【文章內(nèi)容簡介】 區(qū)2個衛(wèi)星公司在內(nèi)地市場份額不斷增大的主要原因之一。圖4 2002和2003年度各經(jīng)營單位的轉(zhuǎn)發(fā)器出租狀況對比 目前國內(nèi)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源中，C頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器比較緊張，Ku頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器相對比較寬裕，同時，國內(nèi)VSAT經(jīng)營單位租用頻段也正在從C頻段向Ku頻段過渡：即C頻段逐步減少，而Ku頻段逐步增加。從價格方面分析，一般情況下，轉(zhuǎn)發(fā)器資源價格C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的租金為1MHz每年4～，由于國內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器資源緊張加上需求旺盛，個別的企業(yè)年租金較高。Ku頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器價格一般比C頻段略高，但是由于Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器資源較為寬裕，因此價格基本上與C頻段相同。四、VSAT衛(wèi)星通信多媒體視聽業(yè)務(wù)通信技術(shù)發(fā)展到今天，一方面，打電話、發(fā)傳真、觀看電視節(jié)目已經(jīng)成為人們生活中不可或缺，另一方面，它們又因為有不同的缺陷而不能滿足人們之間全方位信息交流的需求。隨著大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以及計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進，多媒體通信技術(shù)越來越多地進入人們的生活當中，作為一個終端，它能夠綜合處理語音、數(shù)據(jù)、圖文，圖像業(yè)務(wù)；通信過程中的用戶具有完備的交互控制能力，實時性要求高；圖像、聲音、文字以同步方式工作，需要的信道容量較大；不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)互操作，要求網(wǎng)絡(luò)兼容或可以進行協(xié)議轉(zhuǎn)換。多媒體所涵蓋的內(nèi)容是廣泛的，包括語音、圖像、數(shù)據(jù)，以至于計算機的鍵盤，掃描儀、傳真機等。但據(jù)統(tǒng)計，人們所獲取的信息60％來自視覺，20％來自聽覺，人機通信中，數(shù)據(jù)也是主要內(nèi)容之一，因此，視聽業(yè)務(wù)是多媒體業(yè)務(wù)的主要內(nèi)容。在傳輸方面，超大容量的光纖/微波同步傳送網(wǎng)為多媒體業(yè)務(wù)的應用提供了相當寬松和便利的通道，但在山區(qū)以及偏遠地區(qū)，衛(wèi)星通信因為覆蓋面廣，跨越距離大，沒有地理障礙等特點而起到了其它傳輸方式不可替代的作用。而多媒體視聽業(yè)務(wù)在衛(wèi)星通信中的應用又有著與其它傳送方式不同的特點，本文步此作近一步的介紹和探討。現(xiàn)行的衛(wèi)星圖像通信組網(wǎng)方式VSAT系統(tǒng)是二十世紀90年代中期才得到廣泛應和的一種衛(wèi)星通信方式，它以天線口徑小，射頻單元集成度高，發(fā)射功率低，采用TDMA（或SCPC）調(diào)制方式，以及組網(wǎng)靈活，搬運與安裝方便的裝點，在國防軍事、石油勘探、醫(yī)療衛(wèi)星、金融銀行、新聞廣播、交通運輸?shù)刃袠I(yè)的異地通信、異地結(jié)算以及遠程醫(yī)療和教學方面都得到了廣泛的應用。VSAT系統(tǒng)不僅可以提供稀路由話音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且能夠提供64kb/s至512kb/s的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和E1/T1數(shù)字中繼。