卫星业务（共9篇）
卫星业务 篇1
摘要：本文从我国卫星广播技术现状出发, 介绍了直播卫星综合业务平台 (DBS-ISP, Direct Broad-casting Satellite Integrated Services Platform) 的定义及功能, 详细分析了该平台的应用需求、技术需求和任务需求, 从政策、产业和技术等方面明确了一条直播卫星综合业务平台向前推进的发展之路。
关键词：直播卫星,综合业务平台,增值业务
1 背景
对于大范围地域性的覆盖, 卫星广播具有极大的优势。除了广播应用, 通过完善和建立直播卫星双向通信技术、标准及基础设施, 直播卫星还可以提供分布网络连接、“最后一英里 (Last Mile) ”、出现自然灾害或者恐怖袭击时的应急广播等有效服务, 构建直播卫星综合业务平台, 提供丰富的增值业务。
直播卫星综合业务平台是以卫星双向通信技术为基础的。和单向卫星广播不同, 双向卫星广播包括两个链路:点对多点的下行链路和多点对点的上行链路。卫星双向在卫星通信之初就作为一个通信方式存在, 只是由于高额的卫星通信带宽费用, 卫星双向只在军方和一些特殊的场合下使用。因此, 基于卫星的双向技术, 虽然有所发展, 但是只在局部较小范围内。
我国具有自主知识产权的ABS-S技术标准, 在直播卫星领域其技术先进性和DVB-S2持平, 在某些地方还具有较大的优势, 例如系统的实现复杂度等。基于ABS-S技术标准, 研究确立直播卫星回传技术 (ABS-RCS) , 构建综合业务平台, 不仅能够延续我国在直播卫星研究领域的领先地位, 也能充分利用我国有限的卫星资源。同时, 直播卫星综合业务平台建设是完善我国卫星广播系统的必然途径, 是文化共享、文化下乡以及下一代广播电视网的重要组成部分, 在协同覆盖网络建设中也作为支撑覆盖存在。更进一步, 直播卫星综合业务平台建设是广播电视网和通信网融合的重要切入点, 站在技术发展前沿, 具有前瞻性, 符合国家三网融合发展大方向, 具有明确的发展背景和实际意义。
2 直播卫星综合业务平台定义、功能及需求
2.1 直播卫星综合业务平台定义、功能
DBS-ISP是基于直播卫星平台, 通过多层 (物理层、链路层、应用层等) 资源优化, 建立的一个复杂的双向网络结构 (基于前向ABS-S技术和反向直播卫星回传技术 (ABS-RCS) 网关) , 实现以下功能:
(1) 对村村通 (户户通) 项目实施情况, 进行统一高效的监控。
(2) 对村村通 (户户通) 用户收看节目类容, 进行采用分析及归类, 更好的为村村通 (户户通) 用户提供符合需求的内容资源。
(3) 优化当前有限的农村文化下乡、共享资源, 促进卫星广播技术在农村及偏远地区发展, 扩大影响。
(4) 通过严格的用户管理系统, 进一步加强直播卫星播出安全性。
(5) 实现对直播卫星系统全面发展 (进入城市) 进行高效管理和控制, 为直播卫星协调安全发展保驾护航。
(6) 在广播电视领域建立基于卫星系统的双向网络示范平台, 符合下一代广播电视网发展规划。
(7) 提供三网融合业务。
DBS-ISP平台中各子系统紧密配合工作, 主要包括卫星资源管理系统、卫星终端、信噪比提取环路、安全接入系统以及带宽分配系统等, 如图1所示。由于涉及到的子系统较多, 只有通过平台中各子系统间高效的协同交互工作, 本文所提平台才能具有明确的技术方向和实现方法。因此, 对平台中各子系统的定义及需求是平台实现的关键因素。
2.2 直播卫星综合业务平台应用需求
从我国广播卫星综合业务系统应用的实际状况, 以及技术实现的两个方面来看, 立足我国国情, 吸收成熟技术和先进经验, 研究并建立我国具有自主知识产权的直播卫星综合业务平台是完全可行的。
首先, 我国没有制定任何广播卫星综合业务平台标准体系, 没有任何束缚, 可以放开手脚来发展具有自主知识产权的直播卫星综合业务平台体系。简单地采用DVB-RCS技术固然可以充分利用其技术、产业成熟, 设备价格低廉的优势, 但同时其输入接口单一 (不能适应多种业务要求) 、数据封装技术老化 (ATM以及MPEG封装, 留下较大冗余, 也不利于物理层技术的设计应用) 、信道编码纠错能力有待提高 (有效传输率低) 、信号结构设计落后 (不利于业务发展需求) 等缺点必将束缚我国卫星综合服务产业在未来的业务发展空间。另从技术发展的角度来看, 如果仍然沿用DVB-RCS系统, 在可以预见的将来, 随着产业升级改造, 其设备成本和运营维护成本将可能急剧上升。
其次, 由于DVB-S2系统的出现, 新一代的广播卫星回传技术标准DVB-RCS2也在欧洲, DVB组织下迅速发展。我国具有ABS-S技术标准的优势, 完全可以基于自身的技术优势, 发展我国具有自主知识产权的卫星回传技术体制。在技术上, 不落后于国际组织。
第三, 尽管目前阶段, 我国没有具体的卫星回传技术体制, 但实际上, 采用DVB-RCS以及VSAT的用户也是存在的。但是, 卫星回传技术要取得较好的发展, 标准体系的建立是必不可少的, 同时, 中星9号直播卫星是专星专用, 前向链路必然选择使用ABS-S系统, 那么回传链路传输技术相应的需要和ABS-S配合, 也就是说, 需要一个我国独立的卫星回传技术体系 (ABS-RCS) , 我国才能开展直播卫星综合业务的各项应用。尽管采用新一代的国际标准, 还是采用自主研发的传输技术, 都需要承担在产业基础方面的风险和代价。但是采用DVB组织的技术, 还需要承担来自于另外两个方面的风险。首先是知识产权方面, 其次, 如果我国仅仅照搬DVB-RCS (DVB-RCS2) , 今后我国还会面临技术发展断层的严重问题。如果建立符合我国国情, 有自身特色的广播卫星回传技术, 就可以确保整个宣传通道的稳定可靠、真实有效, 以及终端用户的严格可控性, 利于直播卫星技术和产业发展的安全。
2.3 直播卫星综合业务平台技术需求
从技术实现的角度看, DVB-RCS2系统尽管相比DVB-RCS有明显的进步与先进性, 但仍不符合我国的技术发展需求和整体利益。
首先, 建立基于DVB-RCS2标准的直播卫星综合业务平台, 其出发点与我国广播卫星回传系统应用的技术背景不同。DVB-RCS2是基于DVB-RCS技术体系的, 通常是要兼容该技术标准, 同时, 业务的发展也是根据DVB-S2技术的应用来实现的。我国具有自主知识产权的直播卫星技术体系标准ABS-S, 从技术发展的完整性上看, 没有采用欧洲标准作为广播卫星回传技术标准的必要性和可实现性。同时, DVB-RCS2兼容DVB-RCS, 在系统设计时就会较多的考虑DVB-RCS, 系统的冗余性必将大幅增加, 对系统的描述也会变得比较复杂。在这方面, 我国完全没有包袱。更进一步, 兼容DVB-RCS就必然要把DVB-RCS由于设计之初, 技术本身带来的缺陷, 继承到新一代的卫星回传标准体系DVB-RCS2中, 这对于我国的回传系统也是完全没有必要的。
其次, DVB-RCS中已经采用的编码技术是卷积码, 由于卫星回传技术需要考虑不同的包长度 (帧长度) , LDPC编码技术在这一领域没有优势, 因此, 欧洲DVB-RCS2系统采用的具体的编码码型, 是卷积码和Turbo码两种:DVB-RCS2为了降低复杂度并考虑兼容性, 那么在码本身的性能上, 就存在一定的不足;Turbo码在我国没有申请技术专利保护。因此, 相比欧洲标准, 我国的标准更有优势。
第三, 直播卫星综合业务平台应用层关键技术是保障我国卫星广播系统健康、安全、有序发展的重要技术手段, 包括安全系统、用户管理系统等, 均能在原有安全技术的基础上, 进一步加强对直播卫星系统的控制, 特别是可以实现针对单个用户的直接控制, 大大降低了各方面的安全隐患。同时, 基于应用层技术, 直播卫星综合业务平台可以提供三网融合业务, 符合国家总体发展方针, 是广电系统技术发展的新方向和创新, 也是互动新媒体技术发展的重要分支。
第四, 直播卫星综合业务平台能够安全高效的使用日益紧张的卫星频率资源。通过先进的物理层传输技术ABS-S及高效的卫星资源分配系统, 直播卫星综合业务平台上使用的频率资源有效性能够在原有的基础上提高2-3倍。配合安全子系统的使用, 基于直播卫星各项业务均能安全高效地开展。
2.4 直播卫星综合业务平台任务需求
从目前我国直播卫星产业和技术发展看, 为了能够较好的搭建DBS-ISP平台, 开展相应的技术应用服务, 需完成以下任务:
(1) 基于ABS-S/ABS-RCS网关, 设计和开发一套宽带卫星交互式网络, 该网络提供三网融合业务, 包括电视、广播以及电话、互联网等业务。
(2) 定义、规范并开发一个完善的卫星资源管理系统 (SRMS) , 能够对物理层、网络层以及业务层进行综合管理, 进而在时变的卫星信道下优化卫星频谱使用效率。其中, 将使用ABS-S中的ACM (自适应编码调制) 工作模式。
(3) 开发一套带宽管理复用系统 (BWMM) , 基于业务对带宽进行优化的策略管理, 并能控制ABS-S调制器。
(4) 支持IPv4和IPv6协议, 并能实现MPE/ULE封装。
(5) 标清、高清电视SDI (业务描述接口) 软硬件开发, 具有业务适应 (SA) 功能, 在卫星资源管理系统的支持下, 可以根据当前链路连接质量对传输的节目数据率进行控制。
(6) 完成SRMS、BWMM以及SA各系统间通信协议的定义及实现。
(7) 开发支持DBS-ISP的ABS-S测试接收机, 用于系统验证, 主要是完成接收终端信噪比 (SNR) 的准确测量和回传, 采用合适的接口及协议, 把测量数据实时可靠的传回给ABS-RCS网关以及相应的SRMS。
(8) 设计和开发针对SNR数据获取的回传环路机制, 优化卫星网络的时变特性。
(9) 开发支持LMDS、WiFi以及WiMAX的地面接入网络及接口, 进而支持以用户群为单位的终端用户。
(10) 开发三网融合业务, 具体包括VoIP、快速接入网 (www、e-mail以及ftp等) 、电视以及远程业务支持系统 (远程教育、远程医疗等) 。
(11) 完成各系统的集成, 实现演示系统, 并进行现场测试。
(12) 完成DBS-ISP系统商业应用的商业计划书, 对DBS-ISP技术的市场发展进行详细的规划。
DBS-ISP系统及应用如图2所示。
3 结论
直播卫星综合业务平台是我国直播卫星进一步发展的重要技术方向, 合理、高效、安全、有序地推进直播卫星综合业务发展, 将给我国直播卫星产业带来巨大的社会效益和经济利益。本文立足我国卫星技术发展实际条件, 从直播卫星业务全方位推进出发, 以构建卫星双向网络为基础, 明确了直播卫星综合业务平台发展需求和方向, 具有一定的参考价值。
参考文献
[1]施玉海.新一代卫星回传系统设计需求分析.广播与电视技术, 2009年第7期.
