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                                                                  优德88官方线上平台_卫星通讯体系是什么 卫星通讯体系特点先容【详解】【图】

                                                                  作者:优德88官方线上平台  发布时间:2018-08-11 11:02  阅读:8104

                                                                    什么是卫星通讯

                                                                    卫星通讯,就是操作通讯卫星作为中继站来转发无线电波,实现两个或多个地球站之间的通讯。卫星通讯是当代通讯技能与航天技能相结归并由计较机实现其节制的先辈通讯方法

                                                                    卫星通讯具有包围面积(地区)大,通讯传输间隔远,通讯频带宽、容量大,通讯线路不变、质量好,建树成网快、无邪机动,可以广播方法事变、便于实现多址联接,通讯本钱与通讯间隔无关等诸多利益。

                                                                    通讯卫星是指吸取和转发中继信号,用来作为通讯中介的人造地球卫星。按通讯方法来分则可分为有源和无源两种。因为无源通讯卫星只是反射电波,必要大功率的发射机,大尺寸的吸取天线和高迅速的放大吸取装备,对发送和吸取装备的技能要求较高,用度昂贵,因而难以适用;有源通讯卫星则在卫星上设备了电源和吸取、放大、发送装备,使地面吸取装备简化,易于实现。今朝运行的均为有源卫星。通讯卫星多回收低轨、大椭圆或地球同步轨道。今朝,通讯卫星绝大部门回收地球同步轨道,在地球赤道上空约36000km外环绕地球的圆形轨道运行,绕地球转一圈的时刻是24小时,恰恰与地球自转同步,这样相对付地球上的某一地区就像是静止不动的一样,又叫同步卫星,也叫静止卫星,其运行轨道叫同步或静止轨道。我们经常提到的VSAT卫星和我国相继发射的几颗通讯卫星都属于同步轨道卫星。连年来为大大都读者耳熟能详的几个环球移动卫星通讯体系,国际移动通讯卫星(ICO)、铱(Iridium)和环球星(Globalstar)体系都属于中轨道(MEO,5000km~15000km)、 低轨道(LEO,500km~1500km)卫星通讯体系。通讯卫星按事变地区可分为国际通讯卫星、海内通讯卫星和地区通讯卫星。按应用规模则又可分为广播电视卫星、跟踪卫星、数据中继转发卫星、国防通讯卫星、航空卫星、帆海卫星、战术通讯卫星、舰队通讯卫星和军用数据转发卫星。

                                                                    频率的分别:

                                                                    作为无线电通讯的一种,频率的分别很是重要。卫星通讯事变频段的选择和分别,直接影响卫星通讯体系的通讯容量、质量、靠得住性、装备庞洪水和善本钱,也影响到与其余通讯体系的和谐。详细来说,要求频带足够宽,电波撒播消费尽也许小,外部噪声尽也许小,与其余微波通讯装备间的滋扰尽也许小等。

                                                                    今朝,大部门国际通讯卫星均回收上行6GHz/下行4GHz频段,称为C频段,个中通例的500MHz带宽,上行5925~6425MHz,下行3700~4200MHz;575MHz带宽,上行5850~6425MHz ,下行3625~4200MHz。扩展的800MHz带宽,上行5850~6650MHz,下行3400~4200MHz。跟着卫星通讯营业量的增进,又开拓行使了14/11、14/12GHz频段,称为Ku频段。环球通用为上行14~14.25MHz,14.25~14.5MHz,下行10.95~11.2GHz,11.45~11.7GHz 。第Ⅰ区行使,上行14.00~14.50GHz,下行12.50~12.75GHz。第Ⅱ区行使,上行14.00~14.50GHz,下行11.7~11.95GHz,11.95~12.20GHz。第Ⅲ区行使,上行14.00~14.50GHz,下行12.20~12.50GHz,12.50~12.75GHz (Ⅰ区包罗欧洲、非洲、前苏联的亚洲部门、蒙古、伊朗西部界线以西的亚洲国度;Ⅱ区包罗南、北美洲和格陵兰、夏威夷;Ⅲ区包罗亚洲的其余部门(含中国、澳大利亚、新西兰)。其它尚有30/20GHz,称为Ka频段,上行29.5~30GHz,下行19.7~20.2GHz。同步卫星移动营业行使1.6/1.5GHz频段,称为L频段:上行1626.50~1660.50MHz,下行1524~1529MHz。

