亞洲寬帶通信衛(wèi)星的發(fā)展

□□亞洲是較早啟動衛(wèi)星寬帶通信業(yè)務的地區(qū)之一，但與美歐相比，亞洲的衛(wèi)星寬帶通信發(fā)展比較緩慢。近年來，亞洲各國逐漸認識到衛(wèi)星寬帶通信的市場需求，加大了這一領域的投資力度。目前，亞洲已有3顆寬帶通信衛(wèi)星：日本開發(fā)的 “寬帶互聯(lián)網工程試驗和驗證衛(wèi)星” 、泰國信衛(wèi)星大眾有限公司的“互聯(lián)網協(xié)議星”（iPSTAR）以及阿聯(lián)酋衛(wèi)星運營商剛剛發(fā)射的YahSat-1A衛(wèi)星。此外，印度與韓國也正在發(fā)展Ka頻段寬帶通信。

1 日本“寬帶互聯(lián)網工程試驗和驗證衛(wèi)星”

2008年2月23日，日本寬帶多媒體試驗通信衛(wèi)星—— “寬帶互聯(lián)網工程試驗和驗證衛(wèi)星” 發(fā)射升空。該衛(wèi)星由洛馬公司研制，發(fā)射質量為4850kg。

在該通信系統(tǒng)中，普通用戶通過口徑為45cm的小型天線便可達到上行6Mbit/s、下行155Mbit/s的傳輸速率，企業(yè)用戶通過口徑5m的天線，可實現(xiàn)高達1.2Gbit/s的點對點傳輸，廣泛應用于干線網、接入網和組播等多種網絡模式。“寬帶互聯(lián)網工程試驗和驗證衛(wèi)星”有3種星上交換工作模式：彎管式（bent-pipe）、再生式（regenerative）以及彎管再生混合式。

彎管式工作模式

采用彎管式工作模式時，衛(wèi)星對上行鏈路信號只進行變頻放大，然后經過下行鏈路將信號送到地面站。該模式可分為2種：一種是連續(xù)載波處理工作模式，用于傳統(tǒng)的通信衛(wèi)星；另一種是基于時分多址方式的工作模式，可以和再生式工作模式混合實現(xiàn)混合式交換，用于“寬帶互聯(lián)網工程試驗和驗證衛(wèi)星”系統(tǒng)。

彎管式工作模式使用2種帶通濾波器：BPF-W和BPF-U。BPF-W用于單一的彎管式工作模式，1.2Gbit/s的超高速上行鏈路信號就是通過BPF-W帶通濾波器被送到接收端，再經由下行鏈路進行傳輸；而混合式工作模式中的彎管式工作模式部分的上行鏈路信號則通過BPF-U帶通濾波器進行傳輸。

再生式工作模式

采用再生式工作模式時，衛(wèi)星需要對上行鏈路信號進行再生式處理。上行信號從地面發(fā)送至衛(wèi)星后，先通過數(shù)字信號解調器解調，然后由ATM交換機進行基帶信號交換，并采用模擬信號調制器對信號進行調制，最終經由下行鏈路將信號送到地面站。

在再生式工作模式下，上行鏈路可承載速率為6Mbit/s、24Mbit/s、51Mbit/s的信號，通過頻分復用還可將1條51Mbit/s的信道分為14條1.5Mbit/s的信道，用來進行低速率信號的傳輸。采用再生式工作模式時，上行鏈路信道有9條下行鏈路信道可通過星上再生式交換子系統(tǒng)（ABS）合并成3條下行鏈路信道，每條下行鏈路最大可傳輸155Mbit/s的高速信號。

混合式工作模式

采用混合式工作模式時，1個彎管式工作模式的622Mbit/s[四相相移鍵控（QPSK）]信號和6個再生式工作模式的51Mbit/s信號各占550MHz的帶寬，它們組成混合信號后在混合式工作模式下進行傳輸。該信號在星上通過1：N的分路器和中頻交換矩陣將經過再生工作模式處理的信號分配給星上ATM交換子系統(tǒng)（ABS），再把采用彎管工作模式的信號送到BPF-U帶通濾波器。

“互聯(lián)網協(xié)議星”外形圖

2 泰國的“互聯(lián)網協(xié)議星”

2005年8月11日，泰國 “互聯(lián)網協(xié)議星”發(fā)射成功，其主要用途是提供寬帶通信，特別是因特網應用，同時也提供音頻和視頻通信。該星有94個Ku頻段用戶波束（84 個點波束、3 個成形波束和7個區(qū)域廣播波束）和18個Ka頻段反饋波束（用于信關站），可覆蓋亞太地區(qū)的22個國家和地區(qū)。

“互聯(lián)網協(xié)議星”具有以下的技術特點：

●采用彎管式轉發(fā)器。所有的智能處理、切換和路由功能均由地面的信關站和網絡控制中心實現(xiàn)。衛(wèi)星負載運營中心（SPOC）對衛(wèi)星進行實時動態(tài)監(jiān)控，可以根據(jù)實際需要對星上資源進行分配（動態(tài)功率管理和動態(tài)帶寬管理），將通信鏈路的服務質量（QoS）始終保持在允許范圍內的最高級別。而其鏈路支鏈信息則由信關站和網絡管理中心（GNC）進行在線處理。

●點波束覆蓋。“互聯(lián)網協(xié)議星”采用點波束覆蓋，它比傳統(tǒng)的Ku 頻段衛(wèi)星增加了20 倍帶寬。

●動態(tài)功率分配。該項新技術優(yōu)化了波束間功率的使用，能把20%的備用功率分配給可能受雨衰效應影響的波束，從而保證鏈路的暢通。

●動態(tài)帶寬管理。因為衛(wèi)星鏈路擁有的理論帶寬總是少于光纖鏈路，所以需要采用有效的帶寬管理技術才能保持寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的競爭力。該星可根據(jù)目前流量特點、網絡擁塞及鏈路情況，使用網絡控制中心向每個連接分配帶寬容量。

●編碼與調制新技術。 “互聯(lián)網協(xié)議星”的調制與編碼技術能夠高效利用無線頻率帶寬并保證靈活高速的數(shù)字傳輸速率。該系統(tǒng)適用于家庭和公司使用的小型天線和發(fā)射機，并保證99.6%的鏈路可用率。

“互聯(lián)網協(xié)議星”用戶端使用Ku 頻段。該衛(wèi)星系統(tǒng)的空中接口使用專用波形來連接用戶終端和“互聯(lián)網協(xié)議星”信關站。其下行鏈路（前向鏈路）通過使用時分多路（TDM）覆蓋正交頻分復用（OFDM）來提升頻譜利用的效率；上行鏈路（饋向鏈路）基于多模式多址和調頻時分多址（MF-TDMA）。信關站的網絡管理系統(tǒng)可以選擇匹配應用數(shù)據(jù)速率和流量密度需求的訪問模式，包括適用于話音服務的時分多址-按需分配多址（TDMA-DAMA） 模式，適用于網絡瀏覽和其他突發(fā)流量服務的填隙模式。每種模式都使用先進的誤碼校驗編碼，使得上行鏈路能使用小天線和功放來實現(xiàn)高速上行數(shù)據(jù)速率。未來的產品還可能使用廣譜的碼分多址（CDMA）技術來進一步提升系統(tǒng)容量。此外，還有使用電話線進行回傳的單向版本產品，它可作為全雙向版本產品的廉價替代解決方案。■

“互聯(lián)網協(xié)議星”的技術參數(shù)