宽带卫星通信运用概念
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宽带卫星通信一、基本概念宽带卫星通信是指利用通信卫星作为中继站在地面站之间转发高速率通信业务,是宽带业务需求与现代卫星通信技术相结合的产物,也是当前卫星通信的主要发展方向之一。
宽带卫星通信系统是与互联网技术相联系的,运行TCP/IP 协议族的卫星通信系统。
它是数字多媒体、卫星广播、互联网的有机结合,为一系列新的应用提供了统一的服务平台,是卫星通信宽带化的一个方向。
宽带卫星通信网络结构是地面宽带IP 技术在通信领域内的演变和应用,是适应卫星分组业务和降低系统复杂性的一种尝试,目的在于廉价地提供用户满意的大流量分组数据业务,而无须ATM的干预。
它以卫星系统为基础,以IP 为网络服务平台,以Internet 应用为服务对象。
宽带是通信的发展方向,卫星通信在卫星产业中占主导地位,因此,宽带卫星通信对卫星应用产业来讲可为举足轻重。
Internet 的结构决定其不对称性。
而卫星通信网具有广播特性,上、下行链路也不对称,且具有空间跨越大、覆盖面积大、远程连接、直接一次投送到户、实时传输等优点,而这正是目前Internet 网所需求的。
卫星通信是Internet 网的重要补充,两者的结合是一种技术上的必然结果。
二、宽带卫星通信系统的分类根据不同的分类标准,可以把宽带卫星通信系统进行如下分类:1. 根据用途可分为中继型和面向用户型两类。
中继型卫星可作为中继链路为分布在不同地区的宽带网络提供互连的能力,即所谓的“宽带岛互连”;面向用户型卫星通过用户网络接口(UNI)直接为大量的终端用户(尤其是对移动用户)提供B- ISDN 网的接入链路,即是面向用户的“空中交换机”。
2. 根据轨道情况可分为静止(高)轨道(GEO,高度约为36000km 的赤道轨道)、中高度轨道(MEO,高度为10000- 20000km 范围内)和低高度轨道(LEO,卫星高度在1500km 以下)。
采用静止轨道需用卫星数量少、星座结构简单;而低轨道卫星信道传输延时小、适合实时业务。
卫星通信,就是利用通信卫星作为中继站来转发无线电波,实现两个或多个地球站之间的通信。
卫星通信是现代通信技术与航天技术相结合并由计算机实现其控制的先进通信方式卫星通信具有覆盖面积(区域)大,通信传输距离远,通信频带宽、容量大,通信线路稳定、质量好,建设成网快、机动灵活,可以广播方式工作、便于实现多址联接,通信成本与通信距离无关等诸多优点。
通信卫星是指接收和转发中继信号,用来作为通信中介的人造地球卫星。
按通信方式来分则可分为有源和无源两种。
由于无源通信卫星只是反射电波,需要大功率的发射机,大尺寸的接收天线和高灵敏的放大接收设备,对发送和接收设备的技术要求较高,费用昂贵,因而难以实用;有源通信卫星则在卫星上装备了电源和接收、放大、发送设备,使地面接收设备简化,易于实现。
目前运行的均为有源卫星。
通信卫星多采用低轨、大椭圆或地球同步轨道。
目前,通信卫星绝大部分采用地球同步轨道,在地球赤道上空约36000km外围绕地球的圆形轨道运行,绕地球转一圈的时间是24小时,刚好与地球自转同步,这样相对于地球上的某一区域就像是静止不动的一样,又叫同步卫星,也叫静止卫星,其运行轨道叫同步或静止轨道。
我们常常提到的VSAT卫星和我国相继发射的几颗通信卫星都属于同步轨道卫星。
近年来为大多数读者耳熟能详的几个全球移动卫星通信系统,国际移动通信卫星(ICO)、铱(Iridium)和全球星(Globalstar)系统都属于中轨道(MEO,5000km~15000km)、低轨道(LEO,500km~1500km)卫星通信系统。
通信卫星按工作区域可分为国际通信卫星、国内通信卫星和区域通信卫星。
