insat kg 発表

INSAT KGINSAT KG 発表発表

soh@sfc.wide.ad.jpsoh@sfc.wide.ad.jp

KGKG発表の内容発表の内容

衛星アプリケーション衛星アプリケーション衛星の種類と利用方法衛星の種類と利用方法衛星回線の特性衛星回線の特性地球局、中継局の仕組み地球局、中継局の仕組み衛星インターネットの説明衛星インターネットの説明新しいリンクを持つ新しいリンクを持つ DVB-RCSDVB-RCS

衛星の活躍衛星の活躍

通信分野通信分野衛星電話衛星電話

衛星を介してあら衛星を介してあらゆる場所で電話がゆる場所で電話が可能可能

衛星放送衛星放送高画質、広域なデ高画質、広域なデジタル放送を提供ジタル放送を提供

衛星携帯電話の基地局

衛星電話 BSデジタル放送の受信アンテナ

衛星の活躍衛星の活躍

観測分野観測分野気象観測気象観測

気象衛星から送ら気象衛星から送られてくるデータをれてくるデータをもとに、気象予報もとに、気象予報が可能が可能

気象衛星から写した日本の画像

気象衛星

生態観測生態観測希少生物の観測や希少生物の観測や自然保護の資料自然保護の資料

環境観察技術衛星ADEOS-IIによる観測写真

研究分野研究分野宇宙観測宇宙観測

宇宙研究開発宇宙研究開発

衛星の活躍衛星の活躍

電波天文衛星MUSES-B

衛星から提供された太陽の写真

衛星の種類と利用方法衛星の種類と利用方法

衛星にはどのような種類があって、衛星にはどのような種類があって、どのような使われ方をしているどのような使われ方をしている

のかのか

衛星の利用方法衛星の利用方法 科学衛星科学衛星

宇宙科学研究に利用宇宙科学研究に利用 資源衛星資源衛星

地球資源の調査に利用地球資源の調査に利用 気象衛星気象衛星

大気圏を観測し天気予報の為の情報を提供するのに利用大気圏を観測し天気予報の為の情報を提供するのに利用 軍事衛星軍事衛星

国防軍事機密の偵察などに利用国防軍事機密の偵察などに利用 通信衛星通信衛星

最も広く用いられる。衛星を介した通信に利用最も広く用いられる。衛星を介した通信に利用

衛星が利用する軌道の種類衛星が利用する軌道の種類

地球LEO

MEO

GEO500~2000km

8,000~20,000km

36,000km

LEO:Low Earth OrbitLEO:Low Earth Orbit 低軌道衛星低軌道衛星 Low Earth OrbitLow Earth Orbit 短時間で地球を一周短時間で地球を一周 通信可能範囲は狭い通信可能範囲は狭い 伝搬遅延は小さい伝搬遅延は小さい

使われ方使われ方 宇宙科学研究のための科学宇宙科学研究のための科学衛星衛星

位置測定（カーナビなどで位置測定（カーナビなどで用いられる用いられる GPSGPS））

衛星が利用する軌道の種類衛星が利用する軌道の種類

地球LEO

MEO

GEO500~2000km

8,000~20,000km

36,000km

GEO:Geostationary Earth GEO:Geostationary Earth OrbitOrbit 静止衛星静止衛星 地球上からは常に同じ位置地球上からは常に同じ位置に見えるに見える