通過衛(wèi)星傳輸會議電視業(yè)務(wù)，一般采用雙向信道或廣播信道，考慮到星上頻帶資源的限制和視頻編碼壓縮技術(shù)的結(jié)果，衛(wèi)星圖象通信中，選擇384kb/s的速率是比較適合的，它既能滿足主觀評價的要求，又適合于有限帶寬的傳輸要求。當通過衛(wèi)星進行Internet訪問和一般對圖像質(zhì)量要求不高的多媒體業(yè)務(wù)時，用128kb/s或256kb/s的速率是比較經(jīng)濟合算的。VSAT系統(tǒng)傳送多媒體視聽業(yè)務(wù)有以下幾種方式。（1）點對點方式通過衛(wèi)星系統(tǒng)的網(wǎng)管中心預先設(shè)置（PAMA方式）一條點對點的雙向電路，對應于該電路的兩個衛(wèi)星地面站終端的高速數(shù)據(jù)板，（或RS449）接口，采用ＨＤＬＣ通信協(xié)議。由于不能構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，且占用固定的帶寬資源，利用率較低，因此，只能在個別行業(yè)中使用。（2）點對多點方式預先設(shè)置一條點對多點的廣播信道，這種方式在遠程教學方面得到普遍應用，如中央黨校教育網(wǎng)，金衛(wèi)遠程醫(yī)療教學網(wǎng)，中國人民銀行視像會議網(wǎng)。主會場終端采用ＨＤＬＣ協(xié)議，分會場采用ＨＤＬＣ/ＲＯ協(xié)議。通過網(wǎng)管控制，改變廣播源和接收者來組成不同的傳播網(wǎng)。接收者需要發(fā)言時，通過電話申請，網(wǎng)管可以為其建立一條回送通道，實現(xiàn)雙向通信。網(wǎng)絡(luò)雖然簡單，但當某城市需要多個會場時，就必須安裝多個衛(wèi)星地面站，會議議程管理復雜，交互性能差。不能實現(xiàn)會議電視系統(tǒng)的許多功能。（3）單個多點控制單元（ＭＣＵ）方式將上述方式結(jié)合起來，（ＭＣＵ），可組成較為復雜的基于ＶＳＡＴ衛(wèi)星系統(tǒng)的會議電視網(wǎng)絡(luò)，并通過模擬的音頻和視頻轉(zhuǎn)換及地面會議電視網(wǎng)連接起來。ＭＣＵ和衛(wèi)星網(wǎng)管中心放在一起，以便衛(wèi)星電路的調(diào)度和會議議程協(xié)調(diào)一致，本地Ｈ320終端可以利用ＤＤＮ網(wǎng)專線（或者高速的調(diào)制解調(diào)器ＭＯＤＥＭ）連接到ＭＣＵ，遠端的會議電視終端用Ｖ35（或ＲＳ449）接口，通過點對點的雙向衛(wèi)星信道連接到ＭＣＵ。同時以模擬的音頻和視頻轉(zhuǎn)換方式和其本地的一個會議終端連接。地面會議電視網(wǎng)也可以利用ＮＩＳＤＮ交換機提供的3個ＢＲＩ信道捆綁起來，以撥號方式通過ＩＳＤＮ交換網(wǎng)連接到本地ＭＣＵ。對于同一地方較靠近的幾個會場，還可以利用ＬＡＮ方式將多個Ｈ323桌面終端連接起來，一般地，5個768kb/s的終端，9個384KB/S的終端，15個128kb/s終端。，并以模擬方式與ＭＣＵ的一個終端相連接。這種方式，可以在與中央ＭＣＵ相連接的終端之間實現(xiàn)主席控制模式、語音控制模式和導演模式，中央ＭＣＵ和各個本地ＭＣＵ結(jié)合起來，從廣播網(wǎng)內(nèi)的任何一個會場，任一會場也可以申請發(fā)言。這種連接方式由于采用模擬轉(zhuǎn)換，一部分終端之間還不能完全數(shù)字化，語音和圖像的傳輸質(zhì)量會受到一定程度的影響，各種控制模式也不能貫穿全網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)管理復雜，不能實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控。但另一方面，由于衛(wèi)星信道的一些缺點，如延時較大，信道易受干擾，多譜勒效應等，反而對各地面會議電視網(wǎng)的呼叫、接納、同步等過程影響較小。這種在實際網(wǎng)絡(luò)中已得到了應用，如不同廠家的ＭＣＵ進行互連以及采用不同編解碼器（ＣＯＤＥＣ）標準的會議終端進行組網(wǎng)，但都需要進行音頻和視頻和模擬轉(zhuǎn)換。