高速卫星：来自太空的宽带

2019-11-04 23:07:31

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供稿：网友

    几种备受瞩目的宽带技术，包括Cable Modem、DSL以及无线宽带，都不同程度地遭遇了挫折。在光纤还未到达的地方，昂贵的T1租用线和低速的拨号方式仍是人们上网不得已的选择。同时，覆盖全球的高速卫星宽带技术则一直发展得很平稳。随着新一代卫星的陆续升空，卫星宽带网络的传输速度将进一步提高，成本进一步降低。

    宽带网络卫星自带交换机，并配有高精度的定向天线，能够精确指向特定的用户。宽带卫星网络服务对象也很广，既有企业级的大用户，也有个人用户。目前，卫星宽带网的建设者和运营者主要有三家，他们分别是：Spaceway公司、Strolink公司和Alenia Spazio公司。Spaceway公司计划面向全球提供服务，Alenia Spazio则只在欧洲和亚洲开展业务。

    宽带卫星网与基于低轨道卫星的铱星移动电话网有很大区别。低轨道卫星网通常需要向空中发射数十颗卫星。尽管也有公司打算利用低轨道卫星提供宽带网络服务，但在一系列资金和技术问题尚未圆满解决之前，这类卫星还难以上天。

    宽带卫星网使用的卫星是一种改进型的地球同步卫星。地球同步卫星位于赤道上空，在地球的同步轨道上运行，相对于用户来说，它似乎是静止的。用户通过VSAT（小型卫星数据站）与它通信。全球数以千计的公司和数以百万计的电视观众其实早在宽带网络卫星出现之前就在使用这种卫星。

    同步卫星在通信方面有两个缺点：一是信道路径太长，信号从地球到卫星平均要走2.23万英里，信号传输路径如此之长，势必要产生比较严重的传输延迟；二是极地四周地区的信号功率衰减太大。为克服上述两种缺陷，新一代的同步卫星采用了一些新技术。Spaceway和Alenia Spazio公司在卫星上配备了智能交接设备，两个用户能够直接通信，减少了信号在地球和卫星间的往返次数。Spaceway公司还开发了一种在两颗卫星间直接通信的技术，当两个用户通过不同的卫星进行通信时，数据就可以绕过地球，在两颗卫星间直接交换。到2004年，当宽带卫星网真正在全球通行时，很多数据都将通过多个卫星从地球的一边传向另一边。针对极地四周信号弱的问题，只能采取增大信号功率的办法，具体措施是通过定向无线波束，将无线电波能量直接发送到用户端。这样一来，在不同的地区还可以使用相同的电磁波频谱，用户不需要通过滤波就能直接收到属于自己的信号，所以，这一办法还扩展了网络的用户容量。

    现有的卫星系统大多数都采用一点到多点的广播通信方式，在进行点对点通信时，比如个人用户访问公司网络或进行互动式页面浏览时，这种广播工作方式就显得很不经济。

    但在另外一些场合，广播通信方式却有其突出的优点。假如将某个网络整个与某颗卫星相连，那么这颗卫星就相当于一个巨大的以太网集线器，任何一个用户上传到卫星的数据都会自动以广播方式发送到所有用户。与以太网一样，当网络负荷过重时，就会频繁发生数据碰撞。卫星宽带网的数据收发是不对称的，上星速率一般为512kbps，下星速率一般为2Mbps,因此，假如同时收发数据的用户不超过5个，数据碰撞的概率就会很低。

    一点对多点的广播通信方式非常适合用来连接公司驻各地的分支机构。BOB EVANS FARMS公司通过租用Spacenet的宽带卫星网，将其400多个分支机构连在了一起。对他们而言，纯地面网络服务成本过高，更何况，在某些偏远地区，一般的地面网络也难以到达。Spacenet公司的最大客户是美国邮政，美国邮政利用Spacenet公司的网络将其分散在边远地区的1.7万多家邮局连接了起来。Spacenet公司对TCP和HTTP协议的某些地方作了改进，以减轻传输延迟对同步卫星通信产生的不良影响。

    在个人用户网络设备市场，卫星产品也越来越受到欢迎。Starband公司第一个推出了面向个人用户的双向卫星网络服务。由于为这类网络提供服务的卫星距电视转播卫星很近，用户可以用同一个卫星地面天线既看电视又上网。从性能和价格来看，双向卫星网络服务与DSL相似，但不像DSL那样受地域和安装条件的限制。

    Starband公司的双向卫星网络服务在技术上采用了ip协议加速机制，因此，无法与各种VPN客户端进行互操作，这就使该种服务只适用于个人用户，而无法满足商业用户的多种需求。DirectPC公司还推出了一种更廉价的单向卫星网络服务，最适于单纯的页面浏览，用户的页面请求通过电话拨号传至ISP，页面内容则通过卫星下载到客户端上。由于要占用电话线，这种卫星网络服务严格来说已经算不上宽带卫星网络服务了。专家猜测，随着双向卫星网络设备和服务价格的不断下降，单向卫星网络市场将不断萎缩。

    大多数的卫星宽带网服务都是面向固定用户的，但也有一些像Inmarsat这样的服务提供商，千方百计缩小终端设备的体积，以便为移动用户提供卫星网服务。尽管如此，这些卫星网络终端与一般的移动网络终端相比，还是显得过于庞大，但在某些非凡场合，如无法找到或根本不存在其它网络的地方，这种移动卫星网服务就成了唯一选择。前一段时间，有的战地记者就用上了一种相当于视频电话的卫星网络设备。这种视频电话的体积有一个手提箱那么大，而数据吞吐量只有64kbps，相当于传统的ISDN视频会议系统的六分之一。不过，正如Inmarsat公司那样，许多服务提供商正计划发射功能更强的卫星，并进一步缩小终端设备的体积，增强数据处理能力。到2004年，卫星网终端的数据吞吐量将达432 kbps，体积则只有一个笔记本电脑大小。分析家认为，卫星宽带接入技术是目前发展最快的宽带接入技术，预计在2002年的全部宽带部署中将占到20.5%。

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