衛(wèi)星通信技術(shù)在民航空管的應(yīng)用
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摘要：衛(wèi)星通信技術(shù)在國內(nèi)民用航空空管系統(tǒng)設(shè)備傳輸網(wǎng)絡(luò)中起到了非常重要的作用，衛(wèi)星傳輸有著通信帶寬容量大、覆蓋范圍廣的優(yōu)勢，同時(shí)，衛(wèi)星通信傳輸還可以在不考慮成本的基礎(chǔ)上，擺脫地理環(huán)境的限制，在實(shí)際使用中有著更加靈活、穩(wěn)定的性能。因此，當(dāng)前的民航空管領(lǐng)域高度重視衛(wèi)星通信的開發(fā)和使用，以期通過進(jìn)一步研究技術(shù)，使衛(wèi)星通信技術(shù)有更好的性能，從而在實(shí)際應(yīng)用中取得更好的效果。
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星；通信技術(shù)；民航；發(fā)送站
1衛(wèi)星通信以及應(yīng)用技術(shù)的簡單介紹
1.1衛(wèi)星通信的主要組成部分
衛(wèi)星通信主要是指人們通過衛(wèi)星作為中繼站，然后通過無線電來實(shí)現(xiàn)2個(gè)或2個(gè)以上的地面站進(jìn)行交流的通信手段。衛(wèi)星通信系統(tǒng)是指人們通過人造地球衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)地球站之間通信的通信系統(tǒng)。在民航空管領(lǐng)域中使用的衛(wèi)星通信方式主要是地球上站與站之間的間接通信，其衛(wèi)星通信系統(tǒng)由3部分組成，即衛(wèi)星、地面發(fā)送站和地面接收站。衛(wèi)星在太空中起到了信號轉(zhuǎn)發(fā)的作用，其通過地面發(fā)射站發(fā)送無線電信號到太空中，經(jīng)由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)再次回到地面，最終實(shí)現(xiàn)2個(gè)地面站與地面站之間的信息交換。
1.2衛(wèi)星通信技術(shù)在空管系統(tǒng)中的應(yīng)用
中國民航空管衛(wèi)星通信技術(shù)始于20世紀(jì)90年代，1995年開始逐步建立民航空管衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。早期主要使用的是美國休斯公司推出的以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的TES數(shù)字電話/數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，并租用了鑫諾一號衛(wèi)星C波段轉(zhuǎn)發(fā)器（2011年更換為中星10號衛(wèi)星），C波段的使用頻段為4～6GHz。此外，民航PES也在空管網(wǎng)絡(luò)傳輸中占到相當(dāng)大的比例。因此，這2種類型的衛(wèi)星通信技術(shù)都屬于C波段衛(wèi)星。21世紀(jì)初，隨著我國空管事業(yè)的發(fā)展，舊的TES衛(wèi)星已經(jīng)難以滿足人們的需求，因此，開始考慮新的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，之后，新的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)——KU波段衛(wèi)星在空管領(lǐng)域得到了廣泛使用，民航KU衛(wèi)星通信網(wǎng)于2002年立項(xiàng)，2005年進(jìn)入安裝實(shí)施階段，并購買了1個(gè)由亞洲衛(wèi)星公司經(jīng)營管理的亞洲四號衛(wèi)星，轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬為54M。KU的使用頻段達(dá)到了12～14GHz。因此，多個(gè)衛(wèi)星通信技術(shù)交叉形成了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到了有效處理數(shù)字語音和數(shù)據(jù)通信的目的。
1.2.1C波段衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用