[2]施玉海, 杨明.Turbo码在卫星回传系统中的应用.广播与电视技术, 2010年第4期.
[3]Second Generation DVB Interactive Satellite System (DVB-RCS2) .ETSI TS 101 545-3 V1.1.1.
卫星业务 篇2
近日，轨道科学公司宣布完成对通用动力公司卫星制造分部的兼并。这笔交易价格5500万美元。随着交易的正式完成，轨道科学公司取得了一座1.2万平方米的卫星制造设施，并增加了325名新员工。这些员工中有许多人具有从事美国政府敏感项目的保密资质。轨道科学公司首席执行官汤普森表示，买下通用动力先进信息系统公司将使轨道科学公司在未来18个月里能参与竞争6个政府有效载荷项目。这些项目的总价值可能高达15亿美元。
(阳光)
美国再订俄飞船座位
美国航宇局已同俄罗斯联邦航天局签订了涉及2013年和2014年国际空间站人员运输、救援及相关服务的一项合同。根据这项价值3.35亿美元的合同，俄方将再向美方提供联盟号飞船上的6个座位，用于美国及其伙伴方航天员在地面和国际空间站之间的往返运输。每个座位平均约5580万美元，而去年签订的上一份合同每个座位平均价格为5100万美元。美国航天飞机退役后，在美商业厂家研制出新型载人飞船之前，美国航天员要依靠俄飞船上天。根据新签订的合同，美方的6名航天员将在2013年乘4艘联盟号飞船上天，2013年和2014年各乘两艘联盟号返回地面。合同还涉及必要的航天员训练和飞行准备工作以及必要时的机组救援工作。
(阳光)
俄太阳研究卫星报废
俄罗斯科学家4月19日承认，俄太阳研究卫星“日冕-光子”在发射仅一年后便因技术问题报废。该卫星于2009年1月30日发射入轨，但当年底便因太阳能发电系统问题而与地面控制部门失去了联络。俄科学院太阳X射线天文学实验室称，该卫星已停止工作近5个月，基本上可断定已最终报废。
(江山)
印将在2017年发射载人飞船
印度政府可能会在未来几个月内宣布批准该国耗资最大的一项科技计划，即利用国产火箭和飞船送两名本国航天员上天。政府可能在印度独立日(8月15日)前就宣布批准这项耗资1240亿卢比的计划。印载人航天计划将分步实施，目前处于立项前的论证阶段。项目的第一阶段是在4年后对不载人的乘员舱和服务舱进行试验。在此之后，将利用“静地卫星运载器”(GSLV)运载火箭来发射载人飞船。
(阳光)
“银河”15通信卫星失去联络
国际通信卫星公司5年前发射的“银河”15卫星4月5日停止对地面指令做出反应，该公司不得不把一颗在轨备份卫星移向该卫星所在的西经133度轨位，以免服务中断。该公司发言人说，“银河”15的转发器仍在全面工作，尚未中断服务，但地面控制人员无法与其重新建立联系。该公司已开始把在西经123度轨位备用的“银河”12漂向“银河”15所处位置。这两颗卫星均由轨道科学公司建造，设计基本相同。该公司此前未遇到过类似问题。发言人称，他们正在同轨道科学公司共同开展彻查，现在判断“银河”15能否恢复控制并重新投入使用为时尚早。“银河”15按设计应工作到2022年。“银河”15现处于失控东漂状态，正带着仍在运转的C波段转发器漂向其它轨位，可能对沿途其它卫星造成干扰。
(江山)
斯洛伐克同欧空局签合作协议
4月28，斯洛伐克共和国日同欧空局签署了合作协议。签署合作协议只是一个起点。双方已找出了一些可以合作的领域，涉及空间科学、对地观测和微重力研究。双方于2004年开始接触和磋商。2008年底，斯洛伐克教育部被指定为继续与欧空局磋商的国家机构，斯还组建了一个专家委员会。斯洛伐克在空间科学领域有长期的传统。捷克斯洛伐克一名航天员于1978年上天。1999年，一名斯洛伐克航天员乘“联盟”TM29飞船上天，成为斯国首位进入太空的航天员。斯机构已在通过其它欧空局成员国参与欧空局的活动。
(江山)
俄乌火箭发射欧洲“低温星”2卫星
4月8日，俄罗斯和乌克兰合造的第聂伯1火箭在拜科努尔发射场发射了欧空局“低温星”2极区冰情监测卫星。该卫星重720千克，被送入高720千米、倾角92度的轨道，将在6个月的在轨测试后，于秋季开始进行雷达观测。由SS-18弹道导弹改装的第聂伯1火箭由俄宇宙运输国际航天公司推销，采用地下井发射方式。“低温星”2用于取代4.5年之前由俄呼啸号火箭发射失败的“低温星”1。
(阳光)
奥巴马调整后的方案在国会仍有阻力
4月15日，美国总统奥巴马到肯尼迪航天中心发表演讲，为取消载人重返月球计划做辩解，同时放弃了彻底砍掉“奥利安”载人飞船的打算，要求NASA研制该飞船的一种瘦身型号，用作国际空间站站上航天员的救生飞船。但这一让步以及2015年选定一种重型运载火箭设计的承诺并未对国会议员产生多少安抚作用。议员们仍要求保留奥巴马在其2011财年预算申请中提出要砍掉的“星座”计划下的“战神”火箭和其它项目。
(阳光)
哈批准拜科努尔延租协议
哈萨克斯坦参议院近日终于批准了2004年同俄罗斯签署的延长拜科努尔航天中心租期的协议。2004年1月9日签署的该协议将俄租用拜科努尔设施的期限延长到2050年。哈参院是在俄方威胁要中止双方的其它航天项目之后批准该协议的。位于哈境内的拜科努尔航天中心建于上世纪50年代，是俄现役火箭的主要发射设施。苏联解体后，该中心由俄根据1994年签订的一项协议租用。俄每年向哈方支付约1.15亿美元的租金。此外，俄每年还要支付5000万美元的设施维护费用。俄哈两国正在拜科努尔合建称为拜特里克的一座新航天发射设施，用于发射俄新型安加拉系列运载火箭。
(阳光)
报告呼吁日本新设航天局
国土交通省是日本航天政策领导机构。今年2月，国土交通大臣前原诚司要求一个咨询委员会撰写《日本战略航天政策建议》的报告。近日，这份报告提给了前原诚司，报告建议日本政府解散日本宇宙航空研究开发机构，在8月份之前在首相内阁之下新组建一个航天局。它建议新机构由一个约5位专家组成的小型执行委员会控制，直接向首相和主管航天政策的内阁最高长官、国土交通大臣报告。关键是新机构将集中掌管日本所有由纳税人出资的航天计划的计划管理和预算。有分析人士说，该报告是日本为使其航天活动与国家经济和安全利益更紧密地联系起来的最新尝试。
(江山)
质子号发射SES-1通信卫星
国际发射服务公司的俄制质子M／和风M运载火箭4月24日在拜科努尔发射场成功地将SES世界天空公司的SES-1通信卫星送入地球同步转移轨道。这是该公司今年第3次进行质子号火箭发射，也是质子号今年进行的总共第5次飞行。这也是质子号21个月里连续第22次成功发射。
(江山)
“宇宙”3M火箭发射军事卫星
4月27日，俄罗斯“宇宙”3M型火箭在普列谢茨克航天发射场发射了“宇
宙”2463军事卫星。卫星进入高度超过965千米、倾角约83度的近圆形轨道。“宇宙”2463据信是“帆”军用低轨导航与通信卫星系统中的一颗卫星。俄航天兵司令表示，“宇宙”3M火箭将在完成几次最后的飞行后于年内晚些时候退役。该型火箭自上世纪60年代以来共进行了400多次发射。
(江山)
谷歌登月赛大奖时限拟推后一年
美国X奖基金会主管航天大奖赛的官员称，“谷歌月球X奖”登月赛事为2000万美元大奖设定的最后时限很可能会延后一年。赛事的初步竞赛规则还在审议，有望在夏天之前确定。参赛的多支队伍对截止时间延后表示欢迎，认为这将使他们有更长的时间来在艰难的金融环境下筹集经费和开展其它准备工作。根据初步规则，参赛队要夺得冠军大奖，需在2013年12月31日之前把月球车送到月面，在那里行驶500米，并把一套数据发回地球。过了这一时限，大奖的奖金将从2000万美元降为1500万美元。原先宣布的这一时限是2012年12月31日。不过，有关第二名的规则预计不会变化，最后时限仍是2014年12月31日，奖金为500万美元。赛事总奖金为3000万美元。另500万美元用于奖励完成了其它任务的队伍。所谓其它任务包括在月面上行驶了5000米以上和将阿波罗登月任务留在月面上的人工制品的图像发回地球。赛事官员之所以提出推迟大奖的截止时间，是因为赛事细则制订工作所用时间比预想的要长。
(江山)
做今后将发射7颗导航卫星
俄罗斯总理普京称，俄计划在2010年底前发射7颗格罗纳斯导航卫星。这7颗卫星包括6颗格罗纳斯一M型和1颗格罗纳斯-K型。他说，格罗纳斯卫星编队届时将有不少于27颗～28颗卫星，从而可实现真正的全球覆盖。该系统现有23颗卫星，其中21颗正在使用，2颗在进行技术维护。系统向俄全境提供连续导航服务需有18颗卫星，而覆盖全球则需至少24颗卫星。
(江山)
俄发射“进步”M5M货运飞船
4月28日，俄罗斯联盟U型火箭在拜科努尔航天发射场发射了“进步”M5M货运飞船。飞船于5月1日到达国际空间站。船上载有供空间站上航天员使用的食品、水、氧和空气以及推进剂、实验设备与备件和其它物品。货物重量约2.6吨。空间站上现有6名航天员。
(阳光)
印采用国产低温级的火箭首射失败
