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摘 要：网络宽带化进程的不断加快对卫星通信提出了前所未有的挑战，作为新一代宽带卫星通信产品——SurfBeam，以其超前的设计理念和优越的性能，在国际卫星通信市场上占据了领先地位，本文就其技术优势、系统组成进行介绍，使读者能够对该系统有一个大致的了解。
甚小口径终端（VSAT）出现之初只是针对单一的话音、数据等窄带业务而设计，随着卫星宽带业务的不断发展，VSAT在原来基础上不断改进来适应宽带业务的需要，出现了一系列的宽带VSAT产品，但与地面宽带网络的发展相比仍然表现得力不从心。
作为在宽带IP卫星设备研发、生产和技术支持方面领先的国际制造商，美国卫讯公司（Viasat）将有线电视宽带接入标准（DOCSIS）（Data-Over-Cable Service Interface Specification）和最新的卫星通信技术结合在一起，推出了新一代宽带卫星通信产品SurfBeam。
◎ 解放军理工大学通信工程学院 冯少栋
◎ 解放军96602部队 张小静
◎ 解放军96275部队 徐志平
◎ 总参通信训练基地训练部教务科 刘跃宣
技术优势
SurfBeam系统采用了有线电视调制解调标准DOCSIS，并针对卫星应用进行了相应的改动。这使得SurfBeam系统与其它系统相比拥有三大优势：可利用现成的有线电视调制解调芯片；可利用现有的运营商级的终端设备；可采用第三方的产品、网管、OSS应用及在有线电视网数以百万计用户中广泛应用的业务。
（1）高度的可靠性和灵活性
作为一款基于DOCSIS标准的产品，SurfBeam采用了大型网络的设计理念，着眼于上百万用户的容量进行网络架构设计，可根据运营商业务增长的情况提供经济、灵活的解决方案。通过SurfBeam系统在世界各地大型网络的成功案例可以看出，无论是几千用户的中小型网络还是几十万用户的大型网络，该系统都可以胜任。
（2）操作运营简便成本低
在传统的大规模VSAT网络中，系统运营的开销占了整个系统投资的很大一部分。SurfBeam系统针对运营成本的最小化进行了若干优化设计。通过系统自带的运营支撑系统（OSS）和商务支撑系统（BSS），运营商可以实现用户和业务的自动配置，通过一系列针对大型系统的网络、业务、用户管理工具，可实现对虚拟网络运营商（VNO）的支持，并有计费、故障诊断等可选项。
（3）出色的用户体验
如果用户不满意，那么即使系统建设和运营成本再低廉也是无意义的。美国卫讯公司将DOCSIS和若干新技术相结合来改善用户使用体验如：AcceleNet®压缩技术大大增强了网页浏览及其它一些Web应用的速度和性能。对于常见的宽带应用，从Internet接入到VOIP，再到IP视频，SurfBeam系统都提供了优越的性能保障。
（4）丰富的QOS保障机制
丰富的QOS策略可对各种宽带应用及业务提供良好支持，对于每一种典型应用，SurfBeam系统都为其制定了相应的带宽和QOS需求，如图1所示，
系统组成
SurfBeam系统是一个双向宽带卫星通信系统，可以使服务提供商通过商用静止轨道通信卫星（Ka或Ku波段）为居民、小型企业用户提供高速因特网接入和宽带多媒体通信业务。该系统由一个主站（或称信关站）和成千上万分布在各地的用户终端组成。主站由射频子系统，基带/中频处理子系统，信关站管理系统，网控中心组成。现就主要设备作简要介绍。
（1）用户终端
SurfBeam用户终端高度集成紧凑，具有吞吐量大、空间资源利用率高和性能稳定可靠等特点。该终端由室内单元和室外单元两部分组成。
室外单元与DTH（卫星直播到户）的电视接收天线类似，只是增加了信号发射功能，主要包括天线反射面，馈源，发射和接收部件，以及用于固定在家庭、办公室或公司的底座套件。
室内单元大小为23×23×3.8 cm（如图3所示），其功能和大小都与普通的ADSL或有线电视的调制解调器差不多，流线型的时尚外观使之与计算机或其它电信设备（集线器，路由器等）配套使用起来十分和谐。它为计算机或局域网提供了标准以太网接口。室内单元可以竖直或水平放置在用户的办公桌上。室内单元与室外单元之间通过两根中频电缆相连。
其用户终端的主要有九大优点：宽带卫星调制解调器造价十分低廉；可实现永不掉线的宽带连接；前向链路采用自应用调制编码技术，链路可靠性极高；反向链路采用速率自适应调整技术；内嵌了鉴权和数据加密技术；采用了针对web业务的加速技术；采用了针对各种网络业务的QOS保障技术；对外提供10/100Mbps自适应以太网接口并选配WLAN接口（WiFi）；实现了基于标准SNMP的远程网络管理监视与控制。
（2）卫星调制解调传输系统SMTS-1200
