淺析VSAT 衛星通信網絡

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衛星通信的主要優點是覆蓋范圍大、通信距離遠、不受地理和自然條件限制、可以實現點對多點通信等，所以它作為一種重要通信手段，在人民生活、經濟建設以及軍事斗爭中發揮著重要的作用。通信衛星和地面衛星通信地球站構成衛星通信系統的主體。甚小口徑終端VSAT（VerySmall Aperture Terminal）也稱為衛星小站?！靶　钡暮x是指小站的天線口徑小，通常小于3 米。目前，VSAT 衛星小站已經成為當今衛星通信系統的主流，它具有結構緊湊、固體化、智能化、通信組網靈活、業務范圍廣，對使用環境要求不高等一系列優點。VSAT 衛星通信網可以實現VSAT 小站與一個或多個主站進行互聯互通，從而為各個工作站提供數據、圖像、話音等通信業務。

一、VSAT 衛星通信網絡系統組成

一個地面中心站、衛星和若干VSAT 外圍站（也稱遠端站）可以構成一個典型的VSAT 衛星通信網絡。通過衛星轉發器可以實現中心站和外圍站之間，外圍戰和外圍站之間的雙向通信。VSAT 網絡的管理控制中心被稱為中心站，它安裝配置了衛星通信網絡管理控制系統，可以對全網進行監測、管理、控制和維護。在網絡管理控制系統的管理調度下各外圍站可以實現業務通信，能夠支持圖像、語音和數據業務。

天線系統、信道單元和網絡管理系統是地面中心站的主要組成部分。而天線系統、信道單元和應用系統是外圍站的主要組成部分。其中，信道單元包括了TDM 信道、ALOHA 信道和業務信道三個。作為連續信道的TDM 信道，主要用于中心站向外圍站發送網管數據；ALOHA 信道作為突發信道，主要用于外圍站向中心站發送入網申請等網絡信息；業務信道主要用于中心站和外圍站之間的高速數據傳輸。

VSAT 衛星網絡的核心是地面中心站，各個外圍站由中心站統一監控，集中管理，由中心站分配信道資源通過衛星實現外圍站之間的業務通信，外圍站之間業務通信為網狀網拓撲結構，網內各個節點都可實現互聯互通。中心站負責整個網絡中可用衛星頻帶資源的管理和調度，控制全網的上行功率水平，負責外圍站注冊、入網、退網、監控等網絡管理。

二、VSAT 衛星通信網絡管理功能

VSAT 衛星網絡管理系統負責對整個網絡的運行狀態進行監控和維護，處理外圍站的入網、退網及業務請求；同時，對整個衛星信道資源進行分配和調度.為外圍站和外圍站之間，外圍站與中心站之間進行業務通信建立實際的衛星通信鏈路。VSAT 衛星通信網絡管理功能主要有以下幾個方面：

（一）配置管理

配置管理包括TDM 信道配置、ALOHA信道配置、業務信道配置、頻率資源配置及系統參數配置等。

（二）用戶管理

用戶管理包括用戶信息添加、修改、刪除、用戶管理權限設置等，系統設置兩級用戶——管理員和操作員。管理員擁有所有操作權限，操作員不能進行網絡參數配置，不能進行外圍站注冊，其余權限和管理員相同。

（三）運營管理

運營管理包括外圍站注冊、外圍站控制、外圍站注銷、外圍站輪詢管理。

外圍站注冊在中心站進行，以IP 地址為注冊ID，注冊內容主要包括IP 地址、描述信息、位置信息、用戶信息。

外圍站控制在中心站和外圍站之間進行，包括強制拆連、強制退網、禁止入網、限制通信。

外圍站注銷時，在中心站刪除注冊信息，外圍站注銷后，中心站不處理外圍站任何請求。

輪詢管理主要目的是對一個已經入網的遠端站的工作狀態進行檢測，判斷遠端站是否有效，是否處于活動狀態。

（四）狀態監控

狀態監控包括兩個層面：一個是對中心站的狀態監控；另一個是對外圍站的狀態監控。對中心站的狀態監控通過本地局域網鏈路，為本地監控。對外圍站的狀態監控需要占用衛星信道資源，通過衛星鏈路，為遠程監控。

（五）業務處理

業務處理主要包含入網處理、退網處理和呼叫處理三個方面的內容。

中心站在收到遠端站的入網申請后，審核遠端站IP 地址是否注冊，是否符合入網條件，審核通過后，允許遠端站入網并發送入網確認幀。

退網申請由遠端站發出，中心站收到退網申請后，檢查遠端站的工作狀態，釋放遠端站系統資源后，標記遠端站為退網狀態。

呼叫處理包括兩種類型：一是兩個外圍站之間進行點對點業務通信處理；二是中心站和外圍站之間數據廣播或組播業務處理。

（六）資源調度

資源調度主要包含信道劃分、信道分配和信道收回三個方面的內容。

1.信道劃分

中心站將衛星頻帶劃分為不同的信道，資源管理和調度以信道為單位進行。

2.信道分配

（1）TDM 信道：在信道劃分時，根據TDM 信道配置參數，將最前面一部分信道自動設置為TDM 信道.TDM 信道的設置參數滿足TDM 信道的通信帶寬和保護帶寬需求。

（2）ALOHA 信道：在信道劃分時，根據ALOHA 信道配置參數，將TDM 信道后面一部分信道自動設置為ALOHA 信道，ALOHA 信道的設置參數滿足ALOHA 信道的通信帶寬和保護帶寬需求。

（3）業務信道：業務通信帶寬由主叫外圍站設置，并隨著呼叫請求數據幀發送到中心站。中心站根據呼叫請求中的帶寬需求，進行通信帶寬動態分配，不同帶寬分配不同數量的信道數。

3.信道回收

信道回收通過將信道空閑標識置位。在下次信道分配時，可重新進行分配。

三、結束語

本文介紹了VSAT 衛星通信網絡系統組成，闡述了通信網內各通信終端在網絡中承擔的功能，解釋了VSAT 衛星通信網絡管理功能。