衛星通訊技術發展


 

演講摘要

需求無線的三大類:

這三個 question mark 裡面,你一個是 yes 的話,你可能就是需要 wireless,兩個 yes 的話,大概就是非要 wireless 不可 。

距離的問題:

不要以為 ADSLCable modem 那樣很寬頻,然後到處都用,也是在 limited area,我們估計是在 limited areaADSL要高速的話,你從電信局,中華電信那個機房到你的用戶端這邊,有個距離上的限制,幾公里,超過五公里以上大概不太有什麼希望,一兩公里內可能速度可以提得很高。Cable modem 也是一樣有距離上的限制,而且很多東西 coverage 不是全部。

Satelliteglobal coverage

除了室內,都 cover 得到,可是室內不行,你的手機大概內室就收得不好,第二呢,如果那個 satellite 的角度不好,那問題是你住在一個大樓裡面,有人窗子永遠是朝南的,satellite 就是朝東的,就是怎麼拉都拉不過去,所以假設 global coverage 可能只有 1/2population 可以看得到你的 satellite ,所以你要用固定的方式來上網,這是有趣的,講一講 global coverage 就通常要講一點但書,不過都是可以克服的。

未雨綢繆:

假設你的系統容量是五十萬,你的客戶只有十萬,沒有問題,除非客戶跑掉,那是你要擔心的,不會說什麼系統當機,如果你容量五十萬,然後你成長一下跑到四十萬、四十五萬,接近滿載的時候,你小心你什麼時候會當機,你以前從來沒測試過,中華電信以前有一個月在促銷,促銷到最後把自己弄當了,其它公司事實上也有。所以我說現在講是available,可是我沒有在媒體上看到很大張旗鼓的 promote,他要成長的話,他有很多小的東西要處理。所以這東西並不是說你,想要一下子大量的,不是像 ISP,全世界的modem 都一樣,不管是哪一家只要是同一個牌子就會通的。

Satellite 在國內的 broadband network 還沒有接觸,成長出來之前,還有國內有很多企業在海外有據點,包括在大陸有很多台商,satellite 應該有很多 bussiness可以做,有一些 solution 都在那裡,可是那些並非已經都完美無缺了,很多人還在,IBM 也有個新的東西出來,那才是幾個月前的事情。在網路上我們可以看到說喔甚麼東西又出來了,放在哪裡喔。所以大家都還在學習,不是一個說老掉牙的技術,大家再回來看,那 LMDS 在台灣也不普及,VSET 也才剛剛引進台灣,LMDS 也才剛剛引進台灣,未雨綢繆,早點把這些遊戲規則弄清楚,將來可以省掉很多麻煩。那最好的結果是,所有的技術都蓬勃發展,都有各自的空間,最後是消費者決定他要甚麼,而不是讓政府的一些規劃阻礙了技術的發展。不過,這是我們的最後一點,XXXXXQUALITY必須要清楚定義,而且越早訂越好。

Direct PC:

Direct PC 這個架構,這比較容易大家了解說為什麼會,satellite 一引進開始有人就會注意,可能有人在雜誌或媒體上曾經看到,所謂的 Direct PC 架構,例如一個標準的 modem - 56k 的,那你的 PC 上面連這 modem 要上網的時候呢,還是需要做 dial up,可是呢,你連網的同時,你需要裝一個小的 VSAT,那這邊這個 satellite 用來接收從ISP端下行的這個traffic,那 ISP 呢,會設一些特殊的 gateway,然後送到他們的 satellite hub 把信號打上去,broadcast下來,那注意這邊是 broadcast 方式在送資訊,因為它送一個 user 和送一百個 users 基本的這個,在這裡用到的頻寬是一樣的,那這邊花的 cost 是一樣的,可是這個user 會接收,如果是屬於他專屬的就接收下來,或者是一般人都可以接收的 broadcast,他也可以接收下來。當你需要傳送大量的資料,以 broadcast 的方式傳送將十分方便,我們舉一個企業上的應用例子,這個某台灣石化業的龍頭公司,它的上下游的供應商,它今天要買什麼料,它有哪些設備要維修,或是要採購哪些小東西,一天它的公告可能就是上百個,上百張上千張,你要來投標呢,還有標單什麼的,反正它有一個採購科,各式各樣的東西要採購,它的供應商有幾千家,依這種作法呢,就是把這幾千家的小公司,可能不到幾千家,中間比較大一點、中型規模的,八百家就叫它們每個裝個 VSAT,那麼這種方式,它委託這個公司每天把它一千張的這個需求呢,broadcast下來,那些人要送件,網路送進來,結束。這樣省掉說它一天要幾千封 FAX 給那些,不是幾千封 FAX 喔,它的料單幾千乘幾千就不得了了,它這個東西就送不完了,或者那些商人往反奔波於它的營業處,跟它來要這個東西要那個東西,把那些東西者省掉,用這個東西來替代。發射火箭:現在火箭發射已經是商業的,不是什麼實驗,就是你要花錢買就有人會替你發射,天天有人在發射。

V-SET

V-SET 是雙向通訊,不是只有接收而已。直播衛星接受器才是純接收,只是說 V-SET 因為比較小,所以 VSET VSET 之間比較困難,除非說這邊是 Transponder 的話,他可以加大 power ,所以通常 VSET VSET 通的話,要回到一個 gateway,就是打上去再下來,所以我說有時候你在偏遠地區會沒有辦法。所以下一代的作法是這樣的,下一代是希望這邊就有一個 switch 上面。然後上去了,封包也不會在到這邊來了,就直接上去,直接打下來,甚至他可以分 beam?比如說台北地區一個 beam,上海地區一個 beam,香港一個BIN,台北、上海、香港之間透過一個SWITCH,讓你long trip delay 變少。因為他不是一個 fully match,所以他就變一個 star,一個星狀網路。可是交換的中心在天空上面。如果是前面這個架構的話,交換的中心是在主要的中心這裡,所以上去了很多東西,他收了一大堆要放到 gateway,然後上去再下來。頻寬的使用效率就會比較差。然後 long trip delay 就會比較長。然後新一代的技術才有,對不起,天空上的衛星大部分都沒有這樣的架構,這個架構是下一代,大概三五年以後才會出現。現在的架構大部分是這個,台灣現在第一代引進的技術大概都在這個層次。如果放一個 processor 在上面,重量會增加多少? 其實關鍵不是重量,關鍵是他的 reliabilty 。因為 Transponder 的話,它的 realiability 改善了幾十年,所以它很熟練。弄一個交換機在上面,交換機發展了多少年?一個電子交換機,或者說類似交換機的一個東西在上面,最近三五年才發展出來的。

 

演講內容

我是很望看到,一個新的 technology,還有將來在台灣的電信市場上面,能夠朝向一個很良性健康的國際水準,這樣一個腳步來邁進。至於我個人在裡面能夠在各種會議或者是各種計畫裡面能夠幫什麼忙,那並不像連主任講得那麼關鍵,不過,就我了解的部份,我想在今天早上這個時間裡面,很樂於跟大家溝通。今天我會挑這個題目,我想,兩三個原因喔,第一個,satellite internet 本身這個領域,並不是很多從事 internet 研究的人,非常注重的,也就是說,大家習慣上面,對於 internet 的研究都還是從有線,而且是從最基本的software 的角度或者是 architecture 的角度去觀察,反而是說,如果呢,有一個新的無線技術,進入像原來 internet 這個領域,我想借這個機會,用各種角度來探討說,一個新的技術引進 internet 之後,我們要去關心哪些問題。那我把 satellite 當作一個例子。那我之所以能夠介紹這個技術,事實上,有一部份來自於我跟太空計劃室另外一層研究的關係。我跟國科會的太空計畫室,大家比較清楚的都是知道說明年初要發射一顆,原來叫中華一號,現在叫福爾摩沙一號那顆科學衛星,事實上我曾經參與規畫中華二號,後來二號變成四號。大家可以猜得到,那個報紙上寫很多,那裡面有幾派的意見,顯然,二號那一派沒有獲得上級的關愛,所以變成四號去了,現在大家在檯面上看到的是三號,有一部份的研究是跟中華四號有關,只是四號進度有些比較敏感…。