                                                                    天象对卫星通讯的影响

                                                                    通讯卫星、地球、玉轮和太阳夜以继日不断地在各自轨道上运行。当它们之间处于特定的相对位置时,会组成对卫星通讯的影响,这就是凡是所说的“天象影响”。地星食,内地球处在太阳和卫星之间,并成一条线的时辰,因为地球阴影的缘故起因,卫星的太阳能电池不能正常供电。日凌是影响卫星通讯的另一种天象,其因由和地星食相同。也是在每年春分、秋分前后,太阳越过地球赤道平面,在卫星星下点,内地时刻下中午分,卫星处于地球与太阳之间的连线上。这时,指向卫星的地球站的天线也就正好瞄准了太阳,强盛的太阳噪声导致通讯间断,即地球站收不到卫星信号了。这种征象就是日凌间断征象。日凌间断一连时刻约6天,每次几分钟,约占整年通讯时刻的0.02%。

                                                                    通讯体制:

                                                                    卫星通讯体制首要包罗调制方法和多址方法。调制方法有FM、PSK(移项键控调制)等调制要领。而多址技能则用以办理用户入网时互不滋扰地共用通讯资源的题目。在一样平常卫星通讯中回收的是FDMA、TDMA、CDMA等多址技能。

                                                                    同步卫星

                                                                    1945年,英国物理学家克拉克普在《无线电天下》杂志上颁发题为《地球以外的中继》的文章,预言人类可以或许操作在赤道上空同步轨道上运行的卫星实现远间隔的通讯。本日,这已成为实际。在一颗通讯卫星天线的波束所包围的区域内,各个地球站之间都可以通过卫星中继转发信号,实现通讯。譬喻,当某地的地球站要和另一地域的地球站通讯时,该站将无线电信号发射给卫星,卫星将收到的信号举办放大、频率调动等处理赏罚后再转发给另一地球站,于是就成立起该站和另一地球站之间的通讯接洽。一颗距地球外貌36000km(距地心42000km)远的同步通讯卫星,其天线波束包围区域(即对地面的视区)高出地球外貌的42.4%,只必要把3颗相隔120°的同步卫星奉上天,就可以实现除两极之外的环球通讯。

                                                                    同步卫星通讯有如下利益:通讯间隔远,经卫星“一跳”可及,最远的通讯间隔可达13000km。通讯不受地理前提的限定(如江山海洋的阻隔),也不受天然灾难(如洪涝灾难、地动灾难等)和工钱变乱的影响。通讯质量高。这起首是由于凡是颠末卫星一跳就可以把信息传送到对方,不像微波接力通讯引入噪声;其次,无线电波首要在外层空间撒播,所受大气折射和地面反射影响较小,有较好的撒播特征。通讯容量大,6万多人可同时打电话。合用于广播型和用户型营业。操作卫星通讯可以在大范畴内点对多点地传输电视、广播节目,这是难以用其余通讯本领取代的。操作卫星通讯,还可实现直达用户办公楼的交互数据传输,即也合用于用户型营业,通讯机动、无邪。卫星通讯可以在两点间提供中小容量的话音、数据通道,可以实现多址传输,还可以提供海上、空中移动通讯处事。

                                                                    同步卫星通讯的弱点是:传输时延大。卫星通讯中,信号经同步通讯卫星一跳至对方地球站所实现的单向传输间隔约80000km,要耗费约莫270ms的时刻。高纬度地域难以实现卫星通讯,在地球南北极四面,存在卫星通讯的“盲区”。地球的同步轨道只有一条,两颗卫星之间又必需有必然的隔断,因此轨道上可容纳的同步通讯卫星数目受到限定。

                                                                    卫星通讯体系由空间段和地面段两部门构成。通讯卫星和测控站合称为空间段。典范地面段即地球站。

                                                                    地球站是卫星通讯体系的重要构成部门,它一样平常由天线、馈线装备、发射装备、吸取装备、信道终端装备、电源装备、自动跟踪装备以及邻近装备等构成。

                                                                    抛物面天线的抛物面反射器把无线电波齐集成窄窄的一束,有很强的偏向性,减小无线电波在空间撒播时的丧失,担保通讯卫星上的转发器和地球站装备吸取正常的信号。依附地球站中的自动跟踪装备,天线始终对准天空中的卫星。

