淺談衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源的選擇

當(dāng)您計(jì)劃建設(shè)衛(wèi)星通信網(wǎng)或使用衛(wèi)星進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸時(shí)，您會(huì)根據(jù)哪些因素選擇衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源？除了關(guān)心租星費(fèi)用、轉(zhuǎn)發(fā)器的EIRP(有效全向輻射功率)、G/T(系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù))和SFD (飽和通量密度)主要技術(shù)指標(biāo)、衛(wèi)星覆蓋范圍等之外，您還會(huì)考慮其它因素嗎？您還需要考慮哪些因素？這些因素中哪些是需要優(yōu)先考慮的？每顆衛(wèi)星都有其特點(diǎn)，每個(gè)衛(wèi)星公司也都有其自身的優(yōu)勢(shì)之處，用戶的需求也不盡相同。為了保障衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、正常的運(yùn)行，用戶在租賃轉(zhuǎn)發(fā)器資源之前，應(yīng)充分了解相關(guān)信息。本文簡(jiǎn)要介紹了選擇衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源時(shí)需要注意的幾方面因素，供大家參考。

1 用戶需求

1.1網(wǎng)絡(luò)服務(wù)范圍

常用的C波段波束一般設(shè)計(jì)成覆蓋范圍較大的半球波束，而Ku波段波束一般會(huì)根據(jù)人口密度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素設(shè)計(jì)成小范圍覆蓋的區(qū)域波束或點(diǎn)波束。每顆衛(wèi)星的覆蓋范圍是一定的，用戶需要結(jié)合自身業(yè)務(wù)的需求，選擇可以滿足衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中所有站點(diǎn)覆蓋的衛(wèi)星。尤其是專用網(wǎng)絡(luò)，建議不要追求過大的衛(wèi)星覆蓋區(qū)域。同時(shí)，為了節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，方便網(wǎng)絡(luò)管理，減少衛(wèi)星鏈路時(shí)延，應(yīng)首先并重點(diǎn)考慮選擇一顆衛(wèi)星來滿足網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有站點(diǎn)的覆蓋需求，然后才考慮衛(wèi)星雙跳的方式。

1.2 工作頻段選擇

同步軌道通信衛(wèi)星通常工作于C波段(6GHz/4GHz)和Ku波段(14GHz/12GHz)。相比于C波段，Ku波段具有衛(wèi)星覆蓋范圍小、衛(wèi)星EIRP和G/T高、同等條件下可使用較小的天線、降雨損耗嚴(yán)重，以及與地面網(wǎng)絡(luò)頻段協(xié)調(diào)較容易等特點(diǎn)。不能一概而論的認(rèn)為某個(gè)波段就適合于某種業(yè)務(wù)類型，而且，不同波段的地面設(shè)備成本也有所差別。

除了標(biāo)準(zhǔn)的C和Ku波段，兩個(gè)波段都有相應(yīng)的擴(kuò)展頻段。相對(duì)而言，擴(kuò)展頻段的地面設(shè)備成本較高，轉(zhuǎn)發(fā)器資源的成本則有可能降低。除此之外，用戶還一定要考慮目前和將來地面無線網(wǎng)絡(luò)與擴(kuò)展頻段的相互干擾影響，尤其是擴(kuò)展C波段。

2 經(jīng)營許可

《中華人民共和國電信條例》規(guī)定，經(jīng)營衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器出租、出售業(yè)務(wù)須得到工業(yè)和信息化部的許可。為保障用戶的權(quán)益，用戶一定要選擇具備經(jīng)營許可資格的單位或公司。

3 衛(wèi)星軌位

3.1 軌位的所屬權(quán)

國際電聯(lián)(ITU)要求以國家為單位對(duì)同步衛(wèi)星的軌道位置進(jìn)行申請(qǐng)和登記。衛(wèi)星軌道資源對(duì)一個(gè)國家的政治、經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義。隨著衛(wèi)星通信的發(fā)展，同步軌道上的衛(wèi)星數(shù)量逐漸增多，軌位資源也日益緊缺，隨之而來的對(duì)軌位資源的爭(zhēng)奪也日益激烈?？紤]到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期運(yùn)行，建議盡量選擇由我國政府在國際電聯(lián)登記的軌道位置上的衛(wèi)星資源。

衛(wèi)星軌道位置的相關(guān)信息可以在國際電聯(lián)的官方網(wǎng)站上查詢。

3.2 天線仰角

選擇不同軌位上的衛(wèi)星，直接決定了地面站天線的仰角。天線仰角越低，載波更易受到地面信號(hào)和地球熱噪聲的影響，降低了地面系統(tǒng)的G/T值。天線仰角越低，增加了地面站到衛(wèi)星的傳輸距離，載波的自由空間損耗增大。天線仰角越低，載波穿越雨區(qū)的距離越長(zhǎng)，Ku波段載波所受的降雨損耗越大。用戶應(yīng)盡量選擇對(duì)網(wǎng)內(nèi)站點(diǎn)的天線仰角較大的衛(wèi)星。