我想,純技術的角度來看,internet的發展到最後是無遠弗屆的,對全世界來講,IP 的這層協定可以 cover 到全世界,可是呢,我們到底要引到台灣來,哪些東西是我們應該關心的,所以,我想我會從幾個角度來看喔,第一個,我想要去檢驗說,interne t在台灣發展的情況,然後如果 satellite internet 進來,它能夠扮演什麼樣的角色,我們先研究這個問題,事實上,我這個或許相當於是,對於引進任何一個新的 technology 要加到 internet 來的時候,基本的步驟,大概是這個樣子,不管將來談的是 cable modemADSL 還是…,各式各樣的,一個新的 technology 引進台灣來,我們最基本的回去要去探討它在台灣的 internet infrastructure 能扮演什麼角色。在研究這件事情的時候,一定要做???? Management,它有幾種技術,或幾種solution,相互間在競爭,哪一種技術在哪一種角度、哪一種層面可能會得到優勢。這部份是需要被探討的。那第三個部份呢,我們回來要看說,那你如果要引進 satellite internet,我們要可以去 identify 裡面的 detail technology,所以 satellite internet 絕對不是說把internet的某一小段,變成 satellite 然後就結束了,大家要了解 satellite communication,衛星通訊發展到現在,幾十年時間,也就是說衛星通訊你要做一個封包的傳輸或者電路的傳輸,這是在 internet 成長的同時,它們那邊已經在成長了,也就是說人類在登陸月球的時候,internet 事實上還沒有很成長,大家要了解這一點。所以,在 space communication中,它有一個很長久的歷史,它已經有一些發展很完整的技術,可是跟 internet 結合是不是這些技術搬過來用,成功就不必再做了呢?事實上它出現了一些新的 issue,這是第三點。這邊看到的說大概一個成功的 model 是怎麼樣的,必需 identify 哪些東西出來。

你從你的角度去看這個 satellite communication 發展,看完之後呢,事實上你又回到更下一步,就是說,它在整個 market 成長上面,政府的角色,電信監理者的角色,回來看整個internet 或者 satellite internet 與其它的 internet 技術在電信的產業發展上應該有怎樣的一個做法,這個部份比較難,因為這個又比你平常看到一個 solution 說很好,然後大家搖旗吶喊說這個很好,就好像說,你們看到這個 Java 很好,或者另外一派說 IE 的東西很好,然後就搖旗吶喊說我要,可是你們很難去想猜得透說,為什麼美國有一個????會跑去說,是不是要告一下 Microsoft 之類的,或者是誰跟誰合併是不是有違反公平交易…。那我們這邊牽涉到的,不是這種公平交易的問題而已,還牽涉到基本的問題,就是????,這是讓satellite communication 在他的發展上面發生最大問題的地方,也就是說它跟地面的communication 有發生衝突,這是一個資源的…,電波是一個很珍貴的資源,它的競爭是全球性的,有 local issue 也有 global issue,這個地方如果這樣談起來大概不會睡著。

首先我們看一下 internet 現在的發展喔,我想,internet 的歷史大家在這行應該都蠻了解的,最早是美國國防部的實驗計畫,他們的科學發展基金會,也有他自己的 NSFnet(?),最後合併了。然後當初在八零年代末期,一九九零年左右,這些技術漸漸引到台灣來,所以教育部成立一個實驗計畫,那個實驗計畫一直發展下去,就是現在的台灣學術網路 (TANET),所以,很有趣喔,在電信總局的眼裡,它現在還是一個實驗計畫。不過呢,因為它發展得很不錯,所以在發展的過程當中,HiNet 接著成立,SeedNet 也接著成立,所以是TANET最早提出來的,HiNet跟著做,SeedNet跟著做,其它的小ISP從一九九零年到現在陸陸續續的出來。所以,大致上在兩年多以前,行政院 NII 小組提出一個目標叫,三年三百萬,我想那是一個他們認為一定可以達成的,不會跳票的支票,因為依照全世界各國internet 的成長,不會太難,所以呢,在現在為止,我看到各式各樣的數據,在這個月,我們大概是在兩百六十萬到兩百七十萬,當然,怎麼去計算user這是有爭議的,到底是一個account叫一個user,很多人internet account好幾個,那要算一個還是三個?家裡一個,辦公室一個,還有在資訊展免費送的那一個,那第二個部份呢,我們是看它真正的成本,當然明年上半年,不管用哪一種方法,保守還是比較樂觀的,大概在明年上半年都可以達到,那如果持續成長呢,然後再加上,呃,這是中華電信自己的估計,不曉得中華電信有沒有把這個電信自由化,固網開放這個因素也放進去,不過他們自己預期是蠻樂觀的,他們預期六百萬,到兩千零一年結束的時候,那我猜,靠中華電信自己的力量是很難達到六百萬這個數字,可是如果靠其它的民間投資一起來做的話,應該是有機會。事實上在亞洲地區,不會是一個很低的數字,比方說大家常常拿新加坡當作範例,你把我們這個數值拿去和新加坡來比,我們不會輸給他們。

差別在哪裡?差別在我們所用的技術和我們所用的 infrastructure,在國際上來比,我們的確是有改善的地方,我們就要一個個檢討。我們現在用的一般上網方法,最常見的是 56k,就是一般用的 dial up,如果是???? User的話,大概是 ISDNT1,很少部份的人開始會用 mobile data。也許這個部份不純是internet,可是他會提供一些低速率的工具,所以這邊大概是現在的 well-known solution。那已經在進行 trial的還有另外兩種技術,可是還沒有廣泛的 commercialize,一個是ADSL,基本的話就是你的下行可以到 1.5Mb,從網路端到你這邊的下行可以到 1.5Mbps,上行的話是幾k,將來還有更高速的,就是 1.5M 以上的速度。Cable modem是另外一個,有很多trial在進行,像是Cable TVoperator,那這兩個trial大家可以看到有明顯的區隔,ADSL是中華電信在做的,Cable modemCable TV為主。所以我們回到,回到這個internet access的問題,到底什麼情況下,一個user需要用到wireless access,因為既然有wired access,那將來那些各種不同的program access就陸陸續續的進來。我剛剛列的那一張還不是全部,將來還有各式各樣的東西進來,那,既然有線的東西那麼多了,無線還有前途嗎?

所以你在檢驗這個技術的時候,我想我提出三個issue,看大家是不是可以認同。第一個,你要去檢查說這個user是不是需要mobility,第二個呢,檢驗說這個user是不是需要fast ????,他如果不見得是要mobility,跟他需要這個service,從他要這個service到整個系統完成要很快,這要????是很慢的,那第三個呢,他是不是在那個角落或在那種特殊的場合,他的bandwidth就是不夠,那無線的方式正好可以提供比較比有線還要來得寬頻一點。不要以為ADSLCable modem那樣很寬頻,然後到處都用,也是在limited area,我們估計是在limited areaADSL要高速的話,你從電信局,中華電信那個機房到你的用戶端這邊,有個距離上的限制,幾公里,超過五公里以上大概不太有什麼希望,一兩公里內可能速度可以提得很高。Cable modem也是一樣有距離上的限制,而且很多東西coverage不是全部,所以,這三個question mark裡面,你一個是yes的話,你可能就是需要wireless,兩個yes的話,大概就是非要wireless不可,可是我們又回來檢驗,同樣是wirelessprogram access,我們把所有的技術攤開來看,事實上mobile data已經存在了,satellilte..

可是還有一種叫做fixed wireless access,這個部份可能大家不太清楚,我簡單的說,用下面這張來看。現在available的技術大概是分三個領域,一般所謂的這個mobile data,指的是GSM裡面data packet mode,就是一般行動電話裡面的data packet mode,連你的notebookpda之類的,讓你上網,這是一種,那你可以逃掉這個GSM,因為它的系統可能蠻擁擠的或者說charge太高,找一個專屬的CDPD的,這是股票族的最愛,也許他們在上面又發展某一種internet直接資訊的傳遞,可能用了你會非常方便,因為customize過,有某種特殊用途,這是第二個,可是這個都需要base station,要有cell,有cellular這個概念,一個它涵蓋區域是多少,所以它是regional,那GSM做得比較廣的話,是連郊區也都會有,那山上就比較小,同樣的,你如果看這個fixed wireless access,是說,它可能一樣是利用這個基地台,然後cell的這個概念來做,可是它用在不同的頻帶,不一樣的頻率,它是固定的,可是它執行這個封包協定,可以設計用來做語音,也可以設計用來個data,那這邊我看到了兩種技術,wireless local loop,這邊我用的是一個較廣義的名詞,那這邊的話一般用語音的,提供基本的64k的,要替代家裡的電話機到機房的那條線,那當然也有人發展到比較broadband一點的。你可以把它變成data modemodem已經很難到128k,所以這個有一點點????

