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VSAT系统在农村通信中的应用
2006年7月28日 9:59  来源:电信网技术  作者:杨红梅
    摘要 本文在介绍农村通信技术特点的基础上,着重阐述了VSAT系统的组网、编号以及路由等问题,探讨了使用VSAT卫星通信系统解决农村通信问题的具体技术方案,并展望了农村通信的前景。 

    关键词 农村通信 VSAT 卫星通信 

    1、引言 

  目前,在我国广大农村,未通电话的行政村还有很多,这些地区大部分地理条件差、居住分散、交通闭塞且经济落后。虽然这些贫困地区的地方政府和当地农民对通信“从无到有”的需求都十分迫切,但是由于自然条件恶劣,采用光缆、电缆、GSM、CDMA等现有主流技术手段,利用现有网络进行延伸覆盖,存在着建设成本高、工期长、施工维护困难等问题。这些现实问题给我国农村通信发展带来了巨大的困难。因此,选择适合中国国情的通信技术手段进行农村通信建设就显得十分重要。 

  “低成本、广覆盖、低功耗、易维护”是面向未来我国农村通信市场发展的技术特点,在众多的通信技术中卫星通信有许多优点,如组网灵活,不受任何地形影响;通信容量大、覆盖面广、可同时传输数据和话音;具有多点广播能力,便于扩容;既可与地面系统相结合,又可绕开复杂的地面网建立独立的卫星网,而且,卫星通信技术还在不断发展。正因为如此,卫星通信自20世纪60年代以来,就已经得到广泛应用,并且事实上已成为目前解决我国农村通信问题的主要通信手段之一。 

  VSAT(Very Small Aperture Terminal)卫星通信系统是一种利用静止轨道卫星、用小型地球站组成的卫星通信系统。它可以应用于广播电视,通信领域,括固定、移动等业务;也可应用于公用和专用网。目前VSAT卫星通信系统已经广泛应用于电视、铁路、银行、证券、远程教育和医疗、民用航空、应急通信、移动通信、因特网接入以及农村通信中。 

  2、农村VSAT卫星通信系统简介 

  2.1 农村VSAT卫星通信网 

  农村VSAT卫星通信网主要由三部分组成:主站(包括网管中心)、关口站和端站。 

  (1)主站:通常是由网管中心设备和关口站设备组成的地球站。包括天线和跟踪系统、馈线、射频分系统、调制和解调、基带处理以及交换和通信接口设备等的通信系统和网络管理系统。通常,一个星型网中有一个把关口站和网管中心放在一起的主站。 

  (2)关口站:通常是一个不包括网管中心设备的通信站。完成卫星通信系统与地面电路交换中心之间的互通和互联,它受主站网管系统的控制和管理。一个星型网,可根据需要设置多个关口站。 

  (3)端站:通常是连接基站或用户终端设备的地球站。设备组成包括:天线、室外单元(ODU)、室内单元和用户终端或交换设备等。它受主站网管中心的控制和管理,并通过主站或关口站实现与地面用户或两个端站之间的通信。 

  农村卫星通信网的业务包括电话、视频和各种接入业务。根据业务的主要流向,农村卫星通信网的网络以星型网为主,网状网为辅。

  农村通信系统可根据已有地面网的实际情况,针对地面固定电话网和移动电话网采用不同的组网方式。通常,农村卫星通信系统的网络结构如图1所示。
图1 VSAT卫星通信系统的网络结构
  在VSAT卫星通信系统中,典型的组网方式有两大类:中继方式和接入方式。中继方式一般是指利用卫星电路做基站和基站控制器之间的中继电路;接入方式通常是指VSAT系统的端站设在行政村或没有通话的乡、镇内,VSAT话机直接接在端站上。实质上,中继方式组网是利用VSAT系统来解决地理条件恶劣的偏远农村的传输问题,而接入方式是利用VSAT系统解决覆盖和传输问题。这两种不同的组网方式适用于不同的应用场合。

  农村VSAT卫星通信系统通常采用C频段和Ku频段。当采用卫星电路做中继时一般采用C频段;当采用卫星电路做接入方式时一般采用Ku频段。

  农村VSAT卫星通信系统可采用的制式分为:电路加IP方式,全IP方式以及混合方式等多种。其中,所谓电路加IP方式是在双向电路传输网上叠加一个IP数据传输通道;全IP方式指的是双向传输均采用IP数据传输通道,一般采用H.323等协议,入向是MF-TDMA-VoIP方式;出向是DVB-s VoIP方式;混合方式是在IP数据传输通道中对话音的传送,部分采用了电路方式,如入向采用电路方式(MF-TDMA),出向采用IP/DVB-s广播方式。

  2.2 编号计划及拨号程序

  在农村VSAT卫星通信系统中,连接地面固定电话网的关口站所连接的VSAT用户话机按用户本地网固定端局用户编号,即:长途区号+PQR(S)ABCD,一般采用单独的局号来标识VSAT用户;连接地面移动电话网的关口站所连接的VSAT用户话机按用户本地网移动用户编号,即13(15)SHOH1H2H3ABCD,一般采用单独的HLR来标识VSAT用户。

  VSAT关口站在网络中处于端局位置。VSAT关口站编有所在地的局号,以便于被叫接续。

  当VSAT做主叫时,用户号码在出VSAT网络后PSTN和PLMN中主被号码的传送,遵循现有号码传送相关要求;当VSAT用户做被叫时,PSTN或PLMN中有交换局将用户被叫号码转换为VSAT关口局的局号进行接续。

