ipstar

iPSTAR衛星由美國勞拉公司研製，採用LS-1300S衛星平台，重約6.5噸，設計壽命15年，功率14千瓦，於2005年8月11日由法國阿麗亞娜5號火箭發射升空。比2004年7月18日也是由阿里安-5G火箭發射的當時全球最重的通信衛星——加拿大阿尼克-F2重半噸，它是當今世界上最大的高性能寬頻衛星。

基本介紹

• 外文名：ipstar/Thaicom4
• 研製公司：美國勞拉
• 地位：當今世界上最大的高性能寬頻衛星
• 壽命：>15年 
• 發射時間：2005年8月11日

iPSTAR解釋

iPSTAR衛星定點在東經119.5度赤道上空，天線直徑75～120厘米，主要用於電視信號轉播和網路傳輸。它將為人們提供網際網路通訊等服務，包括為亞洲和澳大利亞用戶提供新型多媒體和數據服務，以及向印度ITI 公司提供寬頻衛星服務。

iPSTAR衛星也是世界第一顆新一代寬頻通信衛星，傳輸速率為40吉比特/秒以上，與 1000個以上常規36兆赫茲編碼和調製轉發器等效，其頻寬容量幾乎相當於目前在亞洲地區服務的所有通信衛星容量的總和。

iPSTAR衛星既可以作為向網際網路服務供應商提供接入光纖網的網際網路骨幹接入手段，也能向用戶提供可與有線和ADSL相媲美的寬頻網際網路服務。該衛星系統能夠有效地為整個亞太地區的個人和公司用戶提供低成本的用戶終端和頻寬，它能夠與ADSL、有線、固定無線等其他地面寬頻解決方案競爭，同時保持衛星所具有的覆蓋區域廣、組網迅速、服務靈活的重要優勢。

iPSTAR 寬頻衛星於 2005 年8 月11 日 發射升空，是唯一設計通過 IP 平台為亞太地區大型企業、政府、小企業以及個人用戶提供高速、雙向寬頻通訊的在軌衛星。

iPSTAR 在寬頻網際網路/多媒體革命以及信息集中和通訊技術中扮演著重要的角色，同時也讓沒有基礎設施的地區能夠使用現代的通訊技術。 IPSTAR 衛星的總頻寬可達45GB，能夠滿足亞太地區數以百萬用戶對寬頻網際網路日益增長的需要。

iPSTAR 系統最主要的好處是能夠以經濟實惠的頻寬和最終用戶終端立即獲得大容量的地面網路。 該系統可以在其廣泛覆蓋區內的任何地點迅速部署並提供靈活的服務。

技術特點

運行在地球靜止軌道的iPSTAR衛星是一個區域通信衛星系統，波束覆蓋亞太地區22個國家，使用頻段為Ku/Ka混合頻段，可為亞太地區提供84個Ku頻段點波束，3個Ku頻段賦形波束和18個Ka頻段點波束覆蓋。它之所以採用具有較高鏈路備餘量的Ku頻段為用戶提供服務，是因為其適合亞太地區用戶通過較小尺寸的用戶天線使用。

iPSTAR衛星的Ku頻段的點波束用於人口密集區，上行鏈路及下行鏈路容量均大於20吉比特/秒，賦形波束用於人口稀少地區，上行鏈路及下行鏈路容量均大於0.5吉比特/秒。

為了實現頻譜的最有效利用，iPSTAR衛星的下行鏈路採用層疊在OFDM上的TDM技術；其上行鏈路採用基於多節點多址技術的MF-TDMA方案。每個節點上都使用先進的糾錯編碼技術，上行鏈路就能用較小的天線和功率放大器進行高速率數據傳輸。

