亚洲宽带通信卫星的发展

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1、宽带卫 星 25Space International / 国际太空 2011.06 亚洲宽带通信卫星的发展 亚洲是较早启动卫星宽带通信业务的地区之一，但与美欧相比，亚洲的卫星宽带通信发展比较缓慢。近 年来，亚洲各国逐渐认识到卫星宽带通信的市场需求，加大了这一领域的投资力度。目前，亚洲已有3颗宽带 通信卫星：日本开发的 “宽带互联网工程试验和验证卫星” 、泰国信卫星大众有限公司的“互联网协议星” （iPSTAR）以及阿联酋卫星运营商刚刚发射的YahSat1A卫星。此外，印度与韩国也正在发展Ka频段宽带通信。 1 日本“宽带互联网工程试验和验证卫星” 2008年2月23日，日本宽带多媒体试验通信

2、卫 星 “宽带互联网工程试验和验证卫星” 发射升 空。该卫星由洛马公司研制，发射质量为4850kg。 在该通信系统中，普通用户通过口径为45cm 的小型天线便可达到上行6Mbit/s、下行155Mbit/s 的传输速率，企业用户通过口径5m的天线，可实现 高达1.2Gbit/s的点对点传输，广泛应用于干线网、 接入网和组播等多种网络模式。“宽带互联网工程 试验和验证卫星”有3种星上交换工作模式：弯管式 （bent-pipe）、再生式（regenerative）以及弯管 再生混合式。 “宽带互联网工程试验和验证卫星”在轨示意图 宽 带 卫 星 26Space International / 国际

3、太空 2011.06 弯管式工作模式 采用弯管式工作模式时，卫星对上行链路信号 只进行变频放大，然后经过下行链路将信号送到地面 站。该模式可分为2种：一种是连续载波处理工作模 式，用于传统的通信卫星；另一种是基于时分多址方 式的工作模式，可以和再生式工作模式混合实现混合 式交换，用于“宽带互联网工程试验和验证卫星” 系统。 弯管式工作模式使用2种带通滤波器：BPF-W 和BPF-U。BPF-W用于单一的弯管式工作模式， 1.2Gbit/s的超高速上行链路信号就是通过BPF-W带 通滤波器被送到接收端，再经由下行链路进行传输； 而混合式工作模式中的弯管式工作模式部分的上行链 路信号则通过BPF-

4、U带通滤波器进行传输。 再生式工作模式 采用再生式工作模式时，卫星需要对上行链路信 号进行再生式处理。上行信号从地面发送至卫星后， 先通过数字信号解调器解调，然后由ATM交换机进行 基带信号交换，并采用模拟信号调制器对信号进行调 制，最终经由下行链路将信号送到地面站。 在再生式工作模式下，上行链路可承载速率为 6Mbit/s、24Mbit/s、51Mbit/s的信号，通过频分复 用还可将1条51Mbit/s的信道分为14条1.5Mbit/s的信 道，用来进行低速率信号的传输。采用再生式工作 模式时，上行链路信道有9条下行链路信道可通过星 上再生式交换子系统（ABS）合并成3条下行链路信 道，每

5、条下行链路最大可传输155Mbit/s的高速信号。 混合式工作模式 采用混合式工作模式时，1个弯管式工作模式的 622Mbit/s四相相移键控（QPSK）信号和6个再生 式工作模式的51Mbit/s信号各占550MHz的带宽，它 们组成混合信号后在混合式工作模式下进行传输。 该信号在星上通过1：N的分路器和中频交换矩阵将 经过再生工作模式处理的信号分配给星上ATM交换 子系统（ABS），再把采用弯管工作模式的信号送到 BPF-U带通滤波器。 2 泰国的“互联网协议星” 2005年8月11日，泰国 “互联网协议星”发射 成功，其主要用途是提供宽带通信，特别是因特网 应用，同时也提供音频和视频通信

6、。该星有94个Ku 频段用户波束（84 个点波束、3 个成形波束和7个 区域广播波束）和18个Ka频段反馈波束（用于信关 站），可覆盖亚太地区的22个国家和地区。 “互联网协议星”具有以下的技术特点： 采用弯管式转发器。所有的智能处理、切换 和路由功能均由地面的信关站和网络控制中心实现。 卫星负载运营中心（SPOC）对卫星进行实时动态 监控，可以根据实际需 要对星上资源进行分配 （动态功率管理和动态 带宽管理），将通信链 路的服务质量（QoS） 始终保持在允许范围内 “互联网协议星”外形图 宽带卫 星 27Space International / 国际太空 2011.06 “互联网协议星”的

7、技术参数 参数 指标参数 卫星平台LS1300S 承包商劳拉公司 发射时间2005-08-11 卫星发射质量/kg6505 卫星形状矩形星体 卫星尺寸8m10m（卫星天线展开后） 电源系统太阳能电池阵，锂离子电池 卫星功率/kW14.5 轨道/（）地球同步轨道119.5（E） Ku频段 点波束 数目/个84 等效全向辐射功率/dBW59.5 G/T/(dB/K)18.519.5 Ku频段 成型波束 数目/个3 等效全向辐射功率/dBW54.2 G/T/(dB/K)8 Ka频段 点波束 数目/个7 等效全向辐射功率/dBW56 Ka频段 信关站通信 数目/个18 上行频率/GHz2731 下行频

8、率/GHz17.721.2 的最高级别。而其链路支链信息则由信关站和网络管 理中心（GNC）进行在线处理。 点波束覆盖。“互联网协议星”采用点波束 覆盖，它比传统的Ku 频段卫星增加了20 倍带宽。 动态功率分配。该项新技术优化了波束间功 率的使用，能把20的备用功率分配给可能受雨衰 效应影响的波束，从而保证链路的畅通。 动态带宽管理。因为卫星链路拥有的理论带 宽总是少于光纤链路，所以需要采用有效的带宽管理 技术才能保持宽带卫星系统的竞争力。该星可根据目 前流量特点、网络拥塞及链路情况，使用网络控制中 心向每个连接分配带宽容量。 编码与调制新技术。 “互联网协议星”的调 制与编码技术能够高效利

9、用无线频率带宽并保证灵活 高速的数字传输速率。该系统适用于家庭和公司使用 的小型天线和发射机，并保证99.6的链路可用率。 “互联网协议星”用户端使用Ku 频段。该卫星 系统的空中接口使用专用波形来连接用户终端和“互 联网协议星”信关站。其下行链路（前向链路）通过 使用时分多路（TDM）覆盖正交频分复用（OFDM） 来提升频谱利用的效率；上行链路（馈向链路）基于 多模式多址和调频时分多址（MF-TDMA）。信关站 的网络管理系统可以选择匹配应用数据速率和流量密 度需求的访问模式，包括适用于话音服务的时分多 址-按需分配多址（TDMA-DAMA） 模式，适用于网 络浏览和其他突发流量服务的填隙模式。每种模式都 使用先进的误码校验编码，使得上行链路能使用小天 线和功放来实现高速上行数据速率。未来的产品还可 能使用广谱的码分多址（CDMA）技术来进一步提升 系统容量。此外，还有使用电话线进行回传的单向版 本产品，它可作为全双向版本产品的廉价替代解决方 案。 孙威昌文