卫星通信的技术发展及应用

卫星通信的技术发展及应用

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卫星通信的技术发展及应用

　　卫星通信的技术发展及应用【1】

　　摘 要：随着时代的发展，科学技术以及经济不断的快速发展，人们对于通信的要求也越来越高，这样原有的通信技术越来越满足不了人们的要求，新的卫星通信技术就迅速的从无到有的发展起来。

　　而且卫星通信技术由于覆盖的范围广、灵活机动、不受地面的约束以及通讯量大等优点，受到许多国家的重视。

　　本文就主要的讲述一下卫星通信技术的发展以及应用的领域，来全方位的剖析卫星通信技术的重要性。

　　关键词：卫星通信技术;发展;应用;

　　一、卫星通信技术的概述

　　卫星通信简单地说就是地球上的无线电通信站利用卫星作为中继而进行的通信。

　　卫星通信体统包括两部分，分别是卫星以及地球站。

　　使用卫星通信的特点就是通讯的范围较大，只要是卫星发射的电波覆盖的地方就可以进行任意两点的通信;还有就是可靠性较高，不容易受到陆地灾害的影响;电路开通迅速，只要设置一个地面接收装置就可以进行卫星通信;以及卫星通信的电路设置灵活，可以随时的分散过于集中的信息等等。

　　目前，卫星通信系统中主要有移动业务的卫星系统、固定业务的卫星系统以及广播业务的通信系统，它们的组成是不完全相同的。

　　固定卫星又称静止地球轨道卫星，轨道高度大约在36000km，呈圆形分布，只需要三颗就可以达到覆盖全球的效果，且这三颗相隔的角度在120度，在这一种卫星系统中发展最好的就是intelsat 1-1X代卫星，该卫星已经发展到了第九代，在全球覆盖性能上表现得最突出;移动卫星通信它既有全球性也有地域性的，在全球性中采用的是中、低轨道，区域性的采用的是静止轨道通信。

　　二、卫星通信技术的发展

　　(一)通信技术的发展。

　　人类是一个群居性的物种，所以，人类之间存在着一定的联系，这样就需要采取一定的措施进行通信，人类的通信历史是悠久的。

　　在远古的时候，人们可以通过一些简单的壁画或者语言等方式进行信息的交换。

　　然后当人类文明发展到一定阶段后，人们开始利用烽火、飞鸽、驿马邮递、语言、竹简、书纸等进行简单地通讯，这些通讯一般都是通过视觉和听觉来传给人们的。

　　直到19世纪中期的时候，人们发现了电磁理论，人们的通讯开始发生了重大的改变，实现了利用金属导线就可以进行远距离的传输信息，甚至于到后来利用电磁波进行无线通讯。

　　人们首先发明了电报机、电话机等，但是随着科学技术的进步，以及在这些通讯中遇到的问题就又发展出了卫星通讯技术。

　　(二)卫星通信技术在国外的发展。

　　在最近的十几年间，由于经济以及科学技术的快速发展，国外的卫星通信技术无论是在军事领域还是在商业上都有了很大的进步，大量的新型的质量较高的、寿命较长的以及功率更大的卫星不断升空。

　　目前世界上比较先进的卫星通信技术仍然被洛马、波音、休斯等欧美实力雄厚的卫星制造商所掌握。

　　目前在通信卫星领域中最发达的还属美国，它的卫星发展计划已经经过了长时间的发展，已经在商业以及军事上都有了一些列的卫星产品，目前其通信卫星计划主要有美国国防部的转型卫星通信系统计划，先进极高频的卫星计划等等。

　　欧洲的国家也为了积极的提高自己在卫星通信领域中的分量，不断的公布新的卫星通讯计划，欧空局计划要不断地提高大功率卫星的占有率，这标志着欧洲通信卫星向着大功率方向不断发展。

　　(三)国内卫星通信技术的发展。

　　近年来，随着我国改革开放不断深入，经济与科技快速的发展，现代的小卫星技术取得了长足的发展，这就对卫星技术有了进一步更高的要求，国内的一些科技公司以及一些大中院校都加入到了对卫星技术研究的行列，并且取得了明显的成果，例如，编队卫星的跟踪切换技术以及激光终端机等等都已经得到了很好的解决，但是还有很多方面还是与国外发达国家有很大的差距。

　　三、卫星通信技术的应用

　　(一)卫星通信技术在广播电视领域中的应用。

　　我国是一个人口众多的国家，由于人口的基数较大，这就导致我国电视机拥有量达到3.5亿台，并且我国还有数千家各种各样的电视媒体机构，有线电视的用户量也已经达到9000万户。

　　我国的电视节目虽然数量众多，但是规模偏小，是处于发展的前期，潜力巨大。

　　我国各类电视数目虽然较多，但是供于村村通的节目也就44套，而且我国单收设备也就才百万多台，和美国相比，虽然他们人口基数只有两亿但是人家的有线电视用户量已经达到了6000万户，卫星电视直播的用户也有近2000万。

