① 什麼是通訊衛星
通信衛星（communications satellite）：用作無線電通信中繼站的人造地球衛星。衛星通信系統的空間部分。通信衛星轉發無線電信號，實現衛星通信地球站（含手機終端）之間或地球站與航天器之間的通信。通信衛星按軌道的不同分為地球靜止軌道通信衛星、大橢圓軌道通信衛星、中軌道通信衛星和低軌道通信衛星；按服務區域不同分為國際通信衛星、區域通信衛星和國內通信衛星；按用途的不分為軍用通信衛星、民用通信衛星和商業通信衛星；按通信業務種類的不同分為固定通信衛星、移動通信衛星、電視廣播衛星、海事通信衛星、跟蹤和數據中繼衛星；按用途多少的不同分為專用通信衛星和多用途通信衛星。一顆地球靜止軌道通信衛星大約能夠覆蓋40%的地球表面，使覆蓋區內的任何地面、海上、空中的通信站能同時相互通信。在赤道上空等間隔分布的3顆地球靜止軌道通信衛星可以實現除兩極部分地區外的全球通信。通信衛星是世界上應用最早、應用最廣的衛星之一，美國、前蘇聯/俄羅斯和中國等眾多國家都發射了通信衛星。
作為無線電通信中繼站。通信衛星像一個國際信使，收集來自地面的各種「信件」，然後再「投遞」到另一個地方的用戶手裡。由於它是「站」在36000公里的高空，所以它的「投遞」覆蓋面特別大，一顆衛星就可以負責 1/3地球表面的通信。如果在地球靜止軌道上均勻地放置三顆通信衛星，便可以實現除南北極之外的全球通信。當衛星接收到從一個地面站發來的微弱無線電信號後，會自動把它變成大功率信號，然後發到另一個地面站，或傳送到另一顆通信衛星上後，再發到地球另一側的地面站上，這樣，我們就收到了從很遠的地方發出的信號。通信衛星一般採用地球靜止軌道，這條軌道位於地球赤道上空 35786公里處。衛星在這條軌道上以每秒3075米的速度自西向東繞地球旋轉，繞地球一周的時間為 23小時56分4秒，恰與地球自轉一周的時間相等。因此從地面上看，衛星象掛在天上不動，這就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天線可以固定對准衛星，晝夜不間斷地進行通信，不必像跟蹤那些移動不定的衛星一樣而四處「晃動」，使通信時間時斷時續。現在，通信衛星已承擔了全部洲際通信業務和電視傳輸。
② 互聯網接入技術論文(2)
互聯網接入技術論文篇二
移動互聯網接入 網路技術
摘 要：移動互聯網是當前信息技術領域的熱門話題之一，而接入網路則是移動互聯網的重要基礎設施。對目前的接入網路技術：衛星通信網路、無線城域網、無線區域網、無線個域網、蜂窩網路的特點及應用進行了分析，提出了接入網路技術未來的發展趨勢是各種網路的融合演進， 報告 了異構 無線網路 融合的特點及應用。
關鍵詞：移動互聯網 接入網路技術
中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章 編號：1672-3791(2013)03(b)-0009-02
移動通信技術和互聯網技術是信息技術領域中重要的組成部分，這兩項技術的發展直接影響著人們的生活和工作方式。移動互聯網是一個新型的融合型網路，是移動通信技術和互聯網技術充分融合的產物。在移動互聯網環境下，人們可以通過智能手機、PDA、車載終端等設備通過移動網訪問互聯網，隨時隨地的享受互聯網提供的服務。
2011年中國工業和信息化部電信研究院在《移動互聯網白皮書》中指出：“移動互聯網是以移動網路作為接入網路的互聯網及服務，包括三個要素：移動終端、移動網路和應用服務[1]。”簡而言之，移動終端是移動互聯網的前提，接入網路是移動互聯網的基礎，而應用服務則成為移動互聯網的核心。本文詳細描述了接入網路技術的現狀及發展趨勢。
1 接入網路技術現狀
