衛星通信的技術(shù)發(fā)展及應用
衛星通信的技術(shù)發(fā)展及應用【1】
摘 要：隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟不斷的快速發(fā)展，人們對于通信的要求也越來(lái)越高，這樣原有的通信技術(shù)越來(lái)越滿(mǎn)足不了人們的要求，新的衛星通信技術(shù)就迅速的從無(wú)到有的發(fā)展起來(lái)。
而且衛星通信技術(shù)由于覆蓋的范圍廣、靈活機動(dòng)、不受地面的約束以及通訊量大等優(yōu)點(diǎn)，受到許多國家的重視。
本文就主要的講述一下衛星通信技術(shù)的發(fā)展以及應用的領(lǐng)域，來(lái)全方位的剖析衛星通信技術(shù)的重要性。
關(guān)鍵詞：衛星通信技術(shù);發(fā)展;應用;
一、衛星通信技術(shù)的概述
衛星通信簡(jiǎn)單地說(shuō)就是地球上的無(wú)線(xiàn)電通信站利用衛星作為中繼而進(jìn)行的通信。
衛星通信體統包括兩部分，分別是衛星以及地球站。
使用衛星通信的特點(diǎn)就是通訊的范圍較大，只要是衛星發(fā)射的電波覆蓋的地方就可以進(jìn)行任意兩點(diǎn)的通信;還有就是可靠性較高，不容易受到陸地災害的影響;電路開(kāi)通迅速，只要設置一個(gè)地面接收裝置就可以進(jìn)行衛星通信;以及衛星通信的電路設置靈活，可以隨時(shí)的分散過(guò)于集中的信息等等。
目前，衛星通信系統中主要有移動(dòng)業(yè)務(wù)的衛星系統、固定業(yè)務(wù)的衛星系統以及廣播業(yè)務(wù)的通信系統，它們的組成是不完全相同的。
固定衛星又稱(chēng)靜止地球軌道衛星，軌道高度大約在36000km，呈圓形分布，只需要三顆就可以達到覆蓋全球的效果，且這三顆相隔的角度在120度，在這一種衛星系統中發(fā)展最好的就是intelsat 1-1X代衛星，該衛星已經(jīng)發(fā)展到了第九代，在全球覆蓋性能上表現得最突出;移動(dòng)衛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、低軌道，區域性的采用的是靜止軌道通信。
二、衛星通信技術(shù)的發(fā)展
(一)通信技術(shù)的發(fā)展。
人類(lèi)是一個(gè)群居性的物種，所以，人類(lèi)之間存在著(zhù)一定的聯(lián)系，這樣就需要采取一定的措施進(jìn)行通信，人類(lèi)的通信歷史是悠久的。
在遠古的時(shí)候，人們可以通過(guò)一些簡(jiǎn)單的壁畫(huà)或者語(yǔ)言等方式進(jìn)行信息的交換。
然后當人類(lèi)文明發(fā)展到一定階段后，人們開(kāi)始利用烽火、飛鴿、驛馬郵遞、語(yǔ)言、竹簡(jiǎn)、書(shū)紙等進(jìn)行簡(jiǎn)單地通訊，這些通訊一般都是通過(guò)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)來(lái)傳給人們的。
直到19世紀中期的時(shí)候，人們發(fā)現了電磁理論，人們的通訊開(kāi)始發(fā)生了重大的改變，實(shí)現了利用金屬導線(xiàn)就可以進(jìn)行遠距離的傳輸信息，甚至于到后來(lái)利用電磁波進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊。
人們首先發(fā)明了電報機、電話(huà)機等，但是隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以及在這些通訊中遇到的問(wèn)題就又發(fā)展出了衛星通訊技術(shù)。
(二)衛星通信技術(shù)在國外的發(fā)展。
在最近的十幾年間，由于經(jīng)濟以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國外的衛星通信技術(shù)無(wú)論是在軍事領(lǐng)域還是在商業(yè)上都有了很大的進(jìn)步，大量的新型的質(zhì)量較高的、壽命較長(cháng)的以及功率更大的衛星不斷升空。
目前世界上比較先進(jìn)的衛星通信技術(shù)仍然被洛馬、波音、休斯等歐美實(shí)力雄厚的衛星制造商所掌握。
目前在通信衛星領(lǐng)域中最發(fā)達的還屬美國，它的衛星發(fā)展計劃已經(jīng)經(jīng)過(guò)了長(cháng)時(shí)間的發(fā)展，已經(jīng)在商業(yè)以及軍事上都有了一些列的衛星產(chǎn)品，目前其通信衛星計劃主要有美國國防部的轉型衛星通信系統計劃，先進(jìn)極高頻的衛星計劃等等。
