采用甚小口徑終端（VSAT）的衛(wèi)星通信研究

張家芳

摘 要：目前，衛(wèi)星通信技術(shù)在各個國家已經(jīng)得到普及，并充分發(fā)揮其覆蓋范圍廣、通信距離遠的特點。同時，在實際數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中引入VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)有助于提升其安全性與穩(wěn)定性?；诖?，文章對采用甚小口徑終端（VSAT）的衛(wèi)星通信系統(tǒng)展開研究，從其運行機制、基本功能、技術(shù)特點等方面出發(fā)，進而提出優(yōu)化配置管理方法、完善運營管理模式、應(yīng)用用戶管理方法等有效優(yōu)化舉措。

關(guān)鍵詞：甚小口徑終端;VSAT;衛(wèi)星通信技術(shù)

0 引言

目前，我國衛(wèi)星通信技術(shù)已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用，進而顯著提升數(shù)據(jù)信息的傳播效率，推進整體通信行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。隨著通信衛(wèi)星性能的不斷優(yōu)化，最小地球站的規(guī)模顯著縮小，就連天線的規(guī)格也已經(jīng)縮小到了1.8 m±0.6 m。通過這部分甚小口徑終端（VSAT）的有效連接，可以在區(qū)域內(nèi)建立競爭水平更強的衛(wèi)星通信網(wǎng)，進而顯著改善當前的通信現(xiàn)狀，促進信息傳播互通質(zhì)量與效率的進一步提升。

1 采用甚小口徑終端（VSAT）衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運行機制與基本功能

1.1 運行機制

結(jié)合地球站之間信息傳輸?shù)膶嵗齺砜?，若在距離超過? 72 000 km以上的地球站之間進行信息傳遞，同時增加其中一個地球站的天線尺寸，而另外一個保持不變。在進行傳輸質(zhì)量分析的過程中，需要對比特能量（Eb）與噪聲功率密度（kT）這兩個變量進行研究，進而可以得出：當?shù)厍蛘?發(fā)射信號的時候，地球站2的Eb與kT之比可以始終滿足相關(guān)需求;反之，在地球站2發(fā)射信號的時候，地球站1的Eb與kT之比可以達到極限。相應(yīng)的計算結(jié)果主要受到地球站2參數(shù)的影響，同時地球站2的方向也決定了信息速率，因此地球站2可以選用1.8 m的天線以及2 W的發(fā)射功率，進而最終的信息速率可以達到100 kB/s以上。

由以上內(nèi)容可以進一步得出，在配備若干VSAT站以及一個Ku波段大型中心站組網(wǎng)并將天線尺寸控制在7～8 m，就可以顯著提升信息的高質(zhì)量傳輸。在應(yīng)用星狀結(jié)構(gòu)的時候，可以有效完成單項業(yè)務(wù)與雙項業(yè)務(wù)，在此基礎(chǔ)上如果可以實現(xiàn)將雙跳傳輸信號延遲控制在二分之一秒，那么就可以實現(xiàn)星狀傳輸向網(wǎng)狀通信的轉(zhuǎn)變，也就是通過中心站進行直接連接。就當前的應(yīng)用情況來看，星狀VSAT網(wǎng)在銀行、商場、酒店、保險公司以及旅行等多種類型的機構(gòu)中都得到了有效應(yīng)用，進而充分實現(xiàn)了業(yè)務(wù)連通、數(shù)據(jù)交換、圖像傳輸?shù)裙δ埽⑿畔⑺俾士刂圃?.2～64 kB/s。

1.2 基本功能

在實際運行的過程中，衛(wèi)星信道將被分為若干頻段，但其中最常見的方式認為頻分多址（FDMA）方式，有效保證一個頻段向一個地球站提供服務(wù)。不同的頻段劃分方式也呈現(xiàn)出不同的特點，其中FDMA是指永久以及全部占用著相應(yīng)資源;而SCPC的運行是在上文的基礎(chǔ)上，保證每時隙只有一個基帶信道，在某一部分時隙里是TDMA，可以永遠保持與其他站點公用，但借助編碼和擴頻有效避免發(fā)生信號碰撞問題為CDMA，在一定時間段內(nèi)發(fā)生碰撞情況并有效完成重復(fù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖茿LOHA，而在某些時隙內(nèi)，發(fā)生碰撞并完成重復(fù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖荢-ALOHA。出現(xiàn)重復(fù)傳輸?shù)脑蛑饕怯捎跊]有對數(shù)據(jù)包的接收進行確認，進而引發(fā)了相應(yīng)的技術(shù)故障。通常情況下，中心站在衛(wèi)星信道頻段內(nèi)部會采用時分多路（TDMA）的信號分配方式，還會在很少的時候采用CDMA方式，其余的絕大多數(shù)情況采用的都是ALOHA方式或TDMA方式。但具體采取哪一種則是根據(jù)衛(wèi)星規(guī)約的內(nèi)容來判斷的。

