衛(wèi)星通信技術(shù)的名詞解釋_詳細(xì)描述_優(yōu)勢(shì)和不足
衛(wèi)星通信技術(shù)的名詞解釋
衛(wèi)星通信技術(shù)(Satellite communication technology)是一種利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電波而進(jìn)行的兩個(gè)或多個(gè)地球站之間的通信。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，衛(wèi)星移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展推動(dòng)了天線技術(shù)的進(jìn)步。衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質(zhì)量好、組網(wǎng)方便迅速、便于實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫鏈接等眾多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是建立全球個(gè)人通信必不可少的一種重要手段。
衛(wèi)星通信技術(shù)的詳細(xì)描述
衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由通信衛(wèi)星和經(jīng)該衛(wèi)星連通的地球站兩部分組成。靜止通信衛(wèi)星是目前全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)中最常用的星體，是將通信衛(wèi)星發(fā)射到赤道上空 35860 公里的高度上，使衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，并使衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期正好等于地球的自轉(zhuǎn)周期( 24 小時(shí))，從而使衛(wèi)星始終保持同步運(yùn)行狀態(tài)。故靜止衛(wèi)星也稱為同步衛(wèi)星。靜止衛(wèi)星天線波束最大覆蓋面可以達(dá)到大于地球表面總面積的三分之一。因此，在靜止軌道上，只要等間隔地放置三顆通信衛(wèi)星，其天線波束就能基本上覆蓋整個(gè)地球(除兩極地區(qū)外)，實(shí)現(xiàn)全球范圍的通信。當(dāng)前使用的國(guó)際通信衛(wèi)星系統(tǒng)，就是按照上述原理建立起來(lái)的，三顆衛(wèi)星分別位于大西洋、太平洋和印度洋上空。
與其它通信手段相比，衛(wèi)星通信具有許多優(yōu)點(diǎn)：
一是電波覆蓋面積大，通信距離遠(yuǎn)，可實(shí)現(xiàn)多址通信。在衛(wèi)星波束覆蓋區(qū)內(nèi)一跳的通信距離最遠(yuǎn)為 18000 公里。覆蓋區(qū)內(nèi)的用戶都可通過(guò)通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接，進(jìn)行即時(shí)通信。
二是傳輸頻帶寬，通信容量大。衛(wèi)星通信一般使用 1~10 千兆赫的微波波段，有很寬的頻率范圍，可在兩點(diǎn)間提供幾百、幾千甚至上萬(wàn)條話路，提供每秒幾十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速數(shù)據(jù)通道，還可傳輸好幾路電視。
三是通信穩(wěn)定性好、質(zhì)量高。衛(wèi)星鏈路大部分是在大氣層以上的宇宙空間，屬恒參信道，傳輸損耗小，電波傳播穩(wěn)定，不受通信兩點(diǎn)間的各種自然環(huán)境和人為因素的影響，即便是在發(fā)生磁爆或核爆的情況下，也能維持正常通信。
衛(wèi)星傳輸?shù)闹饕秉c(diǎn)是傳輸時(shí)延大。在打衛(wèi)星電話時(shí)不能立刻聽(tīng)到對(duì)方回話，需要間隔一段時(shí)間才能聽(tīng)到。其主要原因是無(wú)線電波雖在自由空間的傳播速度等于光速(每秒 30 萬(wàn)公里)，但當(dāng)它從地球站發(fā)往同步衛(wèi)星，又從同步衛(wèi)星發(fā)回接收地球站，這“一上一下”就需要走 8 萬(wàn)多公里。打電話時(shí)，一問(wèn)一答無(wú)線電波就要往返近 16 萬(wàn)公里，需傳輸 0.6 秒鐘的時(shí)間。也就是說(shuō)，在發(fā)話人說(shuō)完 0.6 秒鐘以后才能聽(tīng)到對(duì)方的回音，這種現(xiàn)象稱為“延遲效應(yīng)”。由于“延遲效應(yīng)”現(xiàn)象的存在，使得打衛(wèi)星電話往往不象打地面長(zhǎng)途電話那樣自如方便。
衛(wèi)星通信是軍事通信的重要組成部分，一些發(fā)達(dá)國(guó)家和軍事集團(tuán)利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)完成的信息傳遞，約占其軍事通信總量的 80% 。
衛(wèi)星通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足
衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信技術(shù)的重要成果，它是在地面微波通信和空間技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。與電纜通信、微波中繼通信、光纖通信、移動(dòng)通信等通信方式相比，衛(wèi)星通信具有下列特點(diǎn)：
( 1)衛(wèi)星通信覆蓋區(qū)域大，通信距離遠(yuǎn)。因?yàn)樾l(wèi)星距離地面很遠(yuǎn)，一顆地球同步衛(wèi)星便可覆蓋地球表面的1/3，因此，利用3顆適當(dāng)分布的地球同步衛(wèi)星即可實(shí)現(xiàn)除兩極以外的全球通信。衛(wèi)星通信是遠(yuǎn)距離越洋電話和電視廣播的主要手段。
(2)衛(wèi)星通信具有多址聯(lián)接功能。衛(wèi)星所覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有地球站都能利用同一衛(wèi)星進(jìn)行相互間的通信，即多址聯(lián)接。
(3)衛(wèi)星通信頻段寬，容量大。衛(wèi)星通信采用微波頻段，每個(gè)衛(wèi)星上可設(shè)置多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，故通信容量很大。 (4)衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)靈活。地球站的建立不受地理?xiàng)l件的限制，可建在邊遠(yuǎn)地區(qū)、島嶼、汽車(chē)、飛機(jī)和艦艇上。
(5)衛(wèi)星通信質(zhì)量好，可靠性高。衛(wèi)星通信的電波主要在自由空間傳播，噪聲小，通信質(zhì)量好。就可靠性而言，衛(wèi)星通信的正常運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)99.8%以上。
(6)衛(wèi)星通信的成本與距離無(wú)關(guān)。地面微波中繼系統(tǒng)或電纜載波系統(tǒng)的建設(shè)投資和維護(hù)費(fèi)用都隨距離的增加而增加，而衛(wèi)星通信的地球站至衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器之間并不需要線路投資，因此，其成本與距離無(wú)關(guān)。
但衛(wèi)星通信也有不足之處，主要表現(xiàn)在：
(1)傳輸時(shí)延大。在地球同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，通信站到同步衛(wèi)星的距離最大可達(dá)40000km，電磁波以光速(3×108m/s)傳輸，這樣，路經(jīng)地球站→衛(wèi)星→地球站(稱為一個(gè)單跳)的傳播時(shí)間約需0.27s。如果利用衛(wèi)星通信打電話的話，由于兩個(gè)站的用戶都要經(jīng)過(guò)衛(wèi)星，因此，打電話者要聽(tīng)到對(duì)方的回答必須額外等待0.54s。
(2)回聲效應(yīng)。在衛(wèi)星通信中，由于電波來(lái)回轉(zhuǎn)播需0.54s，因此產(chǎn)生了講話之后的“回聲效應(yīng)”。為了消除這一干擾，衛(wèi)星電話通信系統(tǒng)中增加了一些設(shè)備，專門(mén)用于消除或抑制回聲干擾。
(3)存在通信盲區(qū)。把地球同步衛(wèi)星作為通信衛(wèi)星時(shí)，由于地球兩極附近區(qū)域“看不見(jiàn)”衛(wèi)星，因此不能利用地球同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)地球兩極的通信。
(4)存在日凌中斷、星蝕和雨衰現(xiàn)象。
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