亞洲寬帶通信衛(wèi)星的發(fā)展

□□亞洲是較早啟動(dòng)衛(wèi)星寬帶通信業(yè)務(wù)的地區(qū)之一，但與美歐相比，亞洲的衛(wèi)星寬帶通信發(fā)展比較緩慢。近年來，亞洲各國逐漸認(rèn)識到衛(wèi)星寬帶通信的市場需求，加大了這一領(lǐng)域的投資力度。目前，亞洲已有3顆寬帶通信衛(wèi)星：日本開發(fā)的 “寬帶互聯(lián)網(wǎng)工程試驗(yàn)和驗(yàn)證衛(wèi)星” 、泰國信衛(wèi)星大眾有限公司的“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”（iPSTAR）以及阿聯(lián)酋衛(wèi)星運(yùn)營商剛剛發(fā)射的YahSat-1A衛(wèi)星。此外，印度與韓國也正在發(fā)展Ka頻段寬帶通信。

1 日本“寬帶互聯(lián)網(wǎng)工程試驗(yàn)和驗(yàn)證衛(wèi)星”

2008年2月23日，日本寬帶多媒體試驗(yàn)通信衛(wèi)星—— “寬帶互聯(lián)網(wǎng)工程試驗(yàn)和驗(yàn)證衛(wèi)星” 發(fā)射升空。該衛(wèi)星由洛馬公司研制，發(fā)射質(zhì)量為4850kg。

在該通信系統(tǒng)中，普通用戶通過口徑為45cm的小型天線便可達(dá)到上行6Mbit/s、下行155Mbit/s的傳輸速率，企業(yè)用戶通過口徑5m的天線，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)1.2Gbit/s的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，廣泛應(yīng)用于干線網(wǎng)、接入網(wǎng)和組播等多種網(wǎng)絡(luò)模式?！皩拵Щヂ?lián)網(wǎng)工程試驗(yàn)和驗(yàn)證衛(wèi)星”有3種星上交換工作模式：彎管式（bent-pipe）、再生式（regenerative）以及彎管再生混合式。

彎管式工作模式

采用彎管式工作模式時(shí)，衛(wèi)星對上行鏈路信號只進(jìn)行變頻放大，然后經(jīng)過下行鏈路將信號送到地面站。該模式可分為2種：一種是連續(xù)載波處理工作模式，用于傳統(tǒng)的通信衛(wèi)星；另一種是基于時(shí)分多址方式的工作模式，可以和再生式工作模式混合實(shí)現(xiàn)混合式交換，用于“寬帶互聯(lián)網(wǎng)工程試驗(yàn)和驗(yàn)證衛(wèi)星”系統(tǒng)。

彎管式工作模式使用2種帶通濾波器：BPF-W和BPF-U。BPF-W用于單一的彎管式工作模式，1.2Gbit/s的超高速上行鏈路信號就是通過BPF-W帶通濾波器被送到接收端，再經(jīng)由下行鏈路進(jìn)行傳輸；而混合式工作模式中的彎管式工作模式部分的上行鏈路信號則通過BPF-U帶通濾波器進(jìn)行傳輸。

再生式工作模式

采用再生式工作模式時(shí)，衛(wèi)星需要對上行鏈路信號進(jìn)行再生式處理。上行信號從地面發(fā)送至衛(wèi)星后，先通過數(shù)字信號解調(diào)器解調(diào)，然后由ATM交換機(jī)進(jìn)行基帶信號交換，并采用模擬信號調(diào)制器對信號進(jìn)行調(diào)制，最終經(jīng)由下行鏈路將信號送到地面站。

在再生式工作模式下，上行鏈路可承載速率為6Mbit/s、24Mbit/s、51Mbit/s的信號，通過頻分復(fù)用還可將1條51Mbit/s的信道分為14條1.5Mbit/s的信道，用來進(jìn)行低速率信號的傳輸。采用再生式工作模式時(shí)，上行鏈路信道有9條下行鏈路信道可通過星上再生式交換子系統(tǒng)（ABS）合并成3條下行鏈路信道，每條下行鏈路最大可傳輸155Mbit/s的高速信號。