2 采用甚小口徑終端（VSAT）衛(wèi)星通信系統(tǒng)的連接方式

2.1 點對點連接

現(xiàn)階段，點對點連接方式的應(yīng)用主要是依靠空間渠道，通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息與網(wǎng)絡(luò)的同步發(fā)展，當前最常見的傳輸方式主要有兩種：第一是同步傳輸，該方式的運行模式是以用戶的自身需求為基礎(chǔ)，結(jié)合信息的實際內(nèi)容決定是否要開展數(shù)據(jù)共享，若對同步傳輸進一步進行細分，還可以分為單向數(shù)據(jù)傳輸和雙向數(shù)據(jù)傳輸，這兩種方式的選擇也可以憑借用戶的實際需求來決定。第二是異步透明傳輸，這種傳輸方法更多地被應(yīng)用于我國的廣播業(yè)務(wù)，進而通過多元化的系統(tǒng)連接方式實現(xiàn)全方位、多角度的通信傳輸。

2.2 多點連接

多點連接的方式的運行主要是指由不同的數(shù)據(jù)端口統(tǒng)一集中向一個數(shù)據(jù)端口進行連接，而考慮到多點連接方法的性質(zhì)，在實際應(yīng)用的過程中也會出現(xiàn)很多不同的連接方式。為有效提升信息的傳輸效果，避免不必要的問題，在選擇傳輸方法的時候，用戶也需要結(jié)合自身實際需求慎重考慮[1]。這樣做的主要目的是選擇性價比最高的連接方式，提升通信流程的安全性與穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)不同程度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與通信聯(lián)結(jié)，應(yīng)用更加靈活的方式完善自身的數(shù)據(jù)投入，充分提升用戶與用戶之間通信設(shè)備和數(shù)據(jù)共享的發(fā)展水平。多點連接的方式在其應(yīng)用過程中可以使信息數(shù)據(jù)的傳輸更加透明，進一步推動通信數(shù)據(jù)的高效流動，從而為VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的用戶提供更好的通信體驗與應(yīng)用效果，促進衛(wèi)星通信水平的不斷提升。

3 采用甚小口徑終端（VSAT）衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的主要技術(shù)

VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的運行涉及外圍網(wǎng)站的入網(wǎng)、退網(wǎng)以及業(yè)務(wù)請求等多個環(huán)節(jié)，進而通過對衛(wèi)星通信資源的合理配置，有效保證站點之間的良好信息溝通。

3.1 優(yōu)化配置管理方法

VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)在進行配置管理的過程中，需要涉及TDM管理、ALOHA管理以及業(yè)務(wù)通道配置管理等多方面內(nèi)容。而在開展頻率資源配置管理時，則以起始頻率、終止頻率等內(nèi)容為基礎(chǔ)，將整個流程劃分成不同的工作頻段，并且產(chǎn)生相應(yīng)的對應(yīng)信道。與此同時，其中的相關(guān)參數(shù)還可以發(fā)揮鑒定權(quán)、加密啟用以及通信管理等重要作用。

3.2 完善運營管理模式

運營管理技術(shù)的實施主要是維系整個系統(tǒng)的正常運行，其中主要包括外圍站的注冊、控制、詢問等環(huán)節(jié)。以外圍站的注冊為例，需要保證描述信息、位置信息以及用戶信息等方面的齊全，同時保證外圍站與中心站之間的聯(lián)系與共同作用;而在進行站點注銷時，也要從中心站入手，要先保證刪除中心站信息之后，才可以完成整體的注銷流程。另外，輪詢管理的主要功能是對遠端站工作狀態(tài)進行檢查，只有在確保正常運行的前提下才可以完成運營管理策略的制訂。