另外一個呢是LMDSLMDS是一個,我這邊談的是一個系列喔,因為在國外的話叫AMDS,是用無線的技術來做Cable TV訊號的傳送,大家覺得很奇怪喔,可是很多地方可能需要這樣子做,比方說,在山區,在瑞士的山區,像歐洲那邊的山區,這些地方地廣人稀,可是他山上的村落都是一個區塊一個區塊的,一個角落一個角落的,大家群居在一起,如果在一個山上你放一個base station把信號打出去,那整遍山的民眾都可以看有線電視,那這個東西發展的下一步就是變成data,這就是LMDS的前身,在美國已經有單獨的公司,以LMDS來提供寬頻的無線data service,讓大家上internet,他純做LMDS service,就打算要能夠賺錢,能夠營運。問:LMDS的全文是什麼?答:Local Multiple Distribution Service。因為這個最近有好幾個Vendor在國內希望promote,台大有個trial,台大是跟????合作的,在台大醫院跟管理學院之間。在台灣有業者申請在園區裡的trial,可是reliability較高的還是台大那個trial,在資訊展前後有建通,那速率的話可以到達五條T1加一個Ethernetspectrum大概20M左右,所以這是一個很吃頻寬的東西,五條T1的話,用雙向來看,1.5x2,因為算頻寬的時候,去跟回的方向不能只算一個方向,1.5x2x5這樣用到15Mbps,然後再加上Ethernet traffic,如果它是10M的話,這個部份不算低。所以這個地方是一個很容易引起爭議的,可是他們用的頻帶不是傳統的頻帶,所以像台大申請那個trial的時候,一申請沒有多久就過了,因為那個頻帶在國內跟本還沒有人有能力用,因為高到說,還沒有那麼高頻的技術,還沒有引進那麼高頻的技術,這個地方頻帶正好空的,我們等一下會看我專門有一頁在看頻譜的。可是這兩種技術都一樣,要有base station然後遠端要有一個unit,不管那個unit是手機型態的還是固定的窗邊再架一個小東西,你真正要的global wireless access,恐怕你需要的是satellite,比較global

這個部份satellite access我們要分成兩種,一種是mixed modemixed modesatellite就是modem,它就是大家媒體上常看到的所謂Direct PCDirect PCHuseNetwork Companytrademark,不過這邊,我用Direct PC來指它的architecture。那其它的技術就是Geo Station satellite??????,就是同步軌道、中軌道、低軌道這三個名詞,satellite通常提供global coverage,你要指定的區域那個global cover得到,然後通常這個地方我要再加兩個但書,除了室內,都cover得到,可是室內不行,你的手機大概內室就收得不好,第二呢,如果那個satellite的角度不好,那問題是你住在一個大樓裡面,有人窗子永遠是朝南的,satellite就是朝東的,就是怎麼拉都拉不過去,所以假設global coverage可能只有1/2population可以看得到你的satellite,所以你要用固定的方式來上網,這是很有趣的,講一講global coverage就通常要講一點但書,不過都是可以克服的。我們等一下介紹的這個東西,我先講一下Direct PC這個架構,這比較容易大家了解說為什麼會,satellite一引進開始有人就會注意,可能有人在雜誌或媒體上曾經看到,所謂的Direct PC架構,他們的這個????,上面這是一個標準的modem56k的,那你的PC上面連這modem要上網的時候呢,還是需要做dial up,可是呢,你連網的同時,你需要裝一個小的VSAT,我看過是這麼大的,企業用的可能再大一點,因為速率要高,那這邊這個satellite用來接收從ISP端下行的這個traffic,那ISP呢,會設一些特殊的gateway,然後送到他們的satellite hub把信號打上去,broadcast下來,那注意這邊是broadcast方式在送資訊,因為它送一個user和送一百個users基本的這個,在這裡用到的頻寬是一樣的,那這邊花的cost是一樣的,可是這個user會接收,如果是屬於他專屬的就接收下來,或者是一般人都可以接收的broadcast,他也可以接收下來。那我們的???? Loop就發生在這裡,所以你acknowledge是往這個方向送,然後data是往這個方向走。可是像這樣一個架構,我們來簡介它的特性,他中間有一個satellite link,所以它的???? Delay會比較高,地面上的話國內可能幾十ms,可是加上satellite以後可能一下子就加到280以上,那第二個部份呢,是這邊可能還是會有些error,所以這邊你errorre-transmission可能會變得比較討厭一點,可是第三個好處是,它是broadcast,所以除了傳統的internet以外,這個service可能會伴隨其它的service人家想要藉著這個broadcast的功能呢,順便去????,比方說這個Direct PC的架構裡面就有個技術叫做???? Deliver,就是傳送大量的資料,然後以broadcast的方式傳送,我們舉一個企業上的應用例子,我道聽途說的,大家不一定要當真,這個某台灣石化業的龍頭公司,它的上下游的供應商,它今天要買什麼料,它有哪些設備要維修,或是要採購哪些小東西,一天它的公告可能就是上百個,上百張上千張,你要來投標呢,還有標單什麼的,反正它有一個採購科,各式各樣的東西要採購,它的供應商有幾千家,依這種作法呢,就是把這幾千家的小公司,可能不到幾千家,中間比較大一點、中型規模的,八百家就叫它們每個裝個VSAT,那麼這種方式,它委託這個公司每天把它一千張的這個需求呢,broadcast下來,那些人要送件,網路送進來,結束。這樣省掉說它一天要幾千封FAX給那些,不是幾千封FAX喔,它的料單幾千乘幾千就不得了了,它這個東西就送不完了,或者那些場商就往反奔波於它的營業處,跟它來要這個東西要那個東西,把那些東西者省掉,用這個東西來替代。(連:所以教育部的公文應該用這個來送。)可以考慮,教育部要到各中小學叫每個裝一個這個,教育部下一道指令,全部人就收到,同一天,沒有delay。可以考慮,這是一個很有趣的一個實際的應用。

可是雖然有像這樣的架構,當然可以把dial up那條線給拿掉,我們等一下會探討說,那條線拿掉後的技術,可是你還是有competition,你的competition是這樣的,你的mobile data license #%^&…。那各式各樣的solution都有,不是所有的這些operator都很成功的在營運,很多人拿了執照一年半了,上個月才營運,或者說他的執照已經打算跟pagermerge。大家可能會聽到像這樣的消息。那這些operator它是offer這些data service,不過到目前為止,看到的是股票族為主,internet上網的還比較少,那中華電信在satellite internet那邊的市場,中華電信它弄了一個ST1,跟新加坡合作的那個satellite,成功的發射,可是我們認為它中間有些頻帶可能不是很好用,所以它必需要去擠,擠一些應用出來,填補它的transponder idle在那裡,Direct PC呢,有一部份用ST1,有一部份可能不用,反正衛星很多個,那挑哪一顆都可以,400K2M的速度,我們剛剛講各式各樣的service,那LMDS應該有很多trial可以推進,可是大家都在競爭說,那到底satellite internet在這麼多競爭之下,你能不能出頭?現在是中華電信跟TVBS它們兩家在做。我講available的意思是說你要在展覽裡面去看到,在各種展覽,資訊展裡面看到,你要變成它的用戶不難,可是你要看到它廣泛的????,我是在…,它這些東西者有bottleneck,在它們的技術人員熟練之前,要serve很大量的用戶,基本上還是有一段挑戰,就好像說你接satellite operator,假設你的系統容量是五十萬,你的客戶只有十萬,沒有問題,除非客戶跑掉,那是你要擔心的,不會說什麼系統當機,如果你容量五十萬,然後你成長一下跑到四十萬、四十五萬,接近滿載的時候,你小心你什麼時候會當機,你以前從來沒測試過,中華電信以前有一個月在促銷,促銷到最後把自己弄當了,其它公司事實上也有。所以我說現在講是available,可是我沒有在媒體上看到很大張旗鼓的promote,他要成長的話,他有很多小的東西要處理。所以這東西並不是說你,想要一下子大量的,不是像ISP,全世界的modem都一樣,不管是哪一家只要是同一個牌子就會通的。我想available是,你要變試用戶可以,commercial的話,好好跟他們談。

真正的satellite internet operatorlicensing是在九月底due,我們已經????。可能是mobile satellite確定是三張,然後fixed satellite應該是十多張。(連:mobile的話除了鈦銥之外還有哪些?)下面這幾個,中華電信是global star四十八顆,鈦銥的話是????,那另外有一家叫亞洲通的公司,它又叫做????衛星,它是????,它們全力去support,發射上去,service要靠它們自己,這三家公司在台灣的競爭還不是看得很清楚,他們都是以語音為主data service為輔,所以我不把他們當作satellite internet上面的主力。然後再看有一些Geo SatelliteGeo Satellite我認為是internet service的主力,它從C bandK band、到KU band都有,不過,以現階段來講,K band排得比較晚,直接能夠用的是C bandKU band,正式的license他們陸陸續續會拿到,不曉得是怕敏感還是什麼原因,他們可能各別通知吧,報紙上媒體者偶爾刊一下,後來就沒有了。

不過呢,大家了解就是說,satellite基本上是一個free market,因為有些東西你不核準也沒辦法,一個公司要去國外採購一個電波會到達台灣的頻道或者轉頻器的話,根本不需要電信總局核準,所以我有錢就跟人家買,就租了,這是根本不需要核準的,然後電波會到達台灣來,電信總局也沒辦法弄個電波偵防車說你不準過來就不會過來,所以satellite是一個很有趣的東西,它是一個由國際衛星組織(ITU),所定出來的global business。可是呢,你能夠控制的是在這個區域裡面,地面上的經營者,你可以規定說,電波雖然過來了,可是你接收的器材需要我認証,你沒有經過我認証我可以沒收你的器材,像大陸的話很多地方就是這個樣子,所以他們對衛星防得很嚴,所以呢,????跟台商都喜歡看自己的節目,那些satellite dish通常是晚上才會升起來。有一家衛星廠商跟我講,在大陸地區很有趣,他們的satellite dish要做得有點移動性、遮蔽性這樣子,晚上要看節目就推出來,白天再收回去,諸如此類的,晚上和白天你去看那個屋頂完全不一樣,所以大陸還是一個很重要的market,這是很有趣的,那將來他們那些人可能會看satellite,如果對大陸的資訊覺得不足的時候,可能也會回來要求internet。我現在講的是兩種satellite,一種是直播衛星的,就是收電視節目的,另外一種是收VSAT,做internet access的。

