Ka波段上運行著數(shù)據(jù)速率最高的最先進(jìn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)。由于Ka波段頻率的傳輸質(zhì)量在很大程度上取決于天氣條件，因此需要仔細(xì)規(guī)劃和選擇合適的系統(tǒng)配置。

Ka波段站點分集配置依賴DWDM射頻-光纖傳輸系統(tǒng)和冗余切換單元，虹科可以提供最合適的解決方案，確保最大的系統(tǒng)可靠性和可用性。

01

介紹

衛(wèi)星通信系統(tǒng)用于提供包括語音、數(shù)據(jù)或視頻信號在內(nèi)的多種服務(wù)。由于衛(wèi)星通信系統(tǒng)不依賴于現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)設(shè)施，基本可以實現(xiàn)所有地區(qū)的通信，不受偏遠(yuǎn)地區(qū)或地理位置的影響，能有效解決地面網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和傳輸過程中覆蓋性不足、可靠性弱等痛點，且具有更快的響應(yīng)速度。

衛(wèi)星通信一般使用L、S、C、X、Ku和Ka頻段，為減小損耗,普遍使用在0.3-10GHz或30GHz附近頻段。目前，衛(wèi)星通信系統(tǒng)在全球部署了點對點和多點拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，來用于廣播、數(shù)據(jù)、多媒體服務(wù)和蜂窩回程。

02

Ka波段傳輸

傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信以C波段和Ku波段傳輸頻率為基礎(chǔ)，而如今的軌道位置高度擁擠，基本上只能通過使用額外的頻帶來提供額外的帶寬。因此，Ka波段衛(wèi)星受到了高度關(guān)注，以應(yīng)對日益增長的數(shù)據(jù)傳輸速率需求。

除了提供額外的頻率外，在Ka波段運行的衛(wèi)星通信系統(tǒng)還具有多種優(yōu)勢。Ka波段的可用頻率范圍大約是傳統(tǒng)C波段和Ku波段的4倍。此外，Ka波段傳輸通常使用多點波束，即“頻率多址”，允許以相同頻率同時向多個地理區(qū)域傳輸不同信號（除了多址技術(shù)的運用之外，復(fù)用技術(shù)也很常見）。

Ka波段的高傳輸頻率允許高度集中的點波束和更小的天線，從而在高數(shù)據(jù)速率下提供經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。先進(jìn)的“高通量衛(wèi)星”（HTS）就是在Ka波段運行，每顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)容量超過100GBit/s。

然而，在Ka波段運行的衛(wèi)星通信系統(tǒng)還面臨著一些挑戰(zhàn)，需要通過專業(yè)設(shè)備和成熟的系統(tǒng)配置來應(yīng)對。惡劣天氣條件會嚴(yán)重影響Ka波段傳輸，特別是對于Ka波段的衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，降雨造成的額外大氣損耗將超過30dB，在這種情況下，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對其進(jìn)行補償，而站點分集配置為實現(xiàn)可靠的系統(tǒng)提供了不同解決方案。

03

Ka波段站點分集

下圖顯示了Ka波段站點分集配置的示意圖。通信系統(tǒng)由兩個天線站點建立，一個主天線站點和一個分集天線站點，即備用站點。在惡劣天氣條件下，數(shù)據(jù)流量將切換到分集天線站點。通常，主天線站和分集天線站之間的距離為30-100 km，射頻L波段信號通過光纖進(jìn)行傳輸。

下圖顯示了Ka波段站點分集配置的詳細(xì)示意圖。數(shù)據(jù)中心與主天線站點或備份天線站點之間分別采用雙向光鏈路傳輸信號，為了在主天線站和分集天線站之間轉(zhuǎn)發(fā)L波段信號，采用虹科DEV快速射頻切換單元來執(zhí)行切換操作。由于Ka波段傳輸系統(tǒng)主要使用時分復(fù)用（TDM）信號，因此需要補償主天線站和分集天線站之間產(chǎn)生的時間延遲。

為了均衡該時間延遲，在與主天線站點的光鏈路中采用以10 ns為單位的可調(diào)時間延遲的光延遲線。為了在數(shù)據(jù)中心和分集天線站之間橋接足夠長的光學(xué)距離，采用了光密集波分復(fù)用（DWDM）傳輸系統(tǒng)，該DWDM系統(tǒng)能夠在一根光纖上傳輸多達(dá)49個射頻信號，從而實現(xiàn)最高數(shù)據(jù)速率的傳輸。

雙向Ka波段站點分集配置詳圖

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，還可以采用設(shè)備冗余。上圖顯示了數(shù)據(jù)中心和分集天線站點之間采用1+1冗余配置的雙向光鏈路示意圖。以虹科冗余開關(guān)為例，射頻信號通過一個主模塊和冗余發(fā)射模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳輸，并通過一個主模塊和冗余接收模塊進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)換。在主發(fā)射模塊或主接收模塊發(fā)生故障或丟失的情況下，接收端冗余開關(guān)切換至備用設(shè)備，確保信號傳輸保持最高的質(zhì)量和正常運行時間。