تکنولوژی VSAT در دسترسی بهتر به کانال های مخابراتی ماهواره ای

این مطلب توسط :اسکندری در تاریخ: یک شنبه 29 بهمن 1391 ساعت: 7:38 در سایت ارسال شده است.
تعداد بازديد : 1964 نظرات ()

تکنولوژی VSAT

در این مقاله سعی می شود در مورد تکنولوژی VSAT و انواع روشهای دسترسی به کانالهای مخابرات ماهواره ای و کاربرد آن در دنیای امروز بصورت مختصر بحث شود.

VSAT مخفف Very Small Aperture Terminal می باشد. همانگونه که از نام آن پیداست ترمینالهای بسیار کوجک ماهواره ای که در سایتهای پراکنده از لحاظ جغرافیایی واقع می باشند و از طریق یک لینک ماهواره با یک هاب که شامل تجهیزات مخابراتی پیشرفته و آنتن به مراتب بزرگتر از ترمینالها، مثلا حدود 6 متر، ارتباط دارند. در واقع با هزینه کردن در هاب می توان هزینه ترمینالها را بشدت کاهش داد. آنتنهای VSAT معمولا بین 0.75 تا 3.8 متر می باشند. دو نوع توپولوژی شبکه به نامهای STAR , MESH استفاده می شوند. در شبکه های کوچک، معمولا بین 5 تا 30 سایت، از MESH استفاده می شود و در شبکه های بزرگتر اغلب از توپولوژی STAR استفاده می شود.

باند فرکانسی مورد استفاده در این تکنولوزی باندهای C و KU و اخیرا باند Ka می باشد. آنتنهای مورد استفاده در باند KU کوجکتر از باند C می باشد( بعلت رابطه مستقیم گین آنتن با مجذور فرکانس).

موارد استفاده VSAT بطور اعم شامل: اینترنت، شبکه های خصوصی مخابراتی، ارتباطات تصویری و صوتی و فاکس می باشد. در دنیای امروزی می توان شبکه های VSAT را بطور گسترده مشاهده کرد که در ذیل به برخی از آنها اشاره شده است:

1-بازار بورس و اطلاعات قیمت ها
2-تراکنش بانکی و ATM ها
3-هواپیمایی و اطلاعات آب و هوا
4-به روز رسانی اطلاعات بازار و قیمت اجناس
5-تبادل اطلاعات پزشکی
6-یادگیری راه دور
7-سرویس های اورژانسی
8-اینترنت پر سرعت
9-VoIP

مهمترین موضوع در این نوع شبکه ها روش دسترسی به کانال است. کانال فرکانسی که هاب به VSAT ها دیتا می فرستد را Outroute گویند و در طرف مقابل از VSAT ها به هاب را Inroute گویند. اطلاعات از هاب روی یک باند فرکانسی مشترک برای تمام ترمینالهای واقع در آن شبکه ارسال می شود و معمولا از روش TDM برای مالتی پلکس استفاده می شود. در سمت Inroute اغلب یک پهنای باند بین تعداد زیادی پایانه تقسیم می شود، مگر ارتباط بصورت Point to Point و یا SCPC باشد. روشهای دسترسی به Inroute شامل TDMA ، FDMA ، FTDMA ، CDMA و SCPC(DAMA/PAMA)می باشد .

TDMA

مخفف Time Division Multiple Access می باشد.در این روش پایانه ها در اسلاتهای زمانی خاص که هاب به آنها تخصیص می دهد، به ارسال اطلاعات می پردازند. بدین ترتیب هر پایانه از کل پهنای باند فرکانسی ولی در اسلات زمانی مربوط به خود استفاده می کند. بازدهی این روش در سیستم تخصیص اسلاتها برای پایانه هاست. بطور معمول سه روش کلی وجود دارد: User Aloha ، Transaction Reservation و Stream.

User Aloha: در این روش پایانه ها دیتای خود را بصورت تصادفی در قسمتی از Inroute که برای این منظور تخصیص داده شده، می گذارند.در این حالت احتمال تصادم دیتا وجود دارد لذا برای دیتا با ترافیک کم، بسته های کوچک و با سایزهای یکسان مناسب می باشد.

Transaction Reservation: در این روش پایانه ای که یک یا چند Packet برای ارسال دارد، ابتدا یک درخواست تراکنش به هاب می فرستد. این درخواست شامل تعداد و سایز بسته ها می باشد. هاب نیز اسلاتهای لازم را تخصیص می دهد و پیام جواب را به پایانه می فرستد.

سپس پایانه بسته ها را در اسلاتها گذاشته و ارسال می کند و اگر دیتای بیشتری داشته باشد دوباره درخواست خود را می فرستد.

Stream : در این تکنیک فرصتهای ارسال بصورت Fixed و پریودیک به پایانه داده می شود. این روش در کاربردهای با Throughput بالا مانند ترافیک Voice مورد استفاده است.

FDMA

مخفف Frequency Division Multiple Access می باشد.در این روش بجای زمان باند فرکانسی تقسیم می شود و پایانه ها می توانند دیتای خود را هرزمان ارسال کنند ولی هر یک در محدوده فرکانسی خویش اقدام به ارسال می کنند. هاب نحوه تخصیص فرکانسها را بر عهده دارد.

FTDMA

مخفف Frequency Time Division Multiple Accessمی باشد. در این تکنیک همانطور که از نام آن پیداست هر دو روش فوق در هم ترکیب می شوند تا بازدهی بهتری بدست آید. یعنی با تقسیم کردن زمان و فرکانس بین پایانه ها در زمان واحد تعداد بیشتری پایانه قادر به تبادل اطلاعات می باشند. ضمنا با روش Frequency Hopping می توان امنیت ارسال دیتا را نیز بالا برد.