                                                                    地球站由高功率放大器、低噪声放大器、合路器、分派器、上变频器、下变频器、调制器、解调器以及基带装备等构成。以电话通讯为例,电话信号先从远程电话局经地面传输体系传送到地球站。地球站中的基带装备等对信号举办处理赏罚,使之成为切合卫星传输的基带信号。然后此基带信号送入调制器调制成为70MHz或140MHz的中频信号。中频信号再经上变频器变频,调动为载频为6MHz的上行载波信号。此信号最后送至高功率放大器放大到所需的发射功率,由天线发往卫星。以上先容的是信号在地球站发射装备中的处理赏罚进程。吸取进程则正好相反。

                                                                    甚小天线地球站(VSAT),略有差异。它天线直径小,一样平常只有0.3~2.4m。用户可依附它直接操作卫星举办通讯,而无需通过地面通讯网的汇接。VSAT把高功率放大器、低噪声放大器和上、下变频器组合成为一个组件,叫做低噪组合器(LNB)或低噪声变频器(LNC),它可装在室外,用电缆与室内单位连通,从而简化了布局。

                                                                    通讯卫星由以下几种首要装备构成:天线体系是卫星收发无线电信号的进出口。按照通讯必要,天线有环球波束天线、地区波束天线、海内波束天线和点波束天线等多种。空间转发器体系是卫星的主体,用于放大、变频进而转发天线收到的无线电信号。一颗通讯卫星上有几个到几十个转发器,每个转发器能同时吸取和转发多个地球站的信号。位置节制和姿态节制体系用于保持和节制卫星在轨道上的正确位置和姿态。遥测指令体系用于将卫星事变环境实时关照地面测控站,并吸取地面测控站发出的指令信号,使星上装备按指令举措。电源体系用于提供星上装备事变所需的电能,包罗太阳能电池阵、蓄电池组等。以上这些装备,都安装在用耐高温、轻金属原料做成的外壳内。

                                                                    测控是跟踪、遥测、指令和监测(TTC & M)的简称。测控站的使命是精确靠得住地跟踪、丈量卫星,对卫星举办轨道批改、位置保持以及姿态保持等节制。一个测控站可以测控多颗卫星,但一颗卫星在统一时刻只能由一个特定的测控站测控。

                                                                    中、低轨道非同步卫星

                                                                    中、低轨卫星体系能提供局部、地区和环球通讯且有与之对应的收集布局。中、低轨卫星移动通讯体系首要由三部门构成,即卫星、用户终端和关隘站。这三部门通过响应的链路接续起来,组成各类卫星移动通讯收集。这些链路有效户链路,馈送链路、星间链路。关隘站用於卫星移动通讯网与民众电话网和地面移动网之间的接口,它完成协议转换、流量节制、寻址、路由选择、分组的打包和拆包等成果。它也是卫星网到网管及卫星节制体系的接续点。有的关隘站自己就有收集打点成果。

                                                                    关隘站凡是行使高增益天线,并且要用几副天线吸取几颗卫星信号。-个网行使的关隘站数量很不沟通,具有星上处理赏罚手段和星间链路的卫星移动通讯网行使关隘站较少。小我私人卫星通讯的一个重要要求就是到达终端手持化,这傍边手持终端的价值和重量身分涉及到小我私人卫星通讯可否广泛行使的两个身分。

                                                                    回收非同步中、低轨道卫星的利益:撒播时延短,路径消费低,能更有用地频率再用卫星研制周期短,能多星发射,卫星互为备份抗摧毁手段强,多星组网可实现真正意义的环球包围。

                                                                    面向21世纪的当代MEO/LEO卫星通讯具有下述一些根基特性:

                                                                    (1)具有环球/地区包围手段,以顺应将来小我私人化营业毗连必要。

                                                                    (2)操作极地轨道或网状包围倾斜轨道,一方面可补充同步轨道资源的不敷,另一方面又可支撑更精良的设备实验与营业机能的必要。

                                                                    (3)通讯营业向多样化、综合化偏向成长,以期与将来多媒体高速信息传输相雷同。

                                                                    (4)因为也许与环球小我私人营业相毗连,用户终端可行使相同或兼容于陆地蜂窝移动体系的蓄电池供电的小型手持机。

                                                                    (5)体系计划及收集布局可提供进入或组合于现有公用通讯网及陆地移动通讯网的手段。

                                                                    (6)收集计划、体系组成、星间和谐、星星处理赏罚等充实操作当代通讯智能化、数字化及多媒体化的最新技能,以技能上风调换市场竞争和价值/机能比上的上风。

                                                                    (7)除轨道资源扩充外,对频率资源亦举办起劲扩充,包罗操作或殽杂操作Ku、Ka乃至EHF等高频段,以及光频段开拓,以满意高吞吐量宽带营业传输及馈线链路和星际链路的组成必要。