3.3 應(yīng)用用戶管理方法

在用戶管理技術(shù)實施的過程中，主要包括信息的添加、修改、刪除以及權(quán)限管理等環(huán)節(jié)。運行中會將系統(tǒng)內(nèi)部的操作信息劃分為兩個類型，分別是管理人員與操作人員，其中管理人員主要負責對設(shè)備權(quán)限進行管理，而操作人員是不可以進行外圍站注冊以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整的，除此以外，二者并不存在其他權(quán)限上的差距[2]。

3.4 加強狀態(tài)監(jiān)管技術(shù)

狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)的實施主要應(yīng)從兩個方面入手，分別是中心站狀態(tài)監(jiān)測與外圍站狀態(tài)監(jiān)測，其中，中心站狀態(tài)主要依靠本地區(qū)域網(wǎng)絡(luò)鏈路進行監(jiān)控與管理，而外圍站的監(jiān)測則主要依靠衛(wèi)星信道資源完成。與此同時，根據(jù)監(jiān)測對象的不同，所采取的監(jiān)測策略也是不同的，進而有助于保證最終監(jiān)測質(zhì)量的進一步提升。與此同時，還可以在保障監(jiān)測合理性的前提下推動VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的正常運行。

3.5 完善業(yè)務(wù)處理技術(shù)

要想進一步提升VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用效率，就要實現(xiàn)對各項業(yè)務(wù)的全面處理，當前最常見的處理流程主要包括入網(wǎng)處理、退網(wǎng)處理以及呼叫處理等。其中，進行入網(wǎng)處理的時候需要將信息傳輸?shù)街行恼?，根?jù)其中的內(nèi)容完成審核，只有在審核通過以后才可以允許遠端站進入網(wǎng)絡(luò)。與此同時，退網(wǎng)的申請一般由遠端站發(fā)出，在接收申請之后由中心站進行工作狀態(tài)審核，進而做好退網(wǎng)標記，完成整個退網(wǎng)流程。由此也可以進一步看出，中心站的主要功能是信息接收與狀態(tài)審核，而遠端站的主要功能是信息發(fā)送。呼叫處理主要包括外圍站之間的處理以及外圍站與中心站之前的處理，不同的處理模式采取的處理方法也是不同的。

3.6 增強資源調(diào)度模式

VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的資源調(diào)度技術(shù)主要可以分為兩方面的內(nèi)容：第一是信道劃分，由中心站對衛(wèi)星頻段劃分成不同的信道，并以單一信道為單位進行資源管理。例如當信道劃分在L頻段的時候其中最大的寬帶支持率為500 M，進而以此為基礎(chǔ)進行信道管理;第二是信道分配，其中TDM信道在實際分配的時候需要完成相關(guān)參數(shù)的配置，并將最前方的部分設(shè)置為TDM信道，充分滿足信息系統(tǒng)的運行需求。另外，要想進一步保證VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)作用的發(fā)揮，就需要從多角度加以完善，有效提升相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用水平[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，當前VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用大大提升了數(shù)據(jù)信息傳遞的安全性與穩(wěn)定性，進而提升整個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的運行質(zhì)量?，F(xiàn)階段，應(yīng)進一步致力于提升VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)的靈活性，有效實現(xiàn)與不同類型衛(wèi)星終端的連接與互通。在未來的發(fā)展過程中，VSAT通信還會深入農(nóng)村地區(qū)，實現(xiàn)通信衛(wèi)星性能的優(yōu)化與改進，實現(xiàn)從星狀結(jié)構(gòu)向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的變革，不斷促進VSAT網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息傳輸效率的大幅提升。

[參考文獻]

[1]楊清森，楊仁慶，高曉輝.VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用探究[J].數(shù)字通信世界，2020（7）：11-13.

[2]徐挺，蘭海，孫勇，等.VSAT系統(tǒng)建設(shè)的成本分析和優(yōu)化[J].通信技術(shù)，2020（6）：1397-1405.

[3]龐立新，李杰，馮建元.高通量通信衛(wèi)星發(fā)展綜述與思考[J].無線電通信技術(shù)，2020（4）：371-376.

（編輯 王雪芬）