该设备位于运营商主站（或称信关站），基于成熟的有线电视网络调制解调传输系统（CMTS），采用电信运营级标准进行生产制造，如图4所示，SMTS-1200主要负责管理卫星网用户与信关站路由器、服务器之间的业务流，每个SMTS每秒可以路由高达42亿个数据包并为每个卫星接口单元管理1.6万个并发连接。
（3）网络管理系统（NMS）
SurfBeam的网管系统（NMS）可为运营商提供完善的“交钥匙”服务。运营商可以通过网管系统（NMS）集中控制和监视系统运行的各个方面，通过与前/后台管理系统，可实现系统故障诊断，网络性能监视和虚拟网络运营等多种功能。
（4）运营及商务支撑系统（OSS/BSS）
运营及商务支撑系统（OSS/BSS）可通过一系列有效的工具开展高效的客户服务和管理，这些工具包括分销商、客户入口，客户服务管理，计费，各种报表生成，计费及客户数据库等等，将运营商，分销商和客户等不同层次分开，实现分层管理。
应用
SurfBeam系统的典型应用有：高速Internet接入、软件化服务（Software-as-a-Service SaaS）、视频和VOIP、高速文件传输、IP组播、针对客户、家庭办公族或中小型企业的各种应用。
目前该产品已在全球安装超过50万台，被众多国际知名卫星运营商如：Wideblue、Telesat、Intelsat等公司所采用，欧洲最大的卫星通信运营商Eutelsat公司旗下的 Tooway™产品也是基于SurfBeam技术。定于2010年发射的容量高达100Gbps的宽带通信卫星Viasat-1也将采用SurfBeam系统作为其地面设备。■
背景资料：DOCSIS
1997年，美国有线电视实验室股份有限公司（CableLabs®）率先发布了有线传输数据业务接口规范（DOCSIS®）1.0版，该规范为有线电视网络实现高速数据传输奠定了基础，它提供了两大优势：改善了用户的因特网“体验”；保证了多厂商之间设备的互操作性。
为了提供这些组件，DOCSIS1.0为有线调制解调器定义了物理层与链路层规范，在认识到该规范能够大大增强用户的因特网使用体验之后，有线电视系统运营商纷纷对DOCSIS1.0趋之若鹜。因此，CableLabs于1999年继续发布了DOCSIS1.1。DOCSIS1.1通过服务质量（QoS）及增强型安全机制进一步完善了DOCSIS1.0，其中QoS提供了支持IP语音（VoIP）所必需的技术。随着宽带应用需求的不断扩大，DOCSIS标准也不断发展壮大，DOCSIS3.0于2006年8月发布，除了上下行传输速率大大提升之外，还增加了对IPV6的支持。
自1997年创建DOCSIS标准以来，它就一直是有线电视（CATV）数据传输基础设施的全球标准。
甚小口径终端（VSAT）出现之初只是针对单一的话音、数据等窄带业务而设计，随着卫星宽带业务的不断发展，VSAT在原来基础上不断改进来适应宽带业务的需要，出现了一系列的宽带VSAT产品，但与地面宽带网络的发展相比仍然表现得力不从心。
作为在宽带IP卫星设备研发、生产和技术支持方面领先的国际制造商，美国卫讯公司（Viasat）将有线电视宽带接入标准（DOCSIS）（Data-Over-Cable Service Interface Specification）和最新的卫星通信技术结合在一起，推出了新一代宽带卫星通信产品SurfBeam。
◎ 解放军理工大学通信工程学院 冯少栋
◎ 解放军96602部队 张小静
◎ 解放军96275部队 徐志平
◎ 总参通信训练基地训练部教务科 刘跃宣
技术优势
SurfBeam系统采用了有线电视调制解调标准DOCSIS，并针对卫星应用进行了相应的改动。这使得SurfBeam系统与其它系统相比拥有三大优势：可利用现成的有线电视调制解调芯片；可利用现有的运营商级的终端设备；可采用第三方的产品、网管、OSS应用及在有线电视网数以百万计用户中广泛应用的业务。
（1）高度的可靠性和灵活性
作为一款基于DOCSIS标准的产品，SurfBeam采用了大型网络的设计理念，着眼于上百万用户的容量进行网络架构设计，可根据运营商业务增长的情况提供经济、灵活的解决方案。通过SurfBeam系统在世界各地大型网络的成功案例可以看出，无论是几千用户的中小型网络还是几十万用户的大型网络，该系统都可以胜任。
（2）操作运营简便成本低
在传统的大规模VSAT网络中，系统运营的开销占了整个系统投资的很大一部分。SurfBeam系统针对运营成本的最小化进行了若干优化设计。通过系统自带的运营支撑系统（OSS）和商务支撑系统（BSS），运营商可以实现用户和业务的自动配置，通过一系列针对大型系统的网络、业务、用户管理工具，可实现对虚拟网络运营商（VNO）的支持，并有计费、故障诊断等可选项。
（3）出色的用户体验
