iPSTAR的系统特点及其与传统卫星通信系统的比较
卫星新技术IPSTAR宽带卫星技术及应用PPT课件
美国劳拉空间系统公司 FS-1300L 14 KW 约6500 kg 12年 2005年8月11日 Ariane 5
IPSTAR-1卫星的覆盖范围
轨道位置：东经119.5o 卫星容量
➢ 45 Gbps (前向25/回传20， 支持1300万用户)
➢ 以上为使用120cm天线计算 得出的标称容量
服务于中国地区的关口站有三座，分别位于北京、 上海和广州，相互之间通过地面光缆相连接
IPSTAR端站
•IPSTAR终端可与IP 兼容，可与现有的各种网络应用、
实用程序和硬件接口結合。因此，设计提供有各种不同
的终端配置选择，满足各种用户的需要。
•IPSTAR用户终端由两部分组成：
–室内单元（IDU）：高性能的IPSTAR卫星调制解调器
由IPSTAR-1卫星、业务关口站和小口径天线地面 终端组成
拓扑结构：星型 关口站工作于Ka频段，端站工作于Ku频段
即关口站到终端的前向链路为Ka上行，Ku下行 终端到关口站的返向链路为Ku上行，Ka下行 由IPSTAR-1卫星完成Ka-Ku频段的交链
端站与地面宽带网络以及相互之间的业务连接和 交换由关口站完成
IPSTAR 的IPX-9200 企业系列卫星 调制解调器可安装到19”机架上， 并可方便地连接到PC 网络或其它 网络设备。坚固的设计适合苛刻 的环境、农村及大负荷应用。
–室外单元（ODU）：专门为IPSTAR 室内单元进行优
化选择的室外单元系统
室内单元 (IDU):
室外单元 (ODU):
专业系列
IPSIPSTAR端站——室内单元TAR
终端：专业系列
•全新的IPX-3200（iCON）卫 星调制解调器，以最诱人的 价格保证高性能和双向连接 的轻松宽带互联网接入。 •特点:
基于IPSTAR卫星宽带通信技术的应用分析
【 关键词】ＩＳＡ ＰＴ Ｒ卫星； 宽带通信 ； 多场合应用； 分析与探讨 【 中图分类号】Ｔ ９７ ． Ｎ ２ ２ 【 文献标识码】Ｂ
１ ＩＳ Ａ Ｐ Ｔ Ｒ卫星宽 带通信技术简述
通信系 统 ， 收 速 率 与 回传 速 率 分 别 达 到 ４ Ｍ ｉ ｓ和 接 ｂｔ ／ ２Ｍ ｉ ｓ提供包括 语音 、 据 、 议 电视 、 ｂｔ 。 ／ 数 会 互联 网宽带接
从而有效地避 开了地面网络基础设 ４ ｂ ／ ， ５Ｇ ｉ ｓ是传统通信卫星容量的 ２ ３ ｔ ０～ ０倍 ， 而有效 降 提供 高速互联 网服务 ， 从
链路容量灵活 低 了单位带宽卫 星容量 的使用成本 ， 可以更经济地为用户 施的限制 。根据独享或共享需求分配带宽 ，
适应数据流量突发状况 ， 带宽 资源不但得 到充分利 提供宽带接人和通信服务。 目前 ， 中卫普信宽带通信有 限 可变 ， 同时也形成 了个人用户理想 的宽带接 人方案 Ｊ开辟 ， 公 司（ Ｂ Ｎ） Ｃ Ｓ 是中国卫通通信集 团公 司旗 下独家经 营 Ｉ— 用 ， Ｐ
ＳＡ Ｔ Ｒ宽带卫 星的专业公司 。
和丰富了中小单 位 、 公共互 联 网用户 （ 热点 ） 如 以及 多用