  农村用户使用VSAT卫星通信网进行通信时,移动VSAT用户的拨号程序与普通移动用户完全一致,其他用户拨打移动VSAT用户,也类似普通的移动用户;固网VSAT用户的拨号程序与普通固网用户完全一致,其他用户拨打固网VSAT用户。也类似普通的固网用户。

  VSAT用户也可以正常使用各种紧急特种业务,如火警:拨119;匪警:拨110;急救中心:拨120;道路障碍:拨122等。

  2.3 呼叫接续原则

  以关口局转接为例,移动VSAT用户网络接续示意图如图2。
图2 移动VSAT用户网络接续示意图

  图2中,当VSAT用户B呼叫移动网用户A时,由VSAT卫星通信系统根据主叫用户B的号码,将话路接续至VSAT用户归属省的移动网关口局,然后由移动网关口局转接至被叫移动用户A。

  当移动用户A呼叫VSAT用户B时,由移动交换局(MSC/VLR)去查询VSAT用户所属HLR,通过所属HLR的路由查询,获得VSAT关口站号码并将话路转接至VSAT用户归属省移动网关口局,然后再转接至VSAT关口站(主站),由VSAT主站进行号码翻译,接续至被叫用户;目前,有些运营商是采用呼叫前转的方式(A呼叫B,前转到C,C号码寻址)来实现路由接续的,这时,VSAT主站需要根据原被叫号码(B号码)进行被叫接续。下面按照VSAT用户可能使用的各种呼叫情况,分别进行介绍。

  (1)VSAT用户呼叫VSAT用户

  由VSAT卫星通信系统网管中心根据被叫用户号码,将话路直接接续至被叫用户,不经过PSTN或PLMN。

  (2)VSAT用户做主叫

  VSAT用户呼叫固定网或移动网的用户,由VSAT卫星通信系统根据主叫用户号码,将话路接至VSAT用户归属运营商指定的交换局进行接续。

  (3)VSAT用户做被叫

  移动网VSAT用户和固定网VSAT用户接续方式有所不同,分别如下:

  ●移动网VSAT用户做被叫时,由移动交换局(MSC)去查询VSAT用户所属HLR,通过所属HLR的路由查询,获得VSAT关口站号码并将话路转接至VSAT关口站,然后通过VSAT卫星网络由VSAT主站进行号码翻译,接续至被叫用户;目前,有些运营商是采用呼叫前转的方式(C号码寻址)来实现路由接续的,这时,VSAT主站需要根据原被叫号码(B号码)进行被叫接续。

  ●固定网VSAT用户做被叫时,通过固定网受端转接至VSAT主站,由VSAT主站进行号码翻译,接续至被叫用户。目前,有以下两种实现方式可供选择:VSAT用户归属本地网的特定端局(或关口局)利用现有的长途网路将呼叫转接到VSAT主站,由于需要利用现有的长途网路疏通,因此不能将原有的被叫号码作为选路的号码,必须将路由号码示出来,例如可以采用将路由号码和被叫号码放在信令中不同的位置,也可以将路由号码和被叫号码合并在一起作为被叫号码传送(通过长途)至VSAT主站;VSAT主站通过原被叫号码进行接续;VSAT用户归属的本地网关口局可与VSAT主站之间建立长途专线;直接路由到VSAT主站,VSAT主站进行接续。

  (4)VSAT用户拨打紧急特种业务号码

  VSAT用户拨打紧急特种业务号码,VSAT关口站根据主叫号码增加长途区号,接续至VSAT用户本地网的特服台。关于紧急特种业务,为了使用户可以得到迅速快捷的服务,要求使用就近的紧急特种业务服务设施,在行业标准中规定:“各电信业务经营者根据电信主管部门确定的方案。由VSAT关口站根据主叫号码在紧急特种业务号码后按规定添加‘X’或‘XX’,由长途局或者本地网汇接局识别紧急特种业务号码的后缀‘X’或‘XX’,来区分主叫所在的不同市、县(区),并将紧急特种业务转接到主叫VSAT用户所在地的县(区)紧急特种业务平台”。

  3、结束语

  近年来,我国电信业发展突飞猛进,但在广大偏远贫困农村地区,通信发展情况却与整个电信发展水平很不平衡,贫困农村通信状况普遍落后,农村与城市之间的“数字鸿沟”也日益增大。目前发展农村通信面临的主要问题包括以下两个方面:一方面农村通信投入大、收益低;另一方面目前农村通信普遍服务还缺乏补偿机制,运营企业的积极性难以发挥。

  在这种情况下,除了建立良好的普遍服务基金补偿机制之外,选择适合农村通信需求的通信技术就显得尤为重要。如前所述,VSAT卫星通信系统具有组网灵活、通信容量大、覆盖面广等诸多优点,符合农村通信“低成本、广覆盖、低功耗、易维护”的需求特点,可以预见,VSAT卫星通信系统将在我国农村通信市场上发挥重要作用。

  随着城市通信技术的成熟和通信市场的逐渐饱和,在未来几年内,三四级城市、乡镇以及农村等经济发展程度较差的地区,将成为通信企业争夺新用户的下一个主战场,农村通信市场有望成为我国通信发展的一个新热点。
 
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