（4）主從ＭＣＵ級聯(lián)方式采用2Mb/s的信道作為ＭＣＵ之間數(shù)字中繼的主從ＭＣＵ級聯(lián)方式在全國的地面會議電視干線網(wǎng)和各省的省內(nèi)會議電視網(wǎng)中得到了廣泛的應用。但是當采用384kb/s的衛(wèi)星信道作為ＭＣＵ之間的數(shù)字中繼時，將不得不考慮以下幾個方面的影響和問題（a）誤碼的影響，實際應用中，誤碼一般有兩種形式，一種是零星的隨機誤碼，另一種是突發(fā)性誤碼，表現(xiàn)為幀失步。進行誤碼測試（2Mb/s），誤碼為10E5，且無幀失步發(fā)生時，若采用會議終端和ＭＣＵ直聯(lián)方式，可以正常開會；而采用ＭＣＵ級聯(lián)方式，則從ＭＣＵ有閃斷現(xiàn)象發(fā)生，甚至于失掉會場。一般認為，衛(wèi)星信道的誤碼率為10E6，遠大于數(shù)字微波信道的誤碼率10E7至10E8和光纖信道的10E10。（b）同步問題，在主從ＭＣＵ方式中，從ＭＣＵ必須從連接主ＭＣＵ的數(shù)字端口提取網(wǎng)絡(luò)時鐘，由于衛(wèi)星終端站掉網(wǎng)現(xiàn)象時有發(fā)生以及噪聲的干擾，同步時鐘提取的可靠性較低，若失去同步，必將導致通信中斷。（c）衛(wèi)星鏈路延時較大，主ＭＣＵ控制來自不同時延的各個ＭＣＵ時，各種控制模式將會出現(xiàn)遲滯的現(xiàn)象。因此，采用衛(wèi)星鏈路進行ＭＣＵ級聯(lián)時，需慎重考慮。采用主從ＭＣＵ級聯(lián)方式組網(wǎng)時，帶來的好處是可以避免衛(wèi)星網(wǎng)管的頻繁切換，而一般ＭＡＰ圖（衛(wèi)星電路計劃表）的更迭一般需要幾分鐘至十幾分鐘，這一時間在會議中間是不允許的。假設(shè)采用以上四種方式構(gòu)造一個會議電視網(wǎng)，條件是有6個地區(qū)，每個地區(qū)有8個會場，地區(qū)內(nèi)有ＤＤＮ專線、以太網(wǎng)或ＩＳＤＮ交換網(wǎng)絡(luò)。星上采用ＳＣＰＣ方式，要求每個地區(qū)至少有一個會場采用雙向通信方式。其他會場可以單收。以上四種方式的功能、載波數(shù)、ＭＣＵ數(shù)利用衛(wèi)星鏈路進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)利用衛(wèi)星通信可以跨越大地理范圍與數(shù)千公里以外的Internet骨干網(wǎng)或大型數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連，組成以衛(wèi)星信道為數(shù)字中繼的廣域網(wǎng)（ＷＡＮ）。石油衛(wèi)星數(shù)據(jù)網(wǎng)就是通過ＶＳＡＴ衛(wèi)星系統(tǒng)網(wǎng)管中心定義一條雙向數(shù)據(jù)信道，衛(wèi)星鏈路的一端通過地面站對應的數(shù)據(jù)板Ｖ35接口和本地網(wǎng)（ＬＡＮ）的路由器相連。另一端接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，或接入ＤＤＮ網(wǎng)交叉連接器（ＤＸＣ），進行分接或復接，通過光纖或數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)，連接到中心網(wǎng)絡(luò)用戶訪問服務(wù)器和連接Internet，一般有兩種方式：通過局域網(wǎng)經(jīng)路由器接入或通過電話線撥號直接訪問服務(wù)器連接，撥號方式最高速率可達到56kb/s。這樣，從用戶到本地Internet網(wǎng)關(guān)建立一條ＰＰＰ/ＳＬＩＰ（ＬＡＮ上采用ＴＣＰ/ＩＰ）連接，可以實現(xiàn)遠程登錄、ＦＴＰ訪問、ＷＷＷ瀏覽、發(fā)送和接收Email，進行數(shù)據(jù)、報文、網(wǎng)頁和活動圖像等多媒體業(yè)務(wù)的傳送。由于網(wǎng)絡(luò)中的時延大于衛(wèi)星鏈路的時延，對于時效性要求不嚴格的業(yè)務(wù)，用戶將感覺不到衛(wèi)星鏈路的影響。但一些實時性業(yè)務(wù)，如IP Phone、ＶＯＤ和會議電視等將受到限制。新型的IP和多媒體ＶＳＡＴ衛(wèi)星通信網(wǎng)ＤＡＭＡ（按需分配多址）是衛(wèi)星通信中提高頻帶資源利用率的一種非常有效的電路分配技術(shù)，采用ＤＡＭＡ方式，可以實現(xiàn)頻帶共享，當某一個用戶需要和另一用戶通信時，網(wǎng)管系統(tǒng)分配給它一對載波（ＳＣＰＣ方式）或一對時隙（ＴＤＭＡ方式），當通話結(jié)束時，系統(tǒng)將自動釋放這一段頻帶資源，供后續(xù)接入的用戶占用。