歐洲的國家也為了積極的提高自己在衛星通信領(lǐng)域中的分量，不斷的公布新的衛星通訊計劃，歐空局計劃要不斷地提高大功率衛星的占有率，這標志著(zhù)歐洲通信衛星向著(zhù)大功率方向不斷發(fā)展。
(三)國內衛星通信技術(shù)的發(fā)展。
近年來(lái)，隨著(zhù)我國改革開(kāi)放不斷深入，經(jīng)濟與科技快速的發(fā)展，現代的小衛星技術(shù)取得了長(cháng)足的發(fā)展，這就對衛星技術(shù)有了進(jìn)一步更高的要求，國內的一些科技公司以及一些大中院校都加入到了對衛星技術(shù)研究的行列，并且取得了明顯的成果，例如，編隊衛星的跟蹤切換技術(shù)以及激光終端機等等都已經(jīng)得到了很好的解決，但是還有很多方面還是與國外發(fā)達國家有很大的差距。
三、衛星通信技術(shù)的應用
(一)衛星通信技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域中的應用。
我國是一個(gè)人口眾多的國家，由于人口的基數較大，這就導致我國電視機擁有量達到3.5億臺，并且我國還有數千家各種各樣的電視媒體機構，有線(xiàn)電視的用戶(hù)量也已經(jīng)達到9000萬(wàn)戶(hù)。
我國的電視節目雖然數量眾多，但是規模偏小，是處于發(fā)展的前期，潛力巨大。
我國各類(lèi)電視數目雖然較多，但是供于村村通的節目也就44套，而且我國單收設備也就才百萬(wàn)多臺，和美國相比，雖然他們人口基數只有兩億但是人家的有線(xiàn)電視用戶(hù)量已經(jīng)達到了6000萬(wàn)戶(hù)，衛星電視直播的用戶(hù)也有近2000萬(wàn)。
雖然我國現在處于發(fā)展階段，和一些發(fā)達國家相比有很大的差距，但是隨著(zhù)我國發(fā)展的不斷深入，我國一定也會(huì )達到、甚至超過(guò)這樣的水平，所以我國衛星通信技術(shù)在電視廣播領(lǐng)域中的應用的前景是巨大的。
目前，我國政府以及一些電視領(lǐng)域中的專(zhuān)家普遍表示我國發(fā)展衛星電視直播的業(yè)務(wù)已經(jīng)成熟，我國已經(jīng)獲得了發(fā)展DBs的軌位和頻道，而且我國在發(fā)展村村通的時(shí)候又有了一定的衛星廣播的經(jīng)驗，并且得到了廣大人民的支持，現在我國自行研制的RD已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)。
在不久的將來(lái)我國將通過(guò)衛星傳輸和廣播的電視會(huì )進(jìn)一步的覆蓋更多的人，數百套的電視節目可以任由普通民眾來(lái)選擇。
(二)衛星通信技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域中的應用。
衛星通訊技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò )中的應用主要就是提供寬帶網(wǎng)絡(luò )。
而提供網(wǎng)絡(luò )寬帶屬于衛星固定通信業(yè)務(wù)。
目前國際上衛星寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展主要體現在兩個(gè)方面，第一就是在原有的VSAT技術(shù)的基礎上研發(fā)新的產(chǎn)品并利用現有的頻段衛星資源，快速的建立起寬帶連接，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，這一種是在和地面寬帶業(yè)務(wù)的競爭中來(lái)獲得自己的生存空間;而另外一種是積極的發(fā)展高頻段的新型衛星寬帶通信系統，來(lái)適應新業(yè)務(wù)的要求，這一種是和地面相輔相成的。
我國目前的狀況，就是首先要積極的發(fā)展衛星寬帶通信業(yè)務(wù)，國內的電信經(jīng)營(yíng)商應該根據不同客戶(hù)的需求提供不同的業(yè)務(wù);其次就是跟蹤國外再見(jiàn)的新型的衛星寬帶通信系統;最后建立起自己的衛星寬帶通信系統。
四、結語(yǔ)：
綜上所述，隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)得到了長(cháng)足的發(fā)展，人們?yōu)榱讼硎芨邮孢m的環(huán)境，對通信領(lǐng)域提出了更高的要求，原有的通信慢慢的不能滿(mǎn)足人們的要求，而新出現的衛星通信技術(shù)由于具有良好的特性得到了人們的親睞，世界各國都在積極的發(fā)展衛星通信技術(shù)。
本文就主要的講述了衛星通信技術(shù)的發(fā)展以及在一些領(lǐng)域中的應用，希望能夠推動(dòng)衛星通信技術(shù)知識的普及，為衛星通信發(fā)展奠定知識基礎。
參考文獻：