4 衛(wèi)星平臺(tái)

衛(wèi)星平臺(tái)很大程度上決定了衛(wèi)星整個(gè)壽命期間的性能。誠然，購買一個(gè)什么平臺(tái)的衛(wèi)星首先是衛(wèi)星公司考慮的事情。目前世界上生產(chǎn)商用通信衛(wèi)星的公司，主要集中在美國、歐洲和中國，相關(guān)的衛(wèi)星平臺(tái)信息也可以在網(wǎng)絡(luò)上查詢到。對(duì)用戶而言，主要考量的是，使用相同平臺(tái)的衛(wèi)星在軌運(yùn)行情況，該平臺(tái)的衛(wèi)星是否具有廣泛認(rèn)可的良好在軌運(yùn)行紀(jì)錄。如果衛(wèi)星不能長(zhǎng)期、穩(wěn)定的在軌運(yùn)行，即使有再好的覆蓋性能，也是徒然。

5 轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù)指標(biāo)

這個(gè)指標(biāo)可能是用戶最經(jīng)常關(guān)心的指標(biāo)，主要包括轉(zhuǎn)發(fā)器的EIRP、G/T和SFD等參數(shù)。通常來說，這些指標(biāo)越高，一定條件下衛(wèi)星鏈路的性能越好，天線口徑可以更小，或者功放可以更小，系統(tǒng)余量也越高，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本也越低。但是，用戶在考量這些指標(biāo)時(shí)，務(wù)必要同時(shí)考慮其它的一些相關(guān)因素。比如指標(biāo)的提高，可能伴隨著轉(zhuǎn)發(fā)器租用費(fèi)用的增加，比如衛(wèi)星公司依據(jù)鄰星協(xié)調(diào)要求或系統(tǒng)入網(wǎng)要求，對(duì)于用戶地面站天線的限制條件，還比如雖然指標(biāo)有所提高，但是由于轉(zhuǎn)發(fā)器多載波工作的要求，用戶業(yè)務(wù)的鏈路性能不一定也有相應(yīng)提高。EIRP數(shù)值高，不代表用戶的業(yè)務(wù)載波分配到衛(wèi)星輻射功率也高。SFD的大小與每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器衰減檔的設(shè)置直接相關(guān)，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)應(yīng)的SFD都是可調(diào)整的。

過于強(qiáng)調(diào)上面的轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù)指標(biāo)數(shù)值的大小，往往舍本逐末，而忽視了其它更為重要的影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的因素。用戶應(yīng)充分了解這些參數(shù)的含義，才能在選擇轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)知己知彼。希望用戶務(wù)必注意此點(diǎn)。

6 衛(wèi)星管理和操控

對(duì)于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星鏈路而言，一定程度上，衛(wèi)星公司對(duì)衛(wèi)星良好的管理和操控才是最重要的。

6.1衛(wèi)星測(cè)控

衛(wèi)星公司測(cè)控衛(wèi)星水平的高低直接影響到衛(wèi)星的覆蓋性能、衛(wèi)星壽命、姿態(tài)控制、控軌精度、衛(wèi)星故障率等。每一個(gè)用戶都希望自己的網(wǎng)絡(luò)能夠運(yùn)行在一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定、覆蓋良好、控軌精確的衛(wèi)星上，并利用此網(wǎng)絡(luò)開展自己的業(yè)務(wù)。在選擇衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器前，強(qiáng)烈建議用戶要對(duì)相關(guān)衛(wèi)星的在軌運(yùn)行情況有所了解，選擇具有高水平衛(wèi)星測(cè)控能力和良好衛(wèi)星控軌記錄的衛(wèi)星公司的衛(wèi)星。

用戶可以通過參觀衛(wèi)星公司的測(cè)控中心，以及與星上現(xiàn)有用戶交流等方式，進(jìn)行有針對(duì)性的了解。

6.2 衛(wèi)星控軌精度

地球同步軌道上的衛(wèi)星會(huì)受到太陽、月亮的引力，地球的橢圓形等諸多自然因素的影響而產(chǎn)生漂移。衛(wèi)星公司的測(cè)控中心將定期對(duì)衛(wèi)星作南北方向和東西方向的機(jī)動(dòng)控制，以便使衛(wèi)星的軌道漂移保持在一定的范圍內(nèi)。多數(shù)衛(wèi)星公司都可以將衛(wèi)星軌道保持精度控制到優(yōu)于±0.05度。

當(dāng)衛(wèi)星漂離地面天線的波束中心時(shí)，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器覆蓋參數(shù)將因?yàn)榈孛嫣炀€的增益下降而不能被充分利用。據(jù)估算，衛(wèi)星漂移0.1度時(shí)的地面天線增益下降量數(shù)倍于僅漂移0.05度時(shí)。而且，高頻段和大口徑天線所受影響遠(yuǎn)大于低頻段和小口徑天線。