由于衛(wèi)星通信所覆蓋的區(qū)域是跨多時區(qū)的，不同時區(qū)的用戶通信高峰期一般會錯開一個時間段，分析石油衛(wèi)星通信網(wǎng)中采用ＤＡＭＡ方式的話務(wù)量數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，東部地區(qū)要比西部地區(qū)的話務(wù)量高峰期早12小時。同樣，現(xiàn)在的計算機網(wǎng)絡(luò)中采用的ＴＣＰ/ＩＰ技術(shù)，它的一個主要特點也是為了提高傳輸頻帶的利用率，但由于各ＩＰ包在傳輸時時延長短不同，且面向無連接，因而它在實時性要求很高的話音和圖像通信中，受到一定的限制，但隨著編碼技術(shù)的進步和終端處理速度的提高，它將成為下一代通信系統(tǒng)中的基本技術(shù)。并且，ＩＰ方式也可以像衛(wèi)星通信一樣有廣播方式。如果能夠?qū)㈦娐贩峙涞模模粒停良夹g(shù)和網(wǎng)絡(luò)中的ＩＰ技術(shù)結(jié)合起來，用于新一代的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，必將給ＩＰ和多媒體技術(shù)在衛(wèi)星通信中的應用開辟一個新天地。以數(shù)據(jù)和圖像為主的多媒體雙向傳輸業(yè)務(wù)也有不同于話音傳輸?shù)奶攸c，話音通信的雙方是對等的，因此話音通道是均衡的。然而，多媒體通信大多數(shù)是用戶對信息資源的數(shù)據(jù)庫訪問，用戶發(fā)出的是訪問請求、本端狀態(tài)、設(shè)備準備等簡短的握手信息。相反，網(wǎng)絡(luò)向用戶除了廣播路由表，發(fā)送握手信號，還要回傳用戶查詢的大量數(shù)據(jù)。一般認為，用戶到路由器的上行數(shù)據(jù)流與路由器到用戶的下行數(shù)據(jù)流比例為1：10至40，據(jù)此，在衛(wèi)星信道中采用了速率不對稱的信道。，還需建立衛(wèi)星網(wǎng)的廣播信道，但不同于以往的廣播方式，它將以384kb/s的速率，廣播經(jīng)過壓縮的音頻視頻數(shù)據(jù)，同時按會場數(shù)量提供一定比例的16kb/s64kb/s返回數(shù)據(jù)信道，供各會議終端向主會場回傳音頻和低速幀圖像，以及請求和確認信號。為了實現(xiàn)ＤＡＭＡ和ＩＰ的結(jié)合，在物理設(shè)備上，需將一個ＩＰ路由設(shè)備集成到衛(wèi)星通信用戶終人，在用戶端給出一個以太網(wǎng)接口，每個終端的ＩＰ地址通過ＡＲＰ進行地址解析，轉(zhuǎn)換為用戶終端設(shè)備內(nèi)的ＭＡＣ地址，最終映射到ＤＡＭＡ鏈路。路由設(shè)備只在ＩＰ層處理地址信息，它支持基于ＩＰ的連接，如ＴＣＰ/ＩＰ，ＵＤＰ/ＩＰ等。其中ＴＣＰ/ＩＰ是用來提供可靠傳輸服務(wù)的協(xié)議，它有以下五個物征：面向數(shù)據(jù)流；虛電路連接；有緩存的傳送；無結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流；全雙工連接。該協(xié)議之所以能夠提供可靠的服務(wù)是由于它肱用“帶重傳的肯定確認（positive acknowledge with retransmission）”技術(shù)。一般在衛(wèi)星信道延時較大的條件下，若存在過多的握手協(xié)議，必將影響業(yè)務(wù)的傳送質(zhì)量和效果。因而ＩＰ技術(shù)在這方面提供了兩個重要協(xié)議：ＲＴＰ（實時傳輸協(xié)議）和ＲＳＶＰ（資源預留協(xié)議），用來解決實時業(yè)務(wù)在ＩＰ上傳輸和業(yè)務(wù)占用網(wǎng)絡(luò)資源的問題?；冢桑新酚伤惴ǎ遥桑谢颍希樱校埔浦档叫l(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中使用時會出現(xiàn)一些問題，最好采用衛(wèi)星網(wǎng)管中心靜態(tài)分配路由的方式。