ＩＳ Ａ Ｐ Ｔ Ｒ卫 星宽带 通信 系统 由 ＩＳ Ａ Ｐ Ｔ Ｒ卫 星 、 业务 关 户单元 （ Ｕ） ＭＤ 宽带接人 的新途径 。应用示例见 图 １ 。 口站和小 口径天线 地面终端 组成 ， 是一 个完全 基 于 Ｉ Ｐ技 术 的宽带卫 星通信广播系统 ， 采用星状拓扑结构 。业务关 口站与端站分别 工作 于 Ｋ 频 段和 Ｋ ａ ｕ频段 ， 口站 到终 关
＼
图 ２ Ｉ Ｓ Ａ 系统 Ｔ ＰＴ Ｒ Ｖ回程 与 Ｓ Ｇ 应 用 示例 Ｎ 一 叼＞ Ｉ
宽带海事卫星通信系统技术的基本特点及应用
宽带海事卫星通信系统技术的基本特点及应用1. 引言1.1 引言宽带海事卫星通信系统技术的发展，标志着海洋领域通信技术的飞速进步。
随着海事行业的不断发展和现代化需求的增加，传统通信系统在满足需求方面已经显得力不从心。
而宽带海事卫星通信系统技术的出现，为繁琐的海洋通信工作提供了更加高效、稳定、安全的通信手段。
海事行业的特殊性使得其对通信技术的要求更高，比如在恶劣海洋环境下的通信保障、远程海域的数据传输、海上作业的实时监控等。
而宽带海事卫星通信系统技术的基本特点是其具有高速、稳定、全球覆盖的通信能力，能够有效应对海事行业的需求挑战。
本文将深入探讨宽带海事卫星通信系统技术的基本特点以及其在船舶通信、渔业监控、沿海保障和海洋资源勘探等应用领域中的具体运用。
通过对这些内容的分析，可以更好地了解宽带海事卫星通信系统技术在海洋行业中的重要作用和发展趋势。
【2000字】2. 正文2.1 宽带海事卫星通信系统技术的基本特点一、高速传输能力宽带海事卫星通信系统具有高速传输能力，能够实现海事通信数据的快速传输和处理。
通过卫星通信技术，可以实现海事信息的实时传输，提高海事应答和处理的效率。
二、全球覆盖宽带海事卫星通信系统具有全球覆盖的特点，可以实现全球范围内的海事通信和监控。
无论船舶身处何处，都可以通过卫星通信系统与岸上指挥中心进行联系，实现信息的及时传递和应对。
三、高度可靠性宽带海事卫星通信系统具有高度可靠性，可以在恶劣海况下仍能保持稳定的通信连接。
这为海事行业提供了重要的保障，确保海上活动的顺利进行和安全。
四、多样化应用宽带海事卫星通信系统可用于多种应用领域，如船舶通信、渔业监控、沿海保障和海洋资源勘探等。
通过不同的应用场景，可以实现更多功能和服务，满足海事行业的多样化需求。
五、信息加密保障宽带海事卫星通信系统还具有信息加密保障的特点，可以确保海事数据的安全和隐私。
采用先进的加密技术，有效防止信息被非法获取和篡改，保障海事通信的安全性。
卫星通信系统概述
第二代卫星移动通信系统：数字传输技术
·1988年，Inmarsat-C成为第1个陆地卫星移动数据通信系统 ·1993年，Inmarsat-M和澳大利亚的Mobilesat成为第1个数字陆地卫星移动电话系统 支持公文包大小的终端 ·1996年，Inmarsat-3可支持便携式的膝上型电话终端
► 通常采用右侧所示几何方法 来间接计算卫星的瞬时真近点角
► 图中，E称为偏心近点角，
θ是真近点角
卫星飞行方向
a
r
E
C
O
轨道平面 轨道平面的外接圆
18
卫星运动规律与轨道参数 续14
卫星在椭圆轨道平面内的定位
► 根据开普勒第二定理，可以推导偏心近点角E与平均近点角 M之间满足关系
sinE