印度采用国产低温上面级的首枚“静地卫星运载器”(GSLV)2型运载火箭4月15日发射失败，使该国航天计划遭受又一次重大打击。火箭于当地时间下午4时27分在萨迪什-达万航天中心点火起飞，飞到65千米高度后便开始偏离预定飞行路线下落，最终和所载卫星一起掉入印度洋中。遥测信号在火箭飞行约8分钟时失去，而正常飞行情况下火箭在星箭分离前要飞20分钟时间。
此次发射如获成功，将使印度加入到掌握低温发动机技术的国家行列。迄今只有美、法、日、俄、中五国掌握了这项技术。
(江山)
俄发射军事侦察卫星
俄罗斯联盟U型火箭4月16日在普列谢茨克发射场发射了“宇宙”2462军事卫星。美国的跟踪数据表明，卫星被部署到远地点327千米、近地点169千米、倾角约67.2度的轨道。据分析，该卫星属于返回式照相侦察卫星，其高分辨率相机能拍摄全球各地图像。卫星在轨工作时间至少是几个月，载有可回收的胶片舱。这是俄今年首次发射军事卫星。俄目前运行着60颗～70颗侦察、导弹预警和其它军事卫星。
(阳光)
法将组建联合航天司令部
法国国防部将在7月1日正式组建联合航天司令部。这将使这一欧洲航天大国有一个单点联络机构，以便于同伙伴方就由其主管的对地观测、信号情报、空间态势感知、导弹预警、军事卫星通信和天基导航这六大项目领域进行谈判。
(阳光)
日小行星探测器将在澳大利亚着陆日本宇宙航空研究开发机构的“隼鸟”小行星探测器将在6月份返回地球，在澳内陆一偏远地点着陆。着陆地点在南澳州伍默拉附近。“隼鸟”发射于2003年，2005年底飞抵丝川小行星。它将是首个与小行星接触并返回地球的探测器。澳相关部门将为日方回收该探测器提供帮助，并参与最终飞行路线的准备。
(阳光)
美高超音速试验机发射后失去联系
4月22日，轨道科学公司的“人牛怪”4火箭在范登堡空军基地进行了首次发射，将国防高级研究项目局的“高超音速技术飞行器”(HTV)2a试验机送人一条亚轨道弹道，用于试验高超音速全球打击能力。按计划，HTV-2a将在太平洋上空以约2万千米的时速飞行，包括通过大范围机动来评定其飞行力学特性。它将在约30分钟的短时间飞行后在马绍尔群岛附近海域溅落，残骸不做回收。但试验机于火箭升空9分钟后与地面跟踪设施失去联系，显然没能完成预定的全部机动动作。国防高级研究项目局称，初步技术数据分析表明，火箭成功地使试验机达到了预定分离条件，也完成了部署。HTV-2a实现了大气层内速度超过20马赫的有控飞行。
(阳光)
航天飞机最后一飞推至11月
NASA决定将奋进号航天飞机的最后一次飞行从7月29日推迟到最早11月份进行，以腾出时间来改装它要运送到国际空间站的“阿尔法磁谱仪”。该磁谱仪将装到站外，用于研究高能宇宙射线，借以寻找虚幻的反物质和暗物质。它的建造工作涉及16个国家的200多位研究人员。项目由诺贝尔物理奖获得者丁肇中领导。“阿尔法磁谱仪”重约68吨。它采用一个强大的磁铁来使入射宇宙线的路线弯曲，以便利用探测器来分析其中的粒子，看它们是否是质子、电子乃至可能表明有暗物质存在的反电子(正电子)。
(阳光)
加航天局拟发展小运载
加拿大航天局正在研究能否研制一种小型运载火箭，用于发射微型卫星。如获政府批准，这将使加首次具备卫星发射能力。加拥有向亚轨道高度发射火箭的设施，但卫星发射一直依赖别国。加航天局已开展了项目可行性论证，并把重点放在能把150千克重的卫星送入800千米太阳同步轨道的一种火箭上。即使加决定开展该项目，系统研制出来也要长达10年时间。关于是否应发展本国运载系统，加专家和工业界人士有不同的看法。
卫星业务 篇3
根据国际频率划分表, 在Ka频段划分给卫星广播业务频率有:17.3GHz~17.8GHz、21.4GHz~22GHz (以下简称为“21GHz频段”) 、40GHz~42.5GHz和74GHz~76GHz, 其中17GHz频段划分给二区 (美洲) 国家;40GHz和76GHz为全球划分, 但因频率过高, 实际应用还不现实;21GHz频段划分给一区 (主要为欧洲和非洲) 和三区 (亚太地区) 国家, 且国际上已经步入实际应用阶段。本文对Ka BSS频段的研究, 仅限于21.4GHz~22GHz频段。
21.4GHz~22GHz频段在一区和三区的频率分配中, 有卫星广播业务 (BSS) 、固定业务和移动业务 (下文将“固定业务”与“移动业务”称为“地面业务”) , 且都为主要业务 (表1) 。
2012年世界无线电大会 (WRC-12) 之前, 国际电信联盟 (ITU) 在21GHz频段应用临时规则, 以5.530脚注规定, 即:在21.4GHz~22GHz频段, 地面业务 (TS) 对BSS不能引起有害干扰, 也不能要求得到BSS的保护。这意味着BSS有超级地位, 换句话说, 地面业务处于次要业务地位。WRC-12之后, 5.530脚注被取消, 补充了5.530 A, 5.530 B, 5.530 C, 5.530D脚注。这一重要变化是充分考虑了BSS与地面业务同为主要业务, 应平等共用频率的原则。
在21GHz频段BSS与地面业务的频率共用中, 有两种干扰机理:
1.BSS卫星空间发射站的发射信号对地面业务接收站的接收干扰;
2.地面业务发射站的发射信号对BSS地面接收地球站的接收干扰。
为了实现BSS业务与地面业务的频率共用, ITU规定了BSS卫星发射信号到达地面的功率通量密度 (PFD) 限值;以及地面业务发射信号溢出到达其它国家的PFD限值。需要指出:这些规定仅适用于国家间的频率共用情况, 不适用于国内情况。
1地面业务对BSS地面接收地球站的保护要求
1.1地面业务发射台站辐射的PFD最大允许值
为了保护21GHz频段BSS接收地球站, ITU规定:除非相关两国同意, 否则一个国家的地面业务 (固定业务和移动业务) 的发射台站到达另一个国家领土内任何一点地上3m处, 在大于20%时间内产生的PFD不得超过-120.4d BW/ (m2·MHz) 。为了推动21GHz频段BSS的应用, ITU鼓励一区和三区国家不要在21GHz频段部署移动业务台站, 对于固定业务台站应用, 应限于点对点微波链路。
1.2地面业务发射台站辐射的PFD最大允许值的由来
地面业务发射台站的发射信号到达其它国家的单入干扰最大可允许的PFD值为-120.4 d BW/ (m2·MHz) , 研究中采用的技术参数如下。
地面业务发射信号干扰的PFD最大允许值PFDn采用公式 (1) , (2) 和 (3) 计算:
其中:
PFDn:一个地面业务发射台站最大允许的PFD值 (d BW/ (m2·MHz) ) ;
Pn:BSS接收地球站1MHz带宽内的噪声功率 (d BW/ (m2·MHz) ) ;
S (φmin) :BSS接收地球站天线有效面积 (d Bm2) 。
计算中采用:
工作频率为21.7GHz;
BSS接收地球站的接收系统噪温为140K;
BSS接收地球站的接收天线采用21GHz BSS专用接收天线方向图, 其由ITU-R BO.1900建议书规定;假设地面业务发射的干扰信号射入方向与BSS卫星接收天线主向的夹角为10度, 根据ITU-R BO.1900建议书, 天线的旁瓣增益为4d B;
当集总I/N比为-12.2d B (即:I/N=6%) , 假设一地同时受到3.3个地面台站发射信号干扰情况下, 得出一个地面业务发射电台允许的单入I/N比为-17.4 d B;
由此得出, BSS接收地球站每1MHz带宽的最大允许干扰功率通量密度为-120.4 d BW/m2。
1.3对BSS接收地球站的保护程度分析
那么, 地面业务发射信号单入干扰最大值为-120.4d BW/ (m2·MHz) 是否能够充分保护BSS?
在地面业务发射台站的发射信号作为干扰信号进入BSS接收地球站的接收天线内, 入射角在10度以上时, BSS接收地球站的旁瓣增益29-25lg (φ) 会小于10度偏轴角时的增益值, 通常卫星接收仰角要求在20度以上, 因此卫星接收地球站接收到的噪声功率谱密度 (PFDn) 都将小于-120.4d BW/ (m2·MHz) 。由此可见, -120.4 d BW/ (m2·MHz) 值是基于最坏情况得出的, 是可以充分保护BSS接收地球站, 保证其正常工作。
注:δ为卫星发射信号到达地面的水平入射角 (度) 。
2 BSS卫星发射信号对地面业务的保护要求
2.1 BSS卫星发射信号达到地面的PFD限值
ITU规定:一区和三区21.4GHz~22GHz频段BSS卫星发射信号到达地面的PFD值需满足表2的要求, 其对应的曲线如图1所示。
需指出, 上述PFD限值适用于卫星发射信号溢出到业务区以外的情况, 不适用于同一业务区的BSS与地面业务频率共用情况, 是对卫星广播业务区外的地面业务的保护要求。
2.2 PFD限值对BSS应用影响的评估
有了表2的PFD掩模要求, BSS卫星空间站发射信号就需工作在图1曲线的下, 那么对BSS卫星发射信号功率谱密度的限制, 是否会影响卫星广播业务的应用呢?