現有的無線接入網路主要有五類：衛星通信網路、無線城域網(WMAN)、無線區域網(WLAN)、無線個域網(WPAN)、蜂窩網路(2G網路、3G網路等)[2]。它們在帶寬、覆蓋、移動性支持能力和部署成本等方面各有利弊。
1.1 衛星通信網路
1.1.1 概述
簡單來講，衛星通信就是把衛星作為中繼站，在地球上(包括地面和低層大氣中)的通信站點間進行通信。衛星和地球站就是衛星通信系統的重要組成部分。衛星通信新技術主要包括VSAT系統，即甚小口徑終端;中低軌道的移動衛星通信系統等。
1.1.2 特點及應用
衛星通信具有通信區域大、距離遠、頻段寬、容量大的特點，即只要是在衛星發射電波覆蓋范圍內的任意兩點間，都可以互相通信。其次，衛星通信的可靠性高、質量好、雜訊小、可移動性強，即不容易受自然災害的影響;但是，衛星通信存在傳輸時延大、回聲大、費用高的問題[3]。
目前，衛星通信主要用於電視廣播、遠距離的越洋電話、軍事通信、應急通信等。衛星通信作為一種特殊的通信技術，其基本定位必然是地面系統的有效支持、補充與延伸[4]，對於農村及偏遠地區的通信發揮重要的作用，使實現全球通信海陸空一體化的無縫覆蓋成為可能。衛星通信的廣播與多播等技術優勢，結合現代Internet技術，在地面互聯網路擁塞的狀態下，可充分發揮以IP為基礎的多媒體遠距離傳送與高速連接，將寬頻高速數據業務進行有效地傳送。伴隨著移動互聯網的發展，衛星通信與3G、4G技術的相互融合將成為衛星通信發展的必然趨勢。
1.2 無線城域網(WMAN)
1.2.1 概述
無線城域網主要用於解決整個城市區域的接入問題，以微波等無線傳輸為介質，以無線方式為主要接入手段，提供同城數據高速傳輸，以及 其它 如圖像、視頻等多媒體通信業務和Internet接入服務[5]。而WiMax是受到較多關注的無線城域網通信技術。WiMax(World Interoperability for Microwave Access)即全球微波互聯接入，是一項基於IEEE 802.16標準的無線接入技術[6]，它採用有線方式為企業、家庭提供“最後一英里”的無線接入。覆蓋范圍大於無線區域網，可以覆蓋幾千米到幾十千米的范圍。
1.2.2 特點及應用
WiMax具有傳輸距離遠、覆蓋面積大、接入速度快等特點。WiMax所能實現的50 km的無線信號傳輸距離是無線區域網所不能比擬的，網路覆蓋面積是3G發射塔的10倍[7]，最高接入速度70M是3G所能提供的寬頻速度的30倍。此外，WiMax具有高效、靈活、經濟的組網方式，以及較為完備的Qos機制。支持移動和固定寬頻無線接入的特點，使它集成了無線接入技術的移動性與靈活性以及DSL等傳統寬頻接入技術的高帶寬特性，為用戶提供了優良的最後一公里網路接入服務及廣泛的多媒體通信服務。但是，WiMax技術目前無法支持用戶在移動過程中無縫切換。性能與3G的主流標准相比，仍存在差距。
基於WiMax特點，它可以被用於遠程醫療衛生、遠程 教育 、物流、金融、交通等行業，提供一定條件下的高速數據通信服務。從業務應用來看，WiMax在逐步實現寬頻業務的移動化，而3G實現的是移動業務的寬頻化。越來越多的多媒體通信服務大量消耗現有的3G網路資源，使網路的建設投資遠遠超過了收入的增加。WiMAX可以在保證服務質量的基礎上，有效降低運營成本。WiMax不可能完全取代3G，但是WiMax在以IP為主的高速數據應用方面的優勢使它成為了3G網路的補充手段，兩種網路的融合程度會越來越高。
1.3 無線區域網(WLAN)
1.3.1 概述
無線區域網(Wireless Local Area Networks，WLAN)是工作於2.5 GHz或5 GHz頻段，以無線、或無線與有線相結合的方式構成的區域網。它利用射頻技術及簡單的存取架構取代傳統電纜線，以提供傳統有線區域網的功能，是非常便利的數據傳輸系統。簡而言之，無線區域網仍然是以有線區域網為基礎的，它只是在有線區域網的基礎上通過無線HUB、無線訪問節點(AP)、無線網橋、無線網卡等設備構建了無線通信網路[8]，是有線區域網的擴展和替換。