通信可能範囲が非常に広い通信可能範囲が非常に広い 地球局地球局 --衛星間の伝搬遅延衛星間の伝搬遅延が大きいが大きい

使われ方使われ方 気象観測気象観測 通信衛星通信衛星

衛星が利用する軌道の種類衛星が利用する軌道の種類

地球LEO

MEO

GEO500~2000km

8,000~20,000km

36,000km

MEO:Medium Earth OrbitMEO:Medium Earth Orbit 中軌道衛星中軌道衛星 LEOLEOとと GEOGEOの中間の中間

使われ方使われ方 軍事衛星軍事衛星

衛星回線の特性衛星回線の特性

地上回線と衛星回線の違い地上回線と衛星回線の違い

中継局３台で中継局３台で地球全体を地球全体をカバーカバー

広域性広域性

全ての受信局に全ての受信局に同時に同時に

データ配信可能データ配信可能

同報性同報性

離島、山間部離島、山間部でも通信可能でも通信可能

地理普遍性地理普遍性

災害の影響を災害の影響を受けにくい受けにくい

耐障害性耐障害性

伝播遅延伝播遅延

光の速度で送受信に 0.25sec往復で 0.5secの遅延光の速度＝電磁波の速度

衛星局の位置衛星局の位置

地球

赤道上空

衛衛衛

衛

衛

衛衛衛

衛 衛

衛

衛

衛

衛

静止衛星は赤道上空にしか打ち上げられない

衛星の特性衛星の特性

広域性：衛星局一基で地球の約広域性：衛星局一基で地球の約 40%40%をカをカバーバー

同報性：一対多通信同報性：一対多通信地理普遍性：地理に不依存地理普遍性：地理に不依存耐障害性：災害に強い耐障害性：災害に強い遅延：片方遅延：片方 0.250.25秒、往復秒、往復 0.50.5秒の秒の delaydelay静止衛星の軌道：赤道上空静止衛星の軌道：赤道上空

衛星と周波数衛星と周波数

地上系通信では地上系通信では

携帯電話では携帯電話では900MHz900MHz、、 1,800MHz1,800MHz、、 1,900MHz1,900MHzなどなど

AMAMラジオではラジオでは600~1400KHz600~1400KHz

FMFMラジオではラジオでは70~90MHz70~90MHz

代表的な周波数帯代表的な周波数帯 S-bandS-band・・・・・・ 2.6G~4GHz2.6G~4GHz

衛星携帯などで使われる衛星携帯などで使われる C-bandC-band・・・・・・ 4G~8GHz4G~8GHz

雨による影響、宇宙雑音による影響を受けにくい雨による影響、宇宙雑音による影響を受けにくいスカイパーフェクスカイパーフェク TVTVはこの周波数帯を利用はこの周波数帯を利用 SFCSFCの地球局はこの周波数帯を利用の地球局はこの周波数帯を利用

X-bandX-band・・・・・・ 8G~12GHz8G~12GHz衛星通信に最も適した周波数帯衛星通信に最も適した周波数帯軍事用に利用され、民間用にはほとんど余っていな軍事用に利用され、民間用にはほとんど余っていない。い。

代表的な周波数帯代表的な周波数帯 Ku-bandKu-band・・・・・・ 12G~18GHz12G~18GHz

日本の衛星業界で最も多く利用される日本の衛星業界で最も多く利用される NAISTNAISTの地球局はこの周波数帯を利用の地球局はこの周波数帯を利用降雨減衰がやや大きい降雨減衰がやや大きい

Ka-bandKa-band・・・・・・ 27G~40GHz27G~40GHz利用できる周波数帯域幅が広く、大容量の通信が可利用できる周波数帯域幅が広く、大容量の通信が可能。能。

降雨減衰が非常に大きい降雨減衰が非常に大きい（（ Ku-bandKu-bandとと Ka-bandKa-bandはは K-band(12~40GHz)K-band(12~40GHz)に含まれに含まれる）る）

代表的なバンド幅代表的なバンド幅

10MHz 100MHz 100GHz

減衰、

雑音など

の影響度

電離層

宇宙雑音

大気減衰や降雨減衰

電波の窓

1GHz 10GHzS-band

C-band Ku-band

Ka-band

X-band

2 5 20 4010

? ? ? ?

