趙 宇

民航東北地區(qū)空中交通管理局通信網(wǎng)絡(luò)中心（ 沈陽 110000 ）

1 VSAT系統(tǒng)介紹

1.1 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)

所謂VSAT (Very Small Aperture Terminal)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，其含義是“甚小口徑終端”衛(wèi)星通信系統(tǒng)。它是指利用大量小口徑天線的小型地球站與一個大站協(xié)調(diào)工作構(gòu)成的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。可以通過它進行單向或雙向數(shù)據(jù)、語音、圖像及其它業(yè)務(wù)通信。

1.2 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的組成

同一般的衛(wèi)星通信系統(tǒng)一樣，典型的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)由中央站，許多VSAT站和通信衛(wèi)星三部分組成。典型的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 中央站

中央站又稱中心站或樞紐站。它是 VSAT網(wǎng)的核心。中央站由主計算機、前端處理機、中心站接口單元、調(diào)制解調(diào)器、射頻電子設(shè)備以及天線構(gòu)成。

主站通常與主計算機配置在一起，也可通過地面線路與主計算機連接。為了對全網(wǎng)進行監(jiān)測、控制、管理與維護，在主站還設(shè)有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與管理中心，對全網(wǎng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控管理，如監(jiān)測地球站及主站本身的工作狀況、信道質(zhì)量、信道分配等。主站一般都采用模塊結(jié)構(gòu)，設(shè)備之間以高速局域網(wǎng)方式進行互連。

1.4 VSAT站設(shè)備

VSAT站設(shè)備（亦稱遠端站或地球站等）是安裝在VSAT用戶處的獨立單元。它提供用戶終端設(shè)備與衛(wèi)星信道的接口。

VSAT站由小口徑天線、室外單元ODU和室內(nèi)單元IDU三部分組成。室內(nèi)單元和室外單元通過同軸電纜連接。室內(nèi)單元包括調(diào)制/解調(diào)器、編/譯碼器和數(shù)據(jù)接口等。室外單元包括GaAsFET固態(tài)功率放大器、低噪聲FET放大器、上/下變頻器及其監(jiān)測電路等，并把它們組裝在一起作為一個部件，配置在天線饋源附近。

VSAT站的組成包括數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）、VSAT接口單元(RIU)、調(diào)制解調(diào)器（modem）、射頻（RF）電子設(shè)備以及天線等部分。

1.5 通信衛(wèi)星（衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器）

通信衛(wèi)星（或衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器）亦稱空間段，目前主要使用C波段或Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，它由衰減器、輸入多路復(fù)用、行波管放大器（TWTA）以及輸出多路復(fù)用等設(shè)備組成。

圖1 典型的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)組成圖

2 VSAT網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)特點

VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有許多特點，這里重點介紹一下其拓撲結(jié)構(gòu)方面的特點。

VSAT網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)反映了各通信站之間的連接方式。由多個地球站構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)形式有多種，可以歸納為兩種主要形式：星狀網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。VSAT網(wǎng)絡(luò)常用的有四種即廣播式點到多點—單向星狀、雙向交互式—雙向星狀、點到點式—雙向網(wǎng)狀和混合型—雙向網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 VSAT網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖

實際的VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)常用混合型的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。

各 VSAT地球站都是直接與主站發(fā)生聯(lián)系，而各VSAT地球站之間是不能經(jīng)通信衛(wèi)星直接進行通信的。必要時須經(jīng)主站轉(zhuǎn)發(fā)，才能進行連接和通信。無論VSAT地球站與主站進行通信，還是各VSAT地球站經(jīng)主站進行通信，都必須經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。因此根據(jù)經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的次數(shù)，分為單跳和雙跳體系結(jié)構(gòu)。

星狀網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中廣播式點到多點—單向星狀網(wǎng)絡(luò)為單跳體系結(jié)構(gòu)，而雙向交互式— 雙向星狀網(wǎng)絡(luò)為雙跳體系結(jié)構(gòu)。如圖3所示。

圖3 星狀網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)單跳和雙跳體系結(jié)構(gòu)示意圖

在單跳體系結(jié)構(gòu)中，各VSAT地球站可經(jīng)過單跳線路與主站直接進行話音和數(shù)據(jù)的通信。而在雙跳體系結(jié)構(gòu)中，各地球站之間一般都是通過主站間接地進行通信。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由于一條通信線路要經(jīng)過兩跳的延遲，因而，對于要求實時的話音業(yè)務(wù)來說，是不適用的，而只適用于記錄話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

另外，還存在一種單跳與雙跳相結(jié)合的混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)的信道分配、網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測管理與控制等由主站負責(zé)，但是通信不經(jīng)主站連接。所以，它可以為主站與VSAT地球站之間提供數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)，為各 VSAT地球站之間提供數(shù)據(jù)和記錄話音業(yè)務(wù)。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來說，數(shù)據(jù)和話音信道是網(wǎng)狀網(wǎng)，控制信道是星狀網(wǎng)，因而這是一種很有發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中單跳和單跳與雙跳相結(jié)合體系結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

圖4 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中單跳和單跳與雙跳相結(jié)合體系結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié)束語

VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)可以采用星狀、網(wǎng)狀或混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。目前多數(shù)VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)都是工作在KU波段。在我國，因為受空間段資源的限制，目前使用的VSAT網(wǎng)基本上還是工作在C波段。