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卫星通信链路与卫星同播覆盖

2/14/2005来源:卫星通信人气:9054

李祖诒 刘昂
  卫星通信具有一些其它通信方式难以替代的特点和优势,这些特点和优势与无线寻呼信号对远程传输的需求有着相当大的吻合度,尤其是在寻呼信号的同播覆盖运用方面。本文着重就卫星链路的特点和在选择卫星系统进行寻呼信号同播覆盖时需要注意的主要问题进行阐述和探讨。

  卫星VSAT通信的特点和优势

  卫星VSAT (甚小口径天线站)站由天线、室外射频单元和室内数字处理单元组成。室内数字处理单元一般装在VSAT通信站的机房内,由一根电缆与室外单元连结,承担发送和接收数据的处理、操纵功能。室内数字处理单元的接入端口可以同时支持多种通信协议,方便用户将各种数据终端或网络接入VSAT网。相比地面无线或有线通信链路而言,卫星VSAT通信在以下几个方面具有明显优势:

1.可靠性(可用度)

  地面有线链路(DDN、X.25或PSTN)节点多,结构复杂,复杂的结构意味着可能发生故障的环节增多,对技术维护和支持的要求增高。运营部门很难在大范围内各个网络层次可能的故障点上都有能力提供及时有效的故障响应技术支持。地面200M、400M无线链路多半也存在中间差转站的维护问题,并且干扰问题严重。卫星链路则结构简单,只要专业化的通信公司分别为卫星和卫星地面站的安全提供了保障,通信链路就不存在其它中间环节故障点。正规专业化设计的卫星VSAT网络信道可用度都在99.9%以上,这是地面线路在相当长一个时期内所难以企及的。事实上许多原计划采用卫星链路来做地面线路备份的运用场合一旦建立起卫星信道之后,往往发现卫星信道反而变成了事实上的主用信道,在中国中西部地面线路建设较落后的地区尤其如此。

2.及时性

  由于卫星VSAT通信结构层次简单,信息传递的速度恒定、快捷。而地面链路信息路径不确定,在远距离传输时往往无法预知或控制信息传送所需要的时间。对于寻呼这一类需要快速响应的运用而言,数据传送的速率是至关重要的。另外一般认为地面线路带宽较高,大数据量信息传送的速度可能较快,但不能忽略的是由许多线路段连接而成的长途地面通信信道速率是由这些线路段中速率最低者所决定的(瓶颈效应),这就是为什么在同样的端口速率设置下地面线路通信往往慢于卫星通信的原因。

3.灵活性

  卫星双向VSAT小站的安装、调试、开通只需二~三天便可完成,单收站更可由一般工程人员在30分钟内安装完毕,而地面链路的铺设和调度往往需要长得多的时间(尤指DDN)。

4.通信成本

  在发达地区,较短距离内,同等通信带宽情况下地面线路的租用费一般会低于卫星通信。但随着通信距离的增加,地面线路的通信费用迅速上升,而卫星通信费用可在卫星覆盖范围内基本保持不变。对于同播覆盖而言,覆盖点的增加不会导致通信成本的增加,这是地面通信不可能做到的。另外卫星VSAT通信的成本首先取决于卫星转发器的租用价格,在亚太地区,预计1999年度的卫星专发器资源将会比97年翻两番,价格应有较大幅度的下调。另一个对卫星通信成本起决定性作用的因素是提供服务的通信公司的卫星网规模。

  卫星链路的主要指标

使用卫星VSAT通信要注意以下几个主要指标:

室内单元

  室内单元需要注意端口数、端口速率、和端口能支持的协议种类这几个指标,这些指标决定了卫星站的可扩充性和对多种运用的适应能力。

2.卫星空间链路的波段

  卫星通信空间段有C和Ku波段两种选择,C波段天线尺寸较大,容易与地面4-6G微波通信链路发生干扰,必须在建站前进行严格的电磁环境测试。Ku波段由于天线尺寸较小,安装更方便,而且12-14G空间频段要干净得多,基本上不会发生空间段的干扰情况。但是Ku波段会受到大雨的影响,因而链路计算需要有一定的冗余度。

3.室外单元

  室外单元主要注意功率放大器的发射功率以及接收高频头的灵敏度和噪声温度。在卫星和天线尺寸选定的情况下,功率放大器的发射功率及其补尝机制是决定卫星链路可用度的主要因素。

4.卫星

主要相关指标为下行EIRP功率覆盖情况、饱和通量密度Ws以及寿命、位置等。

  卫星同播覆盖的两种体制

  目前寻呼台在进行卫星同播覆盖时,有以下两种技术体制可供选择:

1.一跳方式:

  寻呼台购买一套 SCPC(单路单载波)单向数据广播发射站,将编码器输出的POCSAG或FLEX码流,经过信号处理器转换成卫星数据信号之后发射上星,各地单收站直接接收卫星转发的单向广播数据,反过来转换成POCSAG或FLEX码流,通过基站发射机发射,从而完成对该地区的覆盖。

  由于单收站数量多,只有降低每个单收站的价格,才可能大面积使用,所以,单收站的G/T值(品质因素)较低,为保证一定的误码率,要求卫星电路的信噪比较高,这就要求广播站要有足够强的发射功率。若使用SCPC单向数据广播发射站直接向单收站广播,为了保证同播质量,SCPC单向发射站需配备几十瓦的发射机,为保证链路可靠性,所有设备要一比一备份,这样的SCPC单向发射站一次性投资较大。

 2.两跳方式

  基本工作原理与一跳方式相同,只是寻呼台可购买上行功率能力较小的TDM(时分复用)双向卫星VSAT通信站,将同播数据流先引接到卫星主站,经过主站放大之后,再利用主站强大的上行能力,发射广播信号。卫星转发器转发下去的信号强度,正比于上行站发射功率与天线增益的乘积,两跳方案利用了卫星主站的功放和带精密跟踪系统的天线,使单收站获得的信号强度,远远大于使用4-8瓦功放、2.4-3.7米普通天线的一跳广播方案。

 3.两种方式的对比

  一跳方式上行站的一次性投资是两跳方式的5至8倍,但当寻呼台同播频点数较多时,每频点年使用费可能会低于两跳方式。如寻呼台实力较强,有8个以上频点需要同播时,可重点考虑一跳方式。

  另外采用一跳方案的SCPC单向发射站只能用于单向广播;而采用两跳方式的TDMA上行站,往往具有完整的卫星通信地面站功能,它有多个数据通信端口,除了同播端口外,其他端口还可以用于漫游联网、INTNET寻呼(即转发电子邮件)、联网语音信箱服务、双向寻呼等,为寻呼台开展新业务、提供新功能奠定了基础。

摘自《中国信息产业网》