降雨減衰伝搬損失が大

大気状態や電離層などの影響によるフェージングが大

大気状態や電離層などの影響によるフェージングが小

降雨減衰伝搬損失が小

（ GHz）

?S C Ku KaX

地球局、中継局の仕組み地球局、中継局の仕組み

衛星電波の届き方衛星電波の届き方SFCSFCの地球局の構造の地球局の構造

地球局の基本的な構成地球局の基本的な構成

端局装置

送信装置

受信装置

送受信分波器

入力端子

デジタル信号

信号を電波に変調電力を増幅 送信電波

電波を送信

電波を受信

受信電波受信電波を増幅電波を信号に復調

デジタル信号

出力端子

衛星電波の送信衛星電波の送信

大電力増幅器

電力を増幅する装置

デジタル信号変調器

デジタル信号を中間周波数（衛星電波に変換する前の低い周波数）に変調する装置普通の PC

中間周波数

周波数変換器中間周波数と基準信号源から、送信電波を作り出す装置

送信電波（弱）

送信電波

衛星電波の送信衛星電波の送信

送信電波の伝送には、普通のケーブルではなくこのような金属製の導管を使う

導波管

送信電波

送信電波

送受信分波器送信電波と受信電波を区別する装置

アンテナ地球局と衛星局の電波を送受信する装置

衛星局へ電力増幅器

衛星局の基本的な構成衛星局の基本的な構成

アップリンク信号 ダウンリンク信号

ダウンリンクの周波数に変換（一般にはアップリンクより低い周波数になる）

アップリンク信号を増幅

衛星局の基本的な構成衛星局の基本的な構成

送受信分波器

周波数変換器 増幅器

中継装置

低雑音増幅器

信号を受信

弱まった信号を増幅

ダウンリンクの周波数に変換

信号を送信

電力 UP

SFCSFCにある地球局にある地球局

JSATJSAT社所有の静止衛星（社所有の静止衛星（ JCSAT-3JCSAT-3号）号）を利用して複数の地球局と接続を利用して複数の地球局と接続

C-bandC-bandの衛星回線を用いる。（の衛星回線を用いる。（ NAISTNAISTのはのは Ku-bandKu-band））

C-bandC-bandの衛星回線をインターネット接続の衛星回線をインターネット接続に用いたのはに用いたのは SFCSFCが国内初が国内初

SFCSFCにある地球局にある地球局

衛星インターネットの説明衛星インターネットの説明

衛星インターネットの得手不得衛星インターネットの得手不得手手

IPIPマルチキャストを用いた放送型コンテンツ配信マルチキャストを用いた放送型コンテンツ配信

Provider User User User User

UserUserUserUser

衛星回線の場合衛星回線の場合

1Mbpsの映像コンテンツ

消費帯域は 1Mbps(一人のユーザに配信するのに必要な帯域で、∞のユーザに配信可能）

衛星インターネットの得手不得衛星インターネットの得手不得手手

早いレスポンスを要求するアプリケーション早いレスポンスを要求するアプリケーションテレビ会議、ネットワークゲームなどテレビ会議、ネットワークゲームなど

User 1 User 2

Delayが往復0.5秒

衛星リンクの特性衛星リンクの特性

衛星リンクの接続形態衛星リンクの接続形態双方向型双方向型

送受信に衛星回線を利用送受信に衛星回線を利用片方向型片方向型

少数の送信局と多数の受信局少数の送信局と多数の受信局

双方向回線として使う双方向回線として使う

メリットメリット地上回線の配備されていない地域でもイン地上回線の配備されていない地域でもインターネットターネット

デメリットデメリットそれぞれのリンクごとにチャネルを割り当てそれぞれのリンクごとにチャネルを割り当てるので、周波数帯域幅を大きく消費るので、周波数帯域幅を大きく消費

送受信可能な地球局は扱いが難しく、高価送受信可能な地球局は扱いが難しく、高価

必要なリンク数： 2（送信チャンネルと　受信チャンネル）

双方向として使双方向として使ううPoint-to-Point型

必要なリンク数： 2n

双方向として使双方向として使ううスター型

必要なリンク数： n(n-1)

