Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

9.5.2
Terrestrial Network Interfaces
Earth stations are a means of providing access to a satellite communication network
of some type. An important part of their design deals with the interface between
the station and terrestrial network infrastructure, illustrated as the last box at the
lower left of Figure 9.1. It was emphasized at the beginning of this chapter that
an improperly designed or installed interface will seriously degrade the quality of
service. Often, access to the satellite network will be blocked entirely, particularly
in the case of digital traffic and control information. Detailed information can be
obtained from technical specifications of equipment and international standards
such as those promulgated by the technical committees of the American National
Standards Institute (ANSI), the Institute of Electrical and Electronics Engineers
(IEEE), and the ITU.
Interfacing with the public telephone network is often on a digital basis using
either the Pleisiochronous Digital Hierarchy (PDH) or the Synchronous Digital
Hierarchy (SDH). Having been in use for more than five decades, PDH is offered
in North America by the T1 at 1.544 Mbps and DS3 at 45 Mbps, and in Europe
and much of the rest of the world by the E1 at 2.048 Mbps and E3 at 38 Mbps.
It was designed for digital data transfer at a constant bit rate but in a manner that
allows for some inaccuracy in the clock timing on the ends of the link. Direct
connection between the T1 and the E1 are accomplished by a device called a
transmux,
which aggregates sufficient bandwidth on each side to balance the link.
These access circuit types are still quite prevalent because of the large quantity of
existing infrastructure on the public network side and telecommunications equip-
ment on the user side. For example, private branch exchanges (PBXs) and Internet

---

9.6
Earth Station Facility Design
311
routers all offer T1, DS3, E1, and E3 interfaces due to availability of these service
offerings. As a result, many Earth stations support PDH services as well.
The SDH is associated with fiber optic transmission and was developed to
exploit the reliability, bandwidth, and accuracy of modern telecommunications
systems. The interface to SDH begins at 155 Mbps, which is referred to as SDH-1.
From there, it builds rapidly to gigabit per second speeds that correspond to the
capacity of glass fiber. In the case of a satellite path, SDH-1 is the most common
level as it can be accommodated by one or a group of standard transponders. Note
that in North America, SDH is referred to as the Synchronous Optical Network
(SONET) at starts at one third of the SDH-1 rate (i.e., 53.5 Mbps).
Another interface standard found in high-speed networks is the Asynchronous
Transfer Mode (ATM), a standard originally intended to form the broadband public
network of the future. What has happened instead is that ATM has established itself
within certain niches where high speed and flexible adaptation to applications are
important. The technology is similar to the Internet Protocol in concept be very
different within its construction and features. For example, ATM is based on a
fixed length packet of 53 bytes, called a cell. The cells are not addressed in the
same manner as access points in the Internet, but rely on the concept of the virtual
circuit that is set up and taken down as needed to satisfy a particular demand.
The Earth station interface to an ATM network could be with SDH or PDH access
lines.
Our final example of a data interface is the IEEE 802.3 standard, commonly
referred to as Ethernet. Within this overall family we find the familiar standards:
10BaseT (supporting 10 Mbps) and 100Base T (supporting 100 Mbps), both used
on unshielded twisted pair (UTP) with ubiquitous RJ-45 connector. These employ
eight individual wires and are known as Category 5 UTP (CAT 5) and Category
6 UTP (CAT 6), the difference relating to the quality of wire and resulting ability
to carry up to 1 Gbps in the case of CAT 6. This approach has rationalized and
simplified the interface from VSAT and data UT to the end user. It can also be
employed at a hub Earth station used to connect the satellite network into a private
Intranet or the public Internet.
Within the domain of digital video, the common standards are referred to as
Asynchronous Serial Interface (ASI) and Serial Data Interface (SDI). The two stan-
dards are similar in general concept but cannot be connected directly to each other.
The first generation of MPEG-2 digital video equipment employed SDI but later
generations adopted ASI as it results in some cost savings and simplifications in
interconnection. Both are used for equipment in close proximity and must be
adapted to ATM or SDH if distances measured in kilometers are involved.