1.3.2 特點及應用
無線區域網具有布網便捷，網路規劃調整可操作性強，網路易於擴展的特點。只需要一個或多個接入點設備，就可以搭建覆蓋整個區域的網路，搭建網路所需的基礎設施也不需要隱藏在地下或牆里，便於網路優化配置、改造和維護。只要在無線信號能夠覆蓋的范圍內，用戶都可以在任意位置接入網路，並隨時改變位置，具有較強的靈活性和移動性。由於無線區域網多採用無線電波作為傳輸介質以及其工作在S頻段的特點，使其具備良好的抗干擾性和保密性，不會對人體造成輻射傷害。但是任何障礙物都會成為電磁傳播的阻礙，任何外部其他電信號都會成為區域網的干擾源。所以，無線區域網在性能、速率、安全性方面還有一定的不足之處。 無線區域網的最大傳輸速率為54 Mbit/s[9]，較適合應用於有限空間、小規模網路等，如機場貴賓廳、股票大廳。其次，對於難以進行有線網路布線的環境、需要暫時使用網路的環境、實時通信要求很高的特殊場合，如人跡罕至的邊關、港口等都有較好的應用。無線區域網並不能作為一個完備的全網解決方案，但是隨著無線區域網技術的成熟應用，它可以與廣域網結合為用戶提供移動互聯網應用，成為3G網路有益的補充。
1.4 無線個域網(WPAN)
1.4.1 概述
無線個域網(Wireless Personal Area Network，WPAN)是面向特定群體活動半徑小、業務種類豐富、無縫連接的新興無線通信技術，相對於無線廣域網、無線城域網、無線區域網，它的覆蓋范圍更小，進而有效全面解決“最後幾米電纜”的問題。目前，藍牙(Bluetooth)是WPAN應用的主流技術，其它的還有家庭射頻(HomeRF)、紅外技術(IrDA)、射頻識別(RFID)、超帶寬(UWB)等。
1.4.2 特點及應用
無線個域網具有低功耗、低成本、體積小等特點。設備與組網都簡單方便、易於操作，且支持點對點、點對多點的應用。WPAN所覆蓋的范圍一般在10 m半徑以內，是短距離、個人專用的無線網路。具有代表性的Bluetooth技術，在全球范圍內的可操作性都很強，因為其使用了2.4 GHz頻段在全球都是可以自由使用的有效頻段。通過鑒權、加密等 措施 確保設備識別碼在全球的唯一性和設備的安全性。但是WPAN的技術標准多樣，都需要不斷的完善和創新。
WPAN主要應用於個人、家庭和辦公設備的無線通信，它可以在小范圍內將各種移動通信設備、固定通信設備、計算機及其終端設備、各種數字數據系統(例如數字照相機、數字攝像機等)甚至各種家用電器，使用一種廉價的無線 方法 建立它們之間的信息傳輸[10]。WPAN可以使用戶隨時隨地的進行設備間的無縫通訊，可以通過移動網路、區域網、城域網方便快捷的接入到互聯網Internet。未來，WPAN和WLAN一起為用戶提供完備的短距離無線通信環境。
1.5 蜂窩網路
1.5.1 概述
蜂窩網路是把行動電話的服務區分為一個個正六邊形的小區，每個小區設置一個基站，這樣的結構酷似一個個“蜂窩”。 蜂窩技術是移動通信的基礎，所以把這種移動通信方式稱為蜂窩移動通信。蜂窩移動通信系統由移動站、基站子系統、網路子系統組成，採用蜂窩網路作為無線組網方式，通過無線信道將移動終端和網路設備進行連接，使用戶在移動中進行語音、數據通信業務。
1.5.2 特點及應用
