基于Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)在電力行業(yè)的應用

陳亮 曾仕倫 朱禮鵬 汪曉帆

摘要：隨著我國互聯(lián)網技術水平的不斷提高，各行各業(yè)對互聯(lián)網的運用變得越來越廣泛，有效推動了互聯(lián)網及有關其他產業(yè)的進一步發(fā)展，有效提高了人們的生活質量。為能夠有效促進電力行業(yè)的智能化發(fā)展，運用Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)是必然趨勢。因此，本文對基于Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)在電力行業(yè)的應用進行探討研究，具有重要意義。

關鍵詞：Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng);電力行業(yè);應用

中圖分類號：TN927.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0094-01

目前，Ka頻段高通量高軌位衛(wèi)星是業(yè)內通過衛(wèi)星接入互聯(lián)網的主要方式。根據(jù)衛(wèi)星企業(yè)制定的計劃，在成功發(fā)射東西增強衛(wèi)星以后，Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)將會擴大自身的覆蓋區(qū)域，包括周邊海域、整個亞洲地區(qū)。目前，和運行系統(tǒng)相比，Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)帶寬容量約為其的10倍，可以說，Ka寬帶衛(wèi)星的帶寬完全可以和光纖并齊。本文對基于Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)在電力行業(yè)的應用進行探討研究，具有重要意義。

1 Ka高通量寬帶衛(wèi)星的優(yōu)勢與特點

1.1 優(yōu)勢

因為Ka頻段主要選用20-30GHz的高頻信道，這種信道資源是非常豐富的，通過利用頻率復用技術與點波束設計，能夠大幅度提高Ka高通量寬帶衛(wèi)星的容量，大幅度減小Ka高通量帶寬的成本。Ka高通量寬帶衛(wèi)星主要選用集中饋電方式，在喀什、成都、懷來這三個地方分別設有信關站，且均由北京運營中心進行統(tǒng)一管理，通過利用大容量光纖，實現(xiàn)不同站點之間的互相連通，Ka衛(wèi)星系統(tǒng)能夠擴大自身的規(guī)模。針對業(yè)務運營系統(tǒng)、地面段網絡系統(tǒng)、空間段衛(wèi)星資源，通過選用天地一體化設計，廣大用戶只要購買終端，便能夠成功接入高速的寬帶互聯(lián)網，同時能夠有效傳輸各種數(shù)據(jù)、視頻、語音等。

1.2 特點

相較于傳統(tǒng)的網絡，網絡覆蓋廣、通信容量大、通信成本低、抗災能力強、終端小巧功耗低、站點安裝部署快速等優(yōu)點。

2 Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)在電力行業(yè)的應用服務

2.1 線路網絡覆蓋

在線路巡檢方面，輸電線路非常艱險，線路會翻過叢山峻嶺、跨越大江大河，范圍非常廣，大部分區(qū)域的地面網絡沒有，巡線人員通信手段單一，遇到特殊情況無法及時回傳信息數(shù)據(jù)，通過ka高通量衛(wèi)星移動小站，作為現(xiàn)場臨時網絡接入點，能夠快速解決問題。

2.2 水電、風電、光伏電站網絡覆蓋

四川、西藏、云南、貴州等山區(qū)擁有大量水電站，大部分水電站都是在落差很高的山區(qū)，環(huán)境復雜、通信覆蓋極其脆弱，使用Ka衛(wèi)星通信對偏遠電站庫區(qū)監(jiān)測，建設迅速、成本低、抗自然災害強。風電、光伏電站一般都建設在無人區(qū)域，網絡基本無法保證，采用ka衛(wèi)星通信系統(tǒng)，能夠很好的解決通信問題。

