淺談衛星轉發(fā)器資源的選擇

當您計劃建設衛星通信網(wǎng)或使用衛星進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸時(shí)，您會(huì )根據哪些因素選擇衛星轉發(fā)器資源？除了關(guān)心租星費用、轉發(fā)器的EIRP(有效全向輻射功率)、G/T(系統品質(zhì)因數)和SFD (飽和通量密度)主要技術(shù)指標、衛星覆蓋范圍等之外，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？每顆衛星都有其特點(diǎn)，每個(gè)衛星公司也都有其自身的優(yōu)勢之處，用戶(hù)的需求也不盡相同。為了保障衛星網(wǎng)絡(luò )穩定、正常的運行，用戶(hù)在租賃轉發(fā)器資源之前，應充分了解相關(guān)信息。本文簡(jiǎn)要介紹了選擇衛星轉發(fā)器資源時(shí)需要注意的幾方面因素，供大家參考。

1 用戶(hù)需求

1.1網(wǎng)絡(luò )服務(wù)范圍

常用的C波段波束一般設計成覆蓋范圍較大的半球波束，而Ku波段波束一般會(huì )根據人口密度和經(jīng)濟發(fā)展等因素設計成小范圍覆蓋的區域波束或點(diǎn)波束。每顆衛星的覆蓋范圍是一定的，用戶(hù)需要結合自身業(yè)務(wù)的需求，選擇可以滿(mǎn)足衛星網(wǎng)絡(luò )中所有站點(diǎn)覆蓋的衛星。尤其是專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，建議不要追求過(guò)大的衛星覆蓋區域。同時(shí)，為了節約網(wǎng)絡(luò )建設成本，方便網(wǎng)絡(luò )管理，減少衛星鏈路時(shí)延，應首先并重點(diǎn)考慮選擇一顆衛星來(lái)滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )內所有站點(diǎn)的覆蓋需求，然后才考慮衛星雙跳的方式。

1.2 工作頻段選擇

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

除了標準的C和Ku波段，兩個(gè)波段都有相應的擴展頻段。相對而言，擴展頻段的地面設備成本較高，轉發(fā)器資源的成本則有可能降低。除此之外，用戶(hù)還一定要考慮目前和將來(lái)地面無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與擴展頻段的相互干擾影響，尤其是擴展C波段。

2 經(jīng)營(yíng)許可

《中華人民共和國電信條例》規定，經(jīng)營(yíng)衛星轉發(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(hù)的權益，用戶(hù)一定要選擇具備經(jīng)營(yíng)許可資格的單位或公司。

3 衛星軌位

3.1 軌位的所屬權

國際電聯(lián)(ITU)要求以國家為單位對同步衛星的軌道位置進(jìn)行申請和登記。衛星軌道資源對一個(gè)國家的政治、經(jīng)濟和國防建設具有重要的戰略意義。隨著(zhù)衛星通信的發(fā)展，同步軌道上的衛星數量逐漸增多，軌位資源也日益緊缺，隨之而來(lái)的對軌位資源的爭奪也日益激烈?？紤]到衛星網(wǎng)絡(luò )長(cháng)期運行，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星資源。

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

3.2 天線(xiàn)仰角

選擇不同軌位上的衛星，直接決定了地面站天線(xiàn)的仰角。天線(xiàn)仰角越低，載波更易受到地面信號和地球熱噪聲的影響，降低了地面系統的G/T值。天線(xiàn)仰角越低，增加了地面站到衛星的傳輸距離，載波的自由空間損耗增大。天線(xiàn)仰角越低，載波穿越雨區的距離越長(cháng)，Ku波段載波所受的降雨損耗越大。用戶(hù)應盡量選擇對網(wǎng)內站點(diǎn)的天線(xiàn)仰角較大的衛星。

4 衛星平臺

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

5 轉發(fā)器技術(shù)指標

這個(gè)指標可能是用戶(hù)最經(jīng)常關(guān)心的指標，主要包括轉發(fā)器的EIRP、G/T和SFD等參數。通常來(lái)說(shuō)，這些指標越高，一定條件下衛星鏈路的性能越好，天線(xiàn)口徑可以更小，或者功放可以更小，系統余量也越高，網(wǎng)絡(luò )建設成本也越低。但是，用戶(hù)在考量這些指標時(shí)，務(wù)必要同時(shí)考慮其它的一些相關(guān)因素。比如指標的提高，可能伴隨著(zhù)轉發(fā)器租用費用的增加，比如衛星公司依據鄰星協(xié)調要求或系統入網(wǎng)要求，對于用戶(hù)地面站天線(xiàn)的限制條件，還比如雖然指標有所提高，但是由于轉發(fā)器多載波工作的要求，用戶(hù)業(yè)務(wù)的鏈路性能不一定也有相應提高。EIRP數值高，不代表用戶(hù)的業(yè)務(wù)載波分配到衛星輻射功率也高。SFD的大小與每個(gè)轉發(fā)器衰減檔的設置直接相關(guān)，每個(gè)轉發(fā)器對應的SFD都是可調整的。

過(guò)于強調上面的轉發(fā)器技術(shù)指標數值的大小，往往舍本逐末，而忽視了其它更為重要的影響網(wǎng)絡(luò )運行的因素。用戶(hù)應充分了解這些參數的含義，才能在選擇轉發(fā)器時(shí)知己知彼。希望用戶(hù)務(wù)必注意此點(diǎn)。

6 衛星管理和操控

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

6.1衛星測控

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

用戶(hù)可以通過(guò)參觀(guān)衛星公司的測控中心，以及與星上現有用戶(hù)交流等方式，進(jìn)行有針對性的了解。

6.2 衛星控軌精度

地球同步軌道上的衛星會(huì )受到太陽(yáng)、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。衛星公司的測控中心將定期對衛星作南北方向和東西方向的機動(dòng)控制，以便使衛星的軌道漂移保持在一定的范圍內。多數衛星公司都可以將衛星軌道保持精度控制到優(yōu)于±0.05度。

當衛星漂離地面天線(xiàn)的波束中心時(shí)，衛星轉發(fā)器覆蓋參數將因為地面天線(xiàn)的增益下降而不能被充分利用。據估算，衛星漂移0.1度時(shí)的地面天線(xiàn)增益下降量數倍于僅漂移0.05度時(shí)。而且，高頻段和大口徑天線(xiàn)所受影響遠大于低頻段和小口徑天線(xiàn)。