　　虽然我国现在处于发展阶段，和一些发达国家相比有很大的差距，但是随着我国发展的不断深入，我国一定也会达到、甚至超过这样的水平，所以我国卫星通信技术在电视广播领域中的应用的前景是巨大的。

　　目前，我国政府以及一些电视领域中的专家普遍表示我国发展卫星电视直播的业务已经成熟，我国已经获得了发展DBs的轨位和频道，而且我国在发展村村通的时候又有了一定的卫星广播的经验，并且得到了广大人民的支持，现在我国自行研制的RD已经进入市场。

　　在不久的将来我国将通过卫星传输和广播的电视会进一步的.覆盖更多的人，数百套的电视节目可以任由普通民众来选择。

　　(二)卫星通信技术在计算机网络领域中的应用。

　　卫星通讯技术在计算机网络中的应用主要就是提供宽带网络。

　　而提供网络宽带属于卫星固定通信业务。

　　目前国际上卫星宽带业务发展主要体现在两个方面，第一就是在原有的VSAT技术的基础上研发新的产品并利用现有的频段卫星资源，快速的建立起宽带连接，以满足用户的需求，这一种是在和地面宽带业务的竞争中来获得自己的生存空间;而另外一种是积极的发展高频段的新型卫星高血压怎么引起来的宽带通信系统，来适应新业务的要求，这一种是和地面相辅相成的。

　　我国目前的状况，就是首先要积极的发展卫星宽带通信业务，国内的电信经营商应该根据不同客户的需求提供不同的业务;其次就是跟踪国外再见的新型的卫星宽带通信系统;最后建立起自己的卫星宽带通信系统。

　　四、结语：

　　综上所述，随着时代的发展，经济与科学技术得到了长足的发展，人们为了享受更加舒适的环境，对通信领域提出了更高的要求，原有的通信慢慢的不能满足人们的要求，而新出现的卫星通信技术由于具有良好的特性得到了人们的亲睐，世界各国都在积极的发展卫星通信技术。

　　本文就主要的讲述了卫星通信技术的发展以及在一些领域中的应用，希望能够推动卫星通信技术知识的普及，为卫星通信发展奠定知识基础。

　　参考文献：

　　【1】熊群力，姜康林.航天编队飞行星座的星间通信[J].无线电通信技术.2012 (01)

　　【2】林来兴.发展我国小卫星星座和测控技术.飞行器测控学报[J].才智.2011(10)

　　卫星通信技术发展应用【2】

　　摘 要：本文介绍了卫星通信的基本概念及相关技术，重点介绍卫星通信技术在中海油应用领域上的发展以及小站卫星通信方式的应用。

　　关键词：卫星通信;海上石油卫星;VSAT;自动跟踪

　　0 引言

　　20世纪90年代初，从中海油开始建立第一个卫星端站至今，已经有超过20年的卫星通信技术应用。

　　目前，已经形成了以湛江、天津、深圳、上海这4个中心站点为核心的网状网络，且已经具备了链路相互备份功能。

　　1 卫星通信在中海油的发展

　　1.1 TES卫星系统

　　TES(TelephonyEarthStation)是基于卫星的全数字话音和数据通信的网状网，它在多个地球站之间提供网状连接，支持系统内任意地点远端站之间的电话、同步、异步数据通信，TES系统在中海油的应用主要用于话音与数据传输。

　　运用的是C波段卫星的频分多址方式FDMA实现与地面站间的通信，使用四相相移键控QPSK或二相相移键控BPSK调制方式，信道编码采用编码效率为1/2或3/4的前向纠错FEC。

　　TES是中海油海上平台初期使用的一种主要的卫星通信方式，主要承载的业务为话音业务，所使用的卫星资源前期以亚洲3号卫星为主，后来转至鑫诺1号卫星。

　　1.2 VSAT卫星系统

　　VSAT卫星通信系统的地面部分由中枢站、远端站和网络控制单元组成，中枢站的作用是汇集卫星来的数据然后向各个远端站分发数据，远端站是卫星通信网络的主体，VSAT卫星通信网就是由许多的远端站组成的，一般远端站直接安装于用户处，与用户的终端设备连接。

　　VSAT卫星通信系统是中海油海上平台主要的卫星通信应用方式。

　　此系统的特点是天线口径小、灵活性强、可靠性高、使用方便及小站可直接装在用户端等特点，利用VSAT用户数据终端搭配复用器使用，可同时承载话音业务和数据业务。

　　VSAT卫星系统主要配合Netperformer系列复用器使用，Netperformer系列复用器使用了信元中继cellrelay技术，将语音流和数据流分割为特定的信元cells，然后将不同业务类型的信元cells复用到单一的物理或逻辑链接上，根据对时延的敏感程度不同对业务进行分类，并赋予不同的传输优先级，能有效保证话音业务质量，为中海油的海上平台及移动船舶提供稳定的话音及数据业务。