上式通常称为开普勒方程（Kepler’s equation），在偏心率e ≠ 0时没有理论解，通常使用数值方法（如牛顿迭代法和线性迭 代法）来计算E的值
卫星通信系统概述
大纲
卫星移动通信系统概述 卫星运动规律与轨道参数 非静止轨道卫星星座设计 卫星星际链路特性 卫星移动通信系统网络结构 卫星移动通信系统频率规划 典型卫星移动通信系统介绍
2
卫星移动通信系统概述
卫星移动通信系统发展过程
第一代卫星移动通信系统：模拟信号技术
·1976年，由3颗静止卫星构成的MARISAT系统成为第1个提供海事移动通信服务的 卫星系统（舰载地球站40W发射功率，天线直径1.2米）
R 半 焦 距 a e r 远 地 点 r m a x a ( 1 e )r 近 地 点 r m i n a ( 1 e )
8
卫星运动规律与轨道参数 续4
iPSTAR通信卫星简介
新一代通信卫星iPSTAR北京时间2005年8月11日，欧洲阿里亚娜-5G运载火箭将一颗名为iPSTAR的泰国通信卫星发射升空，成功进入预定的地球轨道。
iPSTAR又叫THAICOM4，可译为“因特网卫星”或“泰国通信卫星-4”，是目前世界上最重的通信卫星。
这颗泰国的通信卫星由美国劳拉公司（Loral）研制，采用LS-1300S卫星平台，载有114台转发器，功率为15千瓦，设计寿命12年，重量约6.5吨，比2004年7月18日也是由阿里亚娜-5G运载火箭发射的当时全球最重的通信卫星——加拿大阿尼克-F2（ANIK-F2，6吨）重半吨，是当今世界上最大的高性能宽带卫星，可为亚太地区14个国家的多家企业和商业客户提供多层次的宽带业务。
它定点在东经120度赤道上空，天线直径75～120厘米，主要用于电视信号转播和网络传输。
可提供直接到桌面的因特网通信等服务，包括为亚洲和澳大利亚用户提供新型多媒体服务和数据服务，尤其是向印度ITI公司提供宽带卫星服务。
这颗卫星也是世界第一颗新型宽带通信卫星，传输速度为40Gbps 以上，采用了蜂窝多点波束等独特技术，等效于1000个以上常规的36兆赫兹编码和调制转发器，其带宽容量差不多相当于目前在亚洲地区服务的所有通信卫星容量的总和，即相当于20多个传统卫星。
可为用户提供上行链接速度4Mbps，下行速度2Mbps的数据服务。
配备的7个天线，可以提供112个Ku和Ka频段的地区或定点广播。
iPSTAR卫星既可以作为向因特网服务供应商（ISP）提供接入光纤网的因特网骨干接入手段，也能向用户提供可与有线和ADSL相媲美的解决“最后一公里”的宽带因特网服务。
能够有效地为整个亚太地区的个人和公司用户提供低成本的用户终端和带宽，将是ADSL、有线和固定无线等其他地面宽带的有力竞争者，具有覆盖区域广、组网迅速和服务灵活的优势。
运行在地球静止轨道的iPSTAR卫星是一个区域通信卫星系统，波段为Ku（84个点波束、3个赋形波束和7个区域广播波束）和Ka （18个馈源波束和网关）混合频段，具有较高的链路容量的Ku频段，比较适合于亚太地区用户通过较小尺寸的用户天线使用。
宽带海事卫星通信系统技术的基本特点及应用
宽带海事卫星通信系统技术的基本特点及应用1. 引言1.1 前言在当前信息化时代，海事行业对通信技术的要求越来越高，传统的通信手段已经无法满足海上船舶的信息传输需求。