2.2.1 BSS业务区边缘的EIRP值
当卫星发射信号入射角在25度以上时, 卫星发射的PFD可达-105 d BW/ (m2·MHz) , 计算得出:对于36MHz带宽的转发器, 对应的卫星发射EIRP为72.6 d BW, 即要求BSS发射信号在业务区外的EIRP值要低于72.6 d BW/36MHz, 从表3可见, EIRP在57 d BW/1MHz~74.3 d BW/54MHz范围内。
2.2.2 BSS下行链路的业务可用度
1.一区和三区部分城市可用度研究
研究表明, 当卫星发射信号到达地面的PFD为-105d BW/ (m2·MHz) 时, 降雨率达到每小时31.8mm~87.1mm之间, 采用45mm的天线接收、接收仰角为33度以上时 (具体数值如表4所示) , 采用QPSK调制、系统的C/N为5.6d B时, 下行链路系统业务可用度可达99.98%以上 (仅曼谷为99.88%) ;系统采用8PSK调制、系统的C/N为10.7d B时, 下行链路系统业务可用度可达99.95%以上 (仅曼谷为99.78%) 。由此可见, 卫星发射信号达到地面的PFD为-105 d BW/ (m2·MHz) 可满足卫星系统下行链路业务可用度99.95%以上的设计需求。
2.我国BSS卫星应用系统可用度分析
国际上将雨区分为11种情况, 用字母A, B, …N, P等表示, 如表5所示。
根据ITU的资料, 我国的降雨分布最大的有M区和N区, 降雨率为63 mm/h和95 mm/h, 这分布在我国东南部地区。在我国其它地区的降雨率, 多数在42 mm/h的K区以下 (图2) 。
初步分析, 在我国大部分地区, 采用8PSK调制, C/N接收门限10.7 d B时下行系统业务可用度在99.95%以上。对于我国部分强降雨地区, 可以通过对卫星下行覆盖区功率适当加权, 或适当选取卫星, 提高接收仰角, 或适当加大地面接收口径等方式, 可达到下行业务可用度99.95%以上。因此, 上述BSS空间站发射信号PFD限值对我国今后应用没有不适当的限制。
3小结
1.本技术要求的应用范围
本文规定的BSS与地面业务频率共用技术要求适用于21GHz频段的国际频率协调。
2.卫星系统设计制造考虑的因素
1) 在向ITU申请卫星频率轨位资源, 申报卫星网络资料时必须遵守BSS空间站发射PFD限值要求;
2) 我国今后设计制造21GHz频段BSS卫星时, BSS发射信号溢出境外 (或业务区外) 的功率密度要考虑本文卫星PFD限值, 并结合双边频率协调协议等因素确定。
3.对地面业务的限制条件有利于保护我国BSS地面用户接收卫星广播电视。
4.运用好国际规则, 保护我国的BSS空间频谱权益
WRC-12之后, 我国陆续收到俄罗斯就21GHz频段的地面业务协调函, 俄方信函中提供了向国际电联申报的21GHz频段地面固定业务电台数据, 根据国际规则征求我国意见。俄方这些台站的特点是:
1) 地面业务台站与21GHz频段BSS同频;
2) 地面业务台站是一发一收点对点的固定业务的微波系统;
3) 俄方的地面发射微波站的地理位置距中俄边界很近, 许多台站设在距我国边界10km之内。
为了有效保护我国未来BSS应用的空间频谱权益, 我院对上述俄方台站数据进行了技术分析, 结果表明:在自由空间传播条件下, 俄方的地面台站达到我国境内的PFD值超过了-120.4 d BW/ (m2·MHz) 限值。因此, 我国要求俄方减少固定业务微波发射台站电波对我国的溢出, 从而起到保护我国境内中俄边界地区的BSS频谱的后续使用。
5.建议我国尽快有效利用BSS 21GHz频率, 发射相应频段卫星
有效利用BSS频谱是对BSS频谱的最好保护。如前所述, 21GHz频段BSS频谱在国际上的应用已经开始, 技术成熟, 因此, 建议我国考虑尽快将21GHz频段的BSS频谱加以利用, 为我国广播电视服务。
6.本国BSS与地面业务同频共用要求尚需研究
本文研究的技术限值, 仅用于国家间的频率共用情况。我国在21GHz频段的划分同国际划分相同, 有BSS和固定业务和移动业务, 那么, 在同频同覆盖情况下, BSS与地面业务频率共用条件仍需研究。
参考文献
[1]ITU-R Rec.BO 1776 Maximum power flux-density for the broadcasting-satellite service in the band 21.4-22.0 GHz in Regions 1 and 3 (2012-01版) .
[2]ITU-R Rec.BO 1898 Power flux-density value required for the protection of receiving earth stations in the broadcasting-satellite service in Regions 1 and 3 from emissions by a station in the ixed and/or mobile services in the band 21.4-22 GHz (2012-12版) .
[3]ITU-R Rec.BO.1900Reference receive earth station antenna pattern for the broadcasting-satellite service in the band 21.4-22GHz in Regions 1 and 3 (2012-01版) .
卫星业务 篇4
Inmarsat、TerreStar、ICO和MSV对卫星手持业务的进入，是卫星移动服务领域健康发展的一项重要指标。手持设备的高增长率，图谋进取的新型无限价格计划，以及即将出台的卫星移动服务和地面补充组件（ATC）很可能改变产业的面貌。公司并购，以及卫星移动方案进入更主流的移动市场渗透率的不断拓展，引导了这一趋势的发展。
卫星移动服务增长的主要领域仍是窄带服务，一直以稳定的两位数增长。至2012年，在用设备将增加450万台，因此手持设备在当前总数的基础上，要增加将近一半。NSR也预计数据市场的高增长率，这一增长率由资产跟踪、定位跟踪、交通信息、传感器阅读、机对机通信和自动报告等各类应用所推动。NSR的分析家克劳德·罗素说，“卫星移动服务市场在近几年中，通过以下方式获益匪浅：一方面是更新权益和更新投资；另一方面是拥有一系列创新方案，例如为移动话音、数据和电视用户带来更大能力的、能够拓展服务的套件。”
卫星移动服务领域目前仍存在高风险，MSS-ATC（卫星移动服务加上地面补充组件）市场就是今后几年有待检验的高风险的业务之一。MSS-ATC宽带运营商是否应该吸引更多的消费者和政府机构用户呢？卫星手持设备将比以前的传统话音和媒体领域获得更强的支持。然而，延迟问题还是将业务的启动推后了，至今为止，ATC领域的合作者尚不多见。
卫星业务 篇5
网络作为信息的载体必须满足信息发展的要求,以实现任何人在任何时间、任何地点通过任何设备都可以经济、快速、有效、安全地获取任何质量的信息。广播电视网、宽带电信网和互联网的融合发展,实现了可以通过不同的网络平台向用户提供广播电视服务和信息服务,方便灵活。广播电视网为适应三网融合发展的新形势,在继续提供高质量广播电视节目的基础上,还要能够提供各式各样的信息服务,扩大广播电视网的服务能力和服务水平。
《国务院关于印发“宽带中国”战略及实施方案的通知》(国发[2013]31号)明确指出,“积极利用各类社会资本,统筹有线、无线技术加快宽带接入网建设。以多种方式推进光纤向用户端延伸,加快下一代广播电视网宽带接入网络的建设”。随着人们生活水平的提高,单一的有线电视网已远远不能满足广大群众的需求,必须积极推动广播电视有线、无线双向和卫星协同覆盖,尤其是在我国广大的农村地区,通过U频段无线广播电视双向交互网、CMMB与地面数字电视无线广播网协同覆盖,可实现农村地区数字电视双向化,推动农村信息化建设,充分满足人们不同层次的文化生活需求。
2 业务场景分析
基于无线广播电视双向交互网、Wi-Fi、地面数字电视无线广播网、CMMB、卫星技术和有线网络为个人、家庭企业、行业用户提供有线无线卫星广播电视融合业务服务,为用户提供良好的移动数据和地面数字电视使用体验,如图1所示。
2.1 个人用务
通过融合网个人终端,可以接收地面数字电视、CMMB和无线广播电视双向交互网络信号,为个人智能移动终端和PC提供随时随地进行互联网冲浪、信息查询、VoIP、数字电视收看以及互动电视点播等服务。
业务场景一:个人用户通过MiFi使手机或Pad等智能终端接入U频段无线网络,可以不受时间和地点限制联入互联网和收看数字电视直播节目。比如到了吃饭时间,用手机或平板电脑上网查看周边有哪些餐馆,了解它们特色菜、价位以及宾客对餐馆的评价;还可和朋友通过个人终端建立局域网,共享上网,玩联网游戏。通过融合网个人终端还可以接收实时路况信息、区域信息广播、多媒体杂志等服务。遇到精彩的直播节目身边没有电视,可以通过融合网用手机和移动终端不受地点和时间限制的观看数字电视。
业务场景二:个人用户使用Dongle通过USB接口让个人PC联入互联网,进行收发电子邮件、即时通信、网络购物、信息查询等互联网业务。
2.2 家庭用户业务
通过融合网家庭终端可以接收无线广播电视双向交互网、卫星、地面数字电视无线广播网、CMMB和Wi-Fi信号为家庭提供无线上网、数字电视、互动点播和物联网服务。
业务场景三:对于有线数字电视已经覆盖但有线宽带没有覆盖的家庭,通过有线数字电视提供数字电视直播,通过无线广播电视双向交互网为家庭提供互动数字电视回传通道和上网等数据业务。
业务场景四:对于有线数字电视和有线宽带都覆盖的家庭,通过有线数字电视广播网提供数字电视直播和互动数字电视服务,通过有线宽带提供互动数字电视回传及上网等数据业务。并可以结合蓝牙和Zigbee支持各种家庭物联网业务。
业务场景五:对于有线数字电视和有线宽带都没有覆盖的家庭,通过卫星、CMMB和地面数字电视无线广播网提供数字电视直播服务,通过无线广播电视双向交互网络为家庭提供OTT和上网等数据业务。