假設這些動作都不在你境內,可是電波落地的涵蓋部份,當初是國際衛星組織談好的,既然已經談好的就沒有辦法阻止它了,你可以阻止說那個頻帶的接收器在這個地區不準賣,不準用,可是如果官方管得不夠嚴的話,民間還是照用,所以這個satellite business就存在了,(連:所以在台灣境內是不是只有中華電信和電信總局能用?)現在沒有了,這個license全部出來之後,另外還有十五家,不過十五家裡面不是所有人都想做VSAT,可能七、八家吧,其它VSAT以外,還有人要做大的satellite,大的通常是點對點的,一架起來之後呢,通常兩種service,第四台的供應商送節目,第二種的話就是做電路處理用的,所以它弄出來以後就是T1 circuit或者是256k circuit。他們擁有這樣的技術之後,就可以輕易架一個private network,至於這個private network跑的是語音或數據的話,事實上上面傳的都是bit,你根本無法去判定,你要是有那個能力去判別的話,我想沒有人有會那個力氣去攔截人家的資訊,你是情報單位才有那個意願。

他有電路出租權,所以將來要經營一個語音的國際語音服務,必需是另外一個擁有國際語音服務執照的operator跟他租線路,所以這個satellite是指租線路給人runservice,那個人有service可是他沒有自己的線路,所以他要把這兩個組在一起之後,才能夠run。那當然switch service可以是語音,可以是data,只是他們對國際語音是最敏感的。這跟普及服務,話費分攤慣例有關,因為有人要是違反那一條的話,那國際電話拆帳的制度整個會瓦解掉,到時候國際電話不曉得怎麼拆帳。所以international voice這樣的business還是暫時擱置。所以這是我們看到的這個satellite上的競爭也是非常激烈的,就是因為非常激烈,所以講這個talk才覺得非常有意思。就是說,過了三個月、六個月,大家說不定就突然收到了一張傳單說,你要上網先給你免費三個月帳號,條件是上網不用錢,satellite dish的租用要錢,你要不要租一個來玩玩?或者說一些偏遠地區的小學,他上網本來就很慢,中華電信要拉ADSLT1到那邊,第一個他付不起錢,第二個距離太遠,如果需要好一點的service…。它的價位一定是定在dial up service和有線之間,他希望幫你升級一點點,說不定你就會看到這樣的傳單進來,所以大家在比的是建設的速度,不是在比技術,技術也有啦,因為技術永遠會有新的東西出來,我們再看一下其它的satellite。除了我們剛剛看的可能在媒體上看得比較多以外,還有兩個,一個叫????,一個叫????,這兩個是???? Satellite(中軌衛星),大家有注意到,軌道越高,cover的範圍越大,軌道越低,cover越小,所以前面的???? Star(低軌衛星),要用66顆、48顆,那???? Satellite(中軌),一次只要用十二顆,代價就是他satellitepower要比較大。

????是在這裡面最引起爭議,最有趣的,????的投資者,一個叫Bill Gates,這我不用介紹,另外一位投資者叫做m????m????先生何許人也?m????先生原來就是m???? circuit的老闆,就是AT&T Wireless的前身,他以前是全美最大的行動電話公司,所以那個公司的老闆在把公司賣給AT&T之後,一大堆錢沒地方放,另外一個叫Bill Gates,兩個人就想了一個計劃。這個計劃是用兩百多顆低軌衛星,cover全球,然後用的是最高的頻帶,提供的是號稱每顆衛星都是Giga-bit ????,提供全球企業天空上面的網際網路,可是這個計劃實際上觀察很久,常常變動,一會變成那樣,一會變成那樣,那比較確定的是他們跟一些????公司,就是發射載器的公司,他一次簽三個公司,如果這家公司做不出來還有另外兩家公司可以頂,倒是這個部份看得出來他們非常serious,只是說他們什麼時候會正式把這個satellite發射上去,不一定,大家不要以為發射很困難,兩百多顆就要發射兩百多次,沒有,像那個global star一發射就六顆衛星,可能更小的話可以發射更多,八顆、十二顆…,所以你除一除的話,發射火箭的數量可能不會很多,那現在火箭發射已經是商業的,不是什麼實驗,就是你要花錢買就有人會替你發射,天天有人在發射。……………(很吵,聽不清楚。)那個satellite本身有些小燃料,所以它們上去到了接近軌道的時候,會用自己的燃料再推進,飛到他自己的軌道,然後他可能也不會完全用完,在他壽命的過程當中,他還會持續的去調整自己的軌道,有時候偏移他會再把他調回來,那還有呢,很有趣的就是,大家了解satellite的特性,Geo Satellite大概只有十二到十五年的壽命,軌道越低壽命越短,像中華一號壽命大概兩年就不錯了,差不多是這樣,像ir????到了某個階段,每年他要補衛星,因為他average一次要載很多,平均起來是每個月要補,可是他是每年要發射才夠,所以他們像那個ir????的話,發射的過程當中有很多衛星是失敗的,所以他天空上跑的不只是66顆,好多顆,可是很多顆也是死掉的,所以他每個軌道上的衛星喔,多一兩顆是補那個死掉的衛星,所以把死掉的跟沒有死掉的加起來是遠超過66顆的,那這些都是發展的現況,就是說satellite business是非常非常成熟的,這些是發展得比較晚的,前面講的ir???? Global star是比較早的,還有Geo Station天空上的衛星也是多得一踏糊塗,想要引進到台灣來的衛星,十多顆啊,有十多顆衛星在太平洋上空,印度洋上空,你要花錢買就有,那可是,對於一個internet satellite access不是說你有衛星,不是說你找得到人家幫你架,這樣就全部結束了,你還要懂得去教那個technology,這東西才會work

後面事實上是我的幻想,哪一天呢是不是我可有我自己的satellite dish,我用一個東西我可以看電視節目,也可以上internet,一個dish就解決,而且不管是哪一個衛星,我只要有一個disk收十二個衛星,可是,在園區裡有一家公司幫日本做,他要一個dish可以收三個衛星的節目,這已經不是普通技術了喔,因為日本很多satellite tv,他們用一個satellite dish可以收三個角度的衛星,消費者才喜歡,三個衛星的節目看得到channel就非常非常的多,那service也非常的簡單,竟然是台灣的公司先做出來,我們嚇了一跳。另外有些技術可以讓satellite bean變得比較transparent,我們希望用satellite只是不希望感覺到有這回事,這才是最高境界,用了satellite可是感覺沒有satellite,這要怎麼做,這會用到一些很標準的internet proxy server的概念。我們看幾個key technology,這幾個名詞大家都需要慢慢看,這個部份我知道…,在座是幾年級?四年級,通訊原理都修過嗎?TDMATime Division Multiple AccessFDMAFrequency Division Multiple Access,中文叫作分時多工頡取,一個叫做分頻多工頡取,基本上就是說,如果你用比較傳統的概念喔,你覺得說很多人要用一個transpondertransponder是一個比較大頻寬的轉頻器,地面上收進來的訊號,它把它轉到另一頻帶再發射下來,上去和下來的頻帶要分開的,up-linkdown-link要分開,可是很多人要share要共享這個轉頻器怎麼辦?頻寬再把它切細一點,那每個用自己的小頻帶,就是變成FDMA

可是有的技術是說,不要在頻帶上切割,我在時域上面切割,在time domain上切割,在time domain上做一個synchronization,然後大家算好說,誰用第一個時段,誰用第二個時段,我們把這個時段稱作時槽,time slot,你的封包就送在這個time slot裡面,這是TDMATDMA一般來講是把time slot做固定的assignment,如果你不是做固定的assignment,那這時候就要做比較複雜的動作,叫做demand assignment multiple access,這時候你要動作是,你要先做一個reservation,就是你要送的人要先送一個reservation出去,讓別人知道你要傳送,多少封包,佔掉多少時槽,請他來讓開,這邊就有一個協定要做,就是說我假設有十個時槽,那我一個reservation說,我要用兩個,前兩個就被它佔掉了,一個reservation說我要用後面三個,所以三號到五號就被第二個人佔掉了,這樣以此類推,那這個牽涉到的就是processingcomplexity,第一種裡面,TDMAFDMA裡面,比較適合現在所謂的????,把communication想作一個彎的水管,打上去會掉下來,demand assignment要的是比較複雜的動作,他可能用到???? Processing,也有可能用地面來processing,不一定,這是比較先進的技術,直接的影響就是,因為他的彈性比較大,所以utilization會比較高,效能可能會比較好,比較適合多個使用者,每個使用者使用都不高的時候,其享頻寬,TDMAFDMA傳統上是給標準的電路出租者,我要一個頻寬,就把它當成一個dedicate,專屬電路來用。