混合式工作模式

采用混合式工作模式時(shí)，1個(gè)彎管式工作模式的622Mbit/s[四相相移鍵控（QPSK）]信號和6個(gè)再生式工作模式的51Mbit/s信號各占550MHz的帶寬，它們組成混合信號后在混合式工作模式下進(jìn)行傳輸。該信號在星上通過1：N的分路器和中頻交換矩陣將經(jīng)過再生工作模式處理的信號分配給星上ATM交換子系統(tǒng)（ABS），再把采用彎管工作模式的信號送到BPF-U帶通濾波器。

“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”外形圖

2 泰國的“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”

2005年8月11日，泰國 “互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”發(fā)射成功，其主要用途是提供寬帶通信，特別是因特網(wǎng)應(yīng)用，同時(shí)也提供音頻和視頻通信。該星有94個(gè)Ku頻段用戶波束（84 個(gè)點(diǎn)波束、3 個(gè)成形波束和7個(gè)區(qū)域廣播波束）和18個(gè)Ka頻段反饋波束（用于信關(guān)站），可覆蓋亞太地區(qū)的22個(gè)國家和地區(qū)。

“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”具有以下的技術(shù)特點(diǎn)：

●采用彎管式轉(zhuǎn)發(fā)器。所有的智能處理、切換和路由功能均由地面的信關(guān)站和網(wǎng)絡(luò)控制中心實(shí)現(xiàn)。衛(wèi)星負(fù)載運(yùn)營中心（SPOC）對衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，可以根據(jù)實(shí)際需要對星上資源進(jìn)行分配（動(dòng)態(tài)功率管理和動(dòng)態(tài)帶寬管理），將通信鏈路的服務(wù)質(zhì)量（QoS）始終保持在允許范圍內(nèi)的最高級別。而其鏈路支鏈信息則由信關(guān)站和網(wǎng)絡(luò)管理中心（GNC）進(jìn)行在線處理。

●點(diǎn)波束覆蓋?！盎ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議星”采用點(diǎn)波束覆蓋，它比傳統(tǒng)的Ku 頻段衛(wèi)星增加了20 倍帶寬。

●動(dòng)態(tài)功率分配。該項(xiàng)新技術(shù)優(yōu)化了波束間功率的使用，能把20%的備用功率分配給可能受雨衰效應(yīng)影響的波束，從而保證鏈路的暢通。

●動(dòng)態(tài)帶寬管理。因?yàn)樾l(wèi)星鏈路擁有的理論帶寬總是少于光纖鏈路，所以需要采用有效的帶寬管理技術(shù)才能保持寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的競爭力。該星可根據(jù)目前流量特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)擁塞及鏈路情況，使用網(wǎng)絡(luò)控制中心向每個(gè)連接分配帶寬容量。

●編碼與調(diào)制新技術(shù)。 “互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”的調(diào)制與編碼技術(shù)能夠高效利用無線頻率帶寬并保證靈活高速的數(shù)字傳輸速率。該系統(tǒng)適用于家庭和公司使用的小型天線和發(fā)射機(jī)，并保證99.6%的鏈路可用率。

“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”用戶端使用Ku 頻段。該衛(wèi)星系統(tǒng)的空中接口使用專用波形來連接用戶終端和“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”信關(guān)站。其下行鏈路（前向鏈路）通過使用時(shí)分多路（TDM）覆蓋正交頻分復(fù)用（OFDM）來提升頻譜利用的效率；上行鏈路（饋向鏈路）基于多模式多址和調(diào)頻時(shí)分多址（MF-TDMA）。信關(guān)站的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可以選擇匹配應(yīng)用數(shù)據(jù)速率和流量密度需求的訪問模式，包括適用于話音服務(wù)的時(shí)分多址-按需分配多址（TDMA-DAMA） 模式，適用于網(wǎng)絡(luò)瀏覽和其他突發(fā)流量服務(wù)的填隙模式。每種模式都使用先進(jìn)的誤碼校驗(yàn)編碼，使得上行鏈路能使用小天線和功放來實(shí)現(xiàn)高速上行數(shù)據(jù)速率。未來的產(chǎn)品還可能使用廣譜的碼分多址（CDMA）技術(shù)來進(jìn)一步提升系統(tǒng)容量。此外，還有使用電話線進(jìn)行回傳的單向版本產(chǎn)品，它可作為全雙向版本產(chǎn)品的廉價(jià)替代解決方案?！?/p>

“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議星”的技術(shù)參數(shù)