卫星数据业务浅析

2019-11-03 18:33:47

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供稿：网友

信息产业部电信情报研究所徐玉一、卫星数据业务概述

　　Internet用户的接入业务有明显的不对称性，即用户向Internet发送（上行）的数据量很小，而从Internet接收（下行）的数据量大。在ISP运营的实际经验得出，上下行信道的速率一般比值在3：1～5：1之间，有些甚至达到9：1。如果采用对称的双向链路，无疑是以高价购置了使用率不高的上行带宽。因此，通过具有明显不对称性的卫星网络来实现用户接入Internet就成了很顺理成章而且经济的手段了。

　　自1994年开始，美国休斯公司控股的DirecTV公司开通利用高功率静止轨道卫星（Ku波段）给家庭用户直接传送数字电视节目的数字直播卫星（DBS）系统，并取得了成功。截至2000年4月13日，美国的DBS用户数共有1190万（其中DirecTV公司拥有用户830万），这意味着在美国有上千万个家庭直接使用小半径的卫星天线接收电视和广播节目。既然公司已经在卫星和终端用户间搭建了连接，DirecTV适时地抓住宽带接入这一潮流，利用这一现成的链路开展ip业务，这就是DirecPC卫星数据广播业务发展的最初动力。

　　虽然DirecPC是从DirecTV衍生出来的，但从技术实现的角度看，终端用户端只需要安装了能对准卫星的接收天线以及在天线与计算机之间的调制解调器，即可开通DirecPC业务。目前很多国家虽然没有DBS的业务，但均可以利用C波段的通信卫星提供DirecPC业务，用户也从普通的家庭用户扩展到雇员在20人以下的小型企业、电信业务提供者、SOHO等用户群。本文将通过DirecPC公司提供的业务分析卫星广播业务的特性。

二、用卫星提供数据广播业务的优势

　　利用卫星传送Internet业务主要有两种方式，即卫星广播传送方式和一般性提供Internet下行链路的方式。用卫星提供数据广播业务，卫星通信所具有的优势也就体现出来了。卫星通信的最大优势是实现对地面的完全覆盖，而且自身就是一种广播系统，能够直接通过地面的接收设备连接到用户终端，而且系统成本与距离无关，设备的布设简单。除此之外，利用卫星传送Internet业务还有以下的优势：

1易于实现IP多播

　　Internet业务中有很大的业务量是一发多收的。Internet网传统的解决办法就是重复发送同一文件来实现，这样会对网络带宽资源和通信速率造成极大的浪费，尤其是在发送大文件的时候这个弊病越发突出。而随着Internet业务的不断开展，许多新兴的应用如复制数据库和Web站点信息、视频会议、远程教学等越来越受到用户的欢迎，而这些业务要重复发送所占据的带宽不仅影响网络的正常运行而且会对用户的使用造成负面的影响。新的Internet 多播（Multicast）协议允许数据单次发送到多个目标来克服这个问题。卫星网络固有的广播能力和多址连接能力在这方面应用极大地简化了IP多播，有利于装备多播网络协议。与地面电路不同，卫星将信息发给多个目的地所要求的带宽与发送到一个地点所需的带宽是同样大的，同时接收的接收机数量也不受限制。

2易于实现IP推送技术

　　传统的Internet传送方式是用户通过上行链路发出申请，网络将所需的信息通过下行链路送到用户的计算机上，而其他的用户也许在同一时间发出同样的申请和拉取相同的信息。这样的工作过程有两个特点，一是相同的信息在很相近的时间内在网络上传送，因此出现了Internet的新发送忙时“推送”技术，推送就是把一个用户所要求产生的普遍的数据流广播给多个点；二是用户是主动的，这种主动也许是定期发生的，因此如果做到网络变为主动的，那么对用户来说就是定制了信息更新这一功能，以后不要再发送申请。卫星无所不在的覆盖能力和广播特性正好符合了这两点要求。