那我用像internetaccess,用封包為單位來計算用量的這種用戶的話,他可能會使用Demand Assignment Multiple Access,再第四種,講太快了,CDMATDMAFDMA一個在time domain做切割,一個在frequency domain做切割,CDMA是在code domainTDMA實際上是CDMA的一個特例,那FDMA那一部份就不介紹,只要頻帶切開的話就不會互相干擾,所以這個部份都是share頻寬的一些技術,我們為什麼會說後面這些東西比較好,是因為他們對於頻寬的處理,TDMAFDMA,傳統的方法,彈性比較小,甚至於FDMA還要留guard band,就是頻帶和頻帶之間還要留個保護頻帶,不要互相干擾,我不要干擾你,你不要干擾我,這邊有一堆physical layer的技術,下面兩個比較先進,上面的比較傳統,另外要介紹的就是說,antenna現在也在發展,現在antenna都發展朝bean,它可以透過一個bean打到某一個定點,甚至可以到multiple bean,而且bean甚至可以switch,那earth station,已經從三米的satellite dish發展到現在60公分到80公分小的satellite dish,已經是你辦公室窗大小,那將來的satellite還可以發展出上面有on board processor,因為以前的都是一個transponder下來,新一代的satellite internet會發展出來說,上面可以是一個小的packet switch或是circuit switch,那這個好處在哪裡,我先用這個圖來介紹,你如果沒有on board processing,基本上如果一堆VSAT,一些小dish,然後有個gateway在這邊,那如果這是一個企業網路,他們之間要連通的話,總部在這裡然後每個人要上去下來上去下來,所以上去下來的話,這個地方可能是兩倍的頻寬,如果說他們之間也要通訊的話,這邊是不是還要有一條線路,那這條線路因為他們兩個的satellite dish比較小,所以他走到這裡來,再打回去再走到這裡來,必需這樣走,這是???? Timeone way 280,那現在要走到這裡的話,走到這裡再上去再下來,這個路就已經非常長了。

所以我們以 long trip 來算的話,2754 倍就是 1.1 mili-second,去回,回到這裡,這是one way,而從這邊回到這裡,再走過來,這叫做 two way,這是兩個???之間要通訊的話,就變成1.1 milisecond,這是很可怕的,所以將來如果走向 VSAT 的話,大家會希望走到這個。

直播衛星接受器才是純接收,只是說 VSAT 因為比較小,所以 VSAT VSAT 之間比較困難,除非說這邊是 transponder 的話,他可以加大 power,所以通常 VSAT VSAT 通的話,要回到一個 gateway,就是打上去再下來,所以我說有時候你在偏遠地區會沒有辦法。所以下一代的作法是這樣的,下一代是希望這邊就有一個 switch 在上面。然後上去了,封包也不會在到這邊來了,就直接上去,直接打下來,甚至他可以分 beam 比如說台北地區一個 beam,上海地區一個 beam ,香港一個 beam,台北、上海、香港之間透過一個 switch,讓你 long trip delay 變少。因為他不是一個 fully match,所以他就變一個 star,一個星狀網路。可是交換的中心在天空上面。如果是前面這個架構的話,交換的中心是在主要的中心這裡,所以上去了很多東西,他收了一大堆要放到 gateway,然後上去再下來。頻寬的使用效率就會比較差。然後 long trip delay 就會比較長。然後新一代的技術才有,對不起,天空上的衛星大部分都沒有這樣的架構,這個架構是下一代,大概三五年以後才會出現。現在的架構大部分是這個,台灣現在第一代引進的技術大概都在這個層次。

因為 transponder 的話,它的 reliablity 改善了幾十年,所以它很熟練。弄一個交換機在上面,交換機發展了多少年?一個電子交換機,或者說類似交換機的一個東西在上面,最近三五年才發展出來的,所以那些做衛星科技的人非常保守。他的東西要在上面擺十二年不能壞,他一定要在地面用了很多很多年,然後用的很 reliablity,他才接受,要不然你會發現搞太空科技的人非常保守,這是我跟太空計畫室打交道,陸陸續續得到的經驗。那所以現在比較都是做固定的 transponder,第二個都是比較大膽的公司在做,不過就像很多business 一樣,最早投進的那一批,不見得會大賺,當然也有可能啦,我們不能排除他們賺錢的可能。這兩種機率事實上就是都有,HI-TECH 本來就是這樣,第一批在上面,第二批,第三批就可以控制的更好。所以可以做很多的 marking,消費者的交會,消費者何時會接受,很難講。他自己的 technology 交了學費,就是說穩定度啊,如果不夠多,那後面的人都知道前面的人問題在哪裡,那當後面的那些人成本,一切都可以打敗第一批的時候,第一批就 out。所以這個 business 是很危險的,都可能說一進去就不斷的補衛星,然後後面的就全部陣亡了,就第一個活下來,這個地方,不知道。Internet 的好處是,你不需要那麼大的資本,一次 run 多少顆衛星,一顆就可以 runrun 一個小小的範圍,不過physical net 還有很多的 trik,這邊介紹幾個。如果唸過 channel code,錯誤更正裡面,標準的 satellite 裡面,都會 run 這個 codingmodulization,所以呢,你的 satellite dish 裡面會有一個叫做 modemsatellite modem,他會執行一個 ???? code,然後接到 satellite dish 裡面,他會做一個???? modualization。然後送上 communication channel,從一個轉到另一個然後送下來,這是最基本的,傳統的 VSAT 就是用這樣子。好一點的 VSAT,或者說有人要走比較 TDMA 的話呢,通常會走到先進一點的 satellite 技術,如果要 data rate 利用率更高,他的兩層 code,內部一樣是 ???? code,傳統的 satellite 再用的,外面會加一個 ????code,就是每個人的 cdrom 在用的那個保護膜。把那個東西也加上去,那這個時候就有兩層,他的要求是,基本要求是要有 ????,中間加一個 leaver 就是希望說 internal,這邊加一個 code 打亂,經過 satellite channel 打上來以後,經過 ???? coding,一個 leaver,再把他轉換回來。如果內部有 bit error,一大段的錯誤,interleaver 會把一大串錯誤的碼,打散到很遠很遠的。

就是說,他頻寬大,他就用多,頻寬小,他就用小。我現在講的頻寬是說,data 傳輸的速率,以衛星來講,衛星的頻寬頻帶應該是固定的。可是它為什麼要去改?改那個頻寬呢?因為如果 satellite channel 遇到了下雨天候不好或者是甚麼樣的干擾,這時候你的編碼的方法,就可以有所調整,因為我們剛剛提到的那個 ???? code,他的 rate 可以是 1/2 可以是 1/3,也就是說,中間這個部分,我舉個例子,中間這個部分,如果是一個 15 mega 15Mbpschannel,那如果我這邊的 rate 1/2,我這邊 data 送出來的 rate 7.5 mega 如果今天這個 rate1/3 的話,我送出來的有效可以進來的 data rate 就是 5 mega,所以你的rate 甚至可以在這邊變化,我可以在這邊。雖然看起來是固定的一顆衛星,可是因為他要適應當時的天候,channel 的狀態,所以我的 data rate 可能是7.5 megabit,那後段怎麼辦?後段利用一個 ATM 的特性,所以已經可以看到 satellite ATMdevice,能夠支援高速的,T1 以上的 service。事實上我曾經參加過,跟中華電信合作,中華電信一個satellite ATM 的一個 trial,那時候我們跑的速度是 45 Mbps。不要聽錯,衛星 ATM 45Mpbs。從陽明山發射過去,過去地點是在舊金山,做一個 LAN,然後那邊一樣打上去,回來到這邊。我們那時候有經過中華電信的 ATM 交換機,所以有一條光纖就拉到我們的 lab,事實上我們這是一段一段的,有一段是校園網路的光纖,有一段是中華電信的光纖。最後一段拉到我們 labwork station

然後再上面做甚麼?web browsing。這是最基本最常見的應用,web browsing。我可以跟大家講說,他會 work。只要你不要用 telnet,你用 telnet 就知道,這是一個衛星的缺憾,因為他會 delaydelay 到最後打起來怪怪的。可是在這個web browsing 的過程當中,事實上他 web browsing performance 比他傳統的還好,所以我們就在XXX lab那邊裝一個web server,他從我們這邊抓,我們互相開帳號給對方,他們測我們的,我們測他們的。知道說,用起來大概是甚麼樣子。然後後來說 bottleneck在哪裡?大概可以到 3~400 KBps。大家會覺得很奇怪,45 mega 只用到34k,將來如果internet 一用,我想也不會只給一兩個 user 用啦,每個人都可以用到34k,那你可以support 很大比例的一個 user,不過這個 trial 還有後續,不過我只知道到這一個部分,那中華電信的 motoring,他們自己有自己測的結果,中間有一部份的 device,有一家叫CONCEPT 的公司,專門做這個,還有 ATM 的部分。那個 link 我們 try 了一下,時間大概估計一個多月到兩個多月。我真的進去 try 的時間是兩個多月,應該那個 transponder,一個月用的,如果他給我們一個月用的話,大概就在一千萬兩千萬左右,台幣啦。那一個月就被我們用掉兩千萬。可是那個數據,跟那個使用經驗,也不是用錢可以換來的。很不一樣,只能這樣講,那我們做那個 trial 的原因是,我們發現日本人已經做到一百五。那我們只做到 45,還有的追趕,我們現在不是講海底電纜,我們講衛星。可是說為什麼大家沒有看到這個東西有東西在賣?我覺得基本上是經濟效益,誰願意付這個錢,誰願意把大大小小這些 inforstruture 都建起來,然後 maintain,變成一個真正 business case 來用,這個東西還沒有。可是,技術我認為,已經存在了。符不符合經濟效益這是另外一回事,因為這牽涉到資本的擁有者他願意出多少的錢來,就好像海底電纜願意出多少錢嘛,大家用喊價的,海底光纜喊的價錢比較低嘛,或者說一樣價格的話,大家還是走海底電纜,一定是transponder 的價格可以低到 2/3 1/2,那大家覺得,你光纜賣太貴了,拉走這個 market,這個時候才會有回收進來。

