什么是地面站空间分集技术？以及卫星通信中的Ka-波段介绍

 

卫星通信中的Ka-波段

    在全球范围内，日益增长的对地面有线和无线域中更多带宽的需求，和对无处不在的宽带网络访问的需求给卫星网络运营商带来了巨大的挑战和机遇。在重新分配频谱以支持更多无线宽带接入的同时，卫星运营商将提高更高频带频谱的利用率，并引入新的调制方案以能够为未来的宽带服务增加带宽，这样，卫星网络就可以在下一代全球融合通信网络中发挥关键作用。

    与所有其他网络相比，卫星网络的内在优势在于它们可以通过可扩展、固定甚至移动的服务，随时随地寻址所需地理位置。仅在广播中使用的卫星网络已经开始涌现到通用且可扩展的媒体和宽带服务网络中，然而，当涉及到高效和可靠的传输时，更高的频段（例如Ka频段）将面临技术挑战，关键是要进行24/7的运营，以确保高度可靠的服务。

 

 

Ka-波段的雨衰

    如今，Ka频段在卫星通信中的作用逐渐变得更为重要，然而，在较高的频率下，电磁波的吸收会增加，这可能会导致服务中断以及下雨时性能的下降。在大气损耗高的情况下，诸如自适应波形技术或自适应功率控制技术之类的常规衰落余量方法不足以进行补偿，相对来说，只有地面站的空间分集配置才能提供适当的故障安全解决方案。

 

地面站空间分集技术

    为了减少不利天气条件的影响，将用于双向信号传输的两个天线站点与一个主天线和一个备用/分集天线配置链接在一起。主天线和备用天线之间相距数公里，以确保它们有不同的天气条件，当一个站点遇到雨水或环境湿度非常高并检测到链路性能下降时，预设算法将触发切换到仍然在晴朗天气下的另一个站点。
 

 

 

挑战

    主站点和备用站点之间的距离通常大于30公里，这需要：

• RFoF分配系统保障信号完整性；
• 延迟实现精确的时间同步；
• 借助EDFA灵活地根据给定的网络条件增强信号；
• 通过不同大小和功能冗余以及矩阵交换机在同轴电缆上进行切换；
• 基于模块的系统的可扩展性；
• 借助复杂的界面可以在本地和远程进行轻松管理；
• 用于匹配配置的模块化构建块，可选的个性化定制。

 

链路冗余

    信号链中所有关键系统中的冗余可以通过各种方式进行定制，包括1+1冗余和N+1冗余。

1+1冗余配置

    该解决方案不仅提供了天线防雨衰保护，而且还提供了针对长距离信号链中风险（例如光纤损坏）或信号链中系统组件发生故障（偶发性）的保护。它还可以在整个生命周期中灵活且安全地更换组件，而不会中断任何信号。

    使用这种配置，如果从不同站点到主站点的光纤都有进行维护，并且主天线站点同时发生雨衰（意味着同时发生两个故障），则仍然可以通过使用从不同站点到主站点的备用光纤路由，切换到备用的天线。

 

N+1冗余配置

    按照最简单的定义，N+1基本上意味着对于关键系统的所有单个系统组件故障，都有一条备用链路，“N”代表运行信号传输系统所需的链路数，“+1”表示在任何主链接出现故障的情况下都有一个独立的备用链接。

    如果在正常操作中，接收器侧N个主信道之一的RF电平下降到设定的RF阈值以下，它将命令发射机将该信道切换为冗余信道。

 

空间分集地面站的关键组件

 

RFoF子系统

    多功能的虹科DEV7113机箱能够容纳多达16个DWDM光学发射模块，或多达20个光学接收模块。而虹科DEV7152户外机箱的开发旨在能够在恶劣的环境条件下提供最大的可靠性，EDFA光放大器模块可用于虹科DEV 7113机箱或1RU独立单元。

    为了确保及时同步，本地线路使用了一条延迟线（虹科DEV 7859），光纤或同轴电缆上实现了以太网链路来控制远程天线站点设备。

 

同轴电缆子系统：切换和分配

• 虹科DEV 1951/1953通用切换平台具有最大的系统可用性和可靠性，虹科DEV 1953内最多可安装16个冗余开关系统，每个开关系统可根据信号类型设置自己的配置和切换模式。
• 虹科ARCHIMEDES系列L波段矩阵通过各种模块和功能处理冗余和切换，具有“扇出”（分配）和“扇入”（组合）选项，它们都可以配置为所需的设定。
• 虹科的RF分路器、放大器或合路器也用于分配和放大RF信号以补偿信号损失，并提供冗余功能以确保最大的正常运行时间。

 

虹科解决方案

• 适用于光纤和同轴电缆领域的耐用、灵活和可扩展的天线分集系统
• 经过现场验证的端到端系统解决方案
• 射频性能高，距离远，易于管理
• 现场和远程监督/支持