二、卫星数据业务特性

　　前面已经提到，休斯公司自1994年开始就推出了DirecPC卫星数据广播业务，用户可以接收到任何信息，包括实时的视像、声像或软件包，这些信息通过卫星可以传送到用户PC机或采用DirecPC卫星技术的网络服务器，从而引起了数据广播业务的浪潮。世界上许多大的卫星公司如GE Spacenet、GiLat、Comsat等纷纷都推出自己的产品参与市场的角逐。从提供的业务看，DirecPC公司的广播特征最明显，本文就以该公司的业务为例分析正在走向我们的卫星数据业务。

从提供的业务类型和特性看，目前的卫星数据业务主要有两种形式的业务。

1利用卫星链路提供Internet下行链路

　　DirecPC公司的Turbo InternetTM（业务名称）就是这类业务的代表。90％以上的Internet用户对Internet最多的抱怨就是网络的速度太慢，虽然目前还有很多途径可以改善用户的接入速度，但对于很多小型企业来说，要以能承受的价格获得理想的带宽的途径并没有很多的选择，DirecPC公司的这一项业务就是对准了这样的市场需求。

因此说，DirecPC Turbo InternetTM业务实际上就是利用DirecPC提供Internet下行链路的方式。所有的低速信息，如用户请求都通过电话线上的调制解调器发送出去，从Internet返回的大量宽带信息将通过卫星链路传送。通过卫星链路传送的文件下载速率达400kb/s；而且具有卫星的大范围覆盖等优势，可为用户节约通信成本，减少下载文件的时间。

　　对于已开展了DBS或DTH（直接到家）电视节目的用户，用户已经拥有天线、IRD和Modem的情况下，还需要在PC和IRD之间增加一个卫星接口单元（SIU）。用户通过Modem向当地的ISP发送小数据量的请求，ISP将用户信息发送给基站。基站相当于一个代理网关，将请求发送给Internet，对应的服务器受到请求后，将大量的应答数据返回给基站，基站经一定的处理将应答信息发送给卫星网关（SGW），SGW将视频、音频和数据复用在一起形成传输流，经过卫星信道适配器后发射。在用户端，IRD从天线接收下来的卫星信号中分离出视频、音频和数据，数据输出给SIU，SIU对数据进行一定处理后形成PC 可接收的数据包。这样，用户在享受电视服务的同时也能使用Internet业务。这种方式根据SGW端复用方式的不同，可以使Internet下行数据速率达2Mbps-30Mbps。但受现有的TCP/IP和UDP/IP限制及静止轨道卫星长时延的影响，用户有用的信息速率尚未达到这个速率，但计算表明其能达到的速率远远高于Modem速率。

2利用Internet的推送（push）技术和卫星的广播优势，将信息同时传送到多个用户手中，即卫星数据广播业务。

　　直播卫星数据广播是从卫星电视广播衍生而来的。它利用现有的直接到户卫星广播和卫星业务提供者向集团或个人的电脑传送电子内容。比起现有的普通因特网传输手段来，它的速度要快上1000倍。通常在非电视广播高峰期的几个小时内，数据广播用直接到户卫星将内容广播到卫星接收器上，然后这些内容将通过同轴电缆和安装在个人电脑上的电路板形式的集成接收解码器直接传送到个人电脑或网络当中。一经解码后，信息就保存在计算机的硬盘上以便将来查看和使用。当需要双向通信时，可以用电脑调制解调器通过拨号的方式进入公众网络，建立一个通信通道，或者返回路径可以由VSAT（甚小口径天线终端）以相对低廉的价格提供。尽管各种新技术的出现使调制解调器和电话网络的速率在不断地提高，卫星广播还是比其它的传输模式具有更为独特的优势。通过卫星传送这些热门站点信息后，减轻了现有网络的通信量，将有利于仍在使用基于地面线路传送因特网的用户得到更高的接入和反应速度。因为带宽比以前大大增加，消费者可以在最短的等候时间中得到需要的数据。而这种广播模式的成本之低是其它模式不太可能达到的。另外，卫星有着地面网络无法比拟的巨大覆盖范围，又可吸引一些极度缺少通信线路的顾客或集团用户，从而使内容提供者将从中得到很好的收益。对于内容提供者而言，利用卫星广播方式使给每个用户传送信息的成本降低了。卫星广播提供者也可以为他们已有的用户提供内容提供者的服务和信息，从而获得了额外的利润。