可是有些地方是沒有海底電纜,光纜的,那你非要用這個技術不可,這個技術就很有價值。後面也是技術的問題,你要注意 ???? rate,你要注意 ???? ,你要注意 physical size,哪一個東西不好,哪一個東西就變成 bottleneck,我覺得這三個東西最重要,各位一定要有共識,台灣是一個多雨地區,所以這個地方非常重要,link 很貴,可是你 link 不夠大,link 還是一個 bottleneck。第三個是說,fill rate 很小,bandwidth 也很寬,所以你要解決 TCP ???? size,這時候你要知道軟體上面的操作,誰有能力去改你的 WIN98/95上面的 window size,沒有幾個有能力,所以這時候要從軟體下手,大家都沒有能力,你不可能教會每個 user 去改這個,那回到我們 internet engineer,我們該做甚麼事情?讓大家都不知道需要改的時候,不知道要改各個東西的情況下,然後你就用得很愉快,這個就是trick。然後呢,satellite 上面要有 lost,就是一連串的 lost,那 packet lost 可以保證windows size 一下子 drop 到底,halfhalfhalf,一下子就切到底,到一,當它在爬起來,很慢,就變成 bottleneck,所以,IBM 已經完成一個新的 RFC,我在懷疑應該還在 ???? 階段,它的名稱叫做 standard pc mechanism

For 這個 satellite dish。那有這樣的一個 RFC,有這樣的一個 instruction,參加這個的都是一些 TCP/IP 的元老,改 source code 改了幾十年的元老。他們建議改下面幾個東西,第一個是 path???? discovery,就是說你整個 path 你要整個很清楚的建立出來,一開始就要建立對,不要一開始就弄一個太小的,太小的傳送上沒有效率,太大的做出來會需要切割,你要執行一個 ???? distribution 跟一個 ???? discovery,第一批裡面,我想這 mobile data 也是很重要的,你收到一些 ???? 回來,你知道要送一些 distribution,你就會早點送,你 window size recover 回來,除了原來的慢慢爬上去之外,你可以用比較快的方法。TCP 的基本的 windwo size要去增加,可是增加的時候你要注意兩個東西,professional guess sequency,那也就是說,你的 window size 開太大,你抓的過程當中如果不對的話,你 sequence會亂掉,這個都必須要注意,另外的東西要注意,就是在 RDB 的時候,你要早一點去 implement ????,基本上就是 selected repeat,在 TCP 這樣的,這四個東西想辦法 implement 在一起,在你的 TCP 裡面,我想,國外的許多衛星公司,都想辦法在改 TCP CODE。朝這四個東西做,那第四個東西,萬一有人,做的是XXX PC這種架構的話,它的下行很寬,可是它的上行還是很低的話,你可以改善這個,如果說 bottleneck 是發生在,你可以把 head compression,某種技術把 headcompression,你可以改善你 modem 這端,不是 satellite 這端,modem 這端的 conjection 的這個 ???? 中間你需要這個 TCP,它的 gateway,這個事實上跟 mobile data???? 很像,就是說如果你是很標準的作法,標準就是要,使用者在這邊,中間是一個 satellite dish channel,維持這邊一個 dedicate TCP session。那從這邊這個 agent 或者說是一個 proxy,執行一個 regular TCP session,這時候,你所有的 TCP cellular 放在這兩端,那 cellular 雖然不知道最終跟它抓取資料的是在 satellite 還是一般的user,你不可能叫一個 ???? 去設計一個東西說,這是給一般 user 用的,另一邊是給satellite user 用的,這是不可能的,因為這是同一套軟體,要改善的是這一端(註:這邊應該是在白版上一邊畫圖說話著)

你要讓使用者去用的時候,這個 windows size 要大,這邊才能夠維持高速,這邊有 retransmission,這邊也有 retransmission,很多事情要在這上面做,可是因為你這邊 implement 比較特殊,回到這個問題上來,那 VSAT 怎麼辦? VSAT沒有辦法。如果是一個 VSAT,他是一個 small token user,一種情形是,第一個,如果他是單獨的 DC 的話,他必須要先灌一個 DC kernel,因為裝 VSAT 的時候要有人去裝機嘛。當裝機的時候,順便給你兩片copy 說,這是WIN95/98,要灌一個新的東西進去。或者這邊是一個企業用戶,裡面的常說不過去,可是他一拿出來當初的許可說,當初的許可是你給的,我不是隨便侵佔的,是你給我的許可,那我現在用的好好的,維護系統好好的,我搬一下的話,我的系統損失很大。對於 microwave user 來講,衛星下來的,不干擾他,是衛星的應用使用者,會被 microwave 干擾,因為 microwave power 比較強,所以是衛星使用者被干擾。可是衛星使用者他也有權力要講話,因為說他是符合國際慣例的,那,依照慣例,這個地方不應該有甚麼地面應用,通通應該讓開。那還有一種情形是,頻帶上面你要確定誰是主,誰是副,通常國際慣例是每一個國家的 administrator 在訂頻帶的時候,要訂甚麼是 primary service,甚麼是 secondary service,你是 secondary service 你就要讓 primary service,也就是說那個地方如果衛星是 primary service,微波是secondary service,相反的,如果微波是主,衛星是副,衛星的用戶要去躲微波,我講的是國際慣例。我想國際慣例是這樣的,你一個國家如果特立獨行的話,到最後結果還是自己承擔,因為有兩種情形嘛,全世界都在用得很好的技術,很好的 service,你不能用,然後被大家來嘲笑,消費者會來笑你,你這個部分怎麼搞的。

第二種情形就是,政府不能說不解決,消費者怎麼吵,吵的大家拼命在那邊打官司,然後是 operatoroperator 打官司,最後到法院去,法院如果不管的話,消費者到最後一樣受到侵害,我 subscribe 這個service,然後大家干擾,互相干擾,看到上面的人吵來吵去,不曉得他們依照哪一個規則,這時候就看的出來是政府部門沒有訂出新的規則,讓消費者權益受損,所以說一樣,一個是權益受損,然後市場混亂,一個是新技術不到台灣來,這兩種情形到最後都還是要收拾殘局,那收拾殘局是更麻煩的,與其到最後亂亂的去收拾,不如一開始就設定個 guard line。這是地面已經用的部分,4G~32G,然後國家的地面發展,就是因為只能到24左右,這部分是民營業者,就是行動電話業者,他們剛開始的嘗試業務,再往上的化,都沒有人用,因為大家都還沒有能力用,不是說大家不想用,而是說根本還沒有能力用,可是國科會的技術已經發展到這裡,我們剛剛講 LMDS 地面化,美國就在這些地方,然後加拿大,韓國都有類似的分配,其它的國家,日本啊,都有。所以他們大概都有分配這個 broadbandfix wireless ????。可是衛星呢?我們剛剛介紹過,Bill Gates 他們有一個計畫,那基本上和這個是重疊的,他們有一個所謂主從的分別,像這個地方就抓專屬,LMDS 就不敢跟他們爭,那在這個區域的話,LMDS 就是主,衛星就要讓,他們的主要業務在這裡,碰到這個主要頻帶的話,衛星就要躲。那我們自己呢?中華一號在這邊又偷用了一個頻帶,跟全世界的所有的 LMDS 衝。然後那個 E???? 用的是這個頻帶,它的衛星跟衛星之間的 ????,一般是認為呢,它的 satellite view 對地面的影響不大,雖然說影響不大,但是在 ???? 的架構之下,才決定說影響不大。不是只有上去下來而已,ERADIM 也 有很多低軌道衛星,他可以經過衛星這樣一路過去,那所以,這個部分我們看到的就是說,我們自己看到得很空曠,只是要決定說,國外的某個技術搬到這邊來,要搬在這邊呢?還是這邊呢?還是這邊呢?