按应用领域则又可分为广播电视卫星、跟踪卫星、数据中继转发卫星、国防通信卫星、航空卫星、航海卫星、战术通信卫星、舰队通信卫星和军用数据转发卫星。
频率的划分:作为无线电通信的一种,频率的划分非常重要。
卫星通信工作频段的选择和划分,直接影响卫星通信系统的通信容量、质量、可靠性、设备复杂程度和成本,也影响到与其它通信系统的协调。
卫星通信技术的原理和应用场景卫星通信技术是一种通过地球轨道上的人工卫星来进行信息传输的通信方式。
它利用卫星的广域覆盖和高速传输能力,实现了全球范围内的通信服务。
本文将介绍卫星通信技术的原理以及它在不同应用场景中的运用。
让我们来了解卫星通信技术的原理。
卫星通信系统由地面站、卫星和用户终端组成。
当用户终端需要发送信息时,地面站将这些信息通过射频信号发送到卫星。
卫星接收到信号后,再通过射频信号将这些信息传送至另一个地面站。
地面站将信号解码,并将信息发送给相应的用户终端。
这个过程中,卫星作为中继器连接了不同地区的地面站,实现了长距离传输。
卫星通信技术的应用场景非常广泛,以下是其中几个重要的应用领域:1. 电视广播和卫星电视:卫星通信技术在电视广播和卫星电视领域发挥了重要作用。
通过卫星传输信号,电视节目可以实现全球范围内的广播。
卫星电视也可以通过卫星接收信号,提供高清晰度、多频道的电视节目服务。
2. 军事通信:卫星通信在军事领域中具有重要作用。
卫星通信系统可以提供安全可靠的通信网络,满足军队在各种环境下的通信需求。
卫星通信还能实现情报、监视和遥感等功能,为军事行动提供支持。
3. 灾害应急通信:卫星通信技术在自然灾害和紧急情况下的通信中发挥了重要作用。
当地面通信基础设施被破坏或不可用时,卫星通信可以提供即时、可靠的通信服务。
救援人员可以通过卫星通信系统与指挥中心进行联系,协调救援行动。
4. 国际国内长途通信:卫星通信技术还可用于国际和国内长途通信。
由于地球是曲面的,对于远距离通信,光纤通信等传统的通信方式可能存在信号衰减的问题。
而卫星通信通过卫星之间的中继,可以实现长距离通信,扩大了通信范围。
5. 航空航天通信:卫星通信技术在航空航天领域中也得到了广泛应用。
它可以为飞机和航天器提供通信支持,包括导航、监控、气象信息等。
卫星通信可以确保飞机和航天器在飞行过程中保持与地面的联系,提高安全性和效率。
综上所述,卫星通信技术是一种在全球范围内实现信息传输的重要通信方式。
信息通信中的无线通信和卫星通信随着科技的不断进步和信息化的发展,无线通信和卫星通信已经成为了我们日常生活中不可或缺的重要工具。
在这篇文章中,我们将会探讨无线通信和卫星通信的基本概念、发展历程以及应用。
一、无线通信无线通信是通过无线电波在不同设备之间进行数据传输的方式。
它的原理是利用无线电波来传递声音、数据、图像等信息。
同时,无线通信也可以分为多种形式,比如蓝牙、WIFI、移动电话等等。
无线通信的发展历程可以追溯到20世纪初期。
最开始,无线通信主要是应用在军事领域。
在第二次世界大战期间,无线电通信成为了极其重要的通信手段,它被广泛用于军事指挥、枢纽指挥、情报收集等任务。
随着电子技术的发展,无线通信技术也得到了极大的改进,并开始应用于民用领域。
20世纪80年代,移动电话的普及使得无线通信开始进入人们日常生活。
现如今,无线通信已经成为了现代通讯技术的中心。
二、卫星通信卫星通信是利用人造卫星进行通信的方式,卫星通信可以使信息在远距离范围内实现无障碍传输。
卫星通信的历史可以追溯到20世纪50年代。
早期的卫星通信系统只能够实现语音通信,但今天的卫星通信已经可以支持高清视频、互联网传输、卫星导航等多项功能。
卫星通信可以提供覆盖范围广、传输速度快、传输质量高、安全性强等优点。
同时,卫星通信也是解决地面通信网络无法覆盖的偏远和海洋地区通信的有效方式。