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衛星通信技術(shù)發(fā)展應用【2】
摘 要：本文介紹了衛星通信的基本概念及相關(guān)技術(shù)，重點(diǎn)介紹衛星通信技術(shù)在中海油應用領(lǐng)域上的發(fā)展以及小站衛星通信方式的應用。
關(guān)鍵詞：衛星通信;海上石油衛星;VSAT;自動(dòng)跟蹤
0 引言
20世紀90年代初，從中海油開(kāi)始建立第一個(gè)衛星端站至今，已經(jīng)有超過(guò)20年的衛星通信技術(shù)應用。
目前，已經(jīng)形成了以湛江、天津、深圳、上海這4個(gè)中心站點(diǎn)為核心的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )，且已經(jīng)具備了鏈路相互備份功能。
1 衛星通信在中海油的發(fā)展
1.1 TES衛星系統
TES(TelephonyEarthStation)是基于衛星的全數字話(huà)音和數據通信的網(wǎng)狀網(wǎng)，它在多個(gè)地球站之間提供網(wǎng)狀連接，支持系統內任意地點(diǎn)遠端站之間的電話(huà)、同步、異步數據通信，TES系統在中海油的應用主要用于話(huà)音與數據傳輸。
運用的是C波段衛星的頻分多址方式FDMA實(shí)現與地面站間的通信，使用四相相移鍵控QPSK或二相相移鍵控BPSK調制方式，信道編碼采用編碼效率為1/2或3/4的前向糾錯FEC。
TES是中海油海上平臺初期使用的一種主要的衛星通信方式，主要承載的業(yè)務(wù)為話(huà)音業(yè)務(wù)，所使用的衛星資源前期以亞洲3號衛星為主，后來(lái)轉至鑫諾1號衛星。
1.2 VSAT衛星系統
VSAT衛星通信系統的地面部分由中樞站、遠端站和網(wǎng)絡(luò )控制單元組成，中樞站的作用是匯集衛星來(lái)的數據然后向各個(gè)遠端站分發(fā)數據，遠端站是衛星通信網(wǎng)絡(luò )的主體，VSAT衛星通信網(wǎng)就是由許多的遠端站組成的，一般遠端站直接安裝于用戶(hù)處，與用戶(hù)的終端設備連接。
VSAT衛星通信系統是中海油海上平臺主要的衛星通信應用方式。
此系統的特點(diǎn)是天線(xiàn)口徑小、靈活性強、可靠性高、使用方便及小站可直接裝在用戶(hù)端等特點(diǎn)，利用VSAT用戶(hù)數據終端搭配復用器使用，可同時(shí)承載話(huà)音業(yè)務(wù)和數據業(yè)務(wù)。
VSAT衛星系統主要配合Netperformer系列復用器使用，Netperformer系列復用器使用了信元中繼cellrelay技術(shù)，將語(yǔ)音流和數據流分割為特定的信元cells，然后將不同業(yè)務(wù)類(lèi)型的信元cells復用到單一的物理或邏輯鏈接上，根據對時(shí)延的敏感程度不同對業(yè)務(wù)進(jìn)行分類(lèi)，并賦予不同的傳輸優(yōu)先級，能有效保證話(huà)音業(yè)務(wù)質(zhì)量，為中海油的海上平臺及移動(dòng)船舶提供穩定的話(huà)音及數據業(yè)務(wù)。
目前中海油主要使用的是中星10號的衛星的轉發(fā)器來(lái)承載衛星話(huà)音及數據業(yè)務(wù)。
1.3 STARWIRE衛星網(wǎng)管系統
STARWIRE系統在網(wǎng)管NCS的支持下可提供PAMA，DAMA等業(yè)務(wù)，使用了先進(jìn)的PCMA載波疊加專(zhuān)利技術(shù)，能有效地節省衛星轉發(fā)器帶寬。
主要由NCS網(wǎng)管系統、ST用戶(hù)終端、衛星三部分組成。
STARWIRE衛星網(wǎng)管系統是第三代按需分配的衛星通信系統，終端設備內置路由功能，直接支持先進(jìn)的IP網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)業(yè)務(wù)。
NCS網(wǎng)管通過(guò)控制信道監控ST的工作，ST之間通過(guò)控制信道FOW/ROW建立業(yè)務(wù)信道。
中海油下屬的4個(gè)中心站點(diǎn)通過(guò)STARWIRE網(wǎng)管系統能夠有效管理所屬轄區內的衛星小站。
相對于早期衛星通信技術(shù)應用，NCS系統能夠更加有效地對小站進(jìn)行管理，節省衛星資源帶寬。
1.4 SKYEDGEⅡ衛星網(wǎng)管系統
SKYEDGEⅡ衛星網(wǎng)管系統是一個(gè)雙向衛星通信系統，由兩個(gè)方向的傳輸構成：入境基于DVB-RCS標準，采用MF-TDMA技術(shù)對資源進(jìn)行預約分配減少數據碰撞;出境基于DVB-S2標準，支持CCM及ACM工作模式，可用于單播和組播數據、VoIP、ABIS等業(yè)務(wù)數據。
系統主要由衛星主站、衛星/轉發(fā)器、遠端站三部分組成。