然後還有一個問題就是說,要切多寬?20 mega太寬了,可是現在都是用20 mega,反而是說,我一個 operator 能不能有200 mega,講一個行動電話是5 mega7.5 mega,所以說很難去比較這個東西誰對誰錯,可是這個地方根本沒人用,這邊的應用的確是寬的 ????,國外是有 200 mega 這樣的單位再進行,嚴格講起來說,國外的基本單位是50 mega,他們沒有切割,給寬頻應用,然後以50 mega為小的單位在做application,所以我們看到的是新的 application,新的 service,然後競爭的是 satellite 跟地面的 ???? 在競爭,可是 satellite 有些地方我還是覺得有他存在的價值,這是一種非常好的sub???? service,ㄜ,broadcast 也會進來,經過 satellite,經過 internet,或者我們剛剛講的。我看到的是這樣子,在台灣所謂 internet population,他們的接受程度,還留了一段空間,特別是考慮到 satellite 在國內的 broadband network 還沒有接觸,成長出來之前,還有國內有很多企業在海外有據點,包括在大陸有很多台商,satellite 應該有很多 bussiness 可以做,有一些 solution 都在那裡,可是我並不認為那些已經都完美無缺了,很多人還在,就像我剛剛講的,IBM 也有個新的東西出來,那才是幾個月前的事情。在網路上我們可以看到說喔甚麼東西又出來了,放在哪裡喔。所以大家都還在學習,不是一個說老掉牙的技術,大家再回來看,那 LMDS 在台灣也不普及, VSAT 也才剛剛引進台灣,LMDS 也才剛剛引進台灣,未雨綢繆,早點把這些遊戲規則弄清楚,將來可以省掉很多麻煩。那最好的結果是,所有的技術都蓬勃發展,都有各自的空間,最後是消費者決定他要甚麼,而不是讓政府的一些規劃阻礙了技術的發展。不過,這是我們的最後一點,???? quality 必須要清楚定義,而且越早訂越好。

 

參考資料

銥計畫

http://www.moe.gov.tw/moecc/vitek/data/86info/info304/tsld038.htm

 

TELEDESIC 計畫

 

 

微波通信

http://www.scu.edu.tw/~distedu/chap2/section2-15a.htm

無線電微波的頻率範圍在 2GHz40GHz (1G = 109) 。微波傳輸屬於一種有向性 (line-of-sight) 方式,即傳送與接收端間不能存有障礙物體阻擋,才能收到良好的聲音與影像。通常,微波用於寬頻帶 (widiband) 及雷達 (radar) 系統,不過,一半以上的電話系統使用微波傳輸。1931 年,英國的多爾 (Dover) 使用第一個商業化微波系統橫跨英國通道。

電視也使用微波傳輸,因為微波提供視訊 (video) 影像所需的傳送容量。加拿大擁有一個全世界最廣泛的微波系統,此外,美國也有幾個微波系統,作為語言及資料通道。

微波系統所使用訊號的波性是一種直線波,也就是說,微波並不沿著地球曲面傳送,以直線方式直接由傳送端送達接收端。因此,兩端的距離與彼此天線高度間有重要的關係。

微波傳輸的衰減必須考慮兩端間的氣候、風速、雨量以及實際所使用的頻帶,天線兩端的距離也是主因。

 

衛星通信

http://www.scu.edu.tw/~distedu/chap2/section2-15c.htm

除了前述在兩不同地點架設天線的系統外,衛星也是一種微波通信系統。在衛星傳輸中,由地面的發射天線將訊號送上固定在地球軌道上的衛星,再由衛星轉送下來,廣播訊號給地面上其它的接收天線。

一般而言,通信衛星大都屬於同步衛星 (synchronous satellite)。這類衛星固定在地球表面上方 22300 哩的軌道,與地球維持同步旋轉,因此可視為地球上某個固定點,是以稱為同步衛星。由於衛星廣播範圍很大,彼此之間也可以互傳訊息,因此袛要有三枚相距 120o 的同步衛星,幾乎可以對全球任何地方 (除了南北極某些地區外) 傳送資料。

目前國內相當風行的小耳朵、中耳朵與大耳朵均是同步衛星傳輸的範圍,或稱為直播衛星 (direct broadcast satellite, DBS)。如,日本的百合二號與大陸亞衛一號均是。

通信衛星系統已廣泛應用於科學、商業及軍事上,一般的電話 (如洲際線路) 與電視轉播亦多透過衛星頻道。由於硬體設備 (如天線) 的費用已十分便宜,加上觀念的普及,未來人類仰賴衛星的應用領域必然日益增加。

 

GPS

http://www.geog.ntu.edu.tw/hotnews/rs/WhatIsGps.htm

全球衛星定位系統(Global Positioning System,簡稱GPS)是一九八0年代美國國防部逐漸發展出來的全球性空間定位系統,原本是作為軍事用途,比如戰機導航、飛彈遙控等應用,近年來則逐漸轉為商業用途。透過GPS,不論使用者是在陸地、海面或是空中,都可以精確測量出所在的位置(包括了經、緯度與海拔等資訊)。

大略來說,GPS包括了三個部份,第一個是太空部份︰由24顆人造衛星繞行地球,擔任傳送訊號的角色,全天候傳送著衛星位置資訊。第二個部份則是地面控制部份︰由於人造衛星的需要管理與監控,因此在全球不同地方設置了地面控制站來負責整個系統的運作。第三個部份則是使用者部份︰使用者需要一個特別的GPS接收器來接收數個衛星訊號,透過微電腦來計算出位置資訊,由於訊號是透過衛星傳送,所以沒有使用區域、地形與人數的限制。

在概念上﹐GPS代表著整個系統﹐包括衛星、地面控制站及GPS接收器。不過一般而言﹐GPS即意指一個GPS接收器﹐這是因為我們在使用上多半只會接觸GPS接收器的緣故。

 

GPS 的運作

http://www.geog.ntu.edu.tw/hotnews/rs/howgpswork.htm

GPS系統中的24顆衛星平均分佈於六個軌道面,以一天繞行地球兩週的速度運行,一般而言,在任何地點、時間,天空中都至少有4顆衛星存在,擔任訊號發射的工作。每顆衛星都透過精密的儀器與地面控制站的修正而有十分精準、同步的計時器,每顆衛星都在同一時刻發出訊號,但是由於使用者與每顆衛星之間的距離不同,每個衛星的訊號產生延遲的程度也不同。而使用者便透過接收器搜尋這些訊號,利用不同訊號的延遲程度求得距離每個衛星的距離,再以三角測量理論,計算出使用者的所在位置座標。

由於GPS衛星持續不斷地發射這些定位訊息,只要接收器能持續接收,便能隨時計算、更新它的資料,幾乎每隔一秒鐘就能提供使用者最新的訊息,由於這樣快的更新速率,我們就可以將定位資訊再加以計算,來得到使用者的其他空間運動資訊,如移動速度、移動方向等。

為防止非美軍使用者得到太精確的定位資料﹐以至妨礙到美國的國家安全﹐所以在供給民間使用的訊號上﹐另外加入所謂的S/A (Selective Availability)效應干擾訊號﹐使 得民用的GPS接收器在定位時﹐只能維持95%的接收狀況讓精確度在直徑100公尺內﹐另外5%的接收狀況可能在直 徑300公尺內。事實上,這樣的精確度已滿足大部份民間定位作業的需求。但如果某些定位作業需要更高的精確度, 也可以利用差分定位法(Differential GPS,DGPS)達到2~10 公 尺內的定位精度。

 

GPS的應用何在?

 

資源調查﹐土地探測

例如﹕森林區、山坡地違規開發查報工作。使用GPS可順利導航至可疑之變異點﹐並直接查詢調閱地籍圖等相 關資料以利研判。

大地測量﹐一般測量

傳統的三角測量事一件十分辛苦的事﹐特別是在地面三角測量點缺乏﹐地標不明顯的時候﹐測量工作格外困難。GPS定位則無須仰仗地面控制點﹐只要在沒有遮蔽的情況下﹐幾乎不受地形地物的限制﹐所以使用GPS作為測量的工具﹐大大改善了傳統測量的不便。精確度需求越高的測量工作﹐需要越高精度的GPS﹐當然也就越昂貴。

製圖

電子地圖之製作及粗略地形圖之製作。地圖的數化有很多種﹕將已存在的紙面地圖用數位版數化、或使用掃描器掃描至電腦中﹐再進行螢幕數化或自動數化。我們可使用GPS在車輛行進的時候﹐每隔一段時間將道路點(WAY POINT)記錄下來﹐如此便完成粗略的地圖數化工作。

登山定位,山難協尋

GPS可準確的定位、定向﹐在開闊的地方使用GPS定 位﹐配合地形圖可以非常準確的了解目前所在位置﹐而不會因人為判斷錯誤而迷路。我們也可將GPS配合無線電傳輸﹐將登山人員所在位置傳送至山難協尋中心﹐以利救難搜尋工作。

精確定時

由於GPS定位需要非常精確的時間﹐每顆 GPS衛星 上都有精密的原子鐘﹐所以GPS接收器可以接收到精確的時間資訊。

軍事

GPS發展目的﹐一開始就是考慮軍事的用途﹐所以舉凡戰機、戰艦、戰車、飛彈、相關軍事人員及攻擊目標物的精確定位﹐均仰賴GPS完成。

 

