高速衛星：來自太空的寬帶

2019-11-04 23:07:31

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供稿：網友

    幾種備受矚目的寬帶技術，包括Cable Modem、DSL以及無線寬帶，都不同程度地遭遇了挫折。在光纖還未到達的地方，昂貴的T1租用線和低速的撥號方式仍是人們上網不得已的選擇。同時，覆蓋全球的高速衛星寬帶技術則一直發展得很平穩。隨著新一代衛星的陸續升空，衛星寬帶網絡的傳輸速度將進一步提高，成本進一步降低。

    寬帶網絡衛星自帶交換機，并配有高精度的定向天線，能夠精確指向特定的用戶。寬帶衛星網絡服務對象也很廣，既有企業級的大用戶，也有個人用戶。目前，衛星寬帶網的建設者和運營者主要有三家，他們分別是：Spaceway公司、Strolink公司和Alenia Spazio公司。Spaceway公司計劃面向全球提供服務，Alenia Spazio則只在歐洲和亞洲開展業務。

    寬帶衛星網與基于低軌道衛星的銥星移動電話網有很大區別。低軌道衛星網通常需要向空中發射數十顆衛星。盡管也有公司打算利用低軌道衛星提供寬帶網絡服務，但在一系列資金和技術問題尚未圓滿解決之前，這類衛星還難以上天。

    寬帶衛星網使用的衛星是一種改進型的地球同步衛星。地球同步衛星位于赤道上空，在地球的同步軌道上運行，相對于用戶來說，它似乎是靜止的。用戶通過VSAT（小型衛星數據站）與它通信。全球數以千計的公司和數以百萬計的電視觀眾其實早在寬帶網絡衛星出現之前就在使用這種衛星。

    同步衛星在通信方面有兩個缺點：一是信道路徑太長，信號從地球到衛星平均要走2.23萬英里，信號傳輸路徑如此之長，勢必要產生比較嚴重的傳輸延遲；二是極地四周地區的信號功率衰減太大。為克服上述兩種缺陷，新一代的同步衛星采用了一些新技術。Spaceway和Alenia Spazio公司在衛星上配備了智能交接設備，兩個用戶能夠直接通信，減少了信號在地球和衛星間的往返次數。Spaceway公司還開發了一種在兩顆衛星間直接通信的技術，當兩個用戶通過不同的衛星進行通信時，數據就可以繞過地球，在兩顆衛星間直接交換。到2004年，當寬帶衛星網真正在全球通行時，很多數據都將通過多個衛星從地球的一邊傳向另一邊。針對極地四周信號弱的問題，只能采取增大信號功率的辦法，具體措施是通過定向無線波束，將無線電波能量直接發送到用戶端。這樣一來，在不同的地區還可以使用相同的電磁波頻譜，用戶不需要通過濾波就能直接收到屬于自己的信號，所以，這一辦法還擴展了網絡的用戶容量。

    現有的衛星系統大多數都采用一點到多點的廣播通信方式，在進行點對點通信時，比如個人用戶訪問公司網絡或進行互動式頁面瀏覽時，這種廣播工作方式就顯得很不經濟。

    但在另外一些場合，廣播通信方式卻有其突出的優點。假如將某個網絡整個與某顆衛星相連，那么這顆衛星就相當于一個巨大的以太網集線器，任何一個用戶上傳到衛星的數據都會自動以廣播方式發送到所有用戶。與以太網一樣，當網絡負荷過重時，就會頻繁發生數據碰撞。衛星寬帶網的數據收發是不對稱的，上星速率一般為512kbps，下星速率一般為2Mbps,因此，假如同時收發數據的用戶不超過5個，數據碰撞的概率就會很低。

    一點對多點的廣播通信方式非常適合用來連接公司駐各地的分支機構。BOB EVANS FARMS公司通過租用Spacenet的寬帶衛星網，將其400多個分支機構連在了一起。對他們而言，純地面網絡服務成本過高，更何況，在某些偏遠地區，一般的地面網絡也難以到達。Spacenet公司的最大客戶是美國郵政，美國郵政利用Spacenet公司的網絡將其分散在邊遠地區的1.7萬多家郵局連接了起來。Spacenet公司對TCP和HTTP協議的某些地方作了改進，以減輕傳輸延遲對同步衛星通信產生的不良影響。

    在個人用戶網絡設備市場，衛星產品也越來越受到歡迎。Starband公司第一個推出了面向個人用戶的雙向衛星網絡服務。由于為這類網絡提供服務的衛星距電視轉播衛星很近，用戶可以用同一個衛星地面天線既看電視又上網。從性能和價格來看，雙向衛星網絡服務與DSL相似，但不像DSL那樣受地域和安裝條件的限制。

    Starband公司的雙向衛星網絡服務在技術上采用了ip協議加速機制，因此，無法與各種VPN客戶端進行互操作，這就使該種服務只適用于個人用戶，而無法滿足商業用戶的多種需求。DirectPC公司還推出了一種更廉價的單向衛星網絡服務，最適于單純的頁面瀏覽，用戶的頁面請求通過電話撥號傳至ISP，頁面內容則通過衛星下載到客戶端上。由于要占用電話線，這種衛星網絡服務嚴格來說已經算不上寬帶衛星網絡服務了。專家猜測，隨著雙向衛星網絡設備和服務價格的不斷下降，單向衛星網絡市場將不斷萎縮。

    大多數的衛星寬帶網服務都是面向固定用戶的，但也有一些像Inmarsat這樣的服務提供商，千方百計縮小終端設備的體積，以便為移動用戶提供衛星網服務。盡管如此，這些衛星網絡終端與一般的移動網絡終端相比，還是顯得過于龐大，但在某些非凡場合，如無法找到或根本不存在其它網絡的地方，這種移動衛星網服務就成了唯一選擇。前一段時間，有的戰地記者就用上了一種相當于視頻電話的衛星網絡設備。這種視頻電話的體積有一個手提箱那么大，而數據吞吐量只有64kbps，相當于傳統的ISDN視頻會議系統的六分之一。不過，正如Inmarsat公司那樣，許多服務提供商正計劃發射功能更強的衛星，并進一步縮小終端設備的體積，增強數據處理能力。到2004年，衛星網終端的數據吞吐量將達432 kbps，體積則只有一個筆記本電腦大小。分析家認為，衛星寬帶接入技術是目前發展最快的寬帶接入技術，預計在2002年的全部寬帶部署中將占到20.5%。

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