C波段衛(wèi)星通信技術(shù)主要運(yùn)用于空管衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展早期。早期以語音為主的PES和TES衛(wèi)星通信技術(shù)，構(gòu)成了1個(gè)完整的數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)?？展蹸波段主用網(wǎng)控站位于北京，備用網(wǎng)控站位于廣州，采用頻分多址方式FDMA來實(shí)現(xiàn)與地面站間的通信，室內(nèi)中頻為70MHz。隨著空管事業(yè)的發(fā)展，C波段衛(wèi)星僅TES衛(wèi)星站在中南地區(qū)就有34個(gè)站點(diǎn)，在全網(wǎng)更是有著200個(gè)站點(diǎn)，形成了一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)語音傳輸、雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸和電報(bào)業(yè)務(wù)傳輸。
1.2.2KU波段衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家的民航事業(yè)發(fā)展迅速，進(jìn)一步帶動(dòng)了空管事業(yè)的發(fā)展。但隨著空管事業(yè)的發(fā)展和航班量的增多，對設(shè)備的依賴也逐漸加重，加之以往的C波段衛(wèi)星通信技術(shù)資源緊張，其帶寬相對小的缺點(diǎn)進(jìn)一步被放大，衛(wèi)星通信新技術(shù)的應(yīng)用已迫在眉睫。此時(shí)，隨著KU波段衛(wèi)星通信技術(shù)的成熟，KU波段衛(wèi)星通信技術(shù)也成為了空管技術(shù)人員的一個(gè)新選擇。與以往的C波段衛(wèi)星通信技術(shù)相比，其轉(zhuǎn)發(fā)功率更大、接收天線效率更高、天線口徑更小、成本更加低廉，最明顯的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度有著明顯的提升，地面抗干擾能力也更加強(qiáng)大。這就意味著KU波段衛(wèi)星可以處理更多的業(yè)務(wù)，得到更廣泛的使用。目前，民航空管KU衛(wèi)星全網(wǎng)采用多家設(shè)備集成方式組成，室內(nèi)主設(shè)備采用加拿大PolasatVSATPlusⅡ的產(chǎn)品，室外單元ODU主要由美國EFDATA公司提供，室外天線主要由石家莊電子科技集團(tuán)公司第54所提供（有6.2m、4.5m、3.7m等規(guī)格），空管KU波段主用網(wǎng)控站位于北京，備用網(wǎng)控站位于上海浦東，全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)劃分成3個(gè)組網(wǎng)進(jìn)行通信。KU波段衛(wèi)星通信技術(shù)在空管主要應(yīng)用在視頻、多媒體會議、熱線電話、雷達(dá)引接數(shù)據(jù)、氣象廣播數(shù)據(jù)、低速異步數(shù)據(jù)等方面。
2衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星寬帶化的發(fā)展趨勢
隨著社會經(jīng)濟(jì)水平、科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和發(fā)展，衛(wèi)星通信的頻率和范圍也有著日新月異的發(fā)展。隨著空管事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，舊的KU衛(wèi)星通信技術(shù)同樣會落伍，比如KU波段衛(wèi)星同樣存在雨衰過大等缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步滿足用戶對衛(wèi)星通信技術(shù)的需求，Ka和Q等衛(wèi)星通信技術(shù)在不久的將來會得到越來越廣泛的使用。與KU衛(wèi)星技術(shù)相比，Ka等通信技術(shù)同樣有可用帶寬更寬、抗干擾能力更強(qiáng)、設(shè)備體積小的優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合也是未來衛(wèi)星通信的大趨勢，這也是因?yàn)樾l(wèi)星通信技術(shù)有著遠(yuǎn)程通信、廣播通信等特點(diǎn)。
3結(jié)束語
通過以上分析和討論可以發(fā)現(xiàn)，在空管領(lǐng)域，衛(wèi)星通信技術(shù)得到了充分、有效應(yīng)用，且在社會其他領(lǐng)域的生產(chǎn)中起著越來越重要的作用，應(yīng)更加深入、具體地進(jìn)行衛(wèi)星通信技術(shù)研究，通過持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)來促使衛(wèi)星通信技術(shù)的不斷更新，從而找到更多新的應(yīng)用領(lǐng)域。
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作者:洪慕琦 單位:中南空管局通信網(wǎng)絡(luò)中心