卫星数据传输系统设计与测试
❶ 人们是怎样在地面上实现跟卫星相互通讯的
卫星数据传输的方式可分 4类:①利用通信卫星作为中继站实现地球上点与点之间的数据传输,称为卫星通信。这是用得最多的卫星数据传输方式。处于同步轨道上的通信卫星大约能覆盖地球表面的40%,使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站都能同时相互通信。在赤道上空的同步轨道上等间隔地分布 3颗静止卫星可实现除两极部分地区外的全球通信
气象卫星用遥感器探测地球大气的气象要素和天气数据;天文卫星用科学仪器观测宇宙天体和其他空间物体;资源卫星用遥感器获得地球资源的图像信息;侦察卫星利用光电遥感器或无线电接收机搜集地面、海洋或空中目标的情报。③地面测控站向卫星发送指令信息的数据传输,又称卫星遥控。一般卫星都需通过无线电多路信道向其传输控制信息,用以控制卫星的工作状态和参数变化,保证卫星按地面要求工作。④各类航天器经过数据中继卫星与地面之间的数据传输。处于地球静止轨道上的跟踪和数据中继卫星转发地球站对中、低轨道航天器的跟踪、遥控信息,同时又实时转发人造卫星、航天飞机、载人飞船和空间站等各类航天器发回地面的遥测、遥感和通信的数据。
❷ 宽带IP卫星通信技术介绍
一、卫星IP网络概述
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制/网际协议,又称网络通信协议,是互联网的基础和核心协议。从本质上说,IP是带网络路径指针可指导网络上数据包从发端到达收端的包协议,TCP是负责确保数据在设备间进行端到端的可靠传输的协议。
利用TCP/IP进行数据传输已成为网络应用主流。基于Internet的应用在全球业务急剧膨胀导致对各种传输手段提供带宽的要求也不断增加,由于卫星通信的覆盖范围广,且具有良好的面状覆盖和广播功能,通信不受各种地域条件的限制,使得发展基于卫星信道的广域IP通信网络也越来越受到重视,并在目前及未来仍会发挥重要的作用。卫星通信也将成为无线Internet的重要组成部分和应用手段。因此利用卫星进行TCP/IP数据传输,构筑卫星IP网络已经进入到现实应用当中。
二、宽带IP卫星通信系统介绍
进一步提高卫星IP网络传输能力的要求,促使了宽带卫星IP网络技术的发展和应用。这里需要面对和解决的核心问题就是TCP传输效率,由于卫星链路固有的传输时延是不可避免的,因此在IPOver卫星应用时TCP的实时确认会极大降低卫星带宽的使用效率,解决的办法是在不断提高卫星信道质量、降低信道差错率的同时,利用协议响应的改进技术提供卫星链路的TCP增强协议(或叫TCP加速协议)来使数据流可充分利用卫星信道提供的宽带服务。
对宽带标准目前并没有统一的定义,现有的卫星链路技术已可提供高达150Mbps的单一卫星链路通信服务,虽然同地面网相比不算什么,但在空间传输上能提供2Mbps的稳定通信链路相对传统卫星通信而言就已经是宽带通信了。
在卫星通信中,宽带IP卫星通信是一个卫星高速通信全新概念,其主要目标就是为多媒体和高数据速率的Internet应用提供一种无所不在的通信方式。
由于卫星处在距地36000km的上空,其宽带IP通信具有如下的特点:
1)信息延时大。信息一次上星到对方应答需530ms左右。
2)卫星转发器资源租费比较高。由于卫星的空间资源有限,发射及运营成本较高,所以卫星带宽的使用需采用合理的卫星网络设计来实现。
3)卫星网络拓扑较为简单,但内部应用及路由日趋复杂。先期卫星的网络结构比较简单,分为常见形状网络和网状网络,随着用户业务需求的变化,其带宽调用方式及静动态路由变换的使用日趋复杂,功能日趋强大。
4)广播特性。可实现一个卫星站点对所有卫星站点的IP广播功能,延伸使用在数字多媒体广播、数字电视及股票金融信息的发布中。
三、VSAT技术组建宽带IP卫星通信网的组成结构及典型应用
利用VSAT的网络结构和技术来组建宽带IP卫星网是目前应用市场上最普遍的做法,不仅可以有针对性地构筑用户专有业务通信网,还可获得很好的投资性价比。
由于VSAT组网的灵活性很高,因此可以为各种用户的不同应用目的提供量身订制的专网设计。从通信体制(多址技术)选择、网络拓扑结构到空间带宽规划都有充分的选择余地来实现应用效率的最大化。
VSAT通信网的一些典型应用:广播电视网;应急通信网;有线通信的备份链路;偏远地区通信网。
四、VSAT技术组建宽带IP卫星网可实现业务及分类
1)早期的VSAT网络主要服务于远程电话,主要基于电路调度及传输;
2)基于VSAT技术发展数据传输网络也是从低速数据采集应用开始的,如地震台测震数据、水文监测数据以及电网远程控制数据等;
3)互联网的发展给了VSAT进入IP通信时代的机遇,随着VSAT系统可提供的应用带宽越来越大,使得VSAT真正进入了对卫星通信而言的宽带时期;
4)目前VSAT的应用已可提供满足高清视频传输的链路服务,可提供双向或非对称的业务传输:
5)在面对各种突发事件及灾害现场的应急通信方面,卫星通信更是发挥着无可替代的重要作用;
6)用宽带IP卫星技术构筑的VSAT网络已可以提供几乎所有的综合业务传输通道。