為了增大衛星的容量和功能，避免由於衛星技術的快速發展而使iPSTAR衛星很快落伍，研究人員沒有在iPSTAR衛星上安裝笨重、功耗大、可靠性低的星上處理器，衛星系統所使用的諸如數據交換、路由功能等複雜技術，都交由地面的網關和網路控制中心處理，所以該衛星與使用星上處理器的所有寬頻衛星相比可靠性更高，與常規的通信衛星相同，而且今後研究人員可以很方便地對該衛星上的所有電子元件和軟體進行更新換代，並能根據實際需要對衛星進行動態功率管理和動態頻寬管理，以保持通信鏈路具有較高的服務質量。

由於採用多個波束較窄、能量集中的點波束和頻率復用技術，因此iPSTAR衛星能高效利用可用頻寬傳輸信息，比傳統Ku頻段衛星頻寬增加了20倍。其每條話路的成本要比現在的賦形波束衛星廉價得多。

動態功率分配管理新技術的套用，不僅使iPSTAR衛星實現了波束之間最優的功率分配，還能把20%的功率備余分配給受雨衰影響的波束，以保證該波束覆蓋區鏈路的暢通，有效增強了iPSTAR系統全部鏈路的高可用性和高可靠性。

2.1、iPSTAR衛星: 空間技術

iPSTAR-1 衛星是一顆為用戶套用服務的Ku 波段對地靜止軌道衛星。Ku 波段為亞太地區的服務提供最優的方案，連線可用性（裕度）高，適合採用小型用戶天線的用戶使用。

用戶終端與 iPSTAR 網關之間的空氣接口採用專利波形。到終端的下行線（前向鏈路）為TDM 覆蓋OFDM，配有專利增強技術使頻譜利用效率最大化。來自用戶終端的上行通道（返回鏈路）將基於多狀態多通路的MF-TDMA 接入。接入方法可由網關網路管理系統（NMS）選擇，使之與套用比特率和流量密度要求匹配，包括用於語音的TDMA-DAMA，以及用於網路瀏覽和其它突發流量的分時 Aloha。每種方式都將採用先進的糾錯編碼，使上行線可使用小天線，甚至可為高速上行數據速率提供功放。下一代產品或許可以套用擴展波段CDMA 技術進一步提高系統的能力。作為選擇，將會出現採用電話線作為返回鏈路，價格更為便宜的單向版來替代全功能雙向版。

該衛星是一顆容量和功能均達到前所未有高度的彎管衛星，沒有星載可再生的有效負荷。這樣就不再需要可靠性低、笨重且耗費功率的星載處理器。因此，該衛星將同常規通訊衛星一樣可靠，並肯定要比任何帶有星載處理器的寬頻衛星更可靠。一切智慧型、交換和路由功能均由地面的網關及網路控制中心承擔。這樣今後可對所有電子設備和軟體進行升級，而這些東西的發展很快，容量和費效比都在不斷提高。

該衛星可以根據實際需要對其寶貴的星載資源進行適當分配（動態功率管理和動態頻寬管理），保持通訊鏈路處於儘可能高的優質服務（QoS）狀態。該分配由衛星有效載荷運行中心（SPOC）進行動態監視和控制，鏈路質量信息由網關與網路管理中心（GNS）線上處理。

2.1.1、主要技術特徵

2.1.1.1、點波束覆蓋：

傳統衛星技術採用單一的寬波束覆蓋整個大陸和地 區。通過引進多個窄域點波束和頻率再利用，IPSTAR 現在可使傳 輸的可用頻率最大化。比傳統Ku 波段衛星頻寬增加20 倍，衛星的 效率大大提高。儘管點波束技術的相關費用更高，但每條電路的總 費用要比現有的成形波束低得多。

2.1.1.2、動態功率分配：

該項新技術對波束的功率進行最佳化，將20%的保留 功率分配給可能受降雨衰弱影響的波束，從而維持鏈路的穩定。考 慮到衛星的廣大地理覆蓋，整個地區同時下雨的可能性不大，因此 只將功率動態分配給最需要波束是提高IPSTAR 系統總體鏈路高可 用性和可靠性的有效方法。