                                                                    宽带卫星通讯:

                                                                    最初,在人们的印象中地面宽带光纤收集的建树将导致卫星通讯的慢慢祛除。然而因为卫星通讯的特征,使它在新一代的宽带海潮中饰演着同样重要的脚色。出格是在中美海底光缆断裂时代,更引起人们的存眷。

                                                                    1990年起至今,卫星通讯规模进入一个重要的成长新时期,LEO、MEO和殽杂式轨道卫星通讯体系开始普及应用于环球电信网,以满意宽带和移动用户的各类需求。而在操作卫星实现宽带互联网应用上,西欧已有十几个多媒体卫星体系计划方案相继问世。已出台的多媒体卫星体系首要有低轨大数目卫星群、同步轨道大功率卫星和中轨卫星群3种方案。它们针对差异的地区和用户,回收差异的轨道,各有特点。同步轨道卫星(GEO)的多点广播特征和低轨道卫星(LEO)的及时性和机动性团结起来,可以很好地满意高速交互式营业和广播营业的需求。1同步轨道通讯卫星星座体系:如劳拉空间公司的收集之星(Cyberstar),意大利阿莱尼亚宇航公司的欧洲太空之路(Euro Skyway),洛马公司的宇宙链路(Astro1ink)。同步轨道卫星星座三颗卫星就可根基实现环球包围,但因轨道较高,路径消费较大,信号有较大的时延,对话音和图像传输质量有必然的影响。2低轨道卫星星座体系:典范的是比尔.盖茨和麦考倡媾和投资的Te1edesic体系和阿尔卡特Skybridge。低轨道通讯卫星的信号时延只有100ms阁下,与今朝陆地光纤体系概略相等,从而大大进步了话音和图像的传输质量,可在任何两个用户之间提供近似及时的交互式营业。但低轨道卫星星座要包围环球必要的卫星数量多,如Te1edesic计划卫星数量为288颗,Skybridge的计划卫星数量为64颗。响应地,体系的节制和收集的打点较量伟大,从而增进了本钱,体系投资局限大。3同步轨道卫星和非静止轨道卫星的殽杂星座体系:, 休斯公司决, 定成长的太空之路, , (Spaceway),由8颗同步轨道卫星和20颗中轨道卫星构成。其它,劳拉空间公司的CyberStar筹备和阿尔卡特的Skybridge连系起来。殽杂布局是为了操作同步轨道卫星和非静止轨道卫星各自的利益和手段。同步轨道卫星得当于广播分派营业和多播应用;而非静止轨道卫星因高度低、时延小应承快速交互式相应,且因传输消费小可行使小的低功率终端和小的天线。其它,将来卫星通讯将会更多的行使Ka这一频段,而这一频段呈现的雨衰征象已经可以获得较好的降服。

                                                                    今朝,在传统卫星通讯营业继承应用的同时,非对称Internet接入营业 、交互式卫星长途解说、长途医疗、双向卫星集会会议电视、电子商务以及寻呼卫星包围等营业已在和正在应用实现进程中。

                                                                    VSAT:

                                                                    对付海内的很多用户来说,VSAT可以说让人耳熟能详,出格是基于它的Direc PC等技能,已经有多家公司可以在海内提供宽带卫星数据接入处事。

                                                                    VSAT是Very Small Aperture Terminal的简称,即甚小口径的终端,现实暗表示义是指一类具有甚小口径天线的、很是便宜的智能化小型或微型地球站,可以利便地安装在用户处。

                                                                    按VSAT的性子、用途、收集布局和某些特性来对其举办分类。按VSAT支持的首要营业范例差异,可分为以下三类:以话音营业为主的VSAT体系,如TES。以数据营业为主的VSAT体系,如PES。以综合营业为主的VSAT体系,如TSAT、NEXTAR。从VSAT网回收的收集布局来看,也可分为三类:星形布局的VSAT体系,如PES。网形布局的VSAT体系,如TES。

                                                                    除了个体宽带营业外,VSAT卫星通讯网险些可支持全部现有营业,包罗话音、数据、传真、LAN互连、集会会议电话、可视电话、低速图像、可视电话集会会议、回收帧中继接口的动态图像和电视、数字音乐等。VSAT网可对各类营业别离回收广播(点到多点)、网络(多点到点)、点到点双向交互、点到多点双向交互等多种转达方法。

