2.1.1 典型系统能力水平简介

1.VSATPlus3系统

VSATPlus 系列是加拿大 PolarSat 公司推出的 TDMA 全网状系统，VSATPlus3 是其最新一代产品，于 2008 年正式推出。与上一代产品相比，在保留了收发 32条载波跳频的基础上增加了 Turbo编码、BoD带宽调整、QoS业务质量、8PSK调制解调、TCP/IP加速等新技术，终端实现了全IP化。

VSATPlus3 的载波数为 1～32 个，每条 TDMA 载波的载波速率可选256ksps～10Msps，帧长 10ms、15ms、20ms、30ms，可扩展至 40ms，网络规模支持1000个站；支持双向32条载波跳频，采用发跳变、收不跳变机制，所有载波处于同一转发器频带内，多载波工作时速率必须相同，不适合大小站混合组网；支持网状、星状或混合的业务组网；采用全网状 ACM 技术（MESH-ACM）；支持帧中继 DAMA\BoD，帧中继平台和电路交换系统可以共存；DAMA呼叫和自动上行功率控制采用分布式处理方式；系统可支持无网管工作；支持全IP接入以及IP路由、TCP增强、IP压缩功能，能够提供空间虚拟LAN；网管系统支持远程软件加载和维护，可通过卫星进行软件下载，支持无中心分布式网络管理方式，网管自动产生记录报告、对详细状态进行记录。VSATPlus3系统应用构成示意图如图2.1所示。

VSATPlus3系统重要的优点有以下几项：

（1）灵活的组网结构：VSATPlus3系统采用全网状结构，网络结构可以随用户需求随时加以改变，如星状、网状及混合网等。

（2）卫星单跳连接：任意站点间可同时通过卫星单跳连接，减少了传输时延和双跳带来的带宽浪费。

（3）无主站系统：VSATPlus3系统不需要一个用于网络控制的主站，系统内任何一个站的配置都是一样的。

（4）网络可靠性高：VSATPlus3系统独特的分布式网络管理使得网络没有单一故障点，运行十分可靠。由于没有中心网管站，从而避免了网管站的本地备份和异地备份问题。

（5）多载波跳频TDMA技术：VSATPlus3系统全网所有站点共享多条载波，载波间通过跳频连接。收发各方向跳频数可以从一个频率到最多 32 个频率。每条载波的载波速率可以在256ksps～10Msps任意设定。

（6）分布式网管：每个 VSATPlus3 终端均具备网管功能，支持网络管理和控制，并可方便地增加区域网管。

（7）动态带宽按需调整（BoD）：VSATPlus3 网络中用户业务信道的带宽可以根据实际业务量的大小动态地进行调整。这种调整可以是跨载波的且不需任何外接设备。

（8）内置TCP/IP加速功能（PEP）：VSATPlus3网络采用包交换、IP接口和TCP等协议。为解决TCP/IP协议在卫星通信中的时延问题，VSATPlus3终端内置了TCP/IP加速器，用户不需另外配置额外硬件设备。

（9）IP增强功能：IP数据压缩大大增强了卫星链路的吞吐量和传输效率；服务质量保证（QoS）可设置多种业务优先级和流量优化。

（10）上行功率控制：上行功率控制（ULPC）使调制解调器能自动地增加中频信号强度以抵消上行链路的雨衰。VSATPLus3 终端能自动进行上行功率控制且不需主站介入。

（11）集中监视和控制：VSATPlus3系统具有内置的诊断和自测功能，网络操作员可通过网络管理系统（NMS）对终端进行远端查询、控制或激活诊断功能。此外，SNMP功能还支持开放系统可与其他的网管系统结合。

