卫星宽带接入的解决方案

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1、卫星宽带接入的解决方案卫星宽带接入的解决方案 1.卫星宽带接入技术与地面通信系统相比，宽带卫星接入系统虽然有延时较长等缺点，但却具有一些地面网 络无法比拟的优点，譬如：覆盖面广，具有极佳的广播性能;传输不受地理条件的限制，组 网灵活;网络建设速度快，成本低;能够灵活高效地利用和扩展带宽;链路性能好，利于推广 多元化的多媒体应用;技术成熟，标准稳定等等。作为地面网络的补充，宽带卫星接入系统 对于地面网络不能到达的不发达地区来说是一种有效的通信方式。据统计，到 2000 年底， 全球使用卫星 Internet 接入业务的用户达到了 300 万。有人估计，到 2005 年卫星接入将占 有北美 10%

2、的高速 Internet 接入市场。目前应用最广的卫星宽带接入系统是 DirecPC 系统，它是美国休斯网络系统公司推出的 高速宽带多媒体接入技术。它将高速宽带的传输技术和卫星数据广播技术相结合，以不对 称传输方式弥补地面传输带宽不尽如人意的缺陷，同时又可以利用其下行带宽空闲时间进 行数据、音频、视频信号的广播传送。DirecPC 系统的最大特点就是利用了卫星广播信道 实现 IP 组播，通过 DirecPC 综合业务平台，利用一台服务器能够对无数量限制的卫星单收 站(即没有交互功能)同时发送单一的连续数据流而无时延。因此，网络成本会变得相当低 廉，并可以达到从未有过的传送能力，而不必担心信道拥

3、塞。DirecPC 系统最高支持 24M 的速率进行组播，此种服务适合于类似 MEPG-这类高品质。多频道流式视频传送以及音 频流式传送。除 DirecPC 系统外，较为流行的卫星宽带接入系统还有 IP over DVB 及用于 Internet 干线传输的双向卫星系统 IPSat 和 Comtier 等。2.几种可能的宽带卫星接入的解决方案多媒体技术是一种新兴的信息交流方式，它不是简单的把声音、文字、图形和图像等几 种媒体叠加后呈现在人们面前，而是通过有机的信息集成，为人们提供最优的视听品质。 随着多媒体应用的逐步普及，传统的网络框架已不再适用，全交换和高速接入已成为新型 网络结构的两大特点

4、。因此，对网络技术的基本要求也相应加强。首先，多媒体通信网络必须有足够的带宽。数据传输速率应该在 100Mbit/s 以上，才能 满足各类多媒体通信应用的需求;其次，网络必须保证多媒体通信的实时性和可靠性。语音 和图像的延时都要小于 0.25s，静止的图像要求小于 1s，对于共享数据要求没有误码;再有， 系统必须保证精确的同步，这包括媒体间同步和媒体内同步;多媒体通信的最大特点就是交 互性。它不仅要求具有高质量的多媒体数据传播能力，还要求具有一定的信息反馈能力， 能及时传送用户的反馈信息。一般现有的电信网、计算机网和 CATV 网，虽然都可以用来传送多媒体信息，然而都各 自存在不同的缺陷。加之

5、全球范围内的 Internet 接入、交互式多媒体业务、电视会议和其 他带宽密集型应用的迅速增长，要求有更加灵活和成本低廉的宽带解决方案。针对上述多媒体通信的要求，鉴于卫星宽带接入的特点，现主要提出两种加速因特网传 输的卫星接入方案：一种是利用卫星的高速下载和地面反馈的外交互的方式，该方案是基于当前因特网信息流量非对称性(接收数据量往往远大于发送数据量)而提出的，采用卫星 链路作为下行数据链路，将其他通信网络如电话拨号。局域网等作为上行数据链路。另一 种是利用宽带卫星的双向传输，例如 Teledesic 系统可以给用户提供 16kbps2.048Mbps 的 传输速率。下面分析几种具体的卫星宽