2.3 在建工程初期網絡覆蓋

電力行業(yè)的“發(fā)、輸、送、變”等工程一般都是地處偏遠，工程初期通信網絡十分受限。針對在建工程所在地區(qū)，通過選用Wifi覆蓋方式+Ka小站進行組網，實現(xiàn)偏遠工程地區(qū)的網絡全覆蓋，以為人們提供互聯(lián)網接入服務與語音電話服務。通過利用一個衛(wèi)星小站，能夠獲取更高容量的網絡帶寬，同時可以滿足偏遠地區(qū)網絡業(yè)務的使用要求。如果工程項目所在地的供電條件比較差，在這種情況下，宜利用太陽能來進行供電，通過運用太陽能，可以有效提高供電的穩(wěn)定性。綜上所述，使用高通量Ka衛(wèi)星通信，解決工程項目初期網絡覆蓋問題。

2.4 電力應急通信的運用

Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信因自身特點，具有機動性、小終端、大容量等，所以Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信十分適用于應急業(yè)務。Ka衛(wèi)星系統(tǒng)通過選用多種不同的形式，包括移動便攜站式、固定站式等，可以傳輸多種不同的臨時應急數(shù)據(jù)。在對應急突發(fā)事件進行應對時，當移動通信業(yè)務、地面固定通信業(yè)務癱瘓或者損毀時，通過使用Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信，能夠有效傳輸視頻、數(shù)據(jù)、雙向語音，或者能夠對多種不同的通信指揮終端、應急采集終端進行有效搭配，如移動基站、集群、無人機、單兵等。

第一，移動便攜站式。在Ka高通量衛(wèi)星中，衛(wèi)星終端的功耗小，且比較小巧，衛(wèi)星調制解調器體積和家庭使用的普通無線路由器差不多，自重小于1000g，便于運輸與攜帶。移動便攜站所使用的拼裝面板結構是可以進行拆卸的，這種結構的中路、體積都是便于攜帶的，一個人完全可以背戶攜帶。而對于傳統(tǒng)設備，其自重常常過重，一個人根本無法獨自對其進行運輸和操作。所以一些偏遠山區(qū)線路發(fā)生中斷等問題時，可以選用移動便攜站，通過人力方式將其快速運輸?shù)绞鹿尸F(xiàn)場，以有效應對應急通信故障問題。

第二，固定站式。因為ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)選用的通信頻率是非常高的。對于傳統(tǒng)的vsat小站，根據(jù)要求，需要選用2.5m口徑的天線，而對于固定站式，根據(jù)要求，僅需選用0.95m口徑的天線，通過選用口徑更小的天線，能夠有效提高組網安裝的靈活性，有助于災害現(xiàn)場網絡通信的迅速恢復，通過構建后方指揮中心、災害現(xiàn)象的網絡通道，能夠快速傳輸數(shù)據(jù)信息、語音信息和視頻信息。

3 Ka高通量寬帶衛(wèi)星的應用展望

我國對Ka高通量寬帶衛(wèi)星的使用，標志著中國高通量衛(wèi)星寬帶業(yè)務正式進入商業(yè)運營發(fā)展階段。在未來成功發(fā)射東西增強衛(wèi)星以后，衛(wèi)星通信網絡將會無縫覆蓋全亞洲。在多個項目的建設過程中，包括泛在物聯(lián)網、能源互聯(lián)網、智能電網等，我國國網制定的電力綜合數(shù)據(jù)網、電力調度數(shù)據(jù)網已經不能滿足當下現(xiàn)有業(yè)務的發(fā)展要求，業(yè)務層面的發(fā)展速度遠遠大于網絡層面的發(fā)展速度。針對當前我國國網快速發(fā)展的要求，Ka高通量衛(wèi)星網絡的發(fā)展恰好與其是互相契合的。因為Ka衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有抗毀性、靈活性，所以通過使用Ka衛(wèi)星通信系統(tǒng)，能夠滿足當前我國國網的發(fā)展要求。在未來發(fā)展中，只要將網絡信息安全要求予以解決，ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)便能夠建立一個完善的電力通信網絡，實現(xiàn)電力通信網絡的全面覆蓋，以保證我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 李博.國外通信衛(wèi)星領域最新發(fā)展態(tài)勢分析[J].國際太空，2018（07）：12-17.

[2] 司聞智.高通量衛(wèi)星通信系統(tǒng)設計因素分析[J].中國新通信，2018（06）：22.