Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

9.7.5
VSAT Star Network Terminal
VSAT technology brings the features and benefits of satellite communications down
to an extremely economical and usable form. Corporate users can implement VSAT
networks to obtain services that otherwise would require an extensive terrestrial
infrastructure. Some VSAT star networks are designed around very compact and
inexpensive terminals for Internet access or remote facility monitoring. The favor-
able economics result from sophisticated digital hardware and software technology
in support of the data communication protocols common in business and govern-
ment applications. The network employs a hub station to form a star network,
with the host computer connected to the hub. Such a network, indicated in Figure
9.27, can provide transmission rates of up to 4 Mbps per remote terminal, but
lower average data rates are more common.
The use of Ku-band (in the FSS portion of the spectrum) simplifies Earth station
siting by eliminating the need for terrestrial frequency coordination. The higher
power satellites permit more services to be carried, including digital video, using
antenna diameters in the range of 0.7–1.8m. Implementation of a VSAT network
is practical at C-band with somewhat larger antennas, which is mainly driven by
the concern over adjacent satellite interference. The antenna size also is determined

---

9.7
Major Classes of Earth Stations
327
Figure 9.27
Architecture of a typical VSAT star network indicating a central hub Earth station and
one remote VSAT.
by the required EIRP, indicated in Figure 9.11. The following sections discuss Earth
station types that are used to implement star and mesh networks.
9.7.5.1
Hub and Network Control Station
The hub station of a VSAT star network is similar in size and capacity to the
previously described TDMA terminal. That is not surprising because most VSAT
star networks employ the TDMA access approach for the inbound (from VSAT
to hub, also called the return link) and a relatively high-capacity TDM outroute
(from the hub to the VSAT, also called the forward link). As shown in Figure 9.27,
the hub consists of an RF terminal, a set of baseband equipment (including the
modems, multiplexers, and encoders) and network M&C equipment. The RF
terminal is designed and constructed in accordance with the principles covered
previously. It provides a wideband uplink of one digital carrier per separate network
and receives the narrowband channels from the remote VSATs themselves. The
specific nature of these carriers depends on the architecture of the particular vendor
and the parameters selected by the network operator. Generally, the outbound
carrier operates at an aggregate data rate in excess of 10 Mbps and the inbound
carrier at something less. The EIRP of the VSAT can thus be held to a low value,
with the hub antenna being the exclusive receiving point. As a result, the HPA of
the VSAT can be under 10W and may be as little as 1W. That imbalance in
outbound versus inbound carrier level means there are always more inroute carriers.
In the baseband equipment, the modems provide the function of modulation
of the digital outbound carrier and reception of the TDMA and ALOHA inbound

---

328
Earth Stations and Network Technology
channels. The data are buffered and multiplexed in the baseband equipment to
provide an appropriate interface to the host computer, which would be either close
by or accessed over a tail link of some type. Software in the hub performs the
necessary protocol conversion between the user interface and the space link, which
typically is a proprietary multiple access and data communication scheme. That is
because of the unique aspects of the satellite link, including its propagation delay
and error rate performance. With proper protocol adaptation at the interface, error
control over the satellite link, and buffering on the distant end, the satellite link
is made to perform as well as a high-quality terrestrial link.
9.7.5.2
VSAT Terminal Configuration
The configuration of a typical VSAT with full-service capability is shown in Figure
9.28 and reviewed here. Photographs of Ku-band and C-band VSATs are presented
in Figures 9.29 and 9.30, respectively. Highly reliable solid state electronics are
used so that a single nonredundant string usually is adequate. Redundancy can be