宽带海事卫星通信系统以其快速、稳定、全球覆盖的特点，成为海事行业的首选通信方式。
通过卫星信号传输，可以实现海上船舶与岸上指挥中心之间的实时语音通话、数据传输和视频监控，极大地提高了海上航行的安全性和效率。
本文将介绍宽带海事卫星通信系统技术的基本特点，包括高速传输、抗干扰能力强、覆盖范围广等方面，并探讨其在海事领域的主要应用领域。
还将解析宽带海事卫星通信系统的技术原理、发展趋势和通过案例分析来展示其重要性。
通过本文的研究，希望可以深入了解宽带海事卫星通信系统技术的特点与应用，为海事行业的信息化发展提供参考和借鉴。
1.2 研究背景海事卫星通信系统是指利用卫星技术进行海事通信的系统。
随着航运业的快速发展和船舶数量的增加，海事通信在海上交通中的作用日益重要。
传统的海事通信系统存在带宽狭窄、数据传输速率低、信号覆盖范围有限等问题，无法满足现代海事业务的需求。
发展高效、快速、可靠的宽带海事卫星通信系统成为当前海事通信领域的研究热点。
海事卫星通信系统的发展背景主要包括以下几个方面：随着信息化时代的来临，海事业务中的数据量不断增加，传统通信系统已无法满足海事业务的需求；船舶数量的增加和船舶规模的扩大使得海事通信变得更加复杂，需要更高效的通信方式来保障海上交通安全；全球化经济的发展导致海上贸易活动的增加，海事通信在国际间的重要性日益凸显。
研究开发高效、安全、稳定的宽带海事卫星通信系统技术已成为当前海事通信领域的重要课题。
通过不断深入的研究和实践，将有助于提高海事通信系统的性能和可靠性，推动整个海事行业的发展。
1.3 研究目的研究目的旨在深入了解宽带海事卫星通信系统技术的基本特点及其应用，探讨其在海事领域中的重要性和作用。
通过对该技术的特点、应用领域、原理和发展趋势进行全面分析，旨在为海事行业提供更加高效、便捷、稳定的通信解决方案。
中国IPSTAR卫星宽带业务介绍
与SＰ/CP建立长期的合作伙伴关系，使宽带客户能更好地观看视频内容，SP/CP也可以通过IPＳTAＲ获得一条具有品质保证的内容传送通道。
Ipｓtar卫星宽带通信系统在全国的业务。由中国卫通独家经营。Ipsｔar卫星覆盖中国国土，在国内拥有相当于8颗传统卫星的带宽资源,Ipｓtar卫星采用了KA＋KU复合传输技术及频率多重覆用技术,使卫星的转发器成本远低于传统卫星成本,不仅在传统卫星通信业务上具有强大的竞争优势，而且宽带接入成本几乎可以和地面宽带网络相媲美；不仅可以向国内用户提供包括因特网宽带接入、话音、数据、视频和多媒体在内的综合服务，而且作为地面宽带网络的延伸、补充和备份。
IPSTAR卫星相关参数
卫星技术参数：
卫星寿命—至少１２年ﻫ卫星总功率—１4．４ＫWﻫ卫星干重—3.380KＧ
极化方式：
点波束:ＵL/DL：H/Vﻫ成型波束：ＵL/DＬ:V/Hﻫ广播波束：ＵＬ／ＤL:H/V
极化隔离度—2７dB
控轨精度—+/-0．05度ﻫ指向精度——点波束、关口站波束和成型波束的指向精度分别为0.0４度和０.10６度。
带宽按需分配——不使用,不花钱
TＶ回程和SNＧ应用
主要特性：
支持传输新闻剪辑、照片和新闻报道等文件,上传速度可达１-２Mbps.