由于要管理每個地面終端的以太網(wǎng)，衛(wèi)星的網(wǎng)管系統(tǒng)最好采用分布式結(jié)構(gòu)，以減少維護數(shù)據(jù)給網(wǎng)絡(luò)增加的負擔。在實際應用中，對于ＩＰ的網(wǎng)絡(luò)擁塞和流量控制，響應時間，最大傳輸單元（ＭＴＵ）等參數(shù)都要做適當調(diào)整，以適應衛(wèi)星鏈路的需要五、全球新多媒體寬帶衛(wèi)星通信發(fā)展前景由于銥星經(jīng)營的失敗，全球星也處于微妙之際，為數(shù)不少的90年代提出的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)計劃紛紛退出，開發(fā)寬帶新通信衛(wèi)星處于十字路口。但近幾年，經(jīng)濟和信息全球化進程以驚人的速度向前推進，衛(wèi)星通信技術(shù)的新突破，寬帶衛(wèi)星在全球化進程中重要的作用廣泛地被認可，衛(wèi)星因特網(wǎng)、遠程教育、遠程醫(yī)療、DBS和DTH、全球移動通信系統(tǒng)運應而生，寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)又生機勃勃。本文就寬帶衛(wèi)星的發(fā)展和在我國的應用前景作一分析。全球新多媒體衛(wèi)星通信系統(tǒng)開發(fā)計劃在這以前的寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)為一至三代，現(xiàn)在歐洲和美國幾家大公司開發(fā)的寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)是屬于新一代寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，即稱之為第四代，它的主要特點是采用星上處理和交換，把通信路由功能從地面中央設(shè)備轉(zhuǎn)移到空間衛(wèi)星上，改星上電路交換方式為快速數(shù)據(jù)分組交換方式，這種方式極大地提高了下行鏈路的利用效率，可以使網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供商為用戶提供數(shù)千兆的通信容量，滿足多種通信的需求。星上處理的寬帶衛(wèi)星的核心單元是一種快速數(shù)據(jù)分組交換機，它可以將不規(guī)則的輸入數(shù)據(jù)流經(jīng)過緩沖后再分發(fā)到各輸出信道，保證下行鏈路在任何通信條件下都保持最大的負荷量。這給寬帶衛(wèi)星通信以新的生命力。歐洲大陸提出了六個多媒體衛(wèi)星通信系統(tǒng)計劃[1]，即歐空局的ARTEMIS衛(wèi)星系統(tǒng)和EuroSkyway衛(wèi)星系統(tǒng)，法國Alcate Espace公司的Skybridge計劃，德國的DFS哥白尼計劃，盧森堡的ASTRA1H和ASTRA1K計劃。除上述計劃外，還有歐盟的SECOMS/ABATE試驗計劃。美國自1997年以來，美聯(lián)邦通信委員會（FCC）已開展了四輪多媒體衛(wèi)星通信系統(tǒng)牌照申請的工作（Notice of Proposed Rule Making，簡稱NPRM）[2]，各個公司可以為各自提出的系統(tǒng)申請新的衛(wèi)星頻段（Ka或Q/V頻段）或是采用Ku頻段中的非靜止軌道衛(wèi)星頻段。至今已經(jīng)提出了23個Ka波段系統(tǒng)（涉及91顆靜止軌道衛(wèi)星（GSO））和500顆非靜止軌道衛(wèi)星（NGSO）、16個Q/V系統(tǒng)（涉及95顆GSO衛(wèi)星和66顆NGSO衛(wèi)星）和6個Ku波段NGSO系統(tǒng)（涉及238顆NGSO衛(wèi)星） 。最終獲得FCC許可證的Ka頻段系統(tǒng)有14個，其中有名的系統(tǒng)是Astrolink、Echostar、Spaceway、Millenium、NetSat2Orion、Teledesic等。經(jīng)過這幾年的市場競爭，有的取消了所提計劃，有的縮小了投資規(guī)模，現(xiàn)在著手實施的所剩不多。寬帶衛(wèi)星競爭優(yōu)勢我們之所以說新多媒體寬帶衛(wèi)星發(fā)展前景光明，有遠見的眾多運營商早已著手寬帶衛(wèi)星