如果用户不满意，那么即使系统建设和运营成本再低廉也是无意义的。美国卫讯公司将DOCSIS和若干新技术相结合来改善用户使用体验如：AcceleNet®压缩技术大大增强了网页浏览及其它一些Web应用的速度和性能。对于常见的宽带应用，从Internet接入到VOIP，再到IP视频，SurfBeam系统都提供了优越的性能保障。
（4）丰富的QOS保障机制
丰富的QOS策略可对各种宽带应用及业务提供良好支持，对于每一种典型应用，SurfBeam系统都为其制定了相应的带宽和QOS需求，如图1所示，
系统组成
SurfBeam系统是一个双向宽带卫星通信系统，可以使服务提供商通过商用静止轨道通信卫星（Ka或Ku波段）为居民、小型企业用户提供高速因特网接入和宽带多媒体通信业务。该系统由一个主站（或称信关站）和成千上万分布在各地的用户终端组成。主站由射频子系统，基带/中频处理子系统，信关站管理系统，网控中心组成。现就主要设备作简要介绍。
（1）用户终端
SurfBeam用户终端高度集成紧凑，具有吞吐量大、空间资源利用率高和性能稳定可靠等特点。该终端由室内单元和室外单元两部分组成。
室外单元与DTH（卫星直播到户）的电视接收天线类似，只是增加了信号发射功能，主要包括天线反射面，馈源，发射和接收部件，以及用于固定在家庭、办公室或公司的底座套件。
室内单元大小为23×23×3.8 cm（如图3所示），其功能和大小都与普通的ADSL或有线电视的调制解调器差不多，流线型的时尚外观使之与计算机或其它电信设备（集线器，路由器等）配套使用起来十分和谐。它为计算机或局域网提供了标准以太网接口。室内单元可以竖直或水平放置在用户的办公桌上。室内单元与室外单元之间通过两根中频电缆相连。
其用户终端的主要有九大优点：宽带卫星调制解调器造价十分低廉；可实现永不掉线的宽带连接；前向链路采用自应用调制编码技术，链路可靠性极高；反向链路采用速率自适应调整技术；内嵌了鉴权和数据加密技术；采用了针对web业务的加速技术；采用了针对各种网络业务的QOS保障技术；对外提供10/100Mbps自适应以太网接口并选配WLAN接口（WiFi）；实现了基于标准SNMP的远程网络管理监视与控制。
（2）卫星调制解调传输系统SMTS-1200
该设备位于运营商主站（或称信关站），基于成熟的有线电视网络调制解调传输系统（CMTS），采用电信运营级标准进行生产制造，如图4所示，SMTS-1200主要负责管理卫星网用户与信关站路由器、服务器之间的业务流，每个SMTS每秒可以路由高达42亿个数据包并为每个卫星接口单元管理1.6万个并发连接。
（3）网络管理系统（NMS）
SurfBeam的网管系统（NMS）可为运营商提供完善的“交钥匙”服务。运营商可以通过网管系统（NMS）集中控制和监视系统运行的各个方面，通过与前/后台管理系统，可实现系统故障诊断，网络性能监视和虚拟网络运营等多种功能。
（4）运营及商务支撑系统（OSS/BSS）
运营及商务支撑系统（OSS/BSS）可通过一系列有效的工具开展高效的客户服务和管理，这些工具包括分销商、客户入口，客户服务管理，计费，各种报表生成，计费及客户数据库等等，将运营商，分销商和客户等不同层次分开，实现分层管理。
应用
SurfBeam系统的典型应用有：高速Internet接入、软件化服务（Software-as-a-Service SaaS）、视频和VOIP、高速文件传输、IP组播、针对客户、家庭办公族或中小型企业的各种应用。
目前该产品已在全球安装超过50万台，被众多国际知名卫星运营商如：Wideblue、Telesat、Intelsat等公司所采用，欧洲最大的卫星通信运营商Eutelsat公司旗下的 Tooway™产品也是基于SurfBeam技术。定于2010年发射的容量高达100Gbps的宽带通信卫星Viasat-1也将采用SurfBeam系统作为其地面设备。■
背景资料：DOCSIS
1997年，美国有线电视实验室股份有限公司（CableLabs®）率先发布了有线传输数据业务接口规范（DOCSIS®）1.0版，该规范为有线电视网络实现高速数据传输奠定了基础，它提供了两大优势：改善了用户的因特网“体验”；保证了多厂商之间设备的互操作性。
为了提供这些组件，DOCSIS1.0为有线调制解调器定义了物理层与链路层规范，在认识到该规范能够大大增强用户的因特网使用体验之后，有线电视系统运营商纷纷对DOCSIS1.0趋之若鹜。因此，CableLabs于1999年继续发布了DOCSIS1.1。DOCSIS1.1通过服务质量（QoS）及增强型安全机制进一步完善了DOCSIS1.0，其中QoS提供了支持IP语音（VoIP）所必需的技术。随着宽带应用需求的不断扩大，DOCSIS标准也不断发展壮大，DOCSIS3.0于2006年8月发布，除了上下行传输速率大大提升之外，还增加了对IPV6的支持。
自1997年创建DOCSIS标准以来，它就一直是有线电视（CATV）数据传输基础设施的全球标准。