2.SkyWAN系统

德国诺达（ND）公司的 SkyWAN 系统是一种多载波跳速 MF-TDMA VSAT系统，采用发跳、收不跳体制，帧长80ms～110ms可调整，载波速率为64ksps～10Msps，载波数最多为32个，网络规模可达1000个站，支持单参考、多参考、两波束组网；支持网状、星状或混合的业务组网；支持主站、备份主站间的异地备份和切换，切换不影响业务通信。可用于组建广域企业网、政府网和军用网，提供IP路由和帧中继交换功能。作为统一的宽带平台，支持语音、视频和数据等应用；支持网状网、星状网、混合网等多种网络拓扑。SkyWAN 拥有完善的带宽分配机制，能够提供瞬时的带宽按需分配（BoD）。SkyWAN平台独立提供标准的接口，如以太网、帧中继、语音、传真、串行的同步和异步数据接口等，在统一平台上支持用户的各种应用。具有完备的服务质量保证机制；网管系统支持远程软件加载和维护。

SkyWAN 各信道可具有不同的速率，并可选用不同的前向纠错编码（FEC）。经过数据速率复用的通用信道能够传输所有类型信息，包括数据、话音、传真，以及桌面视频和多媒体等。根据用户的应用需求，各个信道的信息速率都可从100kbps～6000kbps不等，而且在这些速率各不相同的信道之间还可进行跳频操作。每个信道均被划分成若干 TDMA 时隙，这样一路信道就能够同时支持多个站点之间的多路话音和数据连接。

SkyWAN系统应用构成示意图如图2.2所示。

SkyWAN系统非常灵活，其主要特点和优势包括：

（1）灵活性高：星状、网状、混合状可共存。

（2）全能多样：支持所有应用，包括VoIP、IP数据和传统协议等

（3）扩展性强：小型网络投资低，可逐步扩展为大型网络。

（4）可靠性高：无单一故障点，支持主控站、备用主控站远程异地备份。

（5）安全性高：端站网络同步自主完成，不依赖于美国GPS系统。

（6）性能高强：每个 IDU 室内单元和每个信道的信息速率均可高达10Mbps。

（7）效率极高：快速的容量按需分配，有效减少占用带宽及内部信令开销。

（8）集成度高：高度集成化，内置 IP 路由器、IP QoS、TCP加速器和帧中继交换等多种功能。

（9）网络管理：面向用户友好的网络 GUI（图形用户界面），支持带内SNMP网络管理，可管理所有设备，包括ODU远程监控。

（10）多媒体能力：可同时支持VoIP、IP视频、视频会议和数据。

SkyWAN IDU7000是诺达（ND）公司最新一代的终端产品，为4U机箱，具有硬件扩展能力，既可用于主站，也可用于远端站。SkyWANⓇIDU 7000是一个具备 IP 路由和帧中继交换功能的 MF-TDMA 调制解调器。每个SkyWANⓇIDU都提供1个以太网/高速以太网端口和4个串行数据端口，可以支持IP、帧中继和透明数据传输等协议。在SkyWANⓇIDU 7000机箱中还有3个扩展插槽可插入第2～4枚解调器卡。这些解调器支持FMCA（灵活组播信道分配）模式，可用于经济高效的组播业务。在 FMCA 模式中，需要大量带宽容量的组播应用可通过一个专用信道进行传送，从而使所有其他应用都不受任何影响。这些解调器还能被用来组建一个可同时接收多路信道的小型主站（Hub），以经济高效地支持各种复杂网络。

信道终端设备提供 IP 端口和串行数据接口，可以直接支持 IP、帧中继和透明数据传输业务。同时，通过终端上的串行数据端口还可拓展连接帧中继接入设备，进一步提供更多的用户接口，全面支持用户的各种传统协议和业务，如异步、V.24、HDLC、X.25，以及模拟和数字话音等。终端以配置文件形式更新参数，支持本地和远程配置。

3.LINKWAY系统

美国卫讯（ViaSat）公司的 LINKWAY 宽带 VSAT 卫星系统采用的是TDMA/DAMA——“时分多址和带宽按需分配相结合”的技术。在这种体制中，各站点对卫星资源的访问均采用 TDMA 方式，以突发（Burst）载波发射，因此不存在传统TDM/TDMA的非对称结构，即各站点对信道资源的访问是平等的，这就决定了各站点间可以组成网状网，网络的管理也可以是分布式的。相应的站点业务容量可灵活地设置，其容量只受突发载波速率限制。