以上是无线通信和卫星通信的基本概念和发展历程。
接下来将会详细探讨无线通信和卫星通信在现代生活中的应用。
三、无线通信的应用1、移动电话近年来,移动电话发展势头迅猛,移动电话成为了我们日常生活中不可或缺的通讯工具。
与住在固定地点的电话不同,移动电话可以随时随地使用。
目前,在全球范围内,移动电话用户数量已经超过了50亿,而这个数字还在不断增加中。
2、WIFIWIFI是一种用于无线本地局域网络(LAN)的无线技术。
在现代生活中,无论是在家中、公共场所还是商业办公楼内,WIFI 都已经成为了一种通用的网络接入方式。
宽带海事卫星通信系统技术的基本特点及应用
宽带海事卫星通信技术是一种基于卫星网络的高速数据传输技术,其主要特点包括以下几个方面:
1. 高速性:宽带海事卫星通信技术具有很高的传输速度,能够实现数百兆甚至更高速度的数据传输。
2. 全球覆盖:海事卫星通信技术通过卫星网络进行传输,具有全球覆盖的能力,不受地理位置的限制。
3. 可靠性:宽带海事卫星通信技术采用先进的通信协议和技术,数据传输具有高度的稳定性和可靠性。
4. 柔性配置:宽带海事卫星通信技术能够根据用户需求进行柔性配置,可以按照不同的通信要求进行优化。
1. 海上通信:宽带海事卫星通信技术能够为海上通信提供高速、稳定、全球覆盖的通信服务,包括船舶通信、钻井平台通信、港口通信、船舶管理等。
2. 海上油气勘探:海上油气勘探需要对海洋环境进行实时监测和数据传输,宽带海事卫星通信技术能够实现高速、稳定的数据传输,为油气勘探提供有力支撑。
3. 海上应急救援:海上发生意外事件时,宽带海事卫星通信技术能够为救援行动提供全球覆盖、高速稳定的通信服务,保障救援行动的顺利进行。
2012.446卫星宽带网络系统的研究与分析薛中伟92941部队 辽宁 125000摘要:本文主要介绍了卫星宽带网络系统的基本原理、技术特点、发展现状和应用趋势,通过研究和分析,证明了卫星宽带网络在信息通信领域具有广阔的应用前景。
关键词:卫星宽带网络;无线通信;无线ATM0 前言卫星宽带网络系统是将卫星通信技术和Internet 宽带互联网技术结合起来发展成的一种新型的信息传输系统,也称为卫星因特网系统。
卫星宽带网络系统通过卫星进行语音、数据、图像以及视频信息的处理和传送。
由于卫星通信系统的带宽远小于光纤线路,因此几十兆比特每秒就称为宽带通信。
卫星通信具有覆盖范围广,通信能力不受各种地区条件限制的优点,目前已经成为无线宽带网络的重要手段,尤其对于偏远的农村地区,通过卫星宽带网络可以实现和城市一样共享互联网资源。
1 卫星宽带网络的基本原理 1.1 系统建设卫星宽带网络系统的构建可以通过两种途径实现。
一种是专门研制、发射专用的宽带卫星,利用宽带卫星转发器进行信息传递,用它运行宽带业务;另一种是利用通信或广播卫星现有的透明转发器,在地球站建设宽带终端来实现宽带网络业务。
可以看出,前者是专门的卫星宽带网络系统,具有带宽大、速率高的优点,但是前期需要很大的投资,市场风险较高。
另一种做法是利用现有的空间资源开展卫星宽带服务,即开发适合卫星宽带服务的技术、技术产品(系统设备),用它建设卫星宽带网络,具有系统建设简单、技术基础完善的优点,但是在使用中带宽容易受到限制。
1.2 工作模式由于人们在宽带网络上接收数据量远远大于发送数据量,因而卫星宽带网络系统是一种非对称的卫星高速数据接入系统。
采用卫星高速下载和地面反馈的外交互的工作模式,即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,从而降低整个系统的带宽成本。
用户在电脑上安装一块卫星网络PCI 卡和卫星接收天线相连,所有低带宽的网络业务可以通过MODEM 从电话网络上传送出去。
