型的時(shí)尚外觀使之與計(jì)算機(jī)或其它電信設(shè)備（集線器，路由器等）配套使用起來(lái)十分和諧。它為計(jì)算機(jī)或局域網(wǎng)提供了標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口。室內(nèi)單元可以豎直或水平放置在用戶的辦公桌上。室內(nèi)單元與室外單元之間通過(guò)兩根中頻電纜相連。

其用戶終端的主要有九大優(yōu)點(diǎn)：寬帶衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器造價(jià)十分低廉；可實(shí)現(xiàn)永不掉線的寬帶連接；前向鏈路采用自應(yīng)用調(diào)制編碼技術(shù)，鏈路可靠性極高；反向鏈路采用速率自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)；內(nèi)嵌了鑒權(quán)和數(shù)據(jù)加密技術(shù)；采用了針對(duì)web業(yè)務(wù)的加速技術(shù)；采用了針對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QOS保障技術(shù)；對(duì)外提供10/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)接口并選配WLAN接口（WiFi）；實(shí)現(xiàn)了基于標(biāo)準(zhǔn)SNMP的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)視與控制。

（2）衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)傳輸系統(tǒng)SMTS-1200

該設(shè)備位于運(yùn)營(yíng)商主站（或稱信關(guān)站），基于成熟的有線電視網(wǎng)絡(luò)調(diào)制解調(diào)傳輸系統(tǒng)（CMTS），采用電信運(yùn)營(yíng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)制造，如圖4所示，SMTS-1200主要負(fù)責(zé)管理衛(wèi)星網(wǎng)用戶與信關(guān)站路由器、服務(wù)器之間的業(yè)務(wù)流，每個(gè)SMTS每秒可以路由高達(dá)42億個(gè)數(shù)據(jù)包并為每個(gè)衛(wèi)星接口單元管理1.6萬(wàn)個(gè)并發(fā)連接。

（3）網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS）

SurfBeam的網(wǎng)管系統(tǒng)（NMS）可為運(yùn)營(yíng)商提供完善的“交鑰匙”服務(wù)。運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)（NMS）集中控制和監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)方面，通過(guò)與前/后臺(tái)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障診斷，網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)視和虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)等多種功能。

（4）運(yùn)營(yíng)及商務(wù)支撐系統(tǒng)（OSS/BSS）

運(yùn)營(yíng)及商務(wù)支撐系統(tǒng)（OSS/BSS）可通過(guò)一系列有效的工具開(kāi)展高效的客戶服務(wù)和管理，這些工具包括分銷商、客戶入口，客戶服務(wù)管理，計(jì)費(fèi)，各種報(bào)表生成，計(jì)費(fèi)及客戶數(shù)據(jù)庫(kù)等等，將運(yùn)營(yíng)商，分銷商和客戶等不同層次分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)分層管理。

應(yīng)用

SurfBeam系統(tǒng)的典型應(yīng)用有：高速Internet接入、軟件化服務(wù)（Software-as-a-Service SaaS）、視頻和VOIP、高速文件傳輸、IP組播、針對(duì)客戶、家庭辦公族或中小型企業(yè)的各種應(yīng)用。

目前該產(chǎn)品已在全球安裝超過(guò)50萬(wàn)臺(tái)，被眾多國(guó)際知名衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商如：Wideblue、Telesat、Intelsat等公司所采用，歐洲最大的衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商Eutelsat公司旗下的 Tooway?產(chǎn)品也是基于SurfBeam技術(shù)。定于2010年發(fā)射的容量高達(dá)100Gbps的寬帶通信衛(wèi)星Viasat-1也將采用SurfBeam系統(tǒng)作為其地面設(shè)備。■

背景資料：DOCSIS

1997年，美國(guó)有線電視實(shí)驗(yàn)室股份有限公司（CableLabs?）率先發(fā)布了有線傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接口規(guī)范（DOCSIS?）1.0版，該規(guī)范為有線電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)於嘶A(chǔ)，它提供了兩大優(yōu)勢(shì)：改善了用戶的因特網(wǎng)“體驗(yàn)”；保證了多廠商之間設(shè)備的互操作性。

為了提供這些組件，DOCSIS1.0為有線調(diào)制解調(diào)器定義了物理層與鏈路層規(guī)范，在認(rèn)識(shí)到該規(guī)范能夠大大增強(qiáng)用戶的因特網(wǎng)使用體驗(yàn)之后，有線電視系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商紛紛對(duì)DOCSIS1.0趨之若鶩。因此，CableLabs于1999年繼續(xù)發(fā)布了DOCSIS1.1。DOCSIS1.1通過(guò)服務(wù)質(zhì)量（QoS）及增強(qiáng)型安全機(jī)制進(jìn)一步完善了DOCSIS1.0，其中QoS提供了支持IP語(yǔ)音（VoIP）所必需的技術(shù)。隨著寬帶應(yīng)用需求的不斷擴(kuò)大，DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)也不斷發(fā)展壯大，DOCSIS3.0于2006年8月發(fā)布，除了上下行傳輸速率大大提升之外，還增加了對(duì)IPV6的支持。

自1997年創(chuàng)建DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，它就一直是有線電視（CATV）數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的全球標(biāo)準(zhǔn)。