使用LINKWAY家族中的产品，在必要的情况下，系统就会在呼叫之间通过动态测得的通信业务量自动分配卫星带宽，或者根据用户要求分配一个固定速率。

除高效的TDMA和根据需求自动分配带宽（BoD）的功能外，LINKWAY还可以避免对额外的第三方联网设备的需求。这就提高了网络整体可靠性，降低了系统的成本，简化了与地面网络的集成工作。

LINKWAY平台中加入了一些增强功能，能够提供一个支持网状、星状、虚拟星状和混合拓扑结构的独特体系结构。该产品固有的灵活性可以允许把单个VSAT配置为成本很低的远端终端和经济的高容量网关。LINKWAY系统支持灵活载波参数的多天线和多 RF 配置，包括可变的速率、功率，以及每条载波的前向纠错（FEC）设置。

每个LINKWAY网络都有三个基本部分：

（1）LINKWAY 室内单元（IDU）或终端：包括卫星调制解调器和必要的接口，以提供ATM、帧中继、IP或ISDN接入。

（2）LINKWAY室外单元（ODU）：包括一台射频终端（RFT）和一副天线。RFT 由一个固态的功率放大器（SSPA）和变频器（BUC）组成。IDU和ODU通过中频电缆（IFL）进行连接，它包括一根发送电缆（Tx）和一根接收电缆（Rx）。（在LINKWAY 2100的情况下，RFT提供一个L波段的IF接口）

（3）LINKWAY 网络控制中心（NCC，一台 Sun 工作站）：它是网络的核心，能为所有网络终端提供管理和控制功能。NCC是LINKWAY网络管理系统（NMS）服务器的平台。NMS 是图形用户界面的，使用任何一台常规的PC就能够访问它，用户通过它把命令和信息从NCC传递到所有网络组件中。该系统支持NCC冗余以增加网络的可靠性。

图2.3所示是一个基本的LINKWAY网络构成示意图，它的NCC和NMS共同位于LINKWAY的一个IDU/ODU站点上。

LINKWAY_S2 系统是卫讯公司开发的新一代多载波 TDMA （MF-TDMA）VSAT卫星通信系统，载波速率为312ksps～5Msps，载波数1～256 个，载波速率可不同，网络规模可达上千个站；支持 IP、FR、ATM 综合业务接入；网络结构支持多转发器、多波束及交链波束运行模式；同一平台支持网状、星状或混合组网等任意的网络结构；根据业务统计实现按需分配功能（BoD）；支持IP、FR、ATM综合业务接入。

LINKWAY2100 是 LINKWAY 系列的新一代的信道终端，完全支持ATM、帧中继、IP 和 ISDN 等标准，能级联使用以支持更高业务吞吐量的应用。能够按需自动地、自适应地动态分配信道带宽，从而实现对卫星转发器资源的最大利用。接口主要包括：LAN接口（内置IP路由功能）、DS3或E3接口（ATM业务，与交换机连接）、T1/E1接口（ISDN业务，与电话交换机连接）。

4.国内网状MF-TDMA系统

国内网状MF-TDMA系统的典型代表是中国电科54所的MF-TDMA系统。中国电科54所于2009年成功研制了我国第一个MF-TDMA卫星通信系统（见图2.4），并持续进行技术提升，目前已发展到第三代。

中国电科54所的第三代MF-TDMA系统是一种多载波跳频跳速系统，其多址方式支持MF-TDMA、TDM/MF-TDMA；组网拓扑支持星状网、网状网及混合组网；载波速率支持16ksps～36Msps，分档可设；调制方式：QPSK、8PSK；支持2、4、8倍扩频，扩展支持小口径站型能力；编码方式采用高效LDPC码，码率支持1/2、3/4、7/8；支持ACM功能；支持独有的非均匀多载波整体解调功能；支持预存多套网络参数配置，可根据应用需求进行灵活加载，一键切换。表 2.1所示是中国电科 54所三代 MF-TDMA 系统的指标对比情况。