双方向として使双方向として使ううメッシュ型

片方向回線として使う片方向回線として使う

メリットメリットマルチキャストとの親和性マルチキャストとの親和性使用する周波数帯域幅を抑えられる使用する周波数帯域幅を抑えられる受信局は扱いが楽で安価受信局は扱いが楽で安価

デメリットデメリット戻りリンクが別途必要戻りリンクが別途必要

必要なリンク数： 1

片方向として使片方向として使うう

INTERNET

衛星インターネットの問題点衛星インターネットの問題点

双方向回線として使う場合、運用コスト双方向回線として使う場合、運用コストが高い、機器が高価。が高い、機器が高価。

片方向回線として使う場合、双方向の通片方向回線として使う場合、双方向の通信を行うには地上回線等の戻り回線が別信を行うには地上回線等の戻り回線が別途必要途必要

DVB-RCSDVB-RCS

Digital Video BroadcastingDigital Video Broadcasting

Return Channel via SatelliteReturn Channel via Satellite

DVB-RCSDVB-RCSForward Link

Return Link

狭帯域、 HUBにのみ送信可能

HUB Terminal Terminal

広帯域、全ての Terminalにブロードキャスト

DVB-RCSDVB-RCS

HUB

Terminal Terminal

ODU

ODU ODU

Terminal

ODU

Forward:高帯域、ブロードキャストMPEG2-TS

Return狭帯域、ユニキャストATM AIR

ATM MPEG2-TS

DVB-RCSDVB-RCS のの TerminalTerminal

EMS社（ヨーロッパの企業）製

JSAT-SFC間を接続Forward： 9MbpsReturn ： 0.5Mbps

IP over DVB-RCSIP over DVB-RCSの利用モデルの利用モデル

ユニキャストよりも、マルチキャスト、ユニキャストよりも、マルチキャスト、ブロードキャストのトラフィックに有効ブロードキャストのトラフィックに有効にする。にする。

子局以下でもネットワークを構築できる。子局以下でもネットワークを構築できる。HUBHUB、子局は動的にアドレスの取得がで、子局は動的にアドレスの取得ができる。きる。

既存のインターネット機構を既存のインターネット機構を DVB-RCSDVB-RCSのネットワーク上でも正常に動作させる。のネットワーク上でも正常に動作させる。

Ethernet EmulationEthernet EmulationRouter

Router Router Router

HUB

Terminal TerminalTerminal

現在現在 DVB-RCSDVB-RCSのエミュレーション環境を作成のエミュレーション環境を作成この上に、この上に、 EthernetEthernetリンクを構築する機構を実装中リンクを構築する機構を実装中

Router

Bridge

Bridge

Router

Bridge

Router

スイッチATM ATM

/net/if_atmsubr.cを変更し、 ATMセルのフィルタリング

/net/bridge.cを変更し、 Ethernet Frameのフィルタリング

まとめまとめ

衛星回線全般の話衛星回線全般の話衛星リンクと衛星インターネット衛星リンクと衛星インターネットDVB-RCSDVB-RCSという新しいリンクという新しいリンク

ご清聴ありがとうございました。ご清聴ありがとうございました。

興味を持った方はぜひ興味を持った方はぜひ INSATINSATへへ来たれ若人！！来たれ若人！！

衛星インターネットの得手不得衛星インターネットの得手不得手手

IPIPマルチキャストを用いた放送型コンテンツ配信マルチキャストを用いた放送型コンテンツ配信

Provider

User User User User

UserUserUserUser

地上回線の場合地上回線の場合

複製 複製 複製 複製

複製 複製 複製 複製

1Mbpsの映像コンテンツ

周波数ごとに周波数ごとに

もう余っている周波数ない

A

BC

D

A

B

C