宽带卫星通信技术的应用随着全球信息产业的快速发展,互联网的普及已经成为推动社会进步和经济发展的重要力量。
但难以被网络覆盖的偏远地区,如高山、沙漠、海洋等,仍然存在通信困难的问题。
而对于这些地区,宽带卫星通信技术成为解决通信难题的有效途径。
一. 宽带卫星通信技术的基本原理和特点卫星通信是指利用卫星作为转发站来传送信息的通信方式。
其中,宽带卫星通信由于其传输速度快、传输内容丰富、传输距离远、覆盖范围广等特点,被广泛应用于网络通信、军事通信、灾害救援等领域。
宽带卫星通信的基本原理是,将地面发射的射频信号经过卫星中转,再以高速率传输到地面接收站。
由于数据在传输过程中不需要通过中继站,可实现全球通信覆盖。
同时,宽带卫星通信设备具有良好的可靠性和稳定性,能够在恶劣的天气和环境条件下正常工作。
二. 宽带卫星通信在偏远地区的应用对于高山、沙漠、海洋等偏远地区来说,地面通信网络的建设成本高、管理复杂,往往无法实现网络全覆盖。
而宽带卫星通信技术则可以通过卫星的覆盖范围实现全球通信覆盖,为偏远地区带来了通信便利。
1. 宽带卫星通信在军事领域中的应用军事在行动中,往往需要在偏远地区进行作战和侦查等活动。
在这些行动中,各部队之间的通信是非常重要的。
而使用宽带卫星通信技术,不仅可以实现各部队之间的联络与通讯,还可以传送音频、图像、视频等多种信息,有效保障作战指挥参谋的决策。
2. 宽带卫星通信在灾害救援中的应用在自然灾害和人为事故等紧急情况下,各个救援部门往往需要在短时间内进行联络和协调。
而宽带卫星通信技术的覆盖范围广、速度快、传输内容丰富,可以在这些紧急情况下实现信息的快速传递和交流。
这不仅有助于提高救援行动的效率,而且可以缩短救援队伍的响应时间,降低救援行动的风险。
三. 宽带卫星通信技术的发展趋势随着宽带卫星通信技术的不断发展,其应用领域也在不断扩大。
在未来,宽带卫星通信技术将面临更为广阔的应用领域。
1. 卫星云计算成为创新的热点随着云计算技术的快速发展,卫星云计算成为宽带卫星通信领域的一大创新热点。
什么是卫星通信卫星通信是指利用人造卫星作为中继器来传输通信信号的一种无线通信技术。
它通过将信号发送到地球上的卫星,再由卫星转发到目标接收站,实现远距离的通信。
卫星通信在现代社会中发挥着重要的作用,广泛应用于电视广播、电话通信、互联网接入等领域。
卫星通信系统主要由三个组成部分构成:卫星、地面站和用户终端。
卫星是核心部分,它通过携带发射器和接收器来接收地面站发送的信号,并将信号转发到目标地区。
地面站负责与卫星进行通信,它包括发射器和接收器,用于发送和接收信号。
用户终端是最终的通信终端,可以是个人使用的手机、电视接收器等设备。
卫星通信系统的工作原理是基于无线电波的传输。
地面站通过指向特定的卫星,并发送信号到卫星上。
卫星接收到信号后,通过转发器将信号重新发送到目标地区的地面站。
地面站再将信号传输到用户终端,实现通信。
卫星通信系统具有许多优点。
首先,它可以实现全球范围内的通信覆盖,无论目标地区有多远,只要有卫星覆盖,就可以进行通信。
其次,卫星通信具有高带宽的特点,可以传输大量的数据,适用于高速的数据传输需求,如互联网接入、视频流媒体等。
此外,卫星通信还具有抗干扰能力强、抗灾害能力强等优势。
然而,卫星通信也存在一些限制和挑战。
首先,卫星通信的延迟较高,因为信号需要经过卫星的中转,再传输到目标地区。
这对实时性要求较高的应用,如在线游戏、实时视频通话等可能造成一定的影响。
其次,卫星通信设备的成本较高,包括卫星的制造和发射成本,以及地面站和用户终端的设备成本。
这限制了卫星通信的普及和应用范围。
总的来说,卫星通信是一项重要的无线通信技术,可以实现全球范围内的通信覆盖,并且具有高带宽、抗干扰能力强等优势。