SKYEDGEⅡ支持三種基本網(wǎng)絡(luò )拓撲結構星型、網(wǎng)狀、多星狀。
SKYEDGEⅡ衛星網(wǎng)管系統是目前中海油主要使用的衛星通信系統，利用此網(wǎng)管系統，將中海油的4個(gè)海上衛星中心站進(jìn)行整合，形成了統一的大網(wǎng)管系統，對各中心站點(diǎn)進(jìn)行鏈路互備，形成一個(gè)完整的多功能衛星網(wǎng)管系統。
2 衛星通信技術(shù)在中海油的應用形式
2.1 海事衛星A/C/F站的應用
海事衛星共有4顆衛星覆蓋全球海洋，它們分別是大西洋西區、大西洋東區、印度洋區、太平洋區。
海事衛星A站于2007年底正式停止運營(yíng)，中海油海上船舶與移動(dòng)式鉆井平臺目前以C站、F站為主要的應用。
2.2 固定天線(xiàn)式的衛星通信應用
固定天線(xiàn)式衛星通信主要應用在中海油海上固定式采油平臺、自升式鉆井平臺以及陸地端站上，是一種常規的衛星通信應用。
固定式采油平臺及自升式鉆井平臺主要以3.7米C波段的衛星天線(xiàn)為主，Ku波段衛星天線(xiàn)為輔。
衛星中心站使用的是大口徑衛星天線(xiàn)來(lái)承載衛星通信業(yè)務(wù)。
固定天線(xiàn)式在中海油是最早的衛星通信應用，也是中海油目前最成熟的衛星通信應用，中海油內曾使用直徑為12米的衛星天線(xiàn)作為衛星的主站使用。
2.3 半自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)式的衛星通信應用
半自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)主要應用于中海油自升式鉆井平臺，天線(xiàn)以C波段的半自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)為主。
由于工作環(huán)境需求，自升式鉆井平臺需要經(jīng)常更換鉆井位置，期間鉆井平臺需要拖航至新的目的地，使用固定式衛星天線(xiàn)則需要經(jīng)常性地對天線(xiàn)的方位及俯仰進(jìn)行調整，且拖航期間無(wú)法使用。
采用半自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)可以在拖航期間自動(dòng)尋星，主要缺點(diǎn)是無(wú)法360度旋轉，實(shí)現不了全自動(dòng)跟蹤，有時(shí)需要人工進(jìn)行干預。
2.4 自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)式的衛星通信應用
自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)C波段主要以美國的SEATEL的97型全自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)以及西安盤(pán)古通信技術(shù)有限公司的全自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)為主;Ku波段主要以SEATEL的4006自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)以及國內的一些動(dòng)中通天線(xiàn)為主。
中海油海上半潛式鉆井平臺一般以C波段的自動(dòng)跟蹤為主要的衛星通信，南海9號鉆井平臺所使用的自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)衛星系統經(jīng)過(guò)測試能夠提供4Mb/s以上的鏈路帶寬。
Ku波段的自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)主要應用與海上的移動(dòng)船舶，包括拖輪及勘探船，這些移動(dòng)船舶受限于天線(xiàn)的安裝場(chǎng)地要求，而且對鏈路帶寬要求不大，Ku波段的自動(dòng)跟蹤天線(xiàn)的應用非常適合在這類(lèi)環(huán)境使用。
3 結語(yǔ)
衛星通信技術(shù)在中海油海上平臺及移動(dòng)船舶上有著(zhù)超過(guò)20年的應用，從早期的TES小站的話(huà)音應用，到現在的多功能SKYEDGEⅡ網(wǎng)管系統的多業(yè)務(wù)綜合應用，中海油在衛星通信應用方面已經(jīng)覆蓋了C、L、Ku等波段。
隨著(zhù)中海油向深海發(fā)展，衛星通信技術(shù)將在中海油海上勘探、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用。
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