CDMA

در سیستم های رادیویی منابع،زمان و فرکانس می باشند و در روشهای ذکر شده در بالا نحوه تقسیم و تخصیص آنها را توضیح دادیم ولی در روش CDMA( Code Division Multiple Access)هر پایانه اقدام به ارسال دیتا در کل پهنای باند فرکانسی و در هر زمانی می پردازند. در این تکنیک از کدها برای تفکیک سیگنالها استفاده می شود. CDMA از کدهای یونیک جهت گسترده کردن spreading دیتای باند پایه قبل از ارسال می کند (Spread Spectrum) . سیگنال ارسالی در یک کانال زیر سطح نویز فرستاده شده و گیرنده از یک Correlator برای عکس گسترده سازی dispreading و استخراج سیگنال مطلوب (بعد از گذشت از یک فیلتر باند باریک) ، استفاده می کند.

آشنایی با باند های فرکانسی :

چون طیف رادیویی کامل است بنابراین پهنای باند سنجیده شده تا به باند های فرکانسی با محدوده از فرکانس های خیلی پایین( یا طول موج بلند) به فرکانس های خیلی بالا یا امواج با طول موج بسیار کوتاه تقسیم شوند.

تفکیک باند رادیویی

نام اختصاری معنی طول موج فرکانس

LF فرکانس پایین 10 تا 1 کیلومتر 30 کیلوهرتز تا 300 کیلوهرتز

MF فرکانس متوسط 1 کیلومتر تا 100 متر 300 کیلو هرتز تا 3 مگا هرتز

HF فرکانس بالا 100 متر تا 10 متر 3 مگا هرتز تا 30 مگا هرتز

VHF فرکانس خیلی بالا 10 متر تا 1 متر 30 مگا هرتز تا 300 مگا هرتز

UHF فرکانس بسیار بسیار بالا 1 متر تا 10 سانتی متر 300 مگا هرتز تا 3 گیگا هرتز

SHF فرکانس بیش از حد بالا 10 سانتی متر تا 1 سانتی متر 3 گیگا هرتز تا 30 گیگا هرتز

EHF فرکانس فراتر از حد بالا 1 سانتی متر تا 1 میلی متر 30 گیگا هرتز تا 300 گیگا هرتز

تنها قسمت کمی از این طیف در حدود یک گیگا هرتز تا چند ده گیگا هرتز در مخابرات رادیویی کاربردی استفاده میشود. توافقات بین اللملی ,استعمال و تخصیص فرکانس ها را در این فضای مهم کنترل میکند.
باند های مخابراتی توسط حروفی تعیین شده اند که انتخاب آنها تصادفی بوده است. در واقع چگونگی انتخاب آنها دقیقا همین بوده است. حروف باند ها از زمان جنگ جهانی دوم سرچشمه می گیرد, زمانی که نیاز بود باند های فرکانس مورد استفاده پنهان نگه داشته شوند.
بیشتر ارتباطات تجاری از باند فرکانسی C / Ku/ K و Ka استفاده میکنند. باند C اولین باند فرکانس مورد استفاده بود. باند های فرکانس با طول موج کوتاه مثل Ka به طورپیوسته برای گیرنده های کوچک زمینی مورد استفاده قرار میگرند اما نسبت به باران حساس هستند و ضعیف می شوند.
باندX مورد استفاده در کاربرهای نظامی است.

تعدادی از باند های رادیویی خاص IEEE

باند فرکانس طول موج

L
1 تا 2 گیگاهرتز 30 تا 15 سانتی متر

S
2 تا 4 گیگا هرتز 15 تا 7.5 سانتی متر

C
4 تا 8 گیگاهرتز 7.5 تا 3.75 سانتی متر

X
8 تا 12 گیگا هرتز 3.75 تا2.5 سانتی متر

Ku
12 تا 18 گیگاهرتز 2.5 تا 1.67 سانتی متر

K
18 تا 27 گیگا هرتز 1.67 تا 1.11 سانتی متر

Ka
27 تا 40 گیگا هرتز 1.11 تا 0.75 سانتی متر

قبل از LF فرکانس VLF هم هست که از یک تا ده کیلو هرتز را شامل میشه
بعد از EHF هم از باند ده بتوان شش تا ده بتوان یازده ( حدودا ) امواج مادون قرمز قرار داره
از ده بتوان یازده و نیم ( حدودا ) تا ده بتوان دوازده کیلو هرتز نور مرئی است که شامل رنگهای سفید و قرمز و غیره میشه
از ده بتوان دوازده کیلو هرتز تا ده بتوان 14 کیلو هرتز منطقه ماوراء بنفش قرار داره
از ده بتوان 14 کیلو هرتز تا حدودا ده بتوان 16 کیلوهرتز فرکانشهای اشعه ایکس هست
از فرکانس ده بتوان 16 کیلوهرتز تا حدود ده بتوان هیجده و نیم کیلوهرتز منطقه اشعه گاما قرار داره
از این به بعد فرکانسهای کیهانی است ( تا ده بتوان 22 کیلوهرتز
و داخل پراتز با توجه به اینکه یک تئوری وجود داره که همه چیز در جهان موج و نوره می گویند

الکتروتکنیک-برق صنعتی

پربیننده ترین مطالب سایت:

آخرین مطالب سایت:

تکنولوژی VSAT در دسترسی بهتر به کانال های مخابراتی ماهواره ای

مطالب مرتبط

بخش نظرات این مطلب