随着技术的不断发展,卫星通信将在更多领域得到应用,并为人们的生活带来更多便利。
卫星在通讯中的应用卫星通讯是指利用卫星作为中继器进行通信,将信息从一个地方传送到另一个地方。
这种通讯方式具有覆盖范围广、信号传输距离长、传输速度快等优点,因此在很多领域得到了广泛应用。
其中,卫星在通讯中的应用是其中最为重要和广泛的领域之一。
一、卫星通讯的基本原理卫星通讯的基本原理是利用卫星的中继功能,将从一个发射站发射的信息通过卫星中继传递到接收站,从而实现远距离通讯。
具体来说,当从发射站发出一条消息时,该消息会经过发射站的天线传送到卫星上,然后卫星再将该消息转发到接收站。
在这个过程中,卫星的功能就像是一个中继站,将信息从一个地方传递到另一个地方。
二、卫星通讯的应用1. 电视广播卫星电视广播是卫星通讯重要的应用之一。
通过使用卫星,电视节目可以在全球任何地方广播,同时还能提供更加清晰的图像和更好的声音质量。
从而提高了电视播音员的聆听质量和电视观众收看质量。
2. 全球定位系统(GPS)GPS是一种利用卫星定位的全球定位系统,它可以通过卫星收集大量数据,进而精确定位。
GPS的应用范围包括导航、交通管制、气象预报等。
3. 通讯卫星通讯在现代通讯系统中也有广泛应用,比如通过卫星实现电话通讯、短信、视频通话、互联网服务等。
对于那些没有固定通信基础设施或是设施不够完善的地区,卫星通讯可以极大地改善通讯条件。
4. 灾害救援对于一些严重的灾害现场,地面通讯基础设施通常会因为受损而无法使用。
而卫星通讯可以作为应急通讯手段,不仅能保障抢险人员的通讯质量,还能传递救援信息等。
5. 军事应用卫星通讯在军事应用方面也有广泛的作用。
比如在许多国家,都会利用卫星作为长距离通讯的手段,从而实现军事间的联络和指挥。
三、卫星通讯的发展趋势随着技术的发展和应用场景的不断拓展,卫星通讯也有着自己的发展趋势。
其中,有以下几个方向:1. 多星座现在的卫星通讯,通常是单一星座布局,比如北斗、GPS等。
未来随着卫星数量的增加,许多业内人士都在将卫星布局转变为多星座模式,从而实现更加广泛和灵活的通讯。
宽带卫星通信运用概念
将IP技术应用到卫星通信中,能发挥二者的优势,应用前景非常广阔,特别适应于军事通信、民用船只和飞机等移动通信、远程医疗、远程教育和应急通信等场合。
近年来IP和多媒体技术在卫星通信中的应用已成为一个新的研究热点。
1宽带IP卫星通信技术发展的原因
随着全球因特网业务的蓬勃发展,特别是人们对集数据、话音和视频等于一体的多媒体业务的需求迅速增长,导致基于IP协议的业务需求量急剧上升。
尽管地面通信网络正在迅速发展,但卫星通信网具有地面通信网络不可比拟的一些优势。
例如:卫星通信系统所特有的大区域内广播的特点是其他通信系统所没有的;在某些特殊领域,如船只和飞机等移动通信、偏远地区和地面设施不发达地区的通信,以及军事通信等,卫星通信系统具有明显的优势。
在这些场合利用卫星建成宽带多媒体业务接入系统被认为是切合实际的方案。
宽带IP 卫星通信技术的出现正是这种背景下的必然产物。
2宽带IP卫星通信技术发展现状
宽带IP卫星技术就是将卫星业务搭载在IP网络层上运营的技术,
是运行TCP/IP协议簇的卫星通信网。
目前提出的宽带IP卫星系统都采用基于ATM的传输技术[2],在卫星ATM的分层实现上,存在两种不同的思路:一种是将ATM协议放在非ATM的卫星协议平台上而不改变现有卫星协议的结构。
其优点是保持现行的卫星标准,卫星平台对不同用户终端的协议标准是透明的,卫星访问协议不会为外界网看到,但很难为各种不同的协议都提供最好的性能。
另一种是卫星网完全采用ATM结构。
其优点是适用于一个高度集成的星地ATM环境,缺点是需要修改现有的各种卫星协议和网间接口协议。