轨道位置—测试轨道为１18．3度,最终轨道为119.5度。
宽带接入应用
ＩＰSTAR系统可以在覆盖的全国范围内直接向用户提供高速互联网服务,从而有效地避开了地面网络基础设施的限制。IPSTAR可根据需求提供带宽，带宽资源不但得到充分利用,同时也形成了个人用户理想宽带接入、中小企业、公共互联网用户(如热点）以及多用户单元（MDU）接入的新方案。
经典卫星通信系统介绍
• 利用卫星构成通信系统，首先要弄清楚它
的覆盖范围。显然，星上天线波束形状不 同及波束中心指向不同，它们照射地球表 面所形成的覆盖范围和区域也就不同。 • 地球覆盖的类型：如上，利用高度约 36000km轨道上的静止卫星基本上可以覆盖 36000km轨道上的静止卫星基本上可以覆盖 地球的1/3，不能覆盖的区域是高于南北纬 地球的1/3，不能覆盖的区域是高于南北纬 75度以上的地区。在大多数情况下。卫星 75度以上的地区。在大多数情况下。卫星 天线有效波束宽度远小于全球波束宽度， 这样可以将能量集中射向所要服务的地区， 并且抑制服务区外的辐射。
• VSAT是集通信、电子计算机技术为一体的 VSAT是集通信、电子计算机技术为一体的
固态化、智能化的小型无人值守地球站。 一般C频段VSAT站的天线口径约3M，Ku频段 一般C频段VSAT站的天线口径约3M，Ku频段 为1.8M、1.2M或者更小。可以把这种小站 1.8M、1.2M或者更小。可以把这种小站 建在楼顶上或就近的地方而直接为用户服 务。VSAT技术的发展，为大量专业卫星通 务。VSAT技术的发展，为大量专业卫星通 信网的发展创造了条件，开创了卫星通信 应用发展的新局面。
• 为了提高轨道利用率，卫星天线应力求达到如下性能： • 卫星天线主瓣方向图尽可能与要求的服务区相吻合。 • 控制服务区外的旁瓣大小，希望采用各种能压低第一旁瓣
电平且增加远离主瓣的其它旁瓣包络增益斜率的技术。这 样可以降低干扰电平，以利用解决同其它网络的协调问题， 同时也有利于采用多波束卫星天线。 卫星天线的设计应当使得当卫星在静止轨道上重新调整位 置后，仍能保证服务区所要的性能。 上述要求之间经常互相矛盾，因此需要权衡考虑，至于具 体采用何种天线类型取决于频率、波束宽度和运载工具的 有效载荷（尺寸和重量）。最小波束宽度取决于卫星姿态 保持、稳定精度以及诸如覆盖区和频率再用一类的业务要 求。
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➢ iPSTAR用户将受到邻星AsiaSat-4的下行载波干扰 因为AsiaSat-4的Ku频段下行垂直极化转发器有部分工作在 澳洲波束，iPSTAR卫星的部分中国点波束用户将不受邻星 下行干扰
缘的滚降在6dB左右
❖ EIRP
➢ 传统卫星中国波束通常为48到56dBw ➢ iPSTAR点波束多为59.5dBw以上（54.5dBw/54MHz），成型波
束为54.2dBw （47.5dBw/54MHz），广播波束为56dBw （40.3dBw/54MHz），服务区边缘的滚降都在6dB左右
❖ 区别
➢ iPSTAR卫星接收天线的多个中国点波束将受到邻星AsiaSat-4的 同一个上行载波的干扰 因为iPSTAR卫星的G/T值较高，点波束用户回传载波的功 率谱密度远低于AsiaSat-4的Ku用户上行载波，不排除受到 上行邻星干扰的可能性
➢ 关口站有必要配备频谱仪，在必要时监测是否受到上行干扰
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➢ Ka频段，点波束、成型波束的关口站馈线链路
❖ 波束
➢ Ku频段点波束、成型波束与广播波束，Ka频段关口站点波束
❖ 中国地区关口站
➢ 北京、广州、上海
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工作频段
❖ 传.25-12.75GHz
❖ iPSTAR卫星
➢ 点波束上行为14000-14375MHz，下行为12200-12750MHz ➢ 成型波束上行为14375-14500MHz，下行为10950-11200 MHz ➢ 广播波束上行为13775-13975MHz，下行为11500-11700 MHz ➢ 关口站上行工作在27、28和29GHz频段，下行工作在18和19GHz
iPSTAR的系统特点 及其与
传统卫星通信系统 的比较
iPSTAR卫星的特点
❖ 卫星
➢ 固定卫星业务（FSS, Fixed Satellite Service）
❖ 转发器
➢ 透明信道（bend-pipe transponder）
❖ 工作频段
➢ Ku频段，点波束、成型波束的用户终端上下行，广播波束上下 行
Ku频段用户终端参数比较
❖ 天线口径
➢ iPSTAR点波束用户终端为0.84到1.2米 ➢ 传统卫星的Ku频段用户终端通常采用1.2到1.8米
❖ 功放功率