宏蜂窩、微蜂窩是蜂窩移動通信系統應用較多的蜂窩技術，宏蜂窩覆蓋半徑大，多在1～25 km，但是存在盲區，小區半徑縮小時會產生干擾。微蜂窩相對於宏蜂窩覆蓋范圍小，一般覆蓋半徑為30～300 m，傳輸功率低、安裝方便靈活，主要用於提高覆蓋率和容量，作為宏蜂窩的補充和延伸，為用戶提供更好的網路覆蓋。它的主要特徵是終端的可移動性，並具有成熟的切換和漫遊方案，頻率復用技術、多址技術、移動性管理技術促進了移動通信業務的發展。伴隨著網路的發展，蜂窩網路從第一代蜂窩移動通信系統發展到現在的第三代蜂窩移動通信系統(3rd Generation，3G)，成為實現網路融合和業務融合的統一平台，也是公認的下一代網路的核心網架構。3G網路把語音通信和多媒體通信巧妙結合，能支持更多的用戶，提供更高的數據傳輸速率。如HSPA的速率已經達到7.2 Mbit/s。但高成本、低帶寬的問題越發凸顯。
蜂窩系統或許是當今社會最重要的通信媒體。目前，3G網路可以為用戶提供豐富的應用服務，除電信業務、承載業務在內的基本業務外，還可以提供如呼叫前轉、呼叫等待、多方通話等補充業務。支持的增值服務應用包括網頁瀏覽、圖像、音樂、移動游戲、移動沖浪、視頻會議、視頻點播、各類信息服務等。
2 接入網路技術發展趨勢
目前的接入網路技術能為用戶提供豐富的通信接入手段以及無處不在的接入網路服務，但是各有利弊。例如，蜂窩網路覆蓋的范圍大，移動性管理技術成熟，但帶寬低、建設成本高;相反，WLAN高帶寬、低成本，但其覆蓋范圍有限。為解決此問題，需要充分利用不同網路技術的互補性，網路的融合將成為促進移動互聯網未來發展的關鍵要素，接入網路正在經歷一個動態的轉型過程，異構無線網路融合應運而生。
2.1 定義
異構網路是一種網路的類型，是不同的計算機、手持終端等網路設備及相關系統組成，運行在不同的協議上，支持不同的功能和應用。異構無線網路融合是將現有的多種無線接入技術有機的進行結合，符合下一代無線通信網路(4G網路)中多系統融合演進的設計思路和發展方向。
2.2 特點及應用
異構無線網路融合技術具有成本低、風險低的優點，它是現有接入技術的融合，可以充分利用現有網路資源，降低建設運營成本。其次可以增加網路的覆蓋范圍，利用不同接入技術的特點使網路進行有效地延伸。對於用戶來說，可以享受更加全面、豐富、便捷的移動互聯網服務，是下一代網路發展的必然趨勢。
近年來，業界和學術界不斷的在進行異構無線網路融合的應用研究，BARWAN計劃提出並實現了多模移動終端在無線區域網和無線廣域網之間的垂直切換方案。ETSI和3GPP對3G網路與WLAN之間的互連互通進行了深入的應用研究[2]。MOBYDICK對IPv6網路中WLAN和移動網路的融合應用進行了探討。國內各運營商為緩解大量數據業務對3G網路的沖擊，也開始進行網路的改造，主要是把3G+WLAN方式應用到網路中，例如將WLAN作為3G網路的一個無線接入網，通過網關連接到3G核心網[2]，共享核心網路提供的計費認證功能及信令協議，實現WLAN和3G網路的互聯互通，以促進移動互聯網的發展。但是，異構無線網路融合還存在很多需要解決的問題，比如各種接入網路的互聯互通問題、無縫切換等移動性管理問題，網路中各個功能實體的位置及網路架構也直接決定了網路的融合程度及實際應用效果。 3 結語
移動互聯網可以提供除傳統互聯網迷你主頁之外的幾乎所有業務，在韓國、日本等應用較好的國家，移動互聯網的ARPU值可以達到10美元[11]。截至2012年6月底，中國手機網民規模達到3.88億，相比台式電腦上網的3.80億，手機首次超越台式電腦成為第一大上網終端。手機視頻用戶規模激增，已經超過一億人。手機微博用戶漲幅明顯，使用率提升5.3個百分點至43.8%[12]。種種數據表明，“無處不在的網路、無所不能的業務”已深入人心。
伴隨著用戶規模的快速增長，移動互聯網產業將飛躍式的發展，必將推進接入網路技術的融合演進，各種無線網路接入形式和應用成為研究和開發的 熱點 。相信未來各種獨立的無線網路將與整個有線Internet相互聯，為用戶提供覆蓋范圍更廣，應用更豐富，服務更完善的下一代移動互聯網服務。
參考文獻
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