1996年,美国NASA的ACTS卫星进行了622Mbit/s的ATM试验,验证了TCP/IP协议在卫星ATM平台上的可行性。
1999年欧洲也发射了基于ATM的传输技术的ASTRA卫星,组成宽带、面向大众的“空中因特网”卫星系统。
但是这些早期的应用离未来宽带卫星系统的要求还有一些距离,有待进一步的发展。
近几年国际上出现了各大公司向有关组织申报宽带卫星通信系统的建设牌照的热潮。
这些公司包括传统的卫星制造商、电信服务商以及新兴的ISP(InternetServiceProvider)公司。
在这些已经申报的宽带卫星系统中有相当一部分是以支持IP业务为主要特征的宽带卫星IP系统。
目前驻伊美军已经装备了美国Tachyon网络股份有限公司生产的使用IP技术的高带宽链路的便携式卫星通信设备[1]。
这种新型技术将使空间网成为地面网的扩展,更加突出了卫星通信在未来战争中的地位。
3宽带IP卫星网络的关键技术
由于众所周知的原因,卫星通信系统在链路特点、卫星移动性、全球可见性、路由和寻址等方面将赋予卫星IP技术不同于传统IP技术的新特征,包括物理层、数据链路层、网络层和传输层等各个OSI 参考模型层面上的差异。
3.1物理层
相对于地面光纤链路而言,卫星链路的误码率较高,宽带IP卫星系统要求在较高的信道误码率情况下传输高速数据,这就要求有高效率的信道编解码技术,满足各类多媒体业务QoS的要求。
宽带多媒体业务质量要求的不同,使信道编码需要采用速率可变的差错控制编码,利用源和信道的联合编码可以提高系统整体性能。
为提高宽带卫星通信系统的容量和业务质量,还必须采用新的传输技术和调制技术,近几年来CDMA多址方式和OFDM多载波调制方式的发展受到了广泛
的重视。
3.2数据链路层
数据链路层研究的重要内容是提高带宽的有效利用率。
卫星通信信道特性易受到天气的影响,特别是Ka以上的频段,而信道特性又对无线资源管理有一定的影响。
目前在地面移动多媒体通信中,开展了各种拥塞控制和资源分配的策略研究,这些研究成果对卫星通信领域有一定的借鉴意义。
无线资源管理的目的是使受保证的业务的呼叫拥塞概率降低到给定门限之下,使异步业务的丢包率尽可能小。
就接入方式来看,卫星通信的业务信道是非对称性的。
多媒体卫星通信系统一般需要充分利用其广播的优点,所以无线资源管理的重点是用户终端的上行信道,其中自适应带宽分配算法是目前研究的重点。
3.3网络层
网络层技术包括与星座有关的路由问题和异构网络互联等问题。
3.3.1与星座有关的路由问题。
卫星之间的星际链路增加了卫星网络拓扑的复杂性。
路由算法决定了穿越该卫星网的最佳路径,应该采
用基于分组的灵活的路由策略而不是基于电路的静态路由,这有利于利用星座系统的冗余路由。
另外,卫星的高速对地运动造成了频繁的切换。
路由信息因为拓扑的高度变化和切换的频繁不可能做到快速的更新,所以卫星不同于常规的因特网路由器。
但星座系统的拓扑结构有其自身的特点和规律,我们可以利用星座系统的拓扑结构的可预言性、周期变化规律、卫星网络节点的数目固定等特点,采用动态虚拟拓扑路由、虚拟节点以及基于拓扑变化的策略等,将卫星的移动性屏蔽起来,使全网可以使用标准的面向连接的网络协议。
3.3.2异构网络互联。
支持IP路由的系统不一定可以很好支持像ATM分组和帧中继分组这样的非IP业务,如果在卫星ATM网络中需要传送大量的IP业务,那么就需要ATM可以提供低层的协议来支持IP分组,采用隧道技术可以使分组路由通过异种网络传送到接收方。
IP和ATM异种网络的互联产生了一系列问题,特别是在IP组播路由和QoS管理方面。
解决在ATM中进行IP组播的一个方案是采用组播地址解析服务器(MARS),MARS将IP组播地址映射成ATM服务器地址,但是MARS 系列方案并不支持移动性管理,因此很难把IP组播中的参数完全映射到ATM路由表中。