➢ 天线口径同上 ➢ 上传速率以2Mbps估算 ➢ iPSTAR点波束用户终端为1w ➢ 传统卫星的Ku频段用户终端通常需要4到8w
❖ RaiSat动中通设备
➢ 可工作于iPSTAR点波束的中心部分 ➢ 在传统卫星上几乎不可能得到正常应用
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传统卫星VSAT系统载波结构
❖ 点对点SCPC（单路单载波）
➢ 以往多用于话音和数据通信，现在多用于视频回传
❖ TDM/TDMA星状网
➢ 前向载波采用时分复用方式，返向载波采用时分多址方式
❖ TDMA网状网
频段
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FSS中国波束
上行垂直 下行水平 上行水平 下行垂直
FSS澳大利亚波束
上行水平 下行垂直
BSS香港波束
上行垂直 下行右旋
传统卫星Ku频段转发器的
频率和极化计划
亚洲四号卫星Ku波段频率和极化计划
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iPSTAR系统前向链路的
频率和极化计划
❖前向链路
➢关口站在Ka频段发送载波，供用户终端在Ku频段接收
➢ 网内的多个地球站以按需分配方式时分复用同一个载波
❖ DVB广播
➢ DVB-S，单向广播 ➢ DVB-RCS，卫星回传 ➢ DVB-S2，可根据传输条件，选用有效利用功率带宽资源的调
制编码方式
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iPSTAR系统载波结构
❖ 前向载波TOLL
➢ 通常由16个带宽各为3.375MHz的OFDM子信道组成 ➢ 子信道可以时分复用（TDM）方式，分为一个时帧上的百来个
用户终端之间的通信连接
❖ 传统Ku卫星
➢ 用户通常在同一个卫星波束（服务区）内收发载波 ➢ 上行/下行载波分别工作在14/12GHz频段 ➢ 网状网用户可以对通，星状网用户之间需要中心站转接
❖ iPSTAR
➢ 前向链路：关口站在Ka（27、28或29GHz/垂直或水平极化）频 段点波束中发送载波，用户在Ku频段点波束（12GHz/垂直极化） 或成型波束（11GHz/水平极化）服务区中接收
➢ 返向链路：用户在Ku（14GHz）频段点波束（水平极化）或成 型波束（垂直极化）服务区中发送载波，关口站在Ka（18或 19GHz/垂直或水平极化）频段点波束中接收
➢ 用户之间的通信需要经由关口站转接 ➢ 三个关口站之间的通信联系通过地面光缆连接
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邻星干扰分析
❖ 下行干扰
➢ 因用户小口径天线在偏轴方向收到邻星载波所造成的干扰 用户天线口径越小，越容易受到下行干扰
➢ 待建的点波束载波监测系统将有助于了解前向载波的工作状况 和受干扰状态
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邻星干扰分析（续）
❖ 上行干扰
➢ 因用户上行载波在天线偏轴方向泄漏到邻星所造成的干扰 用户天线口径越小，越容易对邻星造成上行干扰
➢ 邻星AsiaSat-4的Ku接收天线将收到多个iPSTAR中国点波束和 成型波束用户所发载波的重叠干扰 因为iPSTAR用户回传载波的功率谱密度较低，总的干扰效 果应在可以接受的范围内
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iPSTAR系统返向链路的
频率和极化计划
❖返向链路
➢用户终端在Ku 频段发送载波，供关口站在Ka频段接收
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iPSTAR卫星天线
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转发器参数比较
❖ G/T值
➢ 传统卫星中国波束通常为0到8dB/k ➢ iPSTAR点波束为18.5到19.5dB/k，成型波束为8dB/k，服务区边
➢ 传统卫星中国波束通常为东南高，东北和西北低，呈扇面滚降 ➢ iPSTAR点波束在中国东部各地的转发器参数大致相同，由转发
器中心向边缘滚降
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传统卫星Ku频段的G/T覆盖图
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传统卫星Ku频段的EIRP覆盖图
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iPSTAR卫星的点波束和成型波束覆盖图
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