6、带接入的解决方案。方案一：卫星与传统的 Modem 或专线相结合接入 Internet该方案其工作原理如下：用户的电脑装配一张卫星网络 PCI 卡，并和一个大约 75 厘米 口径的卫星接收天线相连。所有低带宽。外向的信息(如网址要求)通过调制解调器从电话 网络上送出，但所有高带宽。内向的信息(比如一个图像丰富的网站)都从卫星上直接发射 到用户的电脑上。用户在浏览器软件上单击一个网址，网址要求信号由调制解调器送出到 用户的 ISP。在这个要求信号离开用户 PC 机之前，用户端软件附加了一个 IP 头码到要求 信号上。这个附加码指示用户 ISP 把要求信号转到网络运行中心，NOC 接到要求信号后，

7、 把附加码去除，然后根据用户要求到相应的网站去获取所需信息，再将信息上传到卫星， 以高速高带宽送到用户的接收天线，再到用户的 PC 机上或配置机顶盒 STB(set top box)的 视频接收机中。这种卫星高速数据接入系统充分利用互联网不对称传输特点，采用 DirecPC 技术，用户端只需 14.4kbps 以上 Modem 基本上网配置。卫星网络 PCI 卡。用户端 软件和 0.75m 卫星接收天线等设备即可。系统的交互速率可达 200-400kbps，最高可达 3Mbps 高速单向广播式数据文件下载。该系统比较适合于单向的远程教学，也可以用于会议电视及为各类教育机构、大中院校、 成人教育

8、等开设交互式远程教育课程等。但采用 Modem 拨号上网要受限于线路速度，最 高不超过 56kbps，而且上网的费用相对较高。即使采用光缆或卫星及微波等无线信道的专 线连接方式能提高上行速度，但由于需要建立联网的站点且费用较高，使得它只适合于业 务量大的单位和机构团体，不适合于广大个体用户。目前很多公司都采用这种类似的卫星 宽带接入方式，如中国通信广播卫星公司推出的中星在线、广东电信推出的星网通业务以 及科利华公司开发的卫星宽频互动教育平台等。方案二：卫星与有线电视网相结合接入 Internet为了寻求一种对个体用户来说上网快、费用低、投资少、见效快的途径，不妨考虑卫星 与有线电视网相结合的新

9、型上网方式。有线电视网的 HFC 网络是采用光纤和同轴电缆混合 铺设，具有成本低。信号质量好。频带宽的特点，给家庭用户高速、快捷上网开辟了一条 新途径。由 Internet 的高速接入供应商、本地 ISP 有线电视台(CATV 网络)和用户终端组成。国际 出口就是一个 Internet 高速接入供应商，在这里建立卫星上行的主站，下行数据经过发射 无线送到卫星转发器。在有线电视台设立卫星接收站，把收到的数据经过电缆数据调制器。 上变频器，变成有线电视网络需要的射频 RF，用户在家中使用带有数据广播接收卡的计算 机，将电缆中的信号解调并接收。同时用户的计算机配普通电话 Modem，拨号到本地 IS

10、P，把用户的请求信息传送到对方。本地 ISP 在此起到路由的作用，沟通用户和远端的国 际出口局。这样从地面 Internet 上行到卫星与有线下行，构成了一条完整的双向数据通路。这种新的接入 Internet 的方法充分利用了现有的 CATV 网的现状和卫星不对称单向广播 的特点。有线电视网络仍然采用当前的单向传输，而卫星也采用单向广播传输，用户的回 传信息则通过地面的 Internet 传送到信息源。这种方式，有线台就不必要建设卫星上行站， 而有线电视网也不必要进行双向改造，这就大大减少了资金的投入，缩短了建网的时间。 从卫星到有线整个信道具有宽带特点，且价格低廉，让用户充分享受到高速上网的

11、服务， 是一种比较理想的宽带接入方式。方案三：卫星与 VSAT 系统结合的双向传输网络前述两种方案都利用地面网来实现信息的回传问题，但是地面网的信道比较拥挤，可能 常常会发生阻塞和故障，此时不妨考虑利用 VSAT 网来接入 Internet。由于 VSAT 系统具 有覆盖范围大。结构灵活。组网迅速方便。易于实现多级连接，用户终端接入方式灵活等 优点，使得它完全可以作为地面网的补充，甚至在某些场合成为唯一的可行方案。除了使用 VSAT 网或地面网外，我们可以考虑使用双向 VSAT 小站通过卫星链路的回传 信道来实现双向传输。一般来说小站的回传速率远小于下行广播速率，因此考虑采用星型 (star