2.3 车载用户业务
通过融合车载终端为车辆提供地面数字电视直播和数据业务。
业务场景六:通过地面数字电视无线广播网和CMMB为车载电视提供地面数字电视直播服务,通过无线广播电视双向交互网络为车辆轨迹跟踪、车载导航、视频监控、车联网、信息接收等提供数据通道。
业务场景七:通过地面数字电视无线广播网、CMMB为车辆内的乘客提供手机电视直播服务。通过无线广播电视双向交互网络为车内乘客提供手机上网、车载音乐、即时通讯、信息查阅、玩互联网游戏等服务。
2.4 楼宇业务
通过楼宇定制终端为楼宇用户提供楼宇电视、触摸屏信息下发、监控视频回传、区域热点覆盖等服务。
业务场景八:通过地面数字电视无线广播网、CMMB为楼宇电视和触摸屏提供视频内容下发。通过Wi-Fi在楼宇中建立区域热点,提供上网及其他数据业务。
业务场景九:通过Wi-Fi为楼宇中的监控提供监控视频传输通道,结合Zigbee提供楼宇内各物联网业务。
业务场景十:通过无线广播电视双向交互网络(eMBMS)建立热点,使楼宇内的用户可以上网并接收区域信息广播、区域电视、多媒体杂志等服务。
2.5 户外公共业务
通过户外终端在户外公共区域建立热点覆盖,为用户提供互联网数据业务和数字电视业务。
业务场景十一:通过地面数字电视无线广播网和CMMB提供电视直播服务。通过无线广播电视双向交互网建立热点,为有移动需求的用户提供移动上网等数据业务。例如在游船上部署热点,提供上网和数字电视服务,提高旅游服务和品质。公安、保安、城管等携带移动无线视频摄像头巡逻,发现违法、违规行为和嫌疑人,可以实时记录现场取证并为指挥中心提供现场情况汇报。
2.6 应急广播业务
业务场景十二:当发生重大自然灾害、突发事件、公共卫生与社会安全等突发公共危机时,通过融合网系统向手机、机顶盒、楼宇/户外屏及其它应急广播系统第一时间发送灾害消息或灾害可能造成的危害,以减小社会和个人的损失。
3 业务类型分析
相对于现有广播电视网络,有线无线卫星一体化融合网络在业务方面将发生深刻变化,由原来的传统广播服务方式向全向融合业务方式发展,通过业务的多通道分发调度,提供实时广播电视业务与增值业务(包括互联网接入),形成智能融合的全媒体服务网络,如图2所示。
根据业务应用场景,归纳业务类型如下。
3.1 基础广播电视业务
广播电视具有独特的信息内容资源优势以及普及率高的用户优势,是国家现代服务业及国家信息化建设的重要组成部分。作为最普及、最便捷、最直接、最生动的信息工具和信息载体,广播电视对社会和人民群众的生活影响巨大,在国民经济和社会发展中具有十分重要的地位和作用。基础广播电视业务仍然是未来广电融合网络的基础业务,包括高质量音视频广播、电子节目指南(EPG)、信息广播等,并逐步完成广播电视的高清化、超高清化。
3.2 交互广播电视业务
广播电视融合网络的交互电视业务可以满足大众在观赏电视节目的同时所产生的系列触动需求、关联需求及延伸需求,从而拓展新的用户价值和商业价值增益点,以推动传统媒体的升级换代。
交互电视业务是基于双向交互、可管可控的广播电视融合网络开发的增值服务,包括电视信息服务类、电视应用服务类和电视交易服务类,用户通过融合终端就可以查阅各种信息、玩电视游戏、进行电视投票、使用电视银行等。在丰富了数字电视服务和百姓文化生活的基础上,为用户提供了极大的便利。这使融合网终端既是电视终端,又是信息终端、应用终端、支付终端,真正实现了从“看电视”到“用电视”的转变。
3.3 移动互联网接入业务
移动互联网接入业务根据应用场景的不同分为宽带移动互联网接入、宽带多媒体通信两大类。随着移动互联网技术的迅猛发展,百姓生活真正进入了信息时代。无线广播电视双向交互网能够为个人、家庭、政府、企业、行业等客户提供内容可控、传输可信、终端可管的宽带无线接入业务,可进行电子邮件、网页浏览、OTT TV、多媒体通信等业务。
3.4 物联网业务
通过对城市公共安全日常监管的现状分析,实现公共安全管理功能;通过物联网智能传感器对环境温度、湿度等信息的采集和处理,反馈控制楼宇的自动中央调温系统,实现楼宇的自动温度和湿度控制,达到节能减排的目标;通过物联网技术构建的智能车辆识别管理系统由智能标签、监控识别节点、移动监测设备、后台管理系统组成,实现各种场合的车辆智能识别和管理。有线无线卫星融合网络就是一个高端的物联网,它将上千万个数字电视机顶盒、家庭网关、多媒体终端、移动终端通过广播电视网络连接起来,为广大用户提供交互视频、视频共享、实时多媒体通信、数字家庭、智能家居等各种应用,最终实现高端物联网应用。
3.5 跨行业应用
随着互联网技术的发展,人们的生活进入到真正的信息化时代,互联网提供了前所未有的海量信息内容和多样化互联网应用。虽然互联网以其开放性海纳百川,容纳了创新速度最快,内容及形式最丰富的各类服务模式,但是由于存在信息内容良莠不齐、缺少有效的监管机制、应用繁复、需要一定的专业知识等缺点,从而限制了信息的有效传播。
鉴于上述这种情况,广播电视有线无线卫星融合网作为具备双向高带宽、安全可靠、可管可控可信、开放的架构和平台体系等特性的泛在网,可以实现跨行业的可管可控的应用服务。跨行业应用可充分利用一体化融合网络的网络特性,为广电之外的行业提供开放的高可信网络,既利于国计民生,又能够通过和重大行业需求的结合,产生直接的经济效益和社会效益,提高了社会的服务能力,包括专网业务应用、城市交通、民航、铁路等行业应用等。
3.6 应急广播
应急广播是通过广播电视有线无线卫星融合网络的业务平台向公众通告政府公告或紧急事件的方式。紧急广播提供一种迅速快捷的通告方式,平日可作为政务信息、政府公告的传达平台,保证政令通达;当发生自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等突发事件,造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境破坏和严重社会危害,危及公共安全时,可及时有效控制、减轻和消除突发事件引起的社会危害,保护人民群众生命财产安全。
4 业务支撑特性
作为一种融合了广播电视网、互联网和移动通信网的综合型网络,该融合试验网使有线运营商具备了全业务运营的网络基础,可实现不同网络业务的集成分发。为了适应未来全业务运营需求,该融合试验网应支持多种组网模式,实现城乡基本覆盖和局部区域增强覆盖,降低网络部署成本,实现全程全网可管、可控、可信,支持对网络传输、用户接入、网络内容的安全保证。具体如下:
鲁棒、灵活、易扩展的网络架构:为了便于与现有或者未来的有线无线接入方式融合,为用户选择最优的接入方式并提供随时随地、统一的宽带多媒体业务,融合网应提供一个鲁棒、灵活、易扩展的网络架构,具有自组织、自愈合的能力。应通过合理的技术创新和标准设计,保证融合网络具备面向未来平滑演进的能力,可以依据技术发展状况和产业成熟条件,不断地将更先进的技术纳入融合网络中来,满足用户不断增长的业务需求。
多样化的业务承载能力:可开展基础广播电视、交互电视,又包括移动互联网业务和物联网业务等。对于这些业务应用,系统都应具有良好的业务支持能力,满足不同业务的承载需要和接口能力。此外,网络还需要支持各种扩展业务的承载。
高质量的业务支撑能力:应具有高质量的业务支撑能力,提供对于服务范围、服务质量、服务内容的多目标约束和保障,提供业务导向的普适性QoS保障,可保障关键业务的QoS。
高效的资源调度能力:应具有良好的资源调度能力,可根据各种业务模型实现资源按需分配和上、下行资源的动态调整。网络应具有良好的节能降耗能力,节约运营费用。
具备良好的兼容性:应具备向后兼容和向前兼容的扩展能力。所谓“向后兼容”,是指融合网可以兼容现有无线广播标准和系统,从而可以最大限度的利用已有系统的产业和用户基础;所谓“向前兼容”,是指系统应采取技术手段,保留未来平滑升级和演变的可能性,尽可能延续系统的生命力。
安全可靠的管控机制:网络架构要符合广播电视业务内容监管的需要,充分利用网络的双向交互能力,强化全程全网的内容安全、网络安全和业务安全管控机制,保障信息安全。
统一的用户管理机制:要提供统一的用户管理,有利于保证接入认证、移动性管理,提出适应于移动接收的快速认证机制。
灵活的终端接入能力:终端作为用户接入融合网络的最终载体和业务呈现工具,必须能够完全展示融合网业务,支持融合网丰富业务形态的开展,要求可支持户外大屏、电视、电脑、平板电脑、手机等多种尺寸;支持便携、移动、固定等多种接收方式;支持通用及行业定制类型。并支持融合网络的无缝适配,具有良好的网络接入特性,可支持融合网络信号的接入。
5 总结
本文对目前聚焦的广播电视有线无线卫星融合网络开展了业务需求研究,从业务场景、业务类型和支撑特性三个方面进行了深入分析。融合网络具有鲁棒、灵活、易扩展的网络架构,多样化的业务承载能力,高质量的业务支撑能力,高效的资源调度能力,良好的兼容性,安全可靠的管控机制,统一的用户管理机制,灵活的终端接入能力等业务支撑特性。作为未来广播电视网络的发展方向,融合网涵盖了广播电视现有主要传输网络,并在无线领域进行了延伸,承载现有广电业务的同时,充分挖掘新业务,满足不同业务的承载需要和接口能力。面向个人用户、家庭用户、车载用户、楼宇、户外公共业务以及应急广播等应用场景,开展基础广播业务、双向电视业务、移动互联网、物联网、跨行业应用和应急广播等多种业务类型,满足不同用户的业务需求。毫无疑问,针对广播电视有线无线卫星融合网络业务的开展将是今后一段时间内广电行业讨论的热点。
参考文献
[1]周睛.面向全业务运营的网络演进.北京:人民邮电出版社,2009:126-128.
[2]高佳.从全球网络互动电视发展看中国“三网融合”下网络互动电视前景[J].西北大学学报,2011,12(51):24-25
[3]李红山.面向三网融合的广电新业态[J].广播与电视技术,2010,37(9):88.
[4]周裕.三网融合下的广电业务拓展分析[J]。西部广播电视,2014(6).
