衛(wèi)星通信中的Ka-波段

在全球范圍內(nèi)，日益增長的對地面有線和無線域中更多帶寬的需求，和對無處不在的寬帶網(wǎng)絡(luò)訪問的需求給衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。在重新分配頻譜以支持更多無線寬帶接入的同時(shí)，衛(wèi)星運(yùn)營商將提高更高頻帶頻譜的利用率，并引入新的調(diào)制方案以能夠?yàn)槲磥淼膶拵Х?wù)增加帶寬，這樣，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)就可以在下一代全球融合通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

與所有其他網(wǎng)絡(luò)相比，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在優(yōu)勢在于它們可以通過可擴(kuò)展、固定甚至移動的服務(wù)，隨時(shí)隨地尋址所需地理位置。僅在廣播中使用的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始涌現(xiàn)到通用且可擴(kuò)展的媒體和寬帶服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，然而，當(dāng)涉及到高效和可靠的傳輸時(shí)，更高的頻段（例如Ka頻段）將面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，關(guān)鍵是要進(jìn)行24/7的運(yùn)營，以確保高度可靠的服務(wù)。

Ka-波段的雨衰

如今，Ka頻段在衛(wèi)星通信中的作用逐漸變得更為重要，然而，在較高的頻率下，電磁波的吸收會增加，這可能會導(dǎo)致服務(wù)中斷以及下雨時(shí)性能的下降。在大氣損耗高的情況下，諸如自適應(yīng)波形技術(shù)或自適應(yīng)功率控制技術(shù)之類的常規(guī)衰落余量方法不足以進(jìn)行補(bǔ)償，相對來說，只有地面站的空間分集配置才能提供適當(dāng)?shù)墓收习踩鉀Q方案。

地面站空間分集技術(shù)

為了減少不利天氣條件的影響，將用于雙向信號傳輸?shù)膬蓚€(gè)天線站點(diǎn)與一個(gè)主天線和一個(gè)備用/分集天線配置鏈接在一起。主天線和備用天線之間相距數(shù)公里，以確保它們有不同的天氣條件，當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)遇到雨水或環(huán)境濕度非常高并檢測到鏈路性能下降時(shí)，預(yù)設(shè)算法將觸發(fā)切換到仍然在晴朗天氣下的另一個(gè)站點(diǎn)。

挑戰(zhàn)

主站點(diǎn)和備用站點(diǎn)之間的距離通常大于30公里，這需要：

• RFoF分配系統(tǒng)保障信號完整性；
• 延遲實(shí)現(xiàn)精確的時(shí)間同步；
• 借助EDFA靈活地根據(jù)給定的網(wǎng)絡(luò)條件增強(qiáng)信號；
• 通過不同大小和功能冗余以及矩陣交換機(jī)在同軸電纜上進(jìn)行切換；
• 基于模塊的系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；
• 借助復(fù)雜的界面可以在本地和遠(yuǎn)程進(jìn)行輕松管理；
• 用于匹配配置的模塊化構(gòu)建塊，可選的個(gè)性化定制。

鏈路冗余

信號鏈中所有關(guān)鍵系統(tǒng)中的冗余可以通過各種方式進(jìn)行定制，包括1+1冗余和N+1冗余。

1+1冗余配置

該解決方案不僅提供了天線防雨衰保護(hù)，而且還提供了針對長距離信號鏈中風(fēng)險(xiǎn)（例如光纖損壞）或信號鏈中系統(tǒng)組件發(fā)生故障（偶發(fā)性）的保護(hù)。它還可以在整個(gè)生命周期中靈活且安全地更換組件，而不會中斷任何信號。

使用這種配置，如果從不同站點(diǎn)到主站點(diǎn)的光纖都有進(jìn)行維護(hù)，并且主天線站點(diǎn)同時(shí)發(fā)生雨衰（意味著同時(shí)發(fā)生兩個(gè)故障），則仍然可以通過使用從不同站點(diǎn)到主站點(diǎn)的備用光纖路由，切換到備用的天線。

N+1冗余配置

按照最簡單的定義，N+1基本上意味著對于關(guān)鍵系統(tǒng)的所有單個(gè)系統(tǒng)組件故障，都有一條備用鏈路，“N”代表運(yùn)行信號傳輸系統(tǒng)所需的鏈路數(shù)，“+1”表示在任何主鏈接出現(xiàn)故障的情況下都有一個(gè)獨(dú)立的備用鏈接。

如果在正常操作中，接收器側(cè)N個(gè)主信道之一的RF電平下降到設(shè)定的RF閾值以下，它將命令發(fā)射機(jī)將該信道切換為冗余信道。

空間分集地面站的關(guān)鍵組件

RFoF子系統(tǒng)

多功能的虹科DEV7113機(jī)箱能夠容納多達(dá)16個(gè)DWDM光學(xué)發(fā)射模塊，或多達(dá)20個(gè)光學(xué)接收模塊。而虹科DEV7152戶外機(jī)箱的開發(fā)旨在能夠在惡劣的環(huán)境條件下提供最大的可靠性，EDFA光放大器模塊可用于虹科DEV 7113機(jī)箱或1RU獨(dú)立單元。

為了確保及時(shí)同步，本地線路使用了一條延遲線（虹科DEV 7859），光纖或同軸電纜上實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)鏈路來控制遠(yuǎn)程天線站點(diǎn)設(shè)備。

同軸電纜子系統(tǒng)：切換和分配

• 虹科DEV 1951/1953通用切換平臺具有最大的系統(tǒng)可用性和可靠性，虹科DEV 1953內(nèi)最多可安裝16個(gè)冗余開關(guān)系統(tǒng)，每個(gè)開關(guān)系統(tǒng)可根據(jù)信號類型設(shè)置自己的配置和切換模式。
• 虹科ARCHIMEDES系列L波段矩陣通過各種模塊和功能處理冗余和切換，具有“扇出”（分配）和“扇入”（組合）選項(xiàng)，它們都可以配置為所需的設(shè)定。
• 虹科的RF分路器、放大器或合路器也用于分配和放大RF信號以補(bǔ)償信號損失，并提供冗余功能以確保最大的正常運(yùn)行時(shí)間。

虹科解決方案

• 適用于光纖和同軸電纜領(lǐng)域的耐用、靈活和可擴(kuò)展的天線分集系統(tǒng)
• 經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)證的端到端系統(tǒng)解決方案
• 射頻性能高，距離遠(yuǎn)，易于管理
• 現(xiàn)場和遠(yuǎn)程監(jiān)督/支持