2.1.1.3、iPSTAR-1 技術信息

空間飛行器配置 說明及大致容量

飛行器

· 彎管有效載荷配置的對地靜止衛星（無星載處理，以避免處理技術過時，處理技術的發展非常迅速，無星際間鏈路）。

·>15 年壽命

· 功率15 kW

軌道蹤跡

· 地處東經 120 +/- 0.5 °

· 未來增加衛星到同一位置或不同位置

總數字頻寬

· 45 Gbps 點波束累計容量84-120 cm. 碟形

· 相當於1,000+ 36 MHz 常規編碼及調製轉發器

Ku 波段 Ka 波段

· 84 個點波束、3 個成形波束、7 個地區廣播波束

· 14 個反饋波束和網關。

波束配置 說明及大致容量

Ku 點波束

· 用於人口稠密地區

· 20+ Gbps 上行(返回鏈路)容量

· 20+ Gbps 下行(前向鏈路)容量（不含廣播容量）

Ku 成形波束

· 用於人口較少地區

· 0.5+ Gbps 上行容量

· 0.5+ Gbps 下行容量

頻率及訪問 說明及大致容量

上行(返回鏈路) （窄波段數據，從用戶終端到網關）

· 14,000-14.375 GHz（點波束）

· 14.375-14.500 GHz（有形/點波束）

· 13.775-13.975 GHz（寬頻波束）

· 多狀態多存取

· 分時Aloha TDMA Aloha 返回鏈路 – STAR (IPSTAR 所有)

下行(前向鏈路)（從網關到用戶終端的寬頻數據連結）

· 11.500-13.975 GHz（廣播波束）

· 12.200 - 12.750 GHz（點波束）

· 10.950 -11.200 GHz（有形/點波束）

· 波向線頻分複合Turbo 產品代碼，收費 (IPSTAR 所有)

波束及覆蓋

iPSTAR-1 是一個區域衛星系統，其Ku 波段（84 個點波束、3 個成形波束和7 個地區廣播波束）和Ka 波段（18 個饋線波束和網關）波束將覆蓋亞太地區22 個國家

2.2、IPSTAR衛星: 地面技術

2.2.1、終端、網關及網路配置

iPSTAR 用戶終端是通衛星與網關一道工作的低成本、靈活及高性能的雙向衛星終端。前向和返回通道採用先進波形的空中接口可實現整個系統效率最最佳化。

基於TDM-OFDM 技術的前向通道波形使頻道和功率利用更有效。前向通道對多數據速率、不同調製格式的用戶數量變化以及前向糾錯編碼均進行了最佳化，另一方面，基於TDM-OFDM 技術的返回通道則適合突發流量和高數據速率套用的專門分配。

該波形採用更為可靠的調製，可確保低傳輸功率下的鏈路可用性。然而，如果需要更高的傳輸比特率，返回通道可配置為諸如SCPC（預先分配TDMA）的專門分配特性通道，它在從用戶終端要求額外傳輸功率的情況下能夠支持高達 2.0 Mbps 傳輸速率。

2.2.2、關鍵技術特徵

· 動態頻寬管理：

由於衛星鏈路始終比光纖鏈路的理論頻寬低，為了維持寬頻衛星系統的競爭性，對有效的頻寬管理技術提出了要求。網路控制中心將用來按照當前的流量特性、網路阻塞、鏈路狀態以及用戶要求對每個連線進行頻寬容量分配。該技術動態調整頻寬（調製和編碼），以適應天氣條件的變化，從而維持非常高的鏈路可用性。由於是在地面，因此可以在未來需要時進行升級。

· 新的編碼和調製技術：

IPSTAR 的調製和編碼技術可有效使用無線電頻率頻寬，獲得可靠的高數字傳輸率。該系統可使用適合家庭和公司的小天線和發射器，並可保持高達99.6%的鏈路可用率。調製和編碼（鏈路參數）可動態調整，獲得動態頻寬容量，最佳化比特率和天氣條件突然變化（如下雨等）之間的平衡。