卫星业务 篇6
不同于C/Ku频段卫星的开放运营模式, Ka频段HTS卫星由于具有精确覆盖、星状网结构的特点, 是采用开放式运营还是采用封闭式运营模式, 需要根据卫星容量、卫星覆盖、细分市场、运营商对卫星产业链、对地面互联网接入商的控制力, 以及是否在特定市场具有完善的市场营销渠道、售后服务网络等因素综合考虑。在运营覆盖美国东西海岸人口密集区域、超过100Gb/s容量的Echo Star 17卫星时, 美国休斯公司采取了封闭式运营方式。见图6, 封闭式运营方式由一个卫星运营企业负责卫星操作、建设地面网络系统, 再直接或通过多个零售合作伙伴向最终用户提供卫星宽带服务。在这样的模式中, 卫星运营商通过各种服务套餐计划向零售合作伙伴和最终用户出售“Mb/s”, 以最大限度地提高投资回报。这个模式不接受卫星通信服务提供商仅购买卫星物理带宽来建设、经营自己的宽带卫星通信网络。
为了能使封闭式系统盈利, 卫星服务提供商必须进行巨大的投资, 包括卫星和地面系统的建设和运营。宽带服务供应商还需要有一个完整的业务支持系统 (BSS) 来运营业务, 功能包括订单处理、小站安装调度、小站服务激活、计费、客户关系管理 (CRM) 、帮助热线等业务。更重要的是, 服务提供商必须投入巨资来发展完整的业务分销渠道, 以将宽带卫星服务带给最终用户。这样的业务基础设施是不容易搭建的, 可行的解决方案是将BSS系统外包, 并将Mb/s资源整体出售给已经存在的分销渠道, 比如, 美国休斯公司Ka频段业务在北美最大的分销商就是Direc TV, Dish等卫星直播电视运营商。
与封闭式模式相比, 是如图7所示的开放式模式, 即卫星运营商将卫星带宽出售给各个服务提供商 (“MHz”) , 由各服务提供商建设地面网络系统、开发自己的BSS, 然后将Mb/s服务计划通过分销渠道或直接销售到最终用户。这种模型对卫星运营商很有吸引力, 因为它减少了相关的巨大投资和市场风险, 从而将自身重点放在其擅长和核心任务——发射和运营卫星。
目前, 采用封闭式系统模式的Ka频段HTS运营商仅有美国休斯公司和美国卫讯公司, 他们在北美取到了巨大的成功。但是, 这两个厂商在Ka频段地面系统占有双寡头垄断地位, 对Ka频段产业链的控制力是其他厂商无法比拟的。另外, 北美市场单一性、透明性和高消费者群体的存在以及金融资本的发达、卫星产业链的完善, 也为开放式系统在北美的成功运用提供了坚实基础。相比之下, 北美之外的国家和地区均缺乏这样的市场条件去运用封闭式系统运营模式。今后一段时期, 相信开放式系统运营模式将在全球各地蓬勃发展, 由卫星运营商发射带有Ka频段HTS载荷的卫星, 然后按MHz为单位提供给服务提供商。
这种商业模式有多个具体做法, 虚拟网络运营商 (VNO) 就是其中一种。VNO一词来源于地面移动蜂窝网的实践, 之所以说这个运营商是“虚拟”的, 是因为其使用的卫星网络设施不是自己投资的, 好处是不需要花费巨资去投资设备和系统就可以开展运营服务, 而对构建设施的卫星运营商来讲, 他们会因租赁设备和系统、提供基础设施而收益。
6 Ka频段HTS卫星的应用
6.1 宽带互联网接入
讨论HTS卫星的应用要从互联网接入开始, 因为这是当今卫星行业增长最快的应用, 也是维系卫星工业生存发展的关键应用。对于卫星互联网接入业务, 服务提供商要针对不同的应用市场制定系列服务套餐计划。
在提供卫星宽带互联网接入服务时, 最重要的是在流量高峰期间, 地面网络系统要有能力对卫星带宽进行有效的管理和分配, 以使得所有在线用户均获得平等、公正的互联网接入服务。此外, 地面网络系统需要用到一些手段, 如以最大带宽限制的形式确保卫星容量不被某个用户垄断使用, 影响其他用户的互联网访问体验。
鉴于HTS卫星通信经济性方面的优势, 服务提供商能够提供与地面4G/LTE服务抗衡的包月服务资费, 美国AT&T在2013年6月向公众提供每月10GB的服务计划, 价格为每月120美元。相比之下, 同等带宽配额的Hughes Net GEN4服务每月仅为40美元。
6.2 远程教育
全球许多国家都在投资改造电信基础设施, 给所有的学校, 即使是在最小的社区和村庄, 提供高速上网的服务。对于地面通信 (如DSL或电缆) 不发达或不足的地方, 宽带卫星通信是一种理想的解决方案。由于每个学校都会有许多电脑设备一起工作, 因此需要大量的带宽, HTS卫星是解决教育行业互联网接入需求的最佳方案。
6.3 基站回传
3 G, 4 G移动蜂窝网对中继电路的带宽要求很高, 4G/LTE基站的中继电路带宽通常要求下行100M b/s/上行50M b/s的信息速率。在市区和主要交通要道开展3G, 4G/LTE业务时, 地面回传采用光纤手段。若要对边远地区进行覆盖3G, 4G/LTE覆盖, 因为蜂窝基站的距离较远, 使用地面通信手段的成本过高, 这时候卫星回传手段就显出技术优势。移动运营商要将3G, 4G/LTE服务延伸到偏远地区, HTS卫星系统大有用武之地。
6.4 政府和企业通信线路备份
对于政府和企业, 卫星通信最有意义的应用是做地面线路的备份。如图8所示, 地面和卫星相结合, 互为备份, 确保任何情况下企业的数据都能正常传输。此外, 卫星电路可以根据要求灵活调整带宽分配。
6.5 动中通
移动互联网的应用持续增长, 无论是在空中、陆地或海洋。HTS卫星系统可以很经济地提供大容量带宽, 但HTS卫星系统的移动终端需要在多波束间移动, 要进行频繁的波束切换。因此, 地面通信系统必须具有多普勒效应补偿、快速出向载波锁定、自动波束切换等功能, 以全面支持车载、铁路、船载、机载动中通应用。一般而言, 一个系统“动中通”特性需有:
(1) DVB-S2/ACM和自适应入向选择功能:当移动小站在切换点波束时, 其接收的关口站出向载波参数以及小站的TDMA突发能持续得到优化。
(2) TDMA扩频:为了克服因使用小口径天线而带来的邻星干扰, 系统支持对TDMA载波的2倍、4倍、8倍等频谱扩展, 以降低载波的功率谱密度。
(3) 多普勒效应补偿:此功能可以解决高速运动 (车辆、高铁、飞机) 带来的频率偏差、时钟偏差, 保证运动小站的通信质量。
(4) 出向信道飞轮和快速捕获:移动中的卫星小站会频繁遇到遮挡 (比如车载动中通的树、桥、火车隧道等) , 影响小站对出向信道的接收。当发生这种情况时, 系统的“飞轮”技术帮助失锁小站保持时钟状态30秒;如果出向信号在30秒钟内被重新捕获, 小站马上恢复通信。
(5) IP状态稳定:卫星电路连接中断后 (例如火车在隧道里) , 移动小站的IP会话能保持在30秒以上;一旦遮挡消失, 用户无需重新建立IP会话。
6.6 服务质量保证
与地面网一样, 基于卫星通信的个人互联网服务也是“尽力而为”的模式, 即没有Qo S (服务质量保证) 或SLA (服务水平协) 承诺。但卫星互联网服务采取公平访问制度 (FAP) , 以防止带宽被少数用户过多使用, 对大多数用户来说, 其服务品质是一样的。但对于企业/政府客户, 卫星通信系统必须有一整套的功能特性来保证应用所需要的服务质量和性能要求。这些基本功能保证应该有:
⊙承诺保障的带宽吞吐量。
⊙严格的时延和抖动指标。
⊙网络高可靠性。
⊙支持私网IP地址。
⊙支持VLAN Tagging。
⊙基于各种IP包头特征的业务优先级机制。
⊙支持各种路由协议, 包括BGP。
⊙加密和有条件访问。
7 Ka频段HTS卫星的关口站技术的发展
应用点波束和频率复用技术以后, HTS卫星的容量以及为用户提供的平均带宽均有大幅增加;相应的, 地面关口站的架构和能力也需要进行大幅提升。
7.1 关口站的馈电波束
要最大化使用小站覆盖区域的频率资源, 其配套的关口站必须也要有相应的频谱分配。通常的Ka网络是4个用户点波束对应一个特定的关口站波束, 这样的组合使用所分配的全部频谱。
假设一颗有48个用户点波束的Ka卫星, 每波束带宽500MHz, 全网采用4X频率复用模式。图11是关口站上行链路的可用频段, 在每个极化 (POL) 方向4个250MHz频段形成1GHz带宽, 这样关口站总共有2GHz的上行带宽。一个关口站支持4个50 0 M H z的用户点波束, 全网4 8个用户点波束共需要建设12个这样的关口站。
7.2 地面关口站架构
一个卫星关口站设备主要有两部分:一部分是室内基带设备;另外一部分是天线和室外射频设备。
7.3 基带设备
基带设备包括调制和解调设备、系统时钟单元、中频分配电路、倒换开关、关口站服务器, 与地面互联网之间的接口设备等。数据中心机房就适合于放置关口站室内基带设备。
关口站的调制器发射DVB-S2载波到每个点波束;解调器解调从每个小站发射的TDMA回传载波;时钟单元提供时钟信号给关口站的调制器和解调器, 从而使全网小站与关口站保持时钟同步, 每个小站都在最精确的时刻进行TDMA突发。
关口站配置有IP数据处理和Web加速功能服务器。IP处理功能给小站分配所需的卫星带宽, Web加速补偿因与地球同步轨道卫星之间的距离而导致的长传输时延, 以提升用户的互联网浏览体验。
一个关口站中所有的电源分配单元、开关部件、数据和IF接口设备、调制器、解调器、时钟分配单元和服务器都是冗余配置, 整个关口站不能因单点故障而引起服务中断。
7.4 关口站的高密度和高处理能力