　　DirecPC公司采用高功率的卫星平台来传送数据，因此在将某一信息源传送到多个用户手中这点上具有地面系统没有的先天优势。这个固有的广播优势使得DirecPC可以优化带宽使用率，从而提高下载的速率，在有些场合可达到24Mbps。这种业务的用户群有两种：一是已购置了DirecTV天线来接收电视节目的住宅用户可以充分利用资源来获取信息，二是企业用户，而且可以说，卫星数据广播业务面向的主要是企业用户。

　　IP数据广播业务又可以根据业务的应用特点分成2类。一类是利用Internet点对多点的传播特性将信息以“包”方式传送到多个用户收中。DirecPC公司的IP Mulicast、IP Website和Packet Direvery等三种业务就属于这一类。这三种业务的区别在于：

　　● IP Mulicast主要为企业内部应用，企业的日常工作越来越多地需要传送实时性强的数据和其他企业范围的应用。除了进行远程教学以及企业视像传送外，很多DirecCP IP广播用户也使用该系统来传送较小的数据流，如经济票据等。

　　● IP website业务的用户是在互连网上拥有自己企业网页的企业。对这些企业来说，企业的重要信息放到了Internet网上，因此企业客户能从全球所有地方通过Internet接入到该企业主页上。矛盾在于：为了让用户点击主页时有耳目一新的感觉，企业主页设置的多媒体内容越来越多，客户下载的时间越长，从而影响了客户上网查询的兴趣。因此，很多企业希望能将客户最需要的信息摘录下来送到需要公司信息客户手中，这样就可以减缓企业web上的压力，吸引更多的人来访问。DirecPC Webcast就是为满足企业的这种需要而设定的。在客户端，用户可以定制自己经常要看的网址，向网络发出申请后，该用户就不需要通过电话线进入Internet获取信息，定制网址的更新内容将自动通过卫星送到用户的计算机上。一旦第一次传送的内容在PC上产生目录，以后就能连续获得信息。

　　● Package Delivery业务能将宽带的声音、图象和数据同时传送到多个用户手中，确保所有的用户同步接受到最新的信息，在最短的时间内，以最低的成本获得最大的市场份额。该项业务的用户主要是媒体公司，如报刊、杂志等。为了在激烈的竞争中赢得用户，传统的媒体公司不能靠传统的信息传送载体为用户提供服务，DirecPC协助将媒体公司“出版”的内容传送到订阅用户计算机上，消除了印刷、出版、发行等环节，让用户在需要时获得第一时间的信息。

　　第二类IP广播业务主要是DirecPC公司与其他的科研和教育机构如大学等合作，为企业提供必要的培训。 DirecPC的ONE TOUCH SystemTM和EdgeCastTM就是这类业务的代表。这两种业务的区别在于：

　　● ONE TOUCH SystemTM是将企业与教育机构（主要为大学）直接联系起来，让企业对所有的职工进行适合本企业的技能和企业内部专业知识的培训。不同的是，该业务采用的是Internet“允许”（enabling）技术，通过专用的接口和支持双向的信息交流。

　　● EdgeCastTM抓住的是适合各类企业的基本技能和专业知识的培训。从长远的发展看，这类培训会越来越多，而企业会更愿意将这种培训委托给第三方进行。DirecPC公司就是看到这方面市场的前景，与全美国50多家著名大学签订了这方面的合作协议，包括Massachusetts Institute of Technology、加副利亚大学、Northeastern University of Illinois等，适时地推出企业所需要的培训课程，满足企业越来越多的需要。

　　对企业来说，以上的几种业务都可能有需求，当然也可以单独接入其中一种业务。随着技术及用户需求的不断增长，卫星数据广播业务的种类会越来越多，越来越符合企业的需求。但有一点是可以明确的，DirecPC公司作为一个网络运营者和业务提供者，其服务的优势在于所提供的内容，这也符合了整个电信业的业务提供各方组成的价值链的变化，即网络运营者作为业务平台的提供者，其在整个价值链所占比重将下降，业务提供和内容提供者的作用越来越突出。因此可以预见，社会各方越来越多的企业、大学、或内容制造者将加入到这一行业中来。

摘自《通信市场》

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