　　目前中海油主要使用的是中星10号的卫星的转发器来承载卫星话音及数据业务。

　　1.3 STARWIRE卫星网管系统

　　STARWIRE系统在网管NCS的支持下可提供PAMA，DAMA等业务，使用了先进的PCMA载波叠加专利技术，能有效地节省卫星转发器带宽。

　　主要由NCS网管系统、ST用户终端、卫星三部分组成。

　　STARWIRE卫星网管系统是第三代按需分配的卫星通信系统，终端设备内置路由功能，直接支持先进的IP网络互联业务。

　　NCS网管通过控制信道监控ST的工作，ST之间通过控制信道FOW/ROW建立业务信道。

　　中海油下属的4个中心站点通过STARWIRE网管系统能够有效管理所属辖区内的卫星小站。

　　相对于早期卫星通信技术应用，NCS系统能够更加有效地对小站进行管理，节省卫星资源带宽。

　　1.4 SKYEDGEⅡ卫星网管系统

　　SKYEDGEⅡ卫星网管系统是一个双向卫星通信系统，由两个方向的传输构成：入境基于DVB-RCS标准，采用MF-TDMA技术对资源进行预约分配减少数据碰撞;出境基于DVB-S2标准，支持CCM及ACM工作模式，可用于单播和组播数据、VoIP、ABIS等业务数据。

　　系统主要由卫星主站、卫星/转发器、远端站三部分组成。

　　SKYEDGEⅡ支持三种基本网络拓扑结构星型、网状、多星状。

　　SKYEDGEⅡ卫星网管系统是目前中海油主要使用的卫星通信系统，利用此网管系统，将中海油的4个海上卫星中心站进行整合，形成了统一的大网管系统，对各中心站点进行链路互备，形成一个完整的多功能卫星网管系统。

　　2 卫星通信技术在中海油的应用形式

　　2.1 海事卫星A/C/F站的应用

　　海事卫星共有4颗卫星覆盖全球海洋，它们分别是大西洋西区、大西洋东区、印度洋区、太平洋区。

　　海事卫星A站于2007年底正式停止运营，中海油海上船舶与移动式钻井平台目前以C站、F站为主要的应用。

　　2.2 固定天线式的卫星通信应用

　　固定天线式卫星通信主要应用在中海油海上固定式采油平台、自升式钻井平台以及陆地端站上，是一种常规的卫星通信应用。

　　固定式采油平台及自升式钻井平台主要以3.7米C波段的卫星天线为主，Ku波段卫星天线为辅。

　　卫星中心站使用的是大口径卫星天线来承载卫星通信业务。

　　固定天线式在中海油是最早的卫星通信应用，也是中海油目前最成熟的卫星通信应用，中海油内曾使用直径为12米的卫星天线作为卫星的主站使用。

　　2.3 半自动跟踪天线式的卫星通信应用

　　半自动跟踪天线主要应用于中海油自升式钻井平台，天线以C波段的半自动跟踪天线为主。

　　由于工作环境需求，自升式钻井平台需要经常更换钻井位置，期间钻井平台需要拖航至新的目的地，使用固定式卫星天线则需要经常性地对天线的方位及俯仰进行调整，且拖航期间无法使用。

　　采用半自动跟踪天线可以在拖航期间自动寻星，主要缺点是无法360度旋转，实现不了全自动跟踪，有时需要人工进行干预。

　　2.4 自动跟踪天线式的卫星通信应用

　　自动跟踪天线C波段主要以美国的SEATEL的97型全自动跟踪天线以及西安盘古通信技术有限公司的全自动跟踪天线为主;Ku波段主要以SEATEL的4006自动跟踪天线以及国内的一些动中通天线为主。

　　中海油海上半潜式钻井平台一般以C波段的自动跟踪为主要的卫星通信，南海9号钻井平台所使用的自动跟踪天线卫星系统经过测试能够提供4Mb/s以上的链路带宽。

　　Ku波段的自动跟踪天线主要应用与海上的移动船舶，包括拖轮及勘探船，这些移动船舶受限于天线的安装场地要求，而且对链路带宽要求不大，Ku波段的自动跟踪天线的应用非常适合在这类环境使用。

　　3 结语

　　卫星通信技术在中海油海上平台及移动船舶上有着超过20年的应用，从早期的TES小站的话音应用，到现在的多功能SKYEDGEⅡ网管系统的多业务综合应用，中海油在卫星通信应用方面已经覆盖了C、L、Ku等波段。

　　随着中海油向深海发展，卫星通信技术将在中海油海上勘探、开发、生产方面发挥着重要的作用。

　　参考文献：

　　[1] 徐建平.休斯网络系统公司VSAT卫星通信小站技术手册(第二分册)[M].北京：气象出版社，1996.

　　[2] 倪雨生，刘英. GMDSS系列丛书第一分册卫星通信[M].北京：人民交通出版社，1997.

　　[3] 吴诗其，胡剑浩，吴晓文，曹世文，等.卫星移动通信新技术[M].北京：国防工业出版社，2001.