K a卫星的高容量也给关口站设备的体积和造价提出了挑战。部署高处理能力、高容量的地面关口站设备可以缩减占用机房面积、降低耗电, 降低每用户成本。
为了解决以上问题, 美国休斯公司与HP (惠普) 公司合作, 整合先进的数据中心技术和先进的卫星通信技术, 形成一个面向未来的模块化、可扩展的关口站架构。此架构可以充分应用数据中心的虚拟化技术, 支持网络规模的不断发展。数据中心的高密度特性使Ka关口站比Ku频段的主站设备体积上小了很多。
7.5 天线和射频设备
为充分保证Ka卫星馈电波束的EIRP, G/T性能, 要尽量将中频和射频部件安装在关口站天线馈源舱 (Antenna Hub) 内。这样的安装方式减短波导、同轴电缆的连接长度, 最大化地保证端到端射频信号指标, 同时也方便对射频设备的维护操作。
Ka频段关口站射频设备的安装位置非常重要, 重要原因是波导元件的插入损耗很大。30GHz频段的波导损耗为每米0.4d B, 将高功率放大器 (HPA) 安装在靠近天线馈源口的位置, 这样可以有效地解决波导插入损耗的问题, 又提高了关口站的EIRP值, 有助于优化整个Ka频段系统的性能。
为获得系统高可用度, RF系统须作冗余配置。相当数量的关口站部署在偏远地区, 因此Ka频段关口站需要有一些特殊的功能, 例如要能进行远程管理, 要有全面的故障检测功能, 要能自动检测故障并自动切换到冗余部件等。
为保持大载波调制后的信号整体性, 上行链路的各个主要部件都要符合严格的幅度和相位响应指标要求。关口站的整个传输环节, 包括中频 (IF) 和射频 (RF) 部分, 都要保证250MHz带宽上的幅度、群时延和相位响应的性能均衡。要确保尽可能低的幅度和相位失真, 在评估全路径性能指标时要考虑关键部件间的电路连接, 例如:
⊙要对信号传输全程中的每个设备建模, 并做性能分析。
⊙要明确所有部件的关键性能参数取值。
⊙部件间的接口要满足最低电压驻波比。
⊙同轴电缆和波导要支持最佳幅度平坦度和相位响应指标。
⊙斜率均衡器。
⊙对每单个器件、整个系统要做100%的性能验证。
7.6 Ka关口站的精确上行雨衰消除技术
与Ku频段相比, Ka频段信号更容易受降雨的影响。当关口站遭受恶劣天气时, 关口站的上行功率控制单元分析接收到的信标变化, 相应调整上行衰减器的设置, 从而使卫星端接收的关口站上行信号通量密度维持不变。
K a频段的大载波特性带来了新的问题, 下雨时, 上行功率控制单元检测信标值的减少量, 计算针对整个上行链路所需要的增益调整值。由于Ka系统的上行频段很宽 (约2GHz) , 为使卫星接收的上行通量密度维持恒定, 在整个2GHz上行频段的不同频率部分所需要的增益调整幅度是不一样的。与简单、一视同仁的Ku频段上行功率调整方法相比, 现在Ka频段精确控制技术能做到数十分之几d B的功率调整精度。
摘要：本文简要回顾了全球卫星通信从C/Ku波段到Ka波段, 从话音、广播电视到互联网应用的轨迹;对目前Ka波段HTS卫星网络的架构、地面系统情况以及采用的新技术进行了概述;并列出了目前全球Ka波段在轨HTS卫星、建造的HTS卫星的容量、运营公司、使用的地面系统等;并介绍了美国Ka波段宽带卫星业务的发展情况。
卫星业务 篇7
1 短消息系统结构
卫星通信网短消息系统主要由短消息系统服务器和用户终端设备组成。短消息系统服务器仅次于网控中心,是整个系统的核心,负责完成短消息的转发,并且提供查询、客户端配置等功能。用户终端设备可以是地球站,也可以是装有短消息系统客户端软件的计算机。
图1中各设备功能说明如下:
1)地球站及短消息业务客户端(SMSC,Short Messaging Service Client):收发短消息的终端设备,具有接收、发送、显示、编辑、保存短消息等功能。
2)ACS:接入控制服务器(Access Control Server),是网控中心处理机与卫星室外单元的接口软件,负责网控中心与地球站间的数据链路层通信。
3)SMSS:短消息业务服务器(Short Messaging Server),是短消息处理的核心设备,负责对短消息进行判断、审核、转发、中止等操作。
4)MSW:MSW(Monitor and SWitch)是用于对网控系统进行管理和控制的软件,对短消息业务来说,它主要负责协调SMSS与网控中心其他进程间的关系,以及对网络资源进行管理和控制,其工作方式为双机热备份。
5)NCP:NCP(Network Control Process)是网控系统内处理通信业务的软件。NCP对业务资源的控制主要以数据库表文件的形式体现,SMSS不直接与NCP通信。
6)KDC:密钥分发中心(Key Distribution Center)负责对ACS与地球站间通信所用的密钥进行管理。
7)DBMS:数据库管理系统,用于保存各类短消息队列,以及全网配置和状态信息、运行记录、操作日志等。
短消息发送流程为:对于地球站发送的短消息,通过卫星信道传送至网控中心,网控中心的ACS收取后把短消息转换为数据包交给短消息业务服务器SMSS;对于客户端发送的短消息,通过专用计算机网络直接交付SMSS。SMSS对所收到的短消息先进行格式转换以及存储于数据库;然后对等待转发的短消息进行审核判断,如果通过审核,SMSS就将此条短消息交给ACS转发给接收方地球站。
2 系统关键设计
2.1 传输信道的选择
卫星通信网的信道一般可分为两类:业务信道和控制信道。短消息采用何种信道传输是实现短消息系统的最关键问题,决定了短消息系统的实际应用性能。
短消息采用存储转发模式,无连接方式传输,无需繁杂的连接建立和拆除工作。短消息帧上行(地球站到网控中心)采用ALO-HA方式,下行(网控中心到地球站)采用TDM广播方式。短消息一次传输就构成一次通信,适合数目较多的小数据量信息同时传输。
2.2 增值服务功能
为提高短消息的应用价值并弥补其固有的缺陷,我们还设计了回执和群发两种短消息增值服务。
所谓短消息回执是对短消息发送状况的反馈通知,用于告知发送方其所发短消息是否成功到达。
图2中各阶段分别为:
1)发送方向SMSS发送短消息;
2)SMSS收到短消息后,向发送方发送“短消息录入应答信令”;
3)SMSS向接收方转发短消息;
4)接收方收到短消息后,向SMSS发送“短消息下载应答信令”;
5)SMSS收到“短消息下载应答信令”后,向发送方发送短消息。
所谓短消息群发是指用户发送一条短消息,其接收对象是一个用户群。群发过程如下:主发方的地球站发送一条携带组号的短消息到网控中心,网控中心的SMSS除对该短消息进行正常审核之外,还需对主发方的权限是否能向目标组群发短消息进行审核,设定权限的目的是为了防止卫星网络内群发短消息的泛滥。若该短消息通过审核鉴定,SMSS就把其携带的组号转换为组地址,再广播下发给所有地球站,但只有属于目标组的站才把收到的短消息提交给操作员。
3 系统的实现
3.1 短消息业务服务器
由于短消息业务服务器SMSS需要处理卫星通信系统中所有短消息,因此其实时性要求较高。对于实时性要求较高的服务器,其设计应遵循实时服务器的设计模式,即单进程多线程的模式。
线程:SMSS进程按功能模块划分为数十个线程。这些线程分别实现不同层次的功能,大体可分为三类:
1)业务处理类:承担短消息处理工作,负责对每条短消息的收发双方的权限进行审核,对于通过审核的短消息进行转发以及中止发送等各种操作。
2)管理控制类:负责对SMSS自身的管理和控制,以及执行MSW发来的各种命令。
3)通信类:承担与网控其他进程之间的通信工作,例如SMSS与ACS、MSW的数据通信。
队列:在SMSS内部设置了多个缓冲队列,队列中存放短消息数据和管理控制信息,各线程通过操作这些队列完成业务处理和管理控制任务。
部件控制块:部件控制块存放公共数据结构,包括TDM链表、全局变量表等。通过部件控制块,各线程可对相关属性值进行操作。
3.2 性能测试
上述短消息系统已经在模拟卫星通信环境中投入实际运行。SMSS是一个实用的多线程服务性程序,利用单进程多线程而不是多进程是因为线程之间通信和同步较易实现,并且开销小,能够提高系统运行效率。测试结果表明,短消息系统在流量正常时运行良好。当出现突发性的流量增长时,可通过限制短消息的发送速率,避免出现拥塞现象。
4 结束语
短消息系统具有很好的通用性,可高效地实现各种卫星通信网中的短消息传输与控制,无论对民用网络还是军事卫星通信网都有很高的实用价值。
参考文献
[1]ETSI GSM3.40,Digital Cellular Telecommunication System(Phase2+)Technical Realisation of the Short Message Service Point-to-Point[S].V.4.13,1996.
[2]ETSI GSM3.40,Digital Cellular Telecommunication System(Phase2+)Technical Realisation of the Short Message Service Cell Broadcast(SMSCB)[S].V.5.2.0,1996.
[3]倪桂强,吴礼发,胡谷雨.基于多线程的VSAT卫星通信系统的网控中心的设计与实现[J].通信学报,1998(19).