12、network)的 VSAT 系统。该系统的大量高速数据通过主站天线发射至卫星转发器，下 行则通过数字视频广播(DVB)传送至各个远端的 VSAT 小站，最后再通过相应的数据接口 设备传送到某一用户的电脑，或是通过与局域网相连的某一 PC 机传送给多个用户。由于主站与远端站间需要进行交互传输，因此远端站需要安装一个宽带双向(two-way)终 端。如果远端小站只接收 Internet 内容，则只需安装单向(one-way)终端。一个双向终端主 要包括室外单元(ODU)和室内单元(IDU)。ODU 包括 RF 部分的天线和 HPA。IDU 则配有 机顶盒(set top box)用于提供宽带交互

13、式卫星系统网络接入的数据接口，连接 ODU 和用户 的 PC。卫星宽带接入技术何为 DirecPC？ DirecPC 中文译为“卫星发送服务”，是美国休斯网络系统公司 1996 年推出的高速宽带多媒 体接入技术，曾获得美国数据通讯杂志 1996 年度最新产品金奖。 3 年来，DirecPC 风靡全球，不但在美国已拥有大量用户，并且在加拿大、墨西哥、德国、 北非、中东、印度、日本、韩国等国家和台湾地区得到广泛应用。 DirecPC 的技术特点 1.高速因特网接入（TurboInternetAccess）DirecPC 的高速因特网卫星 接入服务充分利用了 Internet 信息传输的不对称性，将

14、用户的上行数据和下行数据分离， 相对较少的上行数据（如对网站的信息请求）可以通过现有的 Modem 和 ISDN 等任何方式 传输，而大量的下行数据（如图片、动态图像）则通过 54M 宽带卫星转发器直接发送到用 户端。用户可以享受高达 400kbps 的浏览和下载速度，这一速度是标准 ISDN 的 3 倍多， 是 28.8kModem 的 14 倍，它支持标准的 TCP/IP 网络协议及 WWW、E- mail、Newsgroup、Telnet 等应用。同时，它不像 ISDN 和小范围内应用的 ADSL 及 CableModem 技术，DirecPC 拥有可以立即为全球任何角落提供服务的成熟技

15、术。 2.数据包分发（PackageDelivery）DirecPC 的数据包分发服务可以让内容提供商能够以高达 3Mbps 的速度（相当于普通 Modem 的 100 倍）向任意的远端接收站发送数字、音频、 视频及文本文件，如软件、电子文档、远程教学教材等，DirecPC 的条件接入机制确保数 据只被授权用户接收。数据包分发服务主要利用卫星信道天然的广播优势，能够以非常低 廉的价格实现广大区域内大数据量的分发。信息以组播方式推送给一组 DirecPC 用户，这 些用户无须任何操作，只需打开 PC 即可接受信息，实现我们通常提到的“信息推送”服务。 3.IP 组播（IPMulticast）在传

16、统的因特网中，从一台服务器发送出的每个数据包只能传送 给一台客户机，如果有另外的用户希望顺便获得这个数据包的拷贝是做不到的，解决的办 法是构建一种具有单点对多点广播（Multicast）能力的因特网。IP 组播技术是一种充分利 用网络带宽的新技术，其目的在于当同时向多个接收点发送信息时，减少网络中的流量， 从而减少引起网络拥塞的可能性。 DirecPC 卫星接入系统的最大特点就是利用了卫星广播信道实现 IP 组播，通过 DirecPC 综 合业务平台，利用一台服务器能够对无数量限制的卫星单收站（即没有交互功能）同时发 送单一的连续数据流而无时延。因此，网络成本会变得相当低廉，并可以达到从未有过的 传送能力，而 ISP 也能够乐观地允许用户量以 100 倍、1000 倍的增长而不必担心信道拥 塞。DirecPC 系统最高支持 24M 的速率进行组播，此种服务适合于类似 MEPG-这类高品 质、多频道流式视频传送以及音频流式传送。 4.接入稳定： 由于卫星是无线产品，主要会受恶劣天气如特大暴雨、大冰雹、暴雪和日凌等现象影响。 但由于 DirecPC 使用了 KU 波段和高功率卫