GPS的未來展望

 

許多與空間、區域有關的學科,如地理學、自然資源、森林、動植物等研究上,已有不少運用全球定位系統(GPS)來從事資料的調查與收集的工作。相信將來全球定位系統的應用將更加廣泛,不只是在科學研究及工程應用上,甚至是你我日常的生活,都將深深的被影響,如同當今的網路科技一般。

在可預期的未來,衛星定位系統的導航功能將會廣被大眾所接受。憑藉GPS所測的精確的經緯度,不論白天或夜晚,使用者不需要地址,即能輕易抵達任何住家或公司行號。人們常會說﹕"路是長在嘴巴上",未來有則要改成"路是顯示在GPS",則更為接近。

目前正在發展中的汽車導航系統,即是利用GPS的技術與原理,將移動中的汽車位置顯示在電子地圖中,如此,駕駛者可藉著導航系統的指引,順利抵達目的地。

很可能在不久的將來,我們會看到以GPS技術發展出來的汽車導航系統,將全面配備在每輛汽車的儀表版上,同時扮演著休閒、通訊、防竊、救難等多樣化功能。

看完了以上的介紹後,我們可以想像全球定位系統帶給明日世界高度自動化及精確的生活,面對GPS此一新興的科技,你能想像出更多無限的應用

 

衛星的種類

依發射高度分為

 

 

什麼是「人造衛星」(Satellite

http://www.ncue.edu.tw/~ncsa/geology/space/planet/planet.html

在天文學中,繞著「恆星」(如太陽)運轉的星球稱為「行星」(如水星、金星、地球、火星等),而繞著行星運轉的星球稱為「衛星」(如月亮);因此,由人類所設計製造,靠火箭或太空梭送入太空中繞著地球或其他行星運行的飛行器我們便稱之為「人造衛星」。

 

衛 星 通 信

http://www.nitk.edu.tw/~u8611027/tel2.htm

衛星通訊是指利用人造地球衛星作中繼站轉發無線信號,再多個地面站之間進行通信. 一顆通信衛星天線的波束所覆蓋的地球表面區域內的各種地面站,都可以通過衛星中繼.轉發信號來進行通信.例如: A站要與B站進行通信,首先A站把信號發射給衛星;衛星把接收到的信號進行放大和頻率變換後再轉發給B.這樣B站就能收到A站發來的信號.同理,A站也能 收到B站發來的信號. 通過上述通信程序可以看出,衛星通信是地面微波中繼的發展,是微波中繼 通信的一種特殊方式.

 

衛星通信的優點

http://www.nitk.edu.tw/~u8611027/tel3.htm

 

通信距離遠.覆蓋面積大:

一顆靜止通信衛星的天線波束,可以覆概地球面積的42.2%.在個覆蓋區域內, 兩個相距18000公里的地面站可以進行遠距離通信.再靜止軌道上等間隔(120)配置三個衛星,就可建立起除地球兩極外的全球 通信.

組網路靈活,便於多重擷取聯接:

在衛星天線波束的覆蓋區域內,衛星通信網路所屬的地面站可以同時和其它地面站建立各自的通信線路,形成 一種多方向,多地點的通信.這種衛星特有的特性能,叫多重擷取聯結.

通信品質高.容量大:

衛星通信工做在微波頻段,再加上各種頻率的重復利用,使得近代一顆通信 衛星可用頻代寬度達幾千兆,與之相應的通信容量超過了33000條話路.在衛星通信中,電波主要在接近真空的外太空傳播.因而可以很大地減小大 氣折射和地面反射的影響,傳播特性比地面微波接力線路明顯穩定,所以通信品 質高.

 

通 信 衛 星 的 組 成

http://www.nitk.edu.tw/~u8611027/tel4.htm

 

天線系統

通信衛星上的天線要求體積小,重量輕,饋電方便,便於折疊和展開等.至於工作原理,外形等都與地面上的天線相同.

通信系統(轉頻器)

轉頻器(Transponder)是通信衛星中直接起中繼站作用的部份. 每顆衛星有若干個轉頻器.每個轉頻器是一套高靈敏度,寬頻帶的收.發訊設備.它主要作用是對需要轉發的信號進行接收,放大 ,轉頻並再次發射.

電源系統:

通信衛星的電源,除要求體積小,重量輕,效率高之外,主要應能在衛星壽命 內保持輸出足夠的電能.常用的衛星電源有:

 

 

人造衛星如何脫離地心引力進入太空軌道?

http://www.ncue.edu.tw/~ncsa/geology/space/planet/planet.html

人造衛星要脫離地心引力必需使用火箭以至少每秒11﹒2公里(每小時約4萬公里)的速度飛上天,此速度稱為脫離速度。火箭將人造衛星帶到相當高度跟衛星分離後,衛星即使用本身攜帶的燃料推進最後的軌道;因此,由人類所設計製造,靠火箭或太空梭送入太空中繞著地球或其他行星運行的飛行器我們便稱之為「人造衛星」。

 

發射人造衛星的火箭有幾種?

http://www.ncue.edu.tw/~ncsa/geology/space/planet/planet.html

世界各國可使用發射人造衛星的火箭種類甚多,但大致可分為「可回收」及「不可回收」兩類。一般直筒型垂直發射的火箭多為不可回收型。太空梭因可重複使用故屬回收型的火箭。

 

人造衛星的壽命如何決定?

http://www.ncue.edu.tw/~ncsa/geology/space/planet/planet.html

人造衛星壽命的主要決定因素在於其攜帶的燃料。衛星的燃料用完後會因軌道上極稀薄的氣體粒子的影響而減速,並墜入大氣中燒毀或墜落地表。也有衛星的設計是用殘存燃料將衛星推入極高的軌道(太空墓場)中。

中華衛星一號

http://www.ncue.edu.tw/~ncsa/geology/space/planet/planet.html

中華衛星一號為一枚低軌道的科學實驗衛星,發射升空後,將進入與赤道傾斜35度、距地球表面600公里的低軌道飛行,大約97分鐘繞行地球一周,每日約六次對國內接收站傳輸所收集到的資料。經由低軌道衛星在空中不斷運轉的操作過程當中,可累積地面控制技術,對未來國內建立數據、微波等尖端通訊技術將具關鍵性的助益。

中華衛星一號計畫包括衛星本體、酬載發展、整合測試、系統工程、地面系統及其相關的運作執行等子計畫;其中地面系統設施,除可支援中華衛星一號,亦將繼續支援往後發展的其他實用性衛星。

中華衛星一號主要任務為科技研究,將進行海洋水色照相、電離層電漿電動效應及通訊實驗等三項科學及技術實驗。

 

相關網站

中華電信 衛星論壇 http://www.tl.gov.tw/tl/forum/sat/html/______.html

衛星通訊之危害 http://www.geocities.com/~tas-geo1/A-News/98100501.htm

通信機械器材製造業 http://www.evta.gov.tw/employee/emp/001/002/a054/42.htm

衛星通訊技術發展 低軌道衛星(Low earth orbit satellites)

http://www.moe.gov.tw/moecc/vitek/data/86info/info304/tsld037.htm

微波與衛星通訊 http://www.scu.edu.tw/~distedu/chap2/section2-15a.htm

RS GPS 的介詔 http://www.geog.ntu.edu.tw/hotnews/rs/rs_intro.htm

通訊衛星http://coral.cis.nctu.edu.tw/satellit.html

Communication Theory and Application http://www.ndhu.edu.tw/~comm/sld001.htm

常用通訊設備/產品英中名詞對照表 http://www.itis.itri.org.tw/ccl/info/cheng.htm

酬載發展計畫 http://www.nspo.gov.tw/c-html.v30/pl.html

行動數據簡介 http://www.allcomm.com.tw/pic/行動數據簡介.htm

兩岸通訊工業科技政策之比較 http://www.moea.gov.tw/~ecobook/season/sa531d.htm

電腦、通信與數位信號處理 http://www.ee.nctu.edu.tw/Announce/Info/Course/Com/index.html

不確定的未來:變動的典範與全球通訊環境

http://www.stic.gov.tw/stic/policy/sr/sr8709/SR870965.htm

無線頻帶與其典型用途 http://ee10-11.ee.ccu.edu.tw/know1_1.htm

DirecPC FAQ http://www.asiacast.com.tw/w1g.html

衛星通訊即將為ISP加速?

http://www.acertwp.com.tw/magazine/3w/187text/專題報導/衛星通訊即將為ISP加速.html什麼是 調頻、調幅、短波、長波 http://www.sangean.com.tw/3news/home.htm

NII 科技組Home Page http://www.nii.gov.tw/Welcome_c.htm

http://www.hello.com.tw/~digdug/SAT.htm

http://www.nitk.edu.tw/~u8611027/tel1.htm

http://www.scu.edu.tw/~distedu/chap2/section2-15a.htm

話說從頭-衛星小常識 http://www.ncue.edu.tw/~ncsa/geology/space/planet/planet.html

Internet Protocols over Satellite (IPoS) Working Group

http://www.isr.umd.edu/CSHCN/Links/IPoS/