卫星业务 篇8
1 各种数字电视传输方式优劣比较
1.1 有线电视“整体平移”
经过多年建设,焉耆有线电视数字100%整体平移。开办基本节目68套,付费电视频道达到38套。节目套数的增加,个性化频道的产生,促进了“整体平移”的进程。“整体平移”前期前端机房设备要全部进行数字化更新,投入很大。送机顶盒在现有收费条件下,广电运营商无法负担,收视费调价一是给竞争对手留下市场空间;其次,加大了整体转换难度。
1.2 IPTV
IPTV是个人交互式电视;或叫做互动电视,是指基于IP协议的交互式电视。其应用主要是VOD(视频点播)服务。目前,网络电视运营许可证只有上海文广一张IPTV许可证,其与电信试点推广的城市由5省17市增至23市。与网通试点城市由1个增至21个。大规模发展IPTV,广电(非基础电信运营商)不是基础电信运营商(特别是网通和电信)的对手。
1.3 地面电视
数字电视地面广播是一个开放式广播的无线传输服务平台,它是移动/固定电视、手机/便携电视、无线/互联电视等多样的业务模式,通过多样性的个性化窄播服务,组成无线数字广阔的服务空间。距2008年越来越近,苦候国家标准而不得的市场,已经等不及了,各地利用MUDS、MMDS成功开展了DVB—T,DVB—C业务。焉耆县利用巴州网络公司的MMDS以DVB—C方式成功完成组网、发展用户,本地化节目优势明显,前端设备投入较大,因为频率资源紧张,播出频道有限,楼房、树木阻挡造成无法正常接收。
1.4 手机电视
手机电视接收终端屏幕较小。因此,与前几者不存在替代性竞争。手机电视运营商移动、上海文广等非常活跃,专门为手机打造的短剧相继推出。它具备随时、随地和交互三大要素。这是手机电视独一无二的魅力所在。但手机终端匮乏,2G/2.5G数据流接收质量不如人意,资费昂贵,耗电等问题,都是手机电视面临的现实问题。
1.5 卫星直播
数字化的卫星直播拥有内容丰富和成本低廉两大优势。有着高效、快捷、大覆盖、低成本,直接入户的电视传播优异手段。但在本地化节目方面有着它的不足。2001年,国务院批准我国第一颗广播电视直接卫星——鑫诺2号发射实施计划。2004年,国家发改委下文,将发射天线由线极化改为圆极化方式,以兼顾小型或微型天线能够更好接收卫星信号。2006年7月,中国第一颗直播卫星将准时开通,卫星多媒体移动广播、高清电视卫星直播等业务旋即可以启动,更多的广播电视业务将愈来愈抢眼。
2 卫星直播项目技术方案分析
2.1 市场前景
进入2006年,倘若数字电视地面广播国标还没有音讯,市场天平将毫不留情地倾向DVB—S2(卫星直播)。在美国,卫星电视抢走了有线电视21%的市场份额,竞争愈演愈烈。虽然国内政策还没有正式放开,但许多国家已经在享受卫星电视了。可想而知,一旦政策放开,中国有线电视抢走的份额肯定更多。
2.2 服务项目
一是用户通过小型个体有条件(CA)接收站接收高清晰的卫星电视节目,以及一些个性化增值节目服务。二是实现卫星多媒体移动广播,卫星电视手机直播。
2.3 收益分析
直播卫星电视如何在激烈竞争的市场上谋得生存?国家主营部门有自己的通盘考虑,这就是利用“村村通”的经验。首先,让直播卫星为广大的边远农村服务,而后,再向城市发展,强化公共服务同时,又为有线电视生存发展提供时间和空间。全州农村有线电视覆盖率非常低,通过行政及技术手段清理卫星电视私接,直播卫星运营没有大的前端设备资金投入,寻求与直接卫星运营商的合作,开展基本节目和增值频道服务,由此带来的效益将非常可观。
2.4 价格策略
在市场中,价格的形式或确定,是需求和供给这两种基本力量共同作用的结果,须把需求和供给两个方面结合起来进行分析。目前,一套普通卫星地面接收装置(含天线、高频头、机顶盒)价格300多元,若使用有条件(CA)接收的卫星接收机,一套接收装置大约500元。收视费参考现在有线收视费,考虑运作前期在农村的接收能力,将基本频道(35个左右)收视费定为8元,以后增加专业频道(体育、电影等)定为30元左右。此外,还可以开办远程教育、体育直播、分类电影等套餐服务,提供给用户多样化的组合选择。
2.5 项目运作建议
首先,应着力整治非法私接卫星信号情况,最好由总局出台技术上的控制手段。其次,可先从需求迫切的农村市场开始操作,先益后难,先发展基础用户,逐步向高端有特殊需求的用户发展。
3 结语
卫星业务 篇9
卫星通信技术发展至今, 传输的业务类型从单一的话音发展成为音视频、数据等多种综合业务。尤其是卫星通信网与地面IP网络的相互融合接入, 传统有线网络上传输的IP视频会议、IP电话、IP数据等多种业务需要通过卫星通信链路进行传输, 卫星通信网各地球站之间需要通过路由器, 实现TCP/I P协议在不同的异构网络之间在I P网络层的互联、互通。
传统的卫星通信网多业务通信常使用静态路由来实现。静态路由是固定的或显示的非适应性路由, 源与目标之间的路由是源节点事先决定的, 不需要协议交互最新的网络状况, 所有路由器中的路由表必须由手工配置。此算法一旦确定, 可保持一段时间不变, 不再对网络流量和拓扑变化作出反应, 故也叫非适应性路由算法。静态路由的特点决定了使用时显得不够灵活, 不易于管理、扩展及维护。动态路由技术可以较好地解决静态路由的缺陷, 动态路由是路由器根据网络系统的运行状况, 选用路由协议提供的功能, 自动学习和记忆网络运行情况, 智能地自动调整路由表。本文以卫星通信中地球站I P业务互联互通模型基础, 论述了典型的BGP动态路由协议在卫星通信IP业务中的应用。
2 动态路由协议的简述
因特网将整个互联网划分为许多较小的自治系统 (AS) , 使用路由器实现它们之间的互联互通。因特网的动态路由协议分为内部网关协议IGP和外部网关协议EGP两大类。内部网关协议是在一个自治系统内部使用的动态路由协议, 典型的有RIP和OSPF协议;外部网关协议是在不同的自治系统之间使用的动态路由协议, 典型的是BGP协议。
所有路由器都支持RIP, OSPF, BGP这三种最典型的动态路由协议, 此外, 还有如IS-IS, IGRP, EI RGP等多种动态路由协议, 本文具体介绍典型的动态路由BGP协议。
BGP (边界网关协议) 是自治系统之间基于距离向量的动态路由协议, 它能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接协议。在BGP网络中, 可以将一个网络分成多个自治系统, 自治系统间使用e BGP广播路由, 自治系统内使用i BGP在自己的网络内广播路由。BGP系统的主要功能是和其他BGP系统交换网络可达信息, 这些信息有效地构造了AS互联的拓朴图并由此清除了路由环路, 同时在AS级别上可实施策略决策。BGP使用TCP的179端口用于面向连接的通信 (会话) , 触发Update和Keepalive信息到它的邻居, 以传播和更新BGP路由表。BGP协议具有以下特点:
⊙BGP是一种外部路由协议, 与RIP和OSPF不同, 其着眼点不在于发现和计算路由, 而在于控制路由的传播和选择最好的路由。
⊙BGP使用TCP作为其传输层协议, 提高了协议的可靠性。
⊙BGP支持CIDR (无类别域间选路) , CIDR的引入简化了路由聚合, 减化了路由表。
⊙BGP更新时只发送增量路由, 减少了BGP传播路由占用的带宽。
⊙BGP提供了丰富的路由策略。
3 IP业务互联互通模型
利用一对两点 (点对点) 卫星通信传输链路, 使用带网络功能的宽带信道 (工作在物理层) 、IP加速器及Cisco Series路由器 (选用2800系列的2801型) , 在Cisco路由器实施BPG动态路由协议, 实现卫星地球站之间在IP网络层间的互联互通, 在此基础上, 实现同时传输音视频、数据等多种业务。
卫星地球站IP业务的互联互通模型结构如图1所示, 图中关键设备宽带信道实现信息的调制和解调功能;IP加速器对空间传输链路上的IP报文进行加速, 提高了网络吞吐量;路由器实现IP网络层的互联和互通;以太网交换机实现报文的二层交换;Video视频网络提供视音频网络的接入;Vo I P网络提供IP电话 (传真) 网络的接入;局域网 (IP数据业务为主) 提供以太网的接入。
图1中的宽带信道、IP加速器、以太网交换机都工作在TCP/IP协议族的物理层或数据链路层, 在IP业务传输过程中只做比特流的透明传输或者简单的差错控制, 不具备IP报文的具体寻路工作, 因此, 可以将图1的互联互通模型进行简化经过简化, 如图2所示。
图2中, 路由器之间通过两个网络互联WA N口提供双链路冗余备份的功能。系统启动后, 双链路正常工作, 共同分载传输I P业务的信息流量。只要双链路不同时失效, 不会影响I P业务的传输, 路由器WAN口之间运行动态路由协议 (Dynamic Route Protocol) 。
4 模型规划
参照图1的模型连接设备, 建立卫星通信链路, 参照图2的模型规划配置如下:
(1) 卫星地球站1配置
V L A N1为v i d e o视频网络, 分配19 2.16 8.11.0网段;VLAN2为IP电话网络, 分配192.168.12.0网段;VLAN3为IP数据业务为主的局域网, 分配192.168.13.0网段;路由器为ROU T E R A, 具有两个网络互联口和多个本地互联口 (案例中使用3个分别与VLAN1, VLAN2, VLAN3相连) , 所有互联口都分属于不同的网段, 网络互联口用来实现与对端卫星地球站在空间链路上的WAN互联, 本地互联口用来实现与本地球站网络之间的互联。
(2) 卫星地球站2配置
V L A N1为v id e o视频网络, 分配19 2.16 8.21.0网段;VLAN2为IP电话网络, 分配192.168.22.0网段;VLAN3为IP数据业务为主的局域网, 分配192.168.23.0网段;路由器为ROU T ER B的功能同卫星地球站1的ROUTER A。
5 动态路由协议的应用
卫星通信中BGP动态路由协议应用模型如图3所示。在卫星地球站各自的路由器中分别启动BGP协议, 将模型连接关系划分成两个自治系统。卫星地球站1所在的区域为自治系统100, 卫星地球站2所在的区域为自治系统200, 两个自治系统通过空间通信链路进行连接。
同R IP和OSPF路由表类似, ROUTER A和ROU T ER B除了直连的五个网段外, 还同时由网络互联口FA0/0和FA0/1 (双备份冗余链路) 通过BGP协议得知了与对方路由器直连的三个具体的网段。通过动态路由BGP的配置, 从路由表中得出, 卫星地球站1和2的所有网络之间互相联通, 可以实现IP业务的传输。
6 结束语
动态路由BGP协议完全能够满足当前及今后卫星通信IP业务的需求。目前动态路由已经在某些重点研制型号中得到应用。随着下一代卫星通信网与I P网络的融合、接入, 动态路由协议将在下一代卫星通信地面应用通信系统中得到更加广泛的应用, 具有很强实用性及经济性。
参考文献
[1]魏大新, 李育龙.Cisco网络技术教程.北京:机械工业出版社, 2007
[2]黄传河.网络规划设计师教程.北京:清华大学出版社, 2009
[3]丹尼斯·罗迪.卫星通信.北京:人民邮电出版社, 2002
[4]Jeff Doyle, Jennifer Carrol."Routing TCP/IP"Volume I, Second Edition.北京:人民邮电出版社, 2008