                                                                    VSAT通讯网由VSAT小站、主站和卫星转发器构成。数据VSAT卫星通讯网凡是回收星状布局

                                                                    主站也叫中心站或中央站,是VSAT网的心脏,与平凡地球站一样,行使大型天线,天线直径一样平常约为3.5m~8m(Ku波段)或7m~13m(C波段)。在以数据营业为主的VSAT卫星通讯网(下面简称数据VSAT网)中,主站既是营业中心也是节制中心。主站凡是与主计较机放在一路或通过其余(地面或卫星)线路与主计较机毗连,作为营业中心(收集的中心结点);同时在主站内尚有一个收集节制中心(NCC)认真对全网举办监测、打点、节制和维护。

                                                                    因为主站涉及整个VSAT网的运行,其妨碍会影响全网正常事变,故其装备皆有备份。为了便于从头组合,主站一样平常回收模块化布局,装备之间回收高速局域网的方法互连。

                                                                    VSAT小站由小口径天线、室外单位(ODU)和室内单位(IDU)构成。卫星转发器一样平常回收事变于C或Ku波段的同步卫星透明转发器。在数据VSAT卫星通讯网中,小站和主站通过卫星转发器组成星状网,主站是VSAT网的中心结点。星状网充实浮现了VSAT体系的特点,即小站要尽也许小。其主站的有用全向辐射功率(EIRP)高,吸取品格因数(G/T)大,故全部小站均可同主站互通。而小站之间不能直接通讯,必需经主站转发。

                                                                    数据VSAT网凡是是分组互换网,数据营业回收分组传输方法,其事变进程是这样的:任何进入VSAT网的数据在发送之前先举办名目化,即把较长的数据报文解析成多少牢靠长度的信息段,加上地点和节制信息后组成一个分组,传输和互换时以一个分组作为整体来举办,达到吸取点后,再把各分组按原本的次序装配起来,规复本钱来的报文。

                                                                    以星状网的主站为参考点,数据VSAT网行使的卫星信道可以分为外向(Outbound)信道和内向(Inbound)信道。在数据VSAT网中,营业信道和节制信道是同等的,即营业子网和节制子网具有沟通的星状布局。主站通过卫星转发器向小站发数据的进程叫外向传输。用于外向传输的信道(外向信道)一样平常回收时分复用方法(TDM)。从主站向各小站发送的数据,由主计较机举办分组化,构成TDM帧,通过卫星以广播方法发向网中全部小站。每个TDM帧中都有举办同步所需的同步码,,帧中每个分组都包括有一个吸取小站的地点。小站按照每个分组中携带的地点举办吸取。

                                                                    小站通过卫星转发器向主站发数据的进程叫内向传输。用于内向传输的信道(内向信道)一样平常回收随机争用方法(ALOHA一类),也有回收SCPC和TDMA的。由小站向主站发送的数据,由小站举办名目化,构成信道帧(个中包罗起始标志、地点字段、节制字段、数据字段、CRC和终止标志),通过卫星凭证回收的信道共享协议发向主站。

                                                                    Direc PC是一种VSAT体系,由美国的休斯公司提出,回收社交互方法。它操作现有的通讯卫星,事变在Ku(11/14GMHz)频段,同时操作了Internet信息传输的差池称性,将用户的上、下行数据疏散,相对较少的上行数据可通过现有的电话Modem、ISDN和DDN专线等方法传输,而大量的下行数据则通过72M的宽带卫星转发器直接发送到用户端,在用户端只需装上一个75厘米的Ku天线,并连到已经插入计较机内的一块卫星吸取卡上,再装上响应的软件,即可上网赏识。以是卫星宽带接入具有信道操作率高、速率快(400k的赏识和下载速率)、不受区域限定、安装轻盈、价值低等上风。

                                                                    卫星宽带接入技能不只可以提供不变、快速的接入处事,统一套装备还可以吸取运营商提供的各类信息,如股票行情、金融信息等。操作它可以实现诸如长途教诲等多种应用

                                                                    在海内以色列的吉来特公司的VSAT体系也在作为宽带卫星接入体系被回收,好比东方卫星收集公司提供的卫星教诲和上网处事。与Direct PC差异的是,它回收内交互式星状卫星收集可以提供双向的卫星传输,在用户终端处回收吸取卡和发射卡。通讯频段行使Ku波段,支持TCP/IP协议,主站出境信息速度2 Mbps~ 40 Mbps。