IPSTAR 的網路配置為基於網關的星形拓撲結構。一台用戶終端將向/自一個與網關相連的波束髮送/接收信號。然後由網關與諸如網際網路骨幹網、電話網路、公司總部等其它網路以及其它IPSTAR 網關相連。這樣可有效將IPSTAR 用戶集成到不同用途的地面網路。IPSTAR 計畫設立18 個網關服務。

IPSTAR 的調製和編碼技術可有效使用射頻功率和頻寬，允許靈活的高數字傳輸率，可採用小型天線和發射器。IPSTAR 用戶終端的不同產品系列包括適合公司用戶的專業系列和適合家庭用戶的單一系列。

終端和網關含有專利調製和編碼技術，以及對IPSTAR 衛星系統進行最佳化了的傳輸結構。與任何設備或網路的終端及網關接口都將基於產業標準的網際網路接口，從而確保與現有系統、軟體、硬體、套用、服務和網路的無縫集成。

2.2.3、地面系統的部署

地面系統分兩個階段部署：

· 第一代（預寬頻衛星）

第一代（預寬頻衛星）IPSTAR 強調用戶終端的開發，確保在新IPSTAR 衛星投入運行時的系統集成與價格競爭力。第一代用戶終端可用於系列泰國通訊衛星以及其它常規衛星。

第一代終端採用現有系列泰國通訊衛星中的Ku 波段，並將與IPSTAR 兼容。軟發射的設計、計畫和實施將幫助提升IPSTAR 系統發射的基礎設施服務和生產容量，並實現及時上市的要求和首先行動的好處。它將主要提供每個終端前向頻寬可達4Mbps 的網際網路接入、電話以及廣播服務。

第一代室內機（FG-IDU）的原形已於2000 年四季度完成，並從2001 年四季度開始商業運行。我們預期將在軟發射階段達到經濟規模，這樣可使衛星發射時的單價更具競爭力。

· 第二代（後寬頻衛星）

第二代（後寬頻衛星） 在IPSTAR-1 衛星發射後，所有採用IPSTAR 第一代軟發射服務的連線與系統都將遷移到衛星上。這將標誌著第二代IPSTAR 系統的正式開始。我們預計因經濟規模的原因，更大規模的生產和更先進的晶片集成將降低成本。另外，不同波形因素和室內機型號將引入市場。新的型號將可能包括專業用途的獨立機箱、家用通訊中心以及單向高速下載機。

2.3、現有IPSTAR 用戶終端產品

現有IPSTAR 用戶終端產品

IPX-5100 專業系列

支持協定 UDP/TCP/IP 包括TCP 增強

傳送數據速率 最高2 Mbps

接收數據速率 最高4 Mbps

調製 QPSK, 8-PSK 調製

支持DLL 是

語音支持 可選硬體

狀態 電源開/關、區域網路連結、乙太網活動、同步狀態

尺寸 230 x 270 x 75 mm/ 1.7 公斤

產品系列 獨立/緊湊

網路接口 10/100 Mbps 乙太網(RJ-45) / USB 1.1

直流電源 可選

Ipstar前景

站在IP基礎的寬頻網路發展最前線，IPSTAR全面地面向政府、企業和大眾用戶的通訊需求，於其廣闊的覆蓋範圍內，IPSTAR的設計將傳遞最先進的寬頻解決方案至每一個人。

IPSTAR的端用戶包含了國家政府、公家部門、電信業者、廣播產業、國際救援組織、石油公司和其它無數的家戶、大眾用戶。

無論對於石油或汽油商，無論他們的工作平台在陸地或是海上，又或是對於國際網際網路服務提供商 (ISP, Internet Service Provider)，提供難以計數的客戶網路接入服務，還是設有多個運營點的公司企業，IPSTAR將克服通訊的挑戰，將各種解決方案提供予亞太地區任何一個角落。

IPSTAR 衛星是由泰國曼谷的地面站進行控制，同時也是IPSTAR母公司—信衛星通信